| BVPD tipas | Fitoplanktoninis tipas | Rodikliai |
|---|---|---|
| II - III | S1 | VQ < 1,5 |
| II - III | S2 | VQ > 1,5 |
| I | P1 | VQ < 1,5 |
| I | P2 | VQ > 1,5; vidutinis gylis < 3m; pratakumas <1210% |
| I | P3 | VQ > 1,5; vidutinis gylis ≥ 3m; pratakumas <1210% |
| I | P4 | VQ > 1,5; pratakumas > 1210% |
1 Įžanga
Šio darbo tikslas - pagal 2025 m. Sentinel-2 palydovines nuotraukas atvaizduoti galimą antropogeninį poveikį vandens telkiniams pagal tikėtinas chlorofilo „a“ koncentracijas. Tikėtinos chlorofilo „a“ koncentracijos nustatomos iš palydovinių nuotraukų, jas apdorojant mašininio mokymo dėka suformuotais specializuotais algoritmais, parengtais Aplinkos apsaugos agentūros vykdyto projekto Nr. LT05-1-AM-TF-002 „Jūros ir vidaus vandenų ekologinės būklės kartografavimo ir monitoringo gerinimas“ (toliau - Projektas), finansuojamo 2014-2021 metų Norvegijos finansinio mechanizmo programos „Aplinkosauga, energetika ir klimato kaita“ lėšomis (plačiau apie projektą ir jo rezultatus galima pasiskaityti čia).
Chlorofilas “a” yra dalis vandenų būklės vertinimo sistemos. Kai stipriai padidėja jo koncentracijos, ypač jeigu tai signalizuoja melsvabakterių žydėjimą, sumažėja vandens skaidrumas, sumažėja deguonies kiekis dugne (kartais jo visai nelieka), atsiranda neigiami pokyčiai žuvų ištekliuose, nyksta bioįvairovė, pasireiškia kiti neigiami vadinamojo eutrofikacijos proceso efektai. Visą tai sumažina tiesioginę ir netiesioginę vandens telkinių teikiamą naudą. Pavyzdžiui, didėja kaštai pakrančių valymui, mažėja pajamos iš turizmo, patiriama žala dėl žvejybos įrankių sugadinimo ir prarandamos žvejybos galimybės (ypač aktualu Baltijos jūrai ir Kuršių marioms), didėja išlaidos kelionėms į nepaveiktas vietoves, mažėja kultūrinė ir istorinė vertė. Todėl netiesioginis ir dažnas Chlorofilas “a” stebėjimas per palydovus sudaro geresnes galimybes stebėti vandens telkinių bendrą sveikatą (ChlA - geras apytikslis indikatorius), paveiktumą, poveikio pokyčius ir atitinkamai greičiau ir kokybiškiau reaguoti į problemas. Tačiau pažymėtina, kad palydovinė informacija šiuo metu naudojama kaip papildomas duomenų šaltinis greta valstybinio monitoringo duomenų - pastarieji laikomi pagrindiniu duomenų šaltiniu vertinant vandens telkinių būklę.
2 Metodika
Palydoviniai duomenys buvo kraunami ir apdorojami už 2025 m. vegetacijos sezoną (balandžio - spalio mėnesius). Preliminarus antropogeninis poveikis vandens telkiniams pagal chlorofilą „a“ prognozuotas tiek pagal apibendrintus vidutinius vegetacinio periodo duomenis (Baltijos jūra, Kuršių marios, ežerai ir tvenkiniai), tiek pagal momentines konkrečios datos vertes (ežerai ir tvenkiniai, o Baltijos jūrai ir Kuršių marioms naudotos tik tam tikros mažai debesuotų dienų datos). Iš momentinių duomenų taip pat paskaičiuota kiek kartų per metus antropogeninis poveikis kiekviename telkinyje galėjo būti reikšmingas.
