Принципы геоэкологического картографирования

В настоящее время экологизация картографии идет двумя основны­ми путями. Во-первых, происходит внутренняя перестройка картографической науки и практики, смена концепций и подходов к объектам и явлениям, отображаемым на традиционных видах карт. Во-вторых, разрабатываются и создаются собственно экологические карты.

Географическая наука и картографическая практика тесно свя­заны между собой. Состояние географии в различные периоды ее истории, происходившие в ней противоборства идей, преобладавшие в разное время взгляды — все это не оставляло в стороне геогра­фическую картографию. Так, господствовавшая в течение ряда де­сятилетий идея «разделенной» географии разъединила и картогра­фию на физико-географическую и экономико-географическую. При этом целые группы карт, например ресурсные, оказались вне ин­тересов географов. Физико-географы истолковывали предмет своих исследований как чисто природную среду, не нарушенную деятель­ностью людей («природа минус человек»). Экономико-географы, ув­леченные своим родством с общественными науками, не слишком жаловали физическую географию, чему в немалой степени способ­ствовала борьба против географического детерминизма. В результа­те получилось: на одних картах природа без людей, на других — люди без природы.

Картографирование отнюдь не бесстрастная, чисто формальная регистрация некоторой ситуации на листе бумаги. В картах отража­ется определенное представление о предмете картографирования, а также система сложившихся взглядов и традиций. К сожалению, раз­деление географии сказывается порой и в настоящее время, мешая экологизации и географии, и картографии. Но дело осложняется еще и тем, что природопользование не может, не должно строиться на антагонизме человека и природной среды. Тем не менее в решении экологических проблем и, следовательно, в тематике и направленно­сти экологического картографирования проявляются два подхода: геоцентрический и антропоцентрический. Обе крайние позиции не способствуют развитию ни геоэкологии, ни экологической картогра­фии. Эгоистическая забота о человеке в ущерб природе так же вредна и нерасчетлива, как и чрезмерная опека природы, игнорирующая ин­тересы и нужды людей.

В картографии эти два подхода проявляются в своеобразной иде­ализации действительности. Так, на социально-экономических кар­тах отсутствуют последствия воздействия промышленности, городов, технических сооружений на природу, да и сам природный фон чаще всего не показывается, а территориальная организация общества увя­зывается лишь с экономическими и социальными отношениями. С другой стороны, на физико-географических картах с природы сняты все нарушения.

Этот принцип отображения содержания устойчиво со­храняется в течение многих лет, и к настоящему времени стал, очевидно, консервативным. Например, речная сеть представлена не по водности рек, а по рангам притоков; леса, растительность и почвен­ный покров тундр, степей, пустынь показываются невредимыми и т.д. В результате изображение на картах иногда полностью не совпадает с контурами на космических снимках. Картографы пытаются исправить положение дел, корректируя изображение на картах по космическим снимкам или имитируя космические фотографии, как, например, на так называемых «орбитальных» картах. Очевидно, что в этом отношении картографам-экологам предстоит еще серьезная работа.

Собственно геоэкологическое картографирование образует новое направление в тематической картографии, главная цель которого -системное отображение взаимоотношений общества и природы. Оно возникло в связи с тем, что территориальная организация общества, планирование использования земель и ресурсов и решение сопутствующих им экологических проблем нуждаются в моделировании и изучении функционирования экосистем и их динамики. Карта выступает как инструмент исследования, который картографы-экологи должны уметь создавать и которым географы-экологи должны уметь пользоваться.

Картографическая деятельность регулируется тремя видами норм, определяющими ее успешность. Это методологические установки, методы работы и технология производства карт.

Методологические установки определяют взгляд на предмет кар­тографирования и научность содержания карты. Строго говоря, на геоэкологических картах должна отражаться в статике, динамике или процессе функционирования структура экосистем. Однако остается неопределенным принцип выделения экосистем.

Общая теория систем, как раздел математики, имеет дело с абстрактными системами, которые могут быть представлены в виде некоторой теории, описывающей особенности поведения системы. При этом во внимание принимается соотношение между элементами, но не их природа. Общая теория вырабатывает общие правила выделения систем. Но для изучения и картографирования конкретных экосистем их недостаточно. Возникают затруднения с выделением систем в природе.

Мы можем только утверждать, что географическая оболочка Земли является большой динамической системой, обладающей сложной структурой, включающей в себя иерархию более мелких систем различного ранга, каждая из которых является системой (средой) для других подсистем.

Географы нередко экосистемы явно или неявно отождествляют с ландшафтами. Такое решение удобно, но не всегда верно. Например, отдельные водоемы могут рассматриваться как экосистемы, но они не являются самостоятельными ландшафтами. Так же не приводит к выделению экосистем районирование территории по какому-нибудь признаку.

Стремясь обойти трудности, возникающие при изучении и картографировании больших и сложных систем, исследователи обычно прибегают к их декомпозиции. Вообще говоря, существует два пути расчленения систем: покомпонентно и посистемно.

Первый способ традиционен и для географии, и для картографии, поскольку он наиболее прост. Но покомпонентная декомпозиция умерщвляет систему. В этом случае теория природных систем заключается, по меткому выражению Д. Харвея, в «сведении воедино тех осколков действительности, на которые ее разбила наука в целях анализа». На самом деле теория экосистем должна возникнуть не как итог покомпонентного изучения геосистем частными научными дисциплинами, а через структурное исследование природных систем, развивающихся по соб­ственным законам и определенным образом реагирующих на измене­ние внешней среды, а также внутренних взаимосвязей с системами, для которых они являются средой.

