Файл: Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 59
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, имеющих важное значение для жизни человека. Эти свойства, или факторы, определяются как экологически значимые и зависят от особенностей самих ландшафтов. Созданный таким образом тип карт наиболее полно характеризует изменение природных условий и систем жизнеобеспечения (геосистем) в пространственно-временном выражении.
Подобное мнение разделяется в последнее время многими исследователями. Вместе с тем в экологическом картографировании наметились по крайней мере четыре направления (Кочуров, Жеребцова, 1995).
В первом на карте показывается разделение территории на ландшафты, оценивается степень благоприятности условий жизни населения и нарушенности ландшафтов. Отдельно на карте отмечаются очаги и центры загрязнения среды, их объемы и характер вредных выбросов. Такой принцип положен в основу эколого-географической карты Российской Федерации масштаба 1:4 000 000, созданной в 1991 г. группой разработчиков МГУ, Санкт-Петербургского университета (СПбУ) и Института географии СО РАН, а также ряда карт отдельных регионов, созданных в лаборатории ландшафтоведения и тематического картографирования Научно-исследовательского института географии СПбУ.
Основным объектом исследования является природный территориальный комплекс (ПТК), ранг и размерность которого определяется масштабом исследования. Такое направление экологического картографирования можно назвать «ландшафтно-экологическим», и его последовательно развивает А.Г. Исаченко (1990). Существующие ландшафтные карты позволяют использовать данный подход при оценке экологической обстановки различных регионов. Однако там, где природные ландшафты значительно изменились под влиянием человеческой деятельности и превратились в природно-антропогенные геосистемы, при экологическом картографировании возникают большие трудности. Кроме того, информация о состоянии среды накапливается в рамках административных единиц, границы которых не совпадают с границами ПТК.
Ландшафтно-экологическое картографирование перспективно при оценке экологической ситуации регионов нового освоения для разработки планов экологически безопасного развития территории (например, север Западной Сибири). Для таких регионов выбор в качестве объекта картографирования естественных ландшафтов представляется наиболее оправданным.
Во втором направлении объектом экологической оценки и картографирования являются административные территориальные единицы (или их сочетание). Данное направление, условно названное «административно-экологическим», широко применяется при оценке пространственных различий экологической обстановки на федеральном и региональном уровнях. Достоинство данного подхода - опора на достаточно большую государственную экологическую информацию и статистические данные. Недостатки данного подхода выявляются при простом сопоставлении размеров территориальных операционных единиц (объектов картографирования) одного ранга. Например, на федеральном уровне Красноярский край (2 401,6 тыс. км2) и Республика Тыва (170,5 тыс. км2) формально являются объектами картографирования одного ранга. Другой существенный недостаток данного подхода состоит в том, что значительные внутренние неоднородности объекта картографирования, связанные с дифференциацией природных условий и антропогенных воздействий, практически не учитываются при анализе экологического состояния административной территории на основе государственной статистики, что приводит к искаженной и необъективной картине, особенно при использовании различных удельных показателей (т/км2 или м3/чел.).
Для третьего направления экологического картографирования характерны почти полный отказ от составления интегральных комплексных карт и показ максимально полной информации о территории (природно-ландшафтная дифференциация, антропогенная нагрузка, негативные изменения среды обитания и т.п.) на одной итоговой карте. При таком подходе не приходится говорить об основном объекте картографирования, так как на одной карте одновременно показываются и объекты топографической основы, и природно-ландшафтные районы, и ареалы загрязнения территории. Данное направление можно назвать «информационно-экологическим» картографированием. Такой подход, особенно при традиционном «бумажном» методе составления карт, не имеет особых перспектив развития. Как правило, невозможно всю первичную экологическую информацию отобразить в полном объеме на одной карте. Несколько карт (или экологический атлас) только частично решают проблему, так как позволяют получить объективную информацию об экологической ситуации на территории в целом. Единственная перспектива «информационно-экологического» картографирования — использование ГИС-технологий, позволяющих хранить и анализировать большие объемы разнообразной пространственно-временной информации и составлять по заданному алгоритму комплексные карты.