Pažymėtina, kad chlorofilo „a“ įverčiai galimai atspindi tik vieno vandens kokybės elemento fitoplanktono indekso (toliau – EFPI), kuris naudojamas ežerų ir tvenkinių ekologinės būklės vertinimui, sudėtinę dalį. Yra žinoma, kad chlorofilo „a“ ir EFPI vertės gerai koreliuoja. Chlorofilo „a“ koncentracija dažniausiai pakankamai gerai atspindi antropogeninį poveikį vandens telkiniams, nors aukštos chlorofilo vertės gali būti ir dėl nepalankių natūralių gamtinių procesų, kaip, pavyzdžiui, natūralus vandens telkinio senėjimas ir pan. Dėl šios priežasties palydovinių duomenų dėka nustatyti galimai probleminiai vandens telkiniai turi papildomai būti įvertinti ekspertiškai, įskaitant papildomos vietinės informacijos surinkimą apie galimus taršos šaltinius, papildomus tyrimus ir pan. Atkreipiame dėmesį, kad vandens telkinių būklė vertinima integruotai iš visų ekologinės būklės kokybės elementų (fitoplanktono, fitobentoso, makrofitų, dugno bestuburių, žuvų, fizikinių-cheminių ir hidromorfologinių) įverčių, nustatytų vadovaujantis valstybinio monitoringo tyrimų duomenimis bei atitinkamais vertinimo kriterijais ir aprašais, nurodytais Paviršinių vandens telkinių būklės nustatymo metodikoje, su kuria detaliau galima susipažinti čia.
Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta aukščiau, aukščiau nurodytoje būklės vertinimo metodikoje chlorofilo a 5 būklės klasių ribų vertės naudotos ne telkinių būklei įvertinti, bet indikacijai apie galimą antropogeninio poveikio arba nepalankių natūralių procesų stiprumą. Labai gera, gera, vidutinė, bloga ir labai bloga būklės klasės čia užvadintos kaip atitinkamos poveikių skalės: Nėra; Nereikšmingas; Mažas; Reikšmingas; ir Stiprus. Poveikius atspindintys kriterijai pagal chlorofilo a koncentracijas pateikiami žemiau (žr. Lentelė 1).
| Poveikis | P1 | P2 | P3_P4 | S1 | S2 |
|---|---|---|---|---|---|
| Nėra | <7,2 | <11,9 | <9,7 | <6,9 | <4,8 |
| Nereikšmingas | 7,2 - 13,2 | 11,9 - 24,8 | 9,7 - 17,8 | 6,9 - 12,0 | 4,8 - 8,6 |
| Mažas | 13,2 - 24,3 | 24,8 - 51,2 | 17,8 - 32,9 | 12,0 - 21,0 | 8,6 - 15,3 |
| Reikšmingas | 24,3 - 44,8 | 51,2 - 106,5 | 32,9 - 61 | 21,0 - 36,5 | 15,3 - 27,3 |
| Stiprus | >44,8 | >106,5 | >61 | >36,5 | >27,3 |
| P1 | P2 | P3_P4 | S1 | S2 |
|---|---|---|---|---|
| <12,0 | <22,0 | <17,0 | <15,0 | <9,0 |
| 12,0 - 24,0 | 22,0 - 41,0 | 17,0 - 33,0 | 15,0 - 25,0 | 9,0 - 16,0 |
| 24,0 - 45,0 | 41,0 - 78,0 | 33,0 - 63,0 | 25,0 - 42,0 | 16,0 - 28,0 |
| 45,0 - 87,0 | 78,0 - 145,0 | 63,0 - 120,0 | 42,0 - 70,0 | 28,0 - 50,0 |
| >87,0 | >145,0 | >120,0 | >70,0 | >50,0 |
Poveikio stiprumo kriterijai skiriasi priklausomai su vadinamųjų fitoplanktoninių ežerų tipų (žr. Lentelė 2), kurie išskiriami iš esmės pagal vandens apsikeitimo greitį ir tūrį atspindinčias charakteristikas (Ežero tūrio santykis su baseino plotu (VQ), vidutinį gylį, pratakumą) bei pagal priklausomybę tipams, išskirtiems pagal Direktyvos 2000/60/EB (BVPD) reikalavimus
Duomenys ežerams buvo siunčiami iš nuotraukų blokų, kuriuose debesuotumas galėjo siekti net iki 99 %. Tuo siekta “pagauti” maksimalų kiekį vandens telkinių ar jų dalių kiekvieną dieną, kai buvo nuotraukų, ir taip išnaudoti visas įmanomas galimybes, kurias suteikia palydoviniai duomenys poveikiams identifikuoti. Tačiau tai taip pat gali reikšti, kad kai kurios vertės gali būti nereprezentatyvios ar šiek tiek iškritusios iš konteksto, jeigu galimas poveikis įvertinamas tik mažoje telkinio dalyje, kuri ženkliai skiriasi nuo likusios akvatorijos. Dėl šios priežasties, jeigu nustatomos aukštos vertės, visada bus reikalingas ekspertinis žvilgsnis, įvertinantis ir tai, kokia akvatorijos dalis buvo prieinama nuotraukoje. Baltijos jūroje ir Kuršių mariose tikslai buvo šiek tiek kiti - parenkant nuotraukas analizei buvo siekiama, kad didžioji dalis šių telkinių akvatorijos būtų nepadengta debesimis, kad rezultatai būtų pakankamai reprezentatyvūs.