Стратегия экосистемных исследований может быть различной и зависит от того, анализируем ли мы уже выделенную систему или синтезируем систему из изученных элементов. Поскольку исходные позиции различны, планирование и организация исследований так­же будут разными. Но в любом случае системное исследование практически разбивается на ряд операций, включающих натурные наблюдения. При этом требуется соблюдение ряда условий, нару­шив которые, можно получить несовместимый материал. Эти ос­новные условия включают согласование наблюдений по территории, во времени, по уровню исследований, степени обобщения, масшта­бу и языку. Несоблюдение этих требований сводит нередко систем­ные исследования просто к соседству нескольких ученых, занима­ющихся решением частных задач, относящихся к интересам раз­личных научных дисциплин.

Сказанное в равной степени относится и к экологическому кар­тографированию, и к изучению экосистем по картам. Принцип си­стемности картографы, упрощая задачу, нередко подменяют систе­матичностью. Отображение целостной системы на единой карте они заменяют последовательным изображением ее состояний или эле­ментов на серии карт. Однако собрание карт, даже представленное в виде атласа, не обязательно становится воспроизведением систе­мы с ее собственными и новыми интегративными качествами. Оче­видно, что принципы и способы так называемого «системного» кар­тографирования, которым картографы уделяют сейчас особое вни­мание, не всегда реализуются в полной мере и нуждаются в дальнейшей разработке.

Принципами конкретной творческой деятельности — методиче­скими установками — определяется способ отображения систем на картах: формируются системы понятий, составляющие легенду, и си­стемы условных обозначений, образующие «язык» карты или, вернее, знаки картографического письма, а также формы картографирова­ния. До недавнего времени картографы обходились традиционным набором условных знаков, лишь несколько дополняя и модернизируя их. Но по мере того, как поток экологической информации и коли­чество используемых терминов и понятий увеличивались, а содержа­ние географических карт стало экологически переосмысливаться, воз­никла необходимость в разработке правил построения специальных легенд экологических карт. За основу таких легенд предлагается брать совокупность понятий, составляющих сложную систему, изо­бражаемую в виде разветвляющегося логического «дерева» — графа, разные ярусы которого характеризуют семантические, синтактиче­ские, прагматические и временные стороны картографируемых объ­ектов, явлений, процессов.

Манера, в которой информация подается на карте, и адекватность ее реальному положению дел существенно влияют на то, что читатель вынесет из знакомства с картой. Карты играют громадную роль в фор­мировании нашего представления об окружающем нас мире прежде всего из-за их предельной наглядности. Поэтому нужно, чтобы знаки создавали правильный образ у потребителя карты, а условность кар­тографического письма не заслоняла реальности отображаемой ситу­ации.

В этой же связи следует отметить, что экологизация картографи­рования повлекла за собой повышение интереса создателей карт к новым формам картографических произведений. Например, как ясно из анализа атласов, особенно зарубежных, все большую роль стали играть аксонометрические изображения, часто используется перспек­тивное построение карт. Графический язык становится все более раз­нообразным.

Картографический метод исследования экологических систем предполагает такую последовательность действий: выявление струк­туры и раскрытие основных связей, образующих экосистему; созда­ние пространственной модели системы в наглядной картографиче­ской форме; изучение экосистемы.

Моделироваться могут состав и содержание системы — моделью статичной, движение — моделью динамичной, функционирование — моделью функциональной. Со­временная картография хорошо справляется с первой задачей, сложнее дело обстоит с динамикой и еще труднее отображается функционирование.

Чтобы карты соответствовали своему назначению, содержание их должно быть достоверным, полным и точным. Между тем надежность экологических карт не всегда достаточно высока. Тому есть несколько причин, главные из них две. Первая состоит в ограниченности наших знаний о законах функционирования природных систем.

Полнота картографического описания экосистем, максимально адекватная оригиналу, практически недостижима. Она либо дескриптивная, осу­ществляемая в рамках понятий, соответствующих нашим знаниям об экосистеме, либо прагматическая, определяемая практическими со­ображениями, а также степенью метрического и содержательного обобщения картографического изображения, т. е. зависит от масшта­ба карты.

Сложность состоит также в том, что очень часто мы не в состоянии отделить естественный ход событий в природе от результатов воздей­ствия людей. Неизвестно, например, кто виноват в появлении озоно­вой «дыры» в атмосфере, какова доля антропогенного фактора в из­менении климата, колебаниях уровня вод в водоемах и т. п. Поэтому наши прогнозы малодостоверны, а программы улучшения природных условий приводят к неожиданным отрицательным последствиям.

Вто­рая причина носит социальный характер, она заключается в недо­ступности информации, имеющей экологическое значение, например о захоронении в морях и на суше ядовитых и радиоактивных веществ, а порой — в прямом запрете на ее использование со стороны лиц и организаций, несущих ответственность за порчу природы и вред, на­носимый здоровью людей.

И, наконец, третий тип норм — технология производства карт — не имеет специфических черт, экологические карты созда­ются традиционными способами. Однако из различных технологий выбираются наиболее подходящие для каждого случая. В настоящее время известны следующие основные группы способов создания карт:

1. Непосредственная съемка. При срочном исполнении работ, ког­да требуется немедленная реакция общества на нарушения природы (загрязнение вод, отравление воздушной среды или территории), применяются самые разнообразные по точности инструментальные, полуинструментальные и глазомерные способы составления карт-схем. Первичная съемка может быть и наземной, и воздушной, и кос­мической. Ее ценность заключается в непосредственной констатации возникшей неблагополучной ситуации в природной среде, в высокой скорости исполнения съемок.

