Файл: Курс лекций _Методы геоэкологических исследований_.pdf

21

На современном этапе развития методов наблюдений результаты 

представляются  в  виде  изображений  (снимков,  пространственно-
временных диаграмм, карт) и баз данных на компьютерных носителях 
информации,  которые  вместе  с  программами  обработки  входят  в  со-
став геоинформационных систем, каталогов, таблиц. 

Географические информационные системы (ГИС) 

 это средство 

моделирования  и  познания  природных  и  социально-экономических 
систем. Как указывает А. М. Берлянт,  понятие «географические» обо-
значает  в  данном  случае  не  «пространственность»  или  «территори-
альность»,  а  комплексность  и  системность  исследовательского  похо-
да. ГИС применяется для исследования всех тех природных, общест-
венных  и  природно-общественных  объектов  и  явлений,  которые изу-
чают науки о Земле и смежные с ними социально-экономические нау-
ки,  а  также  картография,  дистанционное  зондирование.  В  технологи-
ческом аспекте ГИС (ГИС-технология) предстает как средство сбора, 
хранения, преобразования, отображения и распространения простран-
ственно-координированной географической информации. С производ-
ственной  точки  зрения  ГИС  является  комплексом  аппаратных  уст-
ройств  и  программных  продуктов  (ГИС-оболочек),  предназначенных 
для  обеспечения  управления  и  принятия  решений,  важнейший  эле-
мент  этого  комплекса 

  автоматические  картографические  системы. 

ГИС  одновременно  рассматривается  как  инструмент  научного  иссле-
дования, технология и продукт ГИС-индустрии.  

В геоэкологических исследованиях ГИС используются для реше-

ния  следующих  основных  задач:  рационального  использования 
природных  ресурсов;  мониторинга  геоэкологических  ситуаций  и 
опасных  природных  явлений;  оценки  техногенных  воздействий  на 
среду  и  их  последствий,  обеспечения  экологической  безопасности 
регионов;  а  также  при  проведении  экологической  экспертизы 
проектов  хозяйственной  и  иной  деятельности;  контроля  условий 
жизнедеятельности  населения;  в  научных  исследованиях  и 
образовании;  геоэкологическом  картографировании  (комплексном  и 
отраслевом). 

Наиболее  полная  информация  о  состоянии  окружающей  среды 

получается  в  результате  мониторинговых  наблюдений.  Существуют 
различные  подходы  к  классификации  мониторинга  (по  характеру  ре-
шаемых задач, уровням организации, природным средам за которыми 
ведутся  наблюдения).  Система  геоэкологического  мониторинга  нака-
пливает, систематизирует и анализирует информацию о состоянии ок-

22

ружающей среды, источниках и факторах воздействия, допустимости 
изменений и нагрузок на среду.  

Система  мониторинга  реализуется  на  нескольких  уровнях,  кото-

рым  соответствуют  специально  разработанные  программы:  импакт-
ном  (изучение  сильных  воздействий  в  локальном  масштабе);  регио-
нальном  (проявление  проблем  миграции  и  трансформации  загряз-
няющих  веществ,  совместного  воздействия  различных  факторов,  ха-
рактерных для экономики региона); фоновом (на базе биосферных за-
поведников, где исключена всякая хозяйственная деятельность). Про-
граммы  наблюдений  формируются  по  принципу  выбора  приоритет-
ных  (подлежащих  первоочередному  определению)  загрязняющих  ве-
ществ  и  интегральных  (отражающих  группу  явлений,  процессов  или 
веществ) характеристик.  

Методы нахождения эмпирических зависимостей характеризуют 

способ познания объекта. К ним относятся уже рассмотренные обще-
научные,  междисциплинарные  и  специфические  методы  исследова-
ния.  Наибольшую  роль  в  физико-географических  исследованиях  иг-
рают сравнительный, картографический, исторический и математиче-
ский  методы,  взаимодействующие  между  собой.  В  геоэкологических 
исследованиях большое значение также имеют геохимический,  ланд-
шафтный, системный и экологический подходы. 

Методы  предсказания  поведения  объекта.