3 Duomenų bendroji apžvalga
Per visą 2025 m. vegetacijos sezoną (balandžio - spalio mėnesiais) panaudoti 181 dienos iš 214 galimų t.y. 84.58 % viso laikotarpio nuotraukų duomenų. Iš viso per visą 2025 m. vegetacijos sezoną surinkta informacija apie 3349 vandens objektus (ežerus, tvenkinius, Baltijos jūrą ir Kuršių marias), kas sudaro 99.88 % visų > 1 ha ploto Upių, ežerų ir tvenkinių kadastro (toliau - UETK) vandens objektų, arba 83.81 % visų atitinkamų UETK vandens objektų (įskaitant < 1 ha).
Iš viso per 2025 m. laikotarpį (vegetacijos periodą) surinkta 139618 (chlorofilo a koncentracijų verčių t.y. duomenų eilučių duomenų bazėje). Tačiau dėl skirtingo atskirų ežerų prieinamų nuotraukų skaičiaus ir nevienodo debesuotumo sąlygų surinktos informacijos kiekis apie kiekvieną šalies vandens objektą yra nevienodas ir gana smarkiai varijuoja (žr. Paveikslas 1). Dauguma vandens objektų nuotoliniu būdu ištirta 32 - 53 kartų ribose (vidutiniškai - 42).
4 Vidutinių sezoninių duomenų analizė
Išvedus kiekvienam vandens objektui 50 procentilio chlorofilo a koncentracijų sezoninį vidurkį ir pagal jo vertę bei metinius poveikio kriterijus (žr. Lentelė 1 a dalį) nustačius galimą poveikio klasę nustatyta, kad maždaug 65 % vandens objektų galimai gali patirti ar patyrė praeityje pakankamai reikšmingą žmogaus veiklos poveikį, kai tuo tarpu stiprus poveikis gali pasireikšti 7 % vandens objektų (žr. Paveikslas 2 ir Paveikslas 3). 2024 m. reikšmingai ir stipriai paveiktų vandens objektų skaičius sudarė atitinkamai 61 ir 7 %. Taigi, 2025 m. tiek santykinai, tiek absoliučiu dydžiu padaugėjo reikšmingai paveiktų vandens objektų, ir tokia tendencija tęsiasi jau kelis metus. Tuo pačiu, jeigu metines vertes reprezentuotų ne vidurkiai, bet medianos, reikšmingai paveiktų vandens objektų dalis ženkliai sumažėtų (iki 52 %), padidėjant mažo ir nereikšmingo poveikio dalims (atitinkamai iki 39 ir 5 %) (žr. Paveikslas 4). Šiuo būdu būtų eliminuojama ekstremalių, galimai netipinių ar net atsitiktinių, verčių ar netolygaus jų pasiskirstymo per sezoną įtaka. Galimai paveiktų ir nepaveiktų vandens objektų erdvinis pasiskirstymas pateiktas interaktyviame žemėlapyje (žr. Paveikslas 5), o šiuo aspektu preliminariai įvertintų vandens objektų sąrašas - atskiroje lentelėje (žr. Lentelė 3).
5 Momentinių duomenų analizė
Analizuojant momentinius duomenis žiūrima į kokią poveikio klasę vandens objektas patenka kiekvieną pasirinktą datą, o tada skaičiuojama kiek dažnai į atitinkamą klasę jis pateko, kokia klasė vyravo ir kiek kartų buvo viršytas pasirinktas poveikio reikšmingumo slenkstis. Tokia informacija leidžia papildomu pjūviu šalia vidutinių sezoninių duomenų įvertinti galimą telkinio problemiškumą, žmogaus veiklos poveikio galimą intensyvumą.
Čia pasižiūrėti 2 galimi poveikio stiprumo slenksčiai - skaičiuoti atvejai, kai poveikis pasiekė mažo/reikšmingo poveikio lygį, ir atvejai, kai viršytas nereikšmingo/mažo poveikio lygiai. Bent kartą nereikšmingo/mažo poveikio lygį buvo viršiję praktiškai visi vandens objektai. Mažo/reikšmingo poveikio lygį bent kartą perkirto taip pat didelė dalis vandens objektų (91.9 % - 2024 m. - 89.5 %, ir kiekvienai metais vis daugiau). Vistik vienkartinis viršijimas dar savaime neindikuoja kažkokios problemos. Šiuo atveju svarbesnis yra viršijimų dažnio rodiklis. Dažniausiai pasitaikė 12-32 kartus peržengiama nereikšmingo/mažo poveikio riba (žr. Paveikslas 6), kai mažo/reikšmingo poveikio riba buvo dažniausiai peržengiama 2-5 kartus (žr. Paveikslas 7).