Четвертое направление связано с разработкой ряда карт экологических ситуаций бывшего СССР, России и ее отдельных регионов, стран СНГ и мира в 1989-2002 гг. В основе этих карт лежит разделение территории на природные и природно-антропогенные ареалы (геосистемы), которые оцениваются по характеру и степени изменений экологически значимых свойств ландшафтов, важных для человека и его хозяйственной деятельности. Эти изменения, приводящие к экологическим проблемам, могут быть разной степени остроты (благоприятности или неблагоприятное™), т.е. вызывать определенную экологическую ситуацию. Таким образом, конкретным содержанием экологической карты является показ ареалов экологических ситуаций (своеобразного эколого-проблемного пространства) разной степени остроты с набором экологических проблем разной значимости или одной проблемы, но наиболее значимой. Это является очень важным условием, так как при хозяйственном воздействии на природу возникает, как правило, целый ряд негативных экологических изменений компонентов природы (загрязнение, деградация, нарушение и т.д.), которые взаимодействуют между собой, образуя экологическую ситуацию.
Если антропоцентрический принцип — это стержень, определяющий в конечном итоге специфику комплексного экологического картографирования, то вторым существенным признаком данного типа карт является их «оценочное™». Даже инвентаризационные карты распространения отдельных загрязнителей, составленные по материалам детальных натурных измерений, в неявном виде передают оценку загрязнения. Это выражается, во-первых, в выборе самого элемента, для которого составлена карта поля загрязнения; во-вторых, разбиение количественной шкалы на ступени осуществляется с учетом современной научной парадигмы о пороговых рубежах и передает информацию, что сегодня считается «плохо», а что еще «хорошо».
Такое «проблемно-экологическое» направление в картографировании позволяет выявить значительно более детальную картину пространственной неоднородности экологического состояния на федеральном и региональном уровнях по сравнению с другими. Основная трудность его - недостаточная разработанность формальных методов определения границ картографируемых выделов - ареалов экологических проблем и ситуаций, что связано с объективными и субъективными факторами. К объективным факторам можно отнести полноту информации о состоянии окружающей среды, несовпадение подходов при оценке экологического состояния отдельных компонентов ландшафта, разномас- штабность и разновременность экологической информации. Субъективный фактор - выбор методов интегральной оценки экологической ситуации, которые могут меняться в зависимости от различия в природных и социально-экономических характеристиках исследуемой территории и наличия необходимой информации.
Картографирование экологических ситуаций- процесс сложный, особенно при выявлении острых экологических ситуаций, требующий прежде всего обобщения большого количества картографических материалов (Кочуров, 1997, 2003).
Под выявлением экологических ситуаций подразумевается: 1) пространственная локализация экологических проблем; 2) установление перечня (набора) экологических проблем; 3) определение комбинаций (сочетания) экологических проблем и отнесение выявленного ареала к той или иной степени остроты экологической ситуации. Таким образом, процесс выявления и картографирования экологических проблем и ситуаций взаимосвязан и неделим.
Вопрос пространственной локализации экологических ситуаций исходит из специфики объекта картографирования и степени информационного обеспечения. Так, точность проведения границ ареалов ситуаций зависит от уровня современных научных знаний, опирающихся на существующие технологии контроля среды, качество исходных материалов и квалификацию разработчиков.
По существующим правилам создания карт нужны подробные полевые исследования, создание масштабного ряда карт состояния среды и в дальнейшем их обобщение и генерализация.
Перечень картографируемых проблем зависит от масштаба исследования (Кочуров, 1997, 2003). Чем мельче масштаб, тем более обобщенно формулируются проблемы и, как правило, на первое место выходят наиболее значимые и важные. При укрупнении масштаба и работе с региональным уровнем детализации появляются проблемы, присущие данной территории. Для их выявления и оценки пороговых рубежей требуется использование специальных разработок и региональных шкал.