Процесс  прогнозиро-

вания  начинается  с  определения  его  цели  и  объекта,  так  как  именно 
они определяют тип прогноза, содержание и набор методов прогнози-
рования,  его  временные  и  пространственные  параметры.

Логические 

методы прогнозирования основаны на применении определенной по-
следовательности мыслительных операций (индукции, дедукции, экс-
пертных  оценок,  аналогий,  системного  анализа).  Формализованные 
методы  основаны  на  использовании  источников  фактографической 
информации (прогнозной экстраполяции и интерполяции, статистиче-
ский, аналитический, моделирования и др.). 

Выбор  методов  прогнозирования  в  каждом  конкретном  случае 

определяется рядом условий, среди которых наиболее важны: цель и 
задачи прогноза, величина прогнозируемого периода, специфика про-
гнозируемого  объекта,  полнота  и  достоверность  исходной  информа-
ции.  Для  геоэкологического  прогнозирования  необходим  также  учет 
масштаба территории, на которую распространяется прогноз. 

На  теоретическом  уровне  выделяется  метод  моделирования, 

разнообразие  возможностей  которого  обусловлено  использованием 

23

принципов анализа и синтеза элементов и подсистем модели. В ряду 
вербальные 

  графические    математические  модели,  особое  место 

занимают графические блоковые. По характеру активности субсистем 
выделяют  класс  объектных  моделей,  традиционных  для  изучения 
природных  геосистем,  и  субъект 

  объектных  моделей  природно-

антропогенных  геосистем,  включая  геотехнические  и  интегральные 
«природа 

 хозяйство  общество». Объектные модели выступают со-

временной  теоретической  базой  стационарных  исследований  геосис-
тем и наиболее широко используются  в ландшафтном картографиро-
вании. В субъект 

 объектных моделях субъект обладает ценностны-

ми  критериями,  способностью  преобразовывать  объект.  Применение 
этого  класса  моделей  характерно  для  геоэкологических  оценок.  Воз-
можное многообразие состояний субъекта и связей с объектом создает 
ряд  методических  трудностей,  обусловленных  чрезвычайно  большим 
объемом  анализируемой  информации  и  невозможностью  передачи 
множества состояний подобных систем с помощью единой картогра-
фической модели. 

По числу субсистем выделяют моносистемные модели, в которых 

элементами  выступают  компоненты  природы  или  хозяйства,  и  поли-
системные модели, где акцентируется внимание на взаимосвязях гео-
комплексов  более  низкого  ранга.  На  выбор  методики  исследований 
существенное  влияние  оказывает  понимание  исследователем  форм 
причинности  наблюдаемых  явлений 

  однозначной  или  многознач-

ной,  жестко  детерминированной  или  вероятностной.  Сфера  анализа 
различия  и  сочетания  проявлений  форм  причинности  в  геосистемах 
относится к важнейшему направлению теоретических исследований. 

Исходной позицией и некоторым итогом теоретических поисков 

является  система  определений  научной  дисциплины,  от  качества  ко-
торой во многом зависит успех дальнейшего развития теории. В связи 
с этим актуальны методы логического анализа и формализации суще-
ствующих понятий. 

Классы  задач,  решаемых  в  процессе  комплексных  физико-

географических  исследований.  Все  многообразие  задач  комплекс-
ных физико-географических исследований может быть сгруппировано 
(по В. К. Жучковой, Э. М. Раковской) в четыре класса, в зависимости 
от предмета изучения ПТК (табл. 3). 

Первые три класса задач направлены на изучение пространствен-

но-временной организации ПТК. 