Žvelgiant į poveikio klasių pasikartojimą matyti, kad kažkokio lygio poveikis galimai egzistuoja bent pusėje duomenų aibės (56.71 %, 2024 m. - 55.06 %, ir tokia augimo tendencija jau keli metai), tačiau reikšmingas ir stiprus poveikis - tik 14.24 % atvejų (2024 m. - 14.6 %, 2023 m. - 11 %) (Paveikslas 8 ir Paveikslas 9).
Skaičiuojant poveikio klasių pasikartojimą visoje duomenų aibėje vaizdą gali kiek iškreipti vandens telkiniai, kurie stebėti dažniau. Todėl kitas būdas situacijai vertinti - išskirti kiekviename telkinyje vyraujančią poveikio klasę. Tas padaryta, tačiau priimant, kad jeigu prasčiausios daugiausiai pasikartojančios klasės rodiklis lygus geresnės klasės rodikliui, vyraujančia klase laikoma geresnė klasė (vertinimas į “geresnę pusę”). Visgi rezultatas gaunamas gana panašus, išskyrus tai, kad stiprus poveikis beveik niekad nevyrauja ir šiek tiek didesnė dalis tenka nereikšmingam poveikiui (Lentelė 4). Kažkokio lygio poveikis pagal šį analizės pjūvį galimai paliečia 53 % telkinių (2024 m. - 50 %, tad situacija nežymiai suprastėjo).
| Vyraujantis poveikis | Atvejai | Atvejai % |
|---|---|---|
| Mažas | 1670 | 50 |
| Nereikšmingas | 1236 | 37 |
| Nėra | 330 | 10 |
| Reikšmingas | 102 | 3 |
| Stiprus | 11 | 0 |
| Nėra duomenų | 4 | 0 |
Detaliai susipažinti su poveikio klasių pasikartojimu ir vyraujančia klase kiekvienam telkiniui galima lentelėje apačioje (Lentelė 5).
6 Galimai problemiškiausi vandens objektai 2025
Pritaikius Metodikos skyrelyje išdėstytą metodiką 2025 m. identifikuota 42 galimai pačių problemiškiausių vandens objektų, kuriuose pagal palydovinius duomenis fiksuotos galimai didžiausios Chlorofilo a koncentracijos (metinės, momentinės ar reikšmingo poveikio slenkstį dažniausiai peržengiančios). Bendra tendencija - kuo mažesni vandens objektai, tuo probleminių telkinių daugiau. Daugiausia tokių buvo <10 ha paviršiaus ploto kategorijoje (21), o mažiausia - didžiųjų (>50 ha ploto) vandens telkinių kategorijoje, kuriems visų pirma taikomas Vandens įstatymo ir ES Direktyvos 2000/60/EB reikalavimas pasiekti gerą ekologinę būklę. Tokių probleminių vandens telkinių identifikuota 9. Iš jų dauguma ežerai ar tvenkiniai: Amalvas, Angirių tvenkinys, Didžiulis, Švenčius, Ūdrijos ežeras. Taip pat tarp probleminių didžiųjų telkinių pateko ir jūriniai vandenys: Išskirtinė ekonominė zona, Pietinė smėlėta priekrantė, Teritorinė jūra, Šiaurinė akmenuota priekrantė. Detaliau su probleminiais telkiniais galima susipažinti apačioje pateikiamame žemėlapyje (Paveikslas 10) ir lentelėje (Lentelė 6). Galutiniam nustatymui ar šie vandens telkiniai tikrai probleminiai reikalinga dar įvertinti panaudotų nuotraukų kokybę, esamus kitus duomenis, galbūt atlikti realius tyrimus ar apžiūrą vietoje. Mažų telkinių palydoviniams įverčiams, lyginant su didelių telkinių situacija, dažniau įtakos turi seklumos ir makrofitų juostos - šie veiksniai gali iškreipti realią situaciją, nes AAA sistema kartais tokias vietas priskiria didesnių ChlA koncentracijų akvatorijoms.