Вопрос отнесения полученного ареала с конкретным перечнем экологических проблем, выявленных в региональном разрезе, к той или иной градации остроты (кризисной или напряженной) строго не формализован. Пока только нарабатываются подходы, позволяющие создать единую классификацию экологических ситуаций, опирающуюся на конкретные качественные и количественные данные. Существуют отдельные критерии, по которым оценивается та или иная степень остроты экологической проблемы.
В настоящее время формируются новые подходы для оценки остроты проблем, в которых главным критерием должен стать генофонд (как человека, так и геосистемы). Влияние на генофонд человека предлагается характеризовать иммунной системой (частота инфекционных заболеваний), наследственностью (количеством патологических отклонений) и качеством генофонда (детской смертностью в сопоставлении с общей смертностью). Сложнее решать вопрос оценки влияния среды на генофонд геосистемы, который в общем виде характеризуется по состоянию биоты (Кочуров, 1997, 2003).
В целом последовательность этапов разработки карт экологических ситуаций включает 5 этапов (табл. 2).
Таблица 2
Важным является этап выбора территориальной единицы. Все используемые при оценке состояния окружающей среды территориальные единицы можно объединить в два вида районирования: индивидуальное (выполняемое специально для данной карты) и исходное (при котором используется существующее районирование, например, ландшафтное или административное и т.п.). В последнем случае оценка состояния среды проводится для территориальных единиц так называемого жесткого территориального каркаса (ландшафтных выделов, контуров использования земель, бассейнов, административных единиц и т.п.). При выборе индивидуального районирования оценочная процедура проводится последовательно: сначала определяется контурная сетка индивидуальных выделов, затем проводится оценка их экологического состояния.
С учетом наличия исходной информации разработаны два алгоритма составления карт экологических ситуаций: при отсутствии необходимых количественных данных и при достаточном информационном обеспечении. Оба варианта предлагают представление исходной информации в картографической форме в виде одномасштабных карт. В первом случае используются аналитические (географические) экспертные оценки, во втором - метод формализованных оценок (Кочуров, Жеребцова, 1995).
Подобное мнение разделяется в последнее время многими исследователями. Вместе с тем в экологическом картографировании наметились по крайней мере четыре направления (Кочуров, Жеребцова, 1995).
В первом на карте показывается разделение территории на ландшафты, оценивается степень благоприятности условий жизни населения и нарушенности ландшафтов. Отдельно на карте отмечаются очаги и центры загрязнения среды, их объемы и характер вредных выбросов. Такой принцип положен в основу эколого-географической карты Российской Федерации масштаба 1:4 000 000, созданной в 1991 г. группой разработчиков МГУ, Санкт-Петербургского университета (СПбУ) и Института географии СО РАН, а также ряда карт отдельных регионов, созданных в лаборатории ландшафтоведения и тематического картографирования Научно-исследовательского института географии СПбУ.
Основным объектом исследования является природный территориальный комплекс (ПТК), ранг и размерность которого определяется масштабом исследования. Такое направление экологического картографирования можно назвать «ландшафтно-экологическим», и его последовательно развивает А.Г. Исаченко (1990). Существующие ландшафтные карты позволяют использовать данный подход при оценке экологической обстановки различных регионов. Однако там, где природные ландшафты значительно изменились под влиянием человеческой деятельности и превратились в природно-антропогенные геосистемы, при экологическом картографировании возникают большие трудности. Кроме того, информация о состоянии среды накапливается в рамках административных единиц, границы которых не совпадают с границами ПТК.
Ландшафтно-экологическое картографирование перспективно при оценке экологической ситуации регионов нового освоения для разработки планов экологически безопасного развития территории (например, север Западной Сибири). Для таких регионов выбор в качестве объекта картографирования естественных ландшафтов представляется наиболее оправданным.