2. Преобразование одних карт в другие, нового содержания и фор­мы. Так, топологическими преобразованиями можно изменить гео­метрию карт: ввести или убрать перспективность изображения, изме­нить проекцию карты, перестроить изображение в блок-диаграмму, преобразовать дискретное (точечное) изображение в непрерывное (изолинейное) и наоборот.

Содержание карты можно изменить путем ее фильтрации или преобразования, например вместо высот рельефа рассчитать и показать углы наклона местности. Наконец, сопоставив содержание серии карт, можно получить новые знания о местности, которые и составят содержание производной карты. Такого рода ма­нипуляции — задача картографо-математического моделирования, с помощью которого можно выделить и изобразить на картах экологи­чески значимые сведения, факты.

В последние годы благодаря внедрению в картосоставление ком­пьютерной техники стали распространяться карты-анаморфозы. На таких картах во имя достижения максимальной наглядности умыш­ленно искажены соотношения размеров и форм реальных террито­рий. Новые карты представляют неожиданные возможности эколо­гической картографии, подчеркивая, например, степень нару­шенности природы в пределах района, области, стран, континентов. В то же время поочередное картографирование последовательных состояний природных систем привело к созданию кинокарт, кото­рые наглядно демонстрируют, например, процесс загрязнения территории.

3. Заполнение картографической основы данными. Это самый универсальный и наиболее употребительный прием создания разно­образных тематических карт. При его использовании данные первич­ных съемок и наблюдений, а также полученные из других источников относятся к точкам, линиям, площадям основы и наносятся на нее с требуемой точностью либо по координатам, либо привязкой к конту­рам. Картографическая основа или изготавливается специально, или берется готовая (чаще всего это общегеографическая карта). Например, для экологической карты Ленинградской области в ка­честве основы использовалась обзорная общегеографическая карта; для экологического атласа С.-Петербурга (1992 г.) основы составля­лись специально.

В частных вариантах третьего способа за основу принимаются ге­оморфологические, почвенные или другие тематические карты, ко­торые дополняются экологическими данными. Особого внимания за­служивают ландшафтно-экологические карты. Разработанная А. Г. и Г. А. Исаченко концепция ландшафтно-экологического картографи­рования исходит из того, что любая проблема, связанная с оценкой качества среды обитания человека, должна рассматриваться на фоне природной дифференциации территории, т. е. членения ее на геоком­плексы разного ранга, выполненного на ландшафтной основе. Ланд­шафтно-экологические карты состоят из двух планов. Первый план — экологические группы ландшафтов, на фоне которых вторым планом даются техногенно обусловленные нарушения природной среды.

В более совершенном варианте эта технологическая схема автома­тизирована, данные накапливаются в банке ГИС и по потребности визуализируются в картографической форме на экране кинескопа в со­четании с любой основой или строится карта на графопостроителе.

4. Создание карт по материалам дистанционных съемок. Сущест­вуют две технологические схемы картографирования по снимкам. Первая использует приемы, отработанные в аэрофототопографии. Вторая применяет уже известный способ раздельного картографиро­вания, когда результаты дешифрирования снимков совмещаются с картографической основой. Последняя технология самая распростра­ненная, поскольку она наиболее гибкая и продуктивная.

Решение текущих задач природопользования нуждается в опе­ративном экологическом картографировании, базирующемся на вы­сокопроизводительной технологии, которая использует материалы аэрокосмических съемок и банки картографических данных. Когда возникает надобность в непрерывном наблюдении за состоянием природной среды, оперативное экологическое картографирование становится элементом мониторинга. Задача картографического мо­ниторинга — это представление наблюденных данных в виде кар­тографического изображения, позволяющего контролировать и кор­ректировать воздействие общества на среду.

Итогом анализа карт являются оценка экологической ситуации, прогноз на будущее и разработка мероприятий по локализации или ликвидации опасно­стей для природы и людей. Мони­торинг представляет собой цепь операций: наблюдение (съемка) —картографирование — использование карт — снова наблюдение — исправление карт — использование карт — и снова съемка. Интер­валы между отдельными циклами могут составлять годы, месяцы, недели и даже часы, если зарегистрировано катастрофическое на­рушение природной среды.

Классификация экологических карт

Географические карты принято делить на три основные разновид­ности: общегеографические, специальные и тематические. К послед­ним относятся карты экологические.

Несмотря на то, что опыт составления экологических карт еще мал и теоретические основы их создания только разрабатываются, они достаточно разнообразны и количество их велико (если учесть все рукописные и изданные малыми тиражами). Поэтому появилась необходимость в их систематизации и классификации с тем, чтобы упорядочить поток экологических карт, повысить их качество и от­ветственность исполнителей за надежность содержания.

Классификация карт может быть построена на разных основа­ниях, по различным признакам и их сочетаниям. В географической картографии чаще всего классификация производится по тематике, содержанию, назначению, масштабам карт, охватываемой террито­рии и другим признакам. При этом необходимо помнить, что вся­кие классификации условны. Чем более дробно деление на классы, тем больше переплетены «ветви» отдельных классификационных «деревьев» — многие карты относятся одновременно к различным видам. Поэтому любая классификация, при всей ее полезности, всегда подвижна, как бы не завершена, отчего является предметом бесконечных дискуссий. Тем не менее классификация — это основ­ное средство и главная процедура всякого научного анализа, в том числе в экологии и картографии.

