Исаченко А.Г. Теория и методология географической науки

Подождите немного. Документ загружается.

прием может приобретать большое индикационное и даже про-

гностическое значение. Так, контуры растительных сообществ ча-

сто используются в качестве индикаторов при составлении по-

чвенных карт, выявлении биогеохимических аномалий, изучении

водного и солевого режима ландшафтов и т.д.

Многие аспекты применения картографического метода обус-

ловлены его тесным переплетением с методами сравнений и ана-

логов. По картографическому рисунку (внешним очертаниям) раз-

личных форм рельефа или морских берегов определяется их гене-

зис. Некоторые типы карт, в том числе фенологические, клима-

тические, гидрологические, отчасти социально-экономические,

а также топографические, создают основу для моделирования и

изучения текущих динамических (в том числе ритмических) про-

цессов (как природных, так и общественных). При сопоставлении

карт, составленных на разные даты, выявляются одновременно

пространственные и временные изменения. Для изучения длитель-

новременных закономерностей и трендов как естественного, так

и антропогенного генезиса широко применяется метод сопостав-

ления разновременных карт.

Применение системного подхода в географии невозможно пред-

ставить без картографического метода. К сказанному ранее можно

добавить, что структурно-функционально-динамический анализ

геосистем неизменно сопровождается изучением картографичес-

ких и производных от них графических моделей — комплексных

профилей, пространственно-временных разрезов, блок-диаграмм

и др.

Компьютеризация значительно расширила возможности при-

менения картографического метода и картографического модели-

рования. Карта по существу является ядром ГИС. ГИС-картогра-

фирование особенно перспективно для изучения динамики гео-

графических явлений и систем, в частности с помощью анима-

ций — картографических мультипликаций, создающих эффект

движения (стрелки, ленты движения, нарастающие знаки и диа-

граммы, расширяющиеся ареалы и т.п.). При этом может быть

использован разный масштаб времени. Применение современной

ГИС-технологии позволяет значительно увеличить массив вовле-

каемой в исследование картографической информации и широко

использовать математический аппарат для ее обработки и матема-

тического моделирования. На этой основе возник особый тип ма-

тематико-картографического моделирования (см: разд. 2.11).

Эффективность всякого метода географического исследования

значительно повышается при его сочетании с картографическим.

Практически чаще всего используются смешанные или комбини-

рованные методы: сравнительно-картографический, историко-

картографический, индикационно-картографический, математи-

ко-картографический и т.п.

120

2.11. Единство традиционных и новейших методов в

географических исследованиях

На примере картографического метода мы могли убедиться в

необходимости сопряженного (комплексного) применения раз-

личных исследовательских методов для изучения географических

процессов и систем. Отдельные методы перекрываются, так что

бывает трудно их разграничить и использование каждого из них в

«чистом виде» малоэффективно или просто нереально. Например,

математический метод приобретает географическое значение лишь

тогда, когда входит в качестве рабочего аппарата в состав сравни-

тельного, картографического или иного географического метода.

Основным общенаучным подходам присущи специфические

исследовательские методы, что уже можно было видеть на приме-

рах исторического и хорологического подходов. Реализация сис-

темного подхода требует применения наиболее широкого набора

разнообразных, но тесно сопряженных методов. Сказанное, разу-

меется, не следует понимать как монопольное право каждого на-

учного подхода на «свои» методы исследования, и разграничить

последние по этому признаку невозможно. Так, хорологический

подход нашел наиболее специфическое свое воплощение в кар-

тографическом методе, но с течением времени значение и при-

менение последнего вышли далеко за рамки этого подхода.

Космический метод подобно картографическому начал форми-

роваться в рамках хорологического подхода, но приобрел широ-

кое многоцелевое назначение. Космоснимки могут выполнять роль

самостоятельных моделей для изучения многообразных географи-

ческих связей и процессов, в особенности динамических явлений

разного характера — от текущих синоптических процессов в ат-

мосфере до прогрессирующей антропогенной трансформации гео-

систем, например опустынивания. На основе использования кос-

мического метода возникло особое направление в методике ком-

плексных географических исследований, называемое космическим

землеведением. Надо подчеркнуть, что космический метод разви-

вается не изолированно, а в неразрывной связи с традиционны-

ми методами географии и, прежде всего, с картографическим.

Космические модели трансформируются в картографические и уже

в таком, как бы вторичном, качестве интерпретируются в целях

изучения структуры, функционирования и динамики географи-

ческих систем. Таким образом, космический метод становится важ-

ным инструментом системного подхода в географии.

Сравнительный метод — один из старейших в географии. Сущ-

ность его сводится к нахождению эмпирических зависимостей

путем сравнения однородных объектов (форм рельефа, ландшаф-

тов и др.) по тем или иным свойствам. Первоначально географи-

ческие объекты сравнивались преимущественно визуально в нату-

121

ре или с помощью карт по их внешним признакам в основном с

целью установления закономерностей распространения. Но к на-

стоящему времени сравнению подлежат не только внешние фор-

мы, но и различные качественные и количественные, простран-

ственные и временные, статические и динамические характерис-

тики. Сравнительный метод сочетается с другими методами, осо-

бенно с картографическим и историческим, и опирается на раз-

личную информацию — карты, дистанционные снимки, матери-

алы полевых наблюдений, архивные и исторические данные и др.