7 Chlorofilo a koncentracijų pasiskirstymas
Be skirstymo į poveikio klases naudinga įvertinti ir nuotoliniu būdu nustatytų chlorofilo a koncentracijų intervalą, išsibarstymą, dažniausias vertes. Vienas būdas yra įvertinti šį išsibarstymą pagal procentilius, tiek momentiniams, tiek ir vidutiniams metiniams duomenims (Paveikslas 11). Natūralu, kad prie didesnių procentilių gaunamas ir aukštesnių verčių intervalas. Momentinių duomenų išsibarstymo intervalai yra platesni nei metinių, tačiau medianinės vertės ties kiekvienu procentiliu yra šiek tiek žemesnės. Pagal momentines vertes, priklausomai nuo procentilio, dažniausių verčių intervalas yra 14-78 mkg/l, o pagal vidutines metines - 20-67 mkg/l. Medianinės vertės ties 50 procentiliu yra atitinkamai 32 ir 35 mkg/l. Įvertinant išskirtis, pagal metinius duomenis jos maksimaliai siekia iki ~ 107 mkg/l (nuo 80 iki 107 mkg/l priklausomai nuo procentilio), o pagal momentinius - iki 144 mkg/l (nuo 126 iki 144 mkg/l priklausomai nuo procentilio).
Apžvelgiant chlorofilo a koncentracijų išsibarstymą pagal ežerų fitoplanktoninius tipus, palyginimo tikslais įtraukiant kaip atskirą tipą ir Baltijos jūrą bei Kuršių marias (čia žymimas kaip BJM),matyti, kad išsibarstymo vertės aukštėja judant link tipų, kuriems būdingos aukštesnės poveikio klasių ribinės vertės (“laisvesnės”). Iliustracijoje tipai išrikiuoti didėjančia ribinių verčių kryptimi (Paveikslas 12). Šiai krypčiai “nepaklūsta” tik S2, S1 ir iš dalies P2 tipai, tačiau kol kas sunku daryti kažkokias išvadas dėl to.
8 Nuotraukų pavyzdžiai
Žemiau pateikiami apkarpytų Baltijos jūros ir Kuršių marių Lietuvos akvatorijų apdorotų, klasifikuotų (su nustatytomis chlorofilo a koncentracijomis) ir kategorizuotų (su priskirtomis poveikio klasėmis) nuotraukų pavyzdžius (žr. Paveikslas 13, Paveikslas 14, Paveikslas 15 ir Paveikslas 16).
9 Išvados
- Per 2025 m. vegetacijos sezoną (balandis-spalis) panaudota 84.58 % viso laikotarpio nuotraukų duomenų (181 dienų iš 214 galimų);
- Per šį laikotarpį surinkta informacija apie 3349 vandens objektus - 99.88 % visų > 1 ha ploto ir 83.81 % absoliučiai visų UETK kadastro vandens objektų (ežerų ir tvenkinių). Tai reiškia, kad 2025 m. Projekto rodiklis (70 % UETK ežerų ir tvenkinių ištirtumas per metus) ne tik kad pasiektas, bet ir viršytas (kaip ir 2023 bei 2024 m.);
- 2025 m. vegetacijos periodu surinkta 139618 duomenų įrašų duomenų bazėje (prognostinių chlorofilo a koncentracijų), kas vidutiniškai sudarė 42 “nuotolinių matavimų” 1 ežerui (daugiau nei 2024 m.). Valstybinis monitoringas atliekamas 4 k./metus, 1-2 k./6 metus;
- 2025 m. vidutiniai sezono duomenys rodo, kad iki 65 % UETK vandens objektų (> 1 ha) galimai gali patirti ar praeityje patyrė pakankamai reikšmingą žmogaus veiklos poveikį, kai tuo tarpu stiprus poveikis galėjo pasireikšti 7 % vandens objektų. Tai daugiau nei 2024 m. (augimo trendas nuo 2023 m.). Ši proporcija iš esmės atitinka rizikos ežerų ir tvenkinių (> 50 ha ploto) dalį (64 %);
- Pagal momentinius 2025 m. duomenis reikšmingo poveikio klasių pasikartojimas buvo ženkliai mažesnis nei pagal vidutinius duomenis - 13.16 % prieš 65 %. Šis skirtumas nuo 2023 m. pastoviai auga;
- Maksimalios (95 procentilio) momentinės chlorofilo a koncentracijos siekė 144 mkg/l, o vidutinės metinės - 107 mkg/l. Tokios vertės atitinka išskirtis;
- Dažniausių momentinių verčių intervalas buvo 14-78 mkg/l, o vidutinių metinių - 20-67 mkg/l (priklausomai nuo procentilio);
- Medianinės chlorofilo a koncentracijų vertės ties 50 procentiliu buvo atitinkamai 32 mkg/l momentiniams ir 35 mkg/l vidutiniams metiniams duomenims.