Общий ход исследования природной среды включает три этапа. На первом этапе устанавливается диагноз — определяются характер и существо природной системы, описывается ее состояние на момент наблюдения (съемки), включая степень освоенности территории и нарушенности природы.

Второй этап начинается, когда восстанавли­вается прежнее состояние природной среды, и заключается в изуче­нии направления и темпов естественных изменений и тех, что вы­званы деятельностью людей, созданными ими техническими систе­мами и сооружениями.

На третьем этапе строится прогноз — заключение о тенденции развития природы — и делается расчет по­следствий воздействия на природную среду.

В соответствии с этими тремя этапами создаются экологические карты следующих типов.

Во-первых, карты диагностические (констатационные), на которых отображаются состояние природной среды, хозяйственное использование природно-территориальных комплексов на данный момент, наличие и размещение источников нарушений, районирование по характеру и степени нарушенности природы.

Во-вторых, карты ретроспективные (палеогеографические), дающие представление о состоянии природы в ближайшем и отдаленном прошлом.

В-третьих, карты футурологические (прогноз­ные), показывающие ход естественных и антропогенных изменений в природной среде, направление и интенсивность разрастания ареа­лов нарушений, а также планируемые мероприятия по устранению нежелательных последствий антропогенного воздействия на природу и регулированию естественных процессов. К прогнозным следует от­нести, в частности, карты территорий с неустойчивой экологической системой, не обладающей достаточной способностью к самовосста­новлению после нарушений. Оперативное картографирование по ма­териалам мониторинга позволяет установить связь между мощью техногенного воздействия и интенсивностью роста загрязненности среды.

Экологические карты предназначаются различным адресатам (учащимся, населению, проектировщикам, управленцам и др.), ис­пользуются в разных операциях (обучении, пропаганде, планирова­нии, проектировании и т. д.), выполняют многообразные функции (информационные, иллюстративные, познавательные и т. п.). В це­лом же по назначению экологические карты делятся на две группы: одни изготовляются для обеспечения народного хозяйства, другие — науки и просвещения. Первые включают карты оценки природных условий, экологической ситуации, ресурсов для существующего и предполагаемого использования земель, строительства, мелиорации и др. Вторые — это научно-справочные, учебные, краеведческие и другие карты.

Территориальная классификация экологических карт различает их по охвату районов, областей, стран, материков, морей. При этом разграничение возможно по административным границам (например, экологические карты Московской, Ленинградской, Харьковской и других областей) и по географическим признакам (мелкомасштабная настенная карта экологии Мирового океана и крупномасштабная ландшафтно-экологическая карта бассейна р. Ардон, Сев. Осетия).

Классификация экологических карт по масштабам еще не вполне разработана. Возможно, что не нужно вводить особый стандартный ряд масштабов для экологических карт. Однако некоторые специалисты считают необходимым принять единую систему научно-справочного экологического картографирования страны в масштабе 1: 2 500 000 и отдельных регионов в масштабах 1: 1 000 000, 1: 500 000 и 1: 200 000. Предлагается также делить экологические карты на 4 категории по масштабам 1: 250 000, 1: 100 000, 1: 50 000, 1: 25 000 и крупнее на том основании, что крупномасштабных карт требует оперативное ру­ководство хозяйством области или административного района.

Выбор масштаба для каждой конкретной карты зависит от ее со­держания. Карта не должна быть излишне загруженной информа­цией, как и слишком пустой. Сейчас чаще всего приходится сталки­ваться с тем, что избирается очень крупный масштаб и карта выгля­дит несоразмеримо мало насыщенной, слишком обобщенной для своего масштаба. Однако практика картографирования районов неф­тедобычи, городов, промышленных районов свидетельствует, что для показа источников загрязнения среды, путей переноса загрязняющих веществ и полей загрязнения нужны карты соответственно крупного, среднего и мелкого масштабов.

Классификация карт по тематике связана с тем, какие науки обслу­живаются картографией. Подразделение экологических карт по этому признаку: биоэкологические, социально- и экономико-экологиче­ские, инженерно-экологические.

Первые включают карты ботанико-экологические, зооэкологические, медико-экологические, рекреационные и др.

Перечень карт, относя­щихся ко второй тематике, чрезвычайно велик и разнообразен, по­скольку они должны показывать не только последствия воздействия об­щества на среду, но и реакцию людей на влияние среды. Предметом инженерно-экологического картографирования является природно-промышленный комплекс — его внешний облик определяют инженер­ные сооружения в пределах некоторого ландшафта, в разной степени преобразованного и нарушенного в результате функционирования предприятий.

Однако даже в этих трех крупных классах невозможно жестко разместить всевозможные экологические карты. Например, медицин­ские карты, показывающие ареалы распространения заболеваний в зависимости от природных факторов, следует отнести к биоэкологи­ческим. Но медицинские карты, отображающие связь болезней с со­циальными условиями существования людей, нужно поместить среди карт социально-экологических.

Тематические карты делятся также на частные и общие, анали­тические и синтетические, элементарные и комплексные.