24

Таблица 3 

Соотношение целей, задач и методов исследования  

Классы решаемых  

задач 

Аспект изуче-

ния ландшафт-

ной структуры 

Цель 

Основной метод 

сбора фактиче-

ского материала 

Основной специ-

фический метод 

решения задачи 

Изучение свойств и 
пространственного 
размещения ПТК 

Пространст-
венный 

Описание 

Маршрутный  Ландшафтное 

картографиро-
вание 

Изучение станов-
ления ПТК 

Генетиче-
ский 

Объясне-
ние 

Ключевой 

Ретроспектив-
ный анализ 

Изучение функ-
ционирования ПТК 

Функцио-
нальный 

Предска-
зание 

Стационар-
ный 

Метод ком-
плексной ор-
динации 

Исследования для 
прикладных целей 

Прикладной 

Использо-
вание 

Камеральный  Оценочные 

методы 

Они раскрывают свойства и особенности ПТК как целостных об-

разований, вопросы их происхождения, специфику функционирования 
и  динамики,  тенденции  изменения  в  будущем.  Цель  этих  общенауч-
ных исследований – все более глубокое познание сущности ПТК, без-
относительно  каких-либо  конкретных  целей  использования  их 
свойств. 

Четвертый класс задач 

 это исследования для прикладных целей. 

Здесь, по мнению В. К. Жучковой, изучают внешние связи ПТК с об-
ществом  в  рамках  сложной  суперсистемы  «природа 

  общество». 

Природные комплексы выступают здесь как элементы более высокого 
уровня организации, для изучения связей которого необходимо кроме 
знаний  свойств  самого  ПТК,  получаемых  в  результате  общенаучных 
исследований,  учитывать  требования  общества  к  этим  свойствам  и 
способность  ПТК  их  удовлетворять.  Изучение  же  самой  проблемы 
прикладных  исследований,  их  методологии  и  методики  является  об-
щенаучной задачей. 

В настоящее время этот класс задач трансформировался в новое 

научное  направление 

  геоэкологию,  научные  интересы  которой 

включают в себя такие крупные разделы, как геоэкологическая оценка 
качества  окружающей  среды,  состояния  ПТК,  природно-ресурсного 
потенциала  территории,  прогноз  развития  геотехнических  систем, 
эколого-геохимические и эколого-геофизические исследования и др.  

Выбор  методики  исследований  зависит  от  природных  особенно-

стей  и  социально-экономического  назначения  геосистем,  масштабов 
исследования, что определяет логическую схему

исследований, выбор 

25

различных  операционных  единиц  анализа,  показателей  и  методов 
оценки.  Отличительной  особенностью  геоэкологических  исследова-
ний является широкое применение оценочных приемов.  

Подытоживая рассмотренные подходы, выделим следующие на-

правления геоэкологической оценки:  

  оценка сложившихся геоэкологических ситуаций через анализ 

и  картографирование  территориальных  элементов  геосистем  различ-
ного социально-экономического назначения;  

  изучение в них направленности и интенсивности антропоген-

ных потоков вещества и энергии;  

  оценка  качества  среды  обитания  человека  (качества  природ-

ных сред, комфортности условий жизни, безопасности для здоровья);  

  оценка ПТК через компонентыиндикаторы его геоэкологиче-

ского состояния. 

Последовательность в перечне основных классов задач определя-

ется  их  логической  и  исторической  связью.  Задачи  каждого  после-
дующего  из  общенаучных  классов  могут  быть  решены  достаточно 
полно  и  глубоко  лишь  на  основе  использования  результатов  преды-
дущего этапа. Прикладные исследования могут «надстраиваться» над 
любым  из  этапов  общенаучных  исследований,  в  зависимости  от  зна-
ний, необходимых для решения практических прикладных задач. 

По  критерию  научной  новизны  методы  подразделяют  на  тради-

ционные,  к  которым  относятся  сравнительно-описательный,  карто-
графический; новые 

 ландшафтный, геохимический, геофизический; 

новейшие 

 геоэкологический, информационных технологий. 

Таким  образом,  совокупность  методов  физико-географических 

исследований,  применяемых  в  геоэкологии,  рассмотрена  по  следую-
щим критериям: 

  степени  их  универсальности    общенаучные,  междисципли-

нарные, специфические;  

  уровню познания  эмпирические, теоретические;  
  способу изучения  полевые и камеральные исследования;  

 классам  задач    методы  изучения  пространственного  размеще-

ния, становления, функционирования геосистем, оценки их геоэколо-
гического состояния;  

  научной новизне  традиционные, новые, новейшие.