Во втором направлении объектом экологической оценки и картографирования являются административные территориальные единицы (или их сочетание). Данное направление, условно названное «административно-экологическим», широко применяется при оценке пространственных различий экологической обстановки на федеральном и региональном уровнях. Достоинство данного подхода - опора на достаточно большую государственную экологическую информацию и статистические данные. Недостатки данного подхода выявляются при простом сопоставлении размеров территориальных операционных единиц (объектов картографирования) одного ранга. Например, на федеральном уровне Красноярский край (2 401,6 тыс. км2) и Республика Тыва (170,5 тыс. км2) формально являются объектами картографирования одного ранга. Другой существенный недостаток данного подхода состоит в том, что значительные внутренние неоднородности объекта картографирования, связанные с дифференциацией природных условий и антропогенных воздействий, практически не учитываются при анализе экологического состояния административной территории на основе государственной статистики, что приводит к искаженной и необъективной картине, особенно при использовании различных удельных показателей (т/км2 или м3/чел.).
Для третьего направления экологического картографирования характерны почти полный отказ от составления интегральных комплексных карт и показ максимально полной информации о территории (природно-ландшафтная дифференциация, антропогенная нагрузка, негативные изменения среды обитания и т.п.) на одной итоговой карте. При таком подходе не приходится говорить об основном объекте картографирования, так как на одной карте одновременно показываются и объекты топографической основы, и природно-ландшафтные районы, и ареалы загрязнения территории. Данное направление можно назвать «информационно-экологическим» картографированием. Такой подход, особенно при традиционном «бумажном» методе составления карт, не имеет особых перспектив развития. Как правило, невозможно всю первичную экологическую информацию отобразить в полном объеме на одной карте. Несколько карт (или экологический атлас) только частично решают проблему, так как позволяют получить объективную информацию об экологической ситуации на территории в целом. Единственная перспектива «информационно-экологического» картографирования — использование ГИС-технологий, позволяющих хранить и анализировать большие объемы разнообразной пространственно-временной информации и составлять по заданному алгоритму комплексные карты.
Четвертое направление связано с разработкой ряда карт экологических ситуаций бывшего СССР, России и ее отдельных регионов, стран СНГ и мира в 1989-2002 гг. В основе этих карт лежит разделение территории на природные и природно-антропогенные ареалы (геосистемы), которые оцениваются по характеру и степени изменений экологически значимых свойств ландшафтов, важных для человека и его хозяйственной деятельности. Эти изменения, приводящие к экологическим проблемам, могут быть разной степени остроты (благоприятности или неблагоприятное™), т.е. вызывать определенную экологическую ситуацию. Таким образом, конкретным содержанием экологической карты является показ ареалов экологических ситуаций (своеобразного эколого-проблемного пространства) разной степени остроты с набором экологических проблем разной значимости или одной проблемы, но наиболее значимой. Это является очень важным условием, так как при хозяйственном воздействии на природу возникает, как правило, целый ряд негативных экологических изменений компонентов природы (загрязнение, деградация, нарушение и т.д.), которые взаимодействуют между собой, образуя экологическую ситуацию.
Если антропоцентрический принцип — это стержень, определяющий в конечном итоге специфику комплексного экологического картографирования, то вторым существенным признаком данного типа карт является их «оценочное™». Даже инвентаризационные карты распространения отдельных загрязнителей, составленные по материалам детальных натурных измерений, в неявном виде передают оценку загрязнения. Это выражается, во-первых, в выборе самого элемента, для которого составлена карта поля загрязнения; во-вторых, разбиение количественной шкалы на ступени осуществляется с учетом современной научной парадигмы о пороговых рубежах и передает информацию, что сегодня считается «плохо», а что еще «хорошо».
Такое «проблемно-экологическое» направление в картографировании позволяет выявить значительно более детальную картину пространственной неоднородности экологического состояния на федеральном и региональном уровнях по сравнению с другими. Основная трудность его - недостаточная разработанность формальных методов определения границ картографируемых выделов - ареалов экологических проблем и ситуаций, что связано с объективными и субъективными факторами. К объективным факторам можно отнести полноту информации о состоянии окружающей среды, несовпадение подходов при оценке экологического состояния отдельных компонентов ландшафта, разномас- штабность и разновременность экологической информации. Субъективный фактор - выбор методов интегральной оценки экологической ситуации, которые могут меняться в зависимости от различия в природных и социально-экономических характеристиках исследуемой территории и наличия необходимой информации.