Частные экологические карты, которые иногда называют отрасле­выми, показывают, например, загрязнение территории одним источ­ником или одним видом загрязняющих веществ, только вод, почв или атмосферы и т. д. К таким картам относятся геолого-экологические карты освоения минерального сырья, на которых показаны экологиче­ские последствия всех стадий освоения месторождения; эколого-геохимические карты, отражающие химическое техногенное загрязнение ландшафтов; эколого-гидрогеологические карты, содержащие инфор­мацию о связи подземных вод с окружающей средой и деятельностью людей; эколого-геоморфологические карты, отображающие геоморфо­логические условия возникновения и функционирования экосистем.

К картам общего типа можно отнести ландшафтно-экологические, по­казывающие основные экологические типы ландшафтов с нарушения­ми, обусловленными техногенным нарушением среды. В этой связи можно упомянуть ландшафтно-экологическую карту Норильского промышленного региона.

Аналитические карты показывают отдельные стороны или свой­ства объектов, явлений и процессов, например распределение ежеме­сячных средних температур в некотором регионе.

Синтетические карты дают целостную характеристику, например, климатических

условий в регионе.

Элементарные карты — это документальные карты, фиксирующие результаты первичных наблюдений и измере­ний, не подвергшиеся какому-либо анализу.

Комплексные карты от­ражают одновременно различные свойства природной среды, степень ее нарушенности с элементами прогноза по разным показателям, районирование территории по ступеням возрастания техногенных нарушений или, наоборот, уровню комфортности, удобству для жиз­ни людей и ведения хозяйства.

Рассмотренные классификации построены, исходя в основном из теоретических соображений, хотя существование всех выделенных типов карт подтверждается практикой. Однако теоретические клас­сификации имеют главным образом познавательное, исследователь­ское значение. Реальная ситуация такова, что экологическое кар­тографирование развивается по тем направлениям, по которым формируется сама экология. Чтобы построить классификацию, не­обходимую для решения практических задач природопользования, следует исходить из тех разновидностей карт, которые были накоп­лены за прошедшие годы.

Все множество карт, которые можно назвать экологическими, отчетливо делится на три главных типа: во-первых, карты состоя­ния природной среды; во-вторых, карты охраны природы; в-треть­их, карты природопользования. Эта классификация отражает ос­новные моменты в наших взаимоотношениях с природой: учет, ох­рану, использование природных ресурсов, понимая под словом «ресурсы» все содержание природной среды.

Каждый из указанных типов экологических карт делится в свою очередь на ряд разновид­ностей, которые мы ниже перечислим.

Карты состояния природной среды. Ряд географов не считают кар­ты, отражающие качество естественной природной среды, экологиче­скими, утверждая, что к экологическим относятся только карты, пока­зывающие нарушение природы, неблагоприятную экологическую об­становку, созданную деятельностью людей.

Так, по определению А. С. Керженцева, экологическая карта должна отображать распреде­ление в пространстве типов экосистем по степени отклонения их состо­яния от естественного.

Е. А. Востокова и Т. С. Козлова считают, что под экологическим картографированием следует понимать создание карт, отражающих природные и антропогенные (измененные) условия су­ществования человека, животного населения и растительности, рас­пределение биоценозов и экосистем.

Действительно, нарастающее влияние общества на окружающую среду не исключает воздействия самой природы на людей: естествен­ные процессы в географической оболочке Земли нередко угрожают лю­дям. Более того, наводнения, ураганы, землетрясения, извержения вулканов уносят больше человеческих жизней, чем катастрофы, свя­занные с функционированием технических систем. Ситуация ослож­няется тем, что внешние обстоятельства заставляют людей пренебре­гать возможными неблагоприятными последствиями и селиться на склонах вулканов и в дельтах и поймах рек.

Следует также учесть еще два момента. Во-первых, без карт при­роды Земли невозможно практическое решение экологических про­блем. Во-вторых, как уже было отмечено, довольно часто не удается отделить эффект человеческого воздействия на среду от чисто при­родных процессов. Можно только утверждать, что на картах эрозии почв и оврагообразования, уровней грунтовых вод и стока рек, по­ступления солнечной радиации на поверхность Земли в скрытом виде отражается доля влияния человека. Поэтому есть все основания по­ставить в ряд экологических карты оценки природной среды и небла­гоприятных условий, карты, предупреждающие о риске стихийных бедствий.

Карты оценки природной среды и неблагоприятных условий создают основу для планирования промышленного и сельскохозяй­ственного освоения земель, городского и дорожного строительства. Это могут быть карты распространения вечной мерзлоты и сезон­ного промерзания грунтов, качества почв и обеспечения пресной водой, медико-климатические и другие медико-экологические кар­ты.

Составлялись, например, карты засоления почв Узбекистана, оценки эрозионной опасности земель России, Туркмении, за рубе­жом — Сербии и Лесото, картографировалась сельскохозяйственная пригодность земель Нечерноземной зоны России, на которой выде­лены 12 классов земель с различной годовой доходностью. Карты микроклимата городов создаются польскими экологами.

Картогра­фический метод применяется при оценке территорий, опасных в отношении эпидемий и эпизоотии. Так, медико-экологическое кар­тографирование Украины представлено поисковым вариантом эколого-географической карты, на которой показана оценка ситуации на основе гигиенических нормативов по загрязнению природной среды. Существует проект создания медико-экологического атласа России. Медико-географические карты входят, кроме того, в серии карт охраны природы и природопользования. Такие карты разра­ботаны для бассейна оз. Байкал.

Карты, предупреждающие о риске стихийных бедствий, необхо­димы при проектировании и строительстве населенных пунктов, пу­тей сообщения и транспортировок, а также сложных технических со­оружений: плотин, атомных электростанций и т. п. К этому разряду относятся карты, показывающие зоны возможных землетрясений, путей схода лавин, оползней, селей. Карты «Лавины» составлялись, например, на районы Кавказа, Таджикистана, Туркмении, за рубе­жом — Норвегии.

Картография широко используется при изучении естественных опасностей. Предложен картографический метод оцен­ки селевой угрозы аридных районов, ранее слабо изученных; разра­батываются принципы составления обзорных лавинных карт с целью оценки условий лавинообразования и расчета прогноза. Для десятка наиболее разрушительных видов стихийных бедствий установлены пороговые значения. Составлены карты сочетаний видов возможных стихийных бедствий на территории России с указанием повторяемо­сти и потенциального ущерба от них.

Карты нарушений состояния природной среды, которые чаще всего и называются экологическими, показывают распространение по территории и перенос водами и атмосферой промышленных и быто­вых отходов, выбросов ядовитых веществ. Так, известны карты за­грязнения атмосферного воздуха больших городов и индустриальных центров в странах СНГ (Петербург, Иркутск, Харьков и др.) и за рубежом (Прага, Братислава, города Германии и др.).

Большое внимание привлекают карты нарушений и загрязнения природной среды в результате добычи полезных ископаемых — от­крытых разработок угля, руд, нефтедобычи, интенсивных лесозаго­товок. Так, значительное число экологических карт составлено на районы нефтедобычи в Западной Сибири и других регионах.

Карто­графируются и изучаются последствия прокладки и функционирова­ния БАМ и газопроводов из Уренгоя в европейскую часть России. Ведется картографирование нарушенных лесов в Красноярском крае, Иркутской области, деградированных из-за загрязнения лесов Урала. Созданы карты лесов, поврежденных пожарами в Испании, санитар­ного состояния лесов в Чехии и Словакии, ущербных лесов в Канаде, Австрии и др.

Картографируются земли с различным уровнем деградации; со­ставляются радиологические карты сельскохозяйственных земель. Так, подобная карта Брянской области служит для разработки мето­дов блокирования поступления радионуклидов в сельскохозяйствен­ную продукцию.

Существенным остается вопрос об оценке экологи­ческой ситуации. Приняты уровни ПДК для разных веществ, но не для всех. По этому показателю предложены 6 степеней остроты эко­логической обстановки: катастрофическая, кризисная, критическая, напряженная, удовлетворительная, условно благоприятная. По ним, а также и по другим параметрам и критериям проводится картогра­фическое районирование территорий.

Картографы-экологи стремятся получить общую картину экологи­ческой ситуации в отдельных регионах, стране и даже в глобальном масштабе. Так, например, созданы карта экологического состояния Хабаровского края, районов интенсивного освоения Бурятии, включая Прибайкалье, экологическая карта Мирового океана (СПбГУ), карта острых экологических ситуаций на территории СССР (ИГ РАН).

За­служивает упоминания «Красная карта» экологических проблем, обус­ловленных водохозяйственными мероприятиями на территории стра­ны, о которой было доложено в 1988 г. на Всесоюзном экологическом совещании. Авторы ее привели пример построения карты критических изменений геосистем, вызванных антропогенным воздействием на во­ду. На карте показаны загрязнение рек, деградация и засоление почв, изменение уровня грунтовых вод, разрушение почвенного и раститель­ного покрова, истощение водных ресурсов, потеря земельных угодий, критическое состояние концевых водоемов и, наконец, приведены экс­пертные оценки интенсивности нарушений.

Карты охраны природы. Этот тип карт известен в двух основных вариантах: карты заповедных территорий, охраняемых представителей животного мира и мест их обитании, растительности, вод, земель­ных угодий; карты планируемых мероприятий по сохранению и оп­тимизации естественных природных условий.

Карты охраны природы, имеющие наиболее давнюю историю среди всех экологических карт, чаще всего помещаются в атласах: областных, республиканских, государственных, городов. Так, в атласе «Ленин­град» находятся карты «Достопримечательные природные места и лан­дшафтные районы» и «Парки и лесопарки окрестностей Ленинграда», которые можно отнести к рекреационным картам. Карты охраны природы или карты охраняемых природных объектов имеются в атла­сах Львовской области, Латвии и др.

Карты заповедных территорий показывают национальные пар­ки, заповедники по их разрядам, санитарные водоохранные и лесоохранные зоны и др. Из них можно назвать карту охраняемых природ­ных территорий бассейна оз. Байкал, на которой выделены резерва­ции естественных достопримечательностей. Созданы карты охраны природных ресурсов, например «Состояние охраны рыбных запасов» и «Состояние охраны охотничьих угодий» и др.

К охраняемым объектам относятся также памятники культуры, музеи под открытым небом (например, Кижи, Ипатьевский мона­стырь и др.). Например, в Литве во время инвентаризации земель производилось картографирование памятников природы и культуры. В перспективе предполагается составить карту охраны памятников истории и культуры на всю Литву. Кроме того, предлагается ото­бражать эти памятники на топографических картах. Геологической службой земли Шлезвиг-Гольштейн (Германия) разработаны карты средних и крупных масштабов, на которых показаны взятые под охрану основные формы рельефа: морены, друмлины, озы, камы, клиф, песчаные косы, дюны, зандровые поля, марши, речные до­лины, карстовые провалы и др. Однако следует заметить, что часто картами «охраны природы» называют карты, содержащие сведения о нарушении природной сре­ды, т. е. относящиеся к другой разновидности.