Картографирование экологических ситуаций- процесс сложный, особенно при выявлении острых экологических ситуаций, требующий прежде всего обобщения большого количества картографических материалов (Кочуров, 1997, 2003).
Под выявлением экологических ситуаций подразумевается: 1) пространственная локализация экологических проблем; 2) установление перечня (набора) экологических проблем; 3) определение комбинаций (сочетания) экологических проблем и отнесение выявленного ареала к той или иной степени остроты экологической ситуации. Таким образом, процесс выявления и картографирования экологических проблем и ситуаций взаимосвязан и неделим.
Вопрос пространственной локализации экологических ситуаций исходит из специфики объекта картографирования и степени информационного обеспечения. Так, точность проведения границ ареалов ситуаций зависит от уровня современных научных знаний, опирающихся на существующие технологии контроля среды, качество исходных материалов и квалификацию разработчиков.
По существующим правилам создания карт нужны подробные полевые исследования, создание масштабного ряда карт состояния среды и в дальнейшем их обобщение и генерализация.
Перечень картографируемых проблем зависит от масштаба исследования (Кочуров, 1997, 2003). Чем мельче масштаб, тем более обобщенно формулируются проблемы и, как правило, на первое место выходят наиболее значимые и важные. При укрупнении масштаба и работе с региональным уровнем детализации появляются проблемы, присущие данной территории. Для их выявления и оценки пороговых рубежей требуется использование специальных разработок и региональных шкал.
Вопрос отнесения полученного ареала с конкретным перечнем экологических проблем, выявленных в региональном разрезе, к той или иной градации остроты (кризисной или напряженной) строго не формализован. Пока только нарабатываются подходы, позволяющие создать единую классификацию экологических ситуаций, опирающуюся на конкретные качественные и количественные данные. Существуют отдельные критерии, по которым оценивается та или иная степень остроты экологической проблемы.
В настоящее время формируются новые подходы для оценки остроты проблем, в которых главным критерием должен стать генофонд (как человека, так и геосистемы). Влияние на генофонд человека предлагается характеризовать иммунной системой (частота инфекционных заболеваний), наследственностью (количеством патологических отклонений) и качеством генофонда (детской смертностью в сопоставлении с общей смертностью). Сложнее решать вопрос оценки влияния среды на генофонд геосистемы, который в общем виде характеризуется по состоянию биоты (Кочуров, 1997, 2003).
В целом последовательность этапов разработки карт экологических ситуаций включает 5 этапов (табл. 2).
Таблица 2
| Этапы | Содержание |
| 1 | Определение субъекта оценки и картографирования, масштаба исследования |
| II | формулировка цели (постановка задачи, выбор критериев оценки) |
| III | Определение территориального каркаса, территориальные единицы (индивидуальное районирование - проблемные ареалы), «жесткий» территориальный каркас - ландшафтные выделы, контуры использования земель и т.п. |
| IV | Оценка (оценивание выявленных территориальных единиц по благоприятности их свойств для данного субъекта), разработка оценочных шкал, проведение оценивания |
| V | Разработка картографической модели, знаковых систем, проектирование легенды, пояснительных текстов и т.п. |
Важным является этап выбора территориальной единицы. Все используемые при оценке состояния окружающей среды территориальные единицы можно объединить в два вида районирования: индивидуальное (выполняемое специально для данной карты) и исходное (при котором используется существующее районирование, например, ландшафтное или административное и т.п.). В последнем случае оценка состояния среды проводится для территориальных единиц так называемого жесткого территориального каркаса (ландшафтных выделов, контуров использования земель, бассейнов, административных единиц и т.п.). При выборе индивидуального районирования оценочная процедура проводится последовательно: сначала определяется контурная сетка индивидуальных выделов, затем проводится оценка их экологического состояния.
С учетом наличия исходной информации разработаны два алгоритма составления карт экологических ситуаций: при отсутствии необходимых количественных данных и при достаточном информационном обеспечении. Оба варианта предлагают представление исходной информации в картографической форме в виде одномасштабных карт. В первом случае используются аналитические (географические) экспертные оценки, во втором - метод формализованных оценок (Кочуров, Жеребцова, 1995).