Карты природоохранных мероприятий и оптимизации земель служат основой при планировании и проектировании мелиоратив­ных работ, осушения и обводнения земель, противоэрозионных ме­роприятий, рекреации земель, регулирования стока, защиты от на­воднений, восстановления растительного покрова и т. д. Для про­ведения мероприятий по охране природы необходимо разнообразное картографическое обеспечение.

Например, для Генеральной схемы противоэрозионных мероприятий в Молдове потребовалось создание серии взаимосвязанных тематических блоков карт: состояния при­родной среды, динамичных и цикличных явлений, оценки уровня освоенности земель, негативного антропогенного влияния на приро­ду, мер охраны природы с целью поддержания естественного рав­новесия, районирования территории по совокупности всех призна­ков, прогнозных и проектных карт с указанием этапов, объемов, стоимости, предполагаемой эффективности противоэрозионных мер.

Французскими специалистами разработана методика картогра­фирования территории для обеспечения принятия решений о воз­можности ее оздоровления и благоустройства на примере централь­ного региона страны. Вся территория анализируется по характеру компонентов ландшафта и устойчивости к внешним воздейст­виям.

Поскольку попытки оптимизировать природную среду, имея са­мые благие намерения, нередко кончаются ухудшением экологиче­ской обстановки, как это произошло, например, с чрезмерно осу­шенными землями Полесья, то картографирование природоохран­ных мероприятий и их последствий становится необходимым элементом мониторинга. Поэтому такие карты можно отнести так­же к следующему типу — картам природопользования.

Карты природопользования. Эти карты представлены, пожалуй, одной разновидностью — картами использования земель, где под «землями» понимается все освоенное пространство: суша и воды на доступную глубину и атмосфера на достигаемую высоту.

По определению Ю. Н. Куражсковского, природопользование в наиболее общем смысле означает систему взаимоотношений чело­века с природой, возникающих в процессе трудовой деятельности и складывающихся в соответствии с характером исторических, со­циальных и географических условий. Основная проблема природо­пользования — рациональная территориальная организация обще­ства, включая размещение населения, распределение отраслей производства, охрану природы от вредных воздействий, воспроиз­водство ресурсов, создание здоровой среды существования людей, обеспечение их чистыми водой, воздухом и пространством.

Создание карт использования земель стало национальной про­граммой многих государств, как развитых (Франция, Швейцария, Венгрия, Польша и др.), так и развивающихся (Индия, Марокко и др.). В России экологическое картографирование, в том числе в форме карт использования земель (природопользования), стало для многих научно-исследовательских институтов и вузов центральной задачей. Так, в Сибирском отделении РАН разработана комплекс­ная программа «Экологическое картографирование Сибири». Толч­ком к появлению карт использования земель послужили, во-пер­вых, необходимость в планомерном освоении территорий отдельных стран и целых материков при условии, что свободных земель уже нет, население Земли увеличивается, а экологическая ситуация обостряется, и, во-вторых, развитие дистанционных методов съем­ки, позволивших изучать и картографировать громадные простран­ства в сравнительно короткие сроки и тем самым организовать си­стематическое наблюдение за состоянием природы.

Эколого-картографическое обеспечение освоения территорий, развития производства, строительства стало насущной задачей как практической, так и научной картографии. Практика показала, что для выполнения этой задачи нельзя ограничиться созданием отдель­ных, даже очень насыщенных экологической информацией, карт, нужны дополняющие друг друга комплексы карт природных условий, охраны природы и природопользования.

В последнее время идея серийности экологического картографи­рования получила широкое распространение. Весь комплекс карт предлагается выстраивать в последовательности их составления, на­чиная либо с физико-географических, либо с инвентаризационных карт, на основе которых создаются карты районирования террито­рии по комплексам экологических проблем, размещения техногенных источников и полей загрязнения окружающей среды, карты-рекомендации по оптимизации природы и карты для контроля ре­ализации решений.

В госцентре «Природа» разработана методика составления ком­плексных карт природных ресурсов для целей рационального ис­пользования и охраны. Методика апробирована во многих регионах страны. Принципы составления серии карт едины, но содержание может варьировать в зависимости от природных условий конкрет­ного района и особенностей хозяйственного освоения.

Как правило, серия включает карты природного потенциала, современного состо­яния природной среды, динамики природной среды, природоохран­ные. Имеется в виду, что каждая серия должна обеспечивать озна­комление с современным состоянием и нарушенностью природной среды, окружающих ландшафтов и разработку мероприятий по ох­ране и рациональному использованию природных ресурсов.

По мнению Л. Г. Руденко (Украина), необходимость достаточно глубокого изучения проблем рационального природопользования тре­бует разработки двух групп карт: во-первых, нарушений среды, вы­званных хозяйственной деятельностью, и, во-вторых, результатов по­ложительного воздействия людей, направленного на предотвращение ухудшения состояния среды. Другими словами, нужны карты эколо­гической ситуации и охраны природы. Каждая из групп включает ча­стные карты: первая — карты загрязнения водоемов, атмосферы, зем­ли и изменений в животном и растительном мире; вторая — карты охраны водных ресурсов, воздуха, земель, животных и растительного покрова.

Вершиной таких разработок должны быть карты территориальной организации общества, суммарно воспроизводящие так называемый «культурный ландшафт», где соотношение естественных и антропоген­ных элементов и процессов, а также баланс вещества и энергии упоря­дочены с учетом всех последствий, которые теоретически можно пре­дусмотреть и технически предотвратить, если они предполагаются не­желательными. В известной мере это идеал, стремление к которому есть нескончаемый процесс, потребляющий все новые и новые знания и нуждающийся во все более разнообразных и надежных картах.

Проблемы экогеоморфологии

Для рассмотрения экологических аспектов так называемого литогенного основания ландшафта, или каменного фундамента, на кото­ром (и в ряде случаев за счет которого) создаются биокосные системы почвенно-биологических покровов и возникают жизненные простран­ства людей, необходимо, хотя бы кратко, определить важнейшие предпосылки экологической парадигмы в науках о Земле и прежде всего в географии. Заметим, что при этом ландшафт понимается как термин свободного пользования, вне таксономии, и представляет со­бой территориальную общность функционирования составляющих его элементов, системно взаимосвязанных.

Экологичность литогенного основания удобнее рассматривать, введя понятие «экогеоморфология», в таком случае указанная про­блематика анализируется через рельеф. Последний оценивается в ка­честве интегрированного объекта (неровности земной поверхности, или элемента системы), отражающего определенные взаимоотноше­ния (часто своеобразное взаимодействие) функционирующих компо­нентов литосферы с таковыми атмо-, гидро-, биосферы, в том числе педо-, криосферы и т. п. В результате формируется специфическая зона (сфера) взаимопроникающих рельефообразующих процессов, одновременно выполняющих функции носителей веществ и энергий частных сфер географической оболочки. Контактное взаимодействие процессов и явлений природных сред и создает неровности, или рель­еф, а также определяет их экологичность, т. е. возможность нормаль­ной жизнедеятельности организмов и человека.

Возникшие в течение достаточно длительного развития природ­ных систем конкретные условия обитания живых организмов на тех или иных участках местности представляются естественным свойст­вом ландшафта, контролирующего его экологичность. Однако усто­явшиеся взаимодействия (или приспособленность) живых организмов с компонентами ландшафта часто нарушаются из-за изменения по­следних и создания новых обстановок, требующих другого населения.

Такие трансформации сред, обычно быстрые и интенсивные, осуще­ствляются под влиянием и природных явлений, и деятельности лю­дей. В связи с этим, вероятно, необходимо говорить о трех разновид­ностях геоэкологических ситуаций: природных, природно-антропогенных и техногенных. Первые представлены изменением состояний среды из-за смены естественных процессов и вызываемых ими явле­ний; вторые обусловлены усилением и частичной трансформацией природных процессов и явлений из-за человеческой деятельности; третьи возникают в результате интенсивного технического внедрения в природную среду людей, преобразующих естественные процессы и явления и создающих особые условия на земной поверхности. Послед­ние две принципиально отличаются от первой способами и характе­ром воздействия на ландшафты и обычно считаются объектом гео­экологии.

В чем же чаще всего проявляются антропогенные трансформации литогенного основания ландшафта, фиксируемые при изучении экогеоморфологических особенностей территории? Понимая под экогеоморфологией изучение влияния изменяющихся рельефообразующих процессов и создаваемых ими феноменов на жизнедеятельность ор­ганизмов и прежде всего человека, можно выделить следующие глав­ные группы трансформаций:

— активизируемые людьми опасные природные явления, часто представляющие собой стихийные бедствия;

— возникновение новообразований, связанных с деятельностью людей, в виде различных насыпей, завалов, затоплений;

— создание искусственных неровностей, обнажений горных по­род, изменение естественных уклонов и форм рельефа, вскрытие по­верхностных образований;

— конструирование искусственных неровностей и ландшафтов в форме разнообразных строений и комплексов;

— накопление антропогенных и техногенных материалов, подчас с отличающимися от природных веществ свойствами;

— повышение физической, химической и биологической интен­сивности природных процессов, усложнение и преобразование их ре­акции с литогенным основанием;

— трансформация ландшафтов и их компонентов в зонах разряд­ки внутренних энергий Земли - тектонических, дегазационных, тер­мальных и т. п., а также приближающихся к ним по значимости энер­гий ядерных и других экспериментов;

— перераспределение зон природной денудации и аккумуляции.

Попытаемся рассмотреть особенности изменяющихся ситуаций литогенного основания ландшафтов, указывая как их общие черты, так и частные варианты, что в настоящее время и может служить основой зарождающегося учебно-научного направления — экогео-морфологии. Сейчас еще не выработался однозначный подход к опи­санию экогеоморфологии в учебниках, тем более что немалую часть геоэкологических положений содержит сама география. Поэтому расшифровываются отдельные феномены. В литературе многое из рассматриваемого описано, но обычно не в каче­стве геоэкологических особенностей литогенного основания ландшаф­тов, а как наблюдаемый факт. При этом указания на изменения и ущерб имеют конкретное прикладное значение, отражая воздействие хозяйственной деятельности людей на природные процессы, для ко­торых в большинстве случаев ясны причины и методы их выявления. Общие выводы научно-методического характера позволят определить приемы геоэкологических исследований, а также использования по­лучаемых материалов для объяснения наблюдаемого и расшифровки сходных явлений в других регионах.

Дата добавления: 2014-01-06