Использование современной электронно-вычислительной и ин-

формационной технологии значительно расширяет возможности

метода. Сравнительный метод выявления сходства и различия слу-

жит основой систематизации, которая в географии осуществляет-

ся в двух формах — типологической (собственно классификация)

и региональной (районирование, см. разд. 2.12). В процессе сравне-

ния и систематизации могут наметиться эмпирические законо-

мерности, которые при должной апробации с применением де-

дуктивного подхода создают основу для формулирования геогра-

фических законов.

Метод географических аналогов близок к предыдущему. Сущ-

ность метода также состоит в сравнении, но разнородных объек-

тов, один из которых, достаточно изученный, рассматривается

как аналог другого, неизученного; при этом свойства первого в

той или иной степени переносятся на второй. Известна, напри-

мер, аналогия между системой влагооборота в ландшафте и кро-

веносной системой организма, — этим подчеркивается особая

функциональная роль влагооборота в геосистеме. Метод аналогов

соприкасается с моделированием и в сущности лежит в основе

картографических и некоторых других моделей.

При более широком подходе к методу географических анало-

гов практически стираются его отличия от сравнительного метода.

Для географии достаточно типичны ситуации, когда в рамках не-

которого множества однородных объектов (форм рельефа, водо-

емов, фаций, населенных пунктов и т.п.) выборочно изучаются

один или несколько примеров и их выявленные свойства перено-

сятся на все другие объекты данного множества. Такой подход имеет

универсальное значение для географии, ибо, как известно, не-

возможно изучить в отдельности каждый индивидуальный геогра-

фический объект любого масштаба. В сущности, сюда же следует

отнести метод ключевых участков, основанный на сравнении и

аналогии.

Метод аналогов применяется также в прикладных целях (на-

пример, при оценке ландшафтов с экологической или производ-

ственной точек зрения) и при географическом прогнозировании.

В последнем случае используются аналоги во времени: ситуации

(процессы, состояния), наблюдавшиеся к настоящему времени,

122

например при ритмических колебаниях или антропогенных воз-

действиях, экстраполируются на расчетные сроки в будущем. Осо-

бый случай метода аналогов — применение эргодического прин-

ципа: последовательность событий во времени устанавливается по

аналогии с изменениями в пространстве.

Математические методы имеют универсальное общенаучное

значение и в географии применяются на всех стадиях научного

исследования — при сборе и первичной обработке исходной ин-

формации, ее систематизации, выявлении эмпирических законо-

мерностей и теоретических обобщениях. Математические методы

органически входят в систему геоинформатики, неразрывно свя-

заны с географическим моделированием. В географических иссле-

дованиях используются различные разделы математики, наиболее

широкое применение находят математическая статистика и тео-

рия вероятностей (в частности, при анализе протоколов наблю-

дений и систематизации фактического материала).

В исследованиях структуры и функционирования геосистем

используются математическая логика и теория множеств, в клас-

сификации и районировании — методы многомерной статистики

(факторный анализ, метод главных компонент, кластерный ана-

лиз), а также теория множеств и др., для решения задач, связан-

ных с динамикой и прогнозированием, используются методы

математического анализа, особенно дифференциальные уравне-

ния. В социально-экономической географии наряду с вероятност-

но-статистическими методами находят применение математиче-

ское программирование, теория графов и др.

Отношение географов к математическим методам нельзя счи-

тать единодушным. Прямой перенос в географию методов, пред-

назначенных для решения задач других наук, например механи-

ки, физики, экономики, часто приводит к упрощенной трактов-

ке географической реальности. Так, несомненная польза статис-

тических методов состоит в том, что они создают возможность

количественной обработки информации о массовых явлениях и

отделения общего, типичного от случайного; притом эти методы

позволяют упростить оригинал при моделировании, выполняя

роль, аналогичную генерализации при составлении карт. Однако,

по мнению известного советского географа Д.Л.Арманда, «мето-

ды статистики не раскрывают никаких истин, они ничего не го-

ворят о причинах взаимосвязей, о структуре ландшафта, о на-

правленности влияний. Они только указывают путь поиска»

В.Н.Солнцев отмечает, что математические методы выявляют

формы соответствия явлений безотносительно к причинам их воз-

никновения, они не выражают причинно-следственных связей

между зависимой и независимой переменными. Он справедливо

Арманд Д. Л. Наука о ландшафте. — М., 1975. — С. 75.

123

замечает, что математические методы результативны только при

правильном осмыслении действительности, а это связано с изу-

чением физической сущности геосистем. В.Н.Солнцев приводит

слова М. Фарадея: «То, что я не пойму в физике без математики,

я и с математикой не пойму»

Применение математической статистики при классификации

позволяет свести множество признаков к небольшому числу глав-

ных, но это не избавляет от субъективизма, так как первоначаль-

ный отбор признаков, а также анализ результатов компьютерной

обработки зависят от интуиции, опыта и теоретического пред-

ставления исследователя. В качестве издержки увлечения статис-

тическими методами можно расценивать распространение преуве-

личенного представления о вероятностной природе географиче-

ского мира. Но следует согласиться с Ю. Г. Симоновым, что для

этого нет никаких оснований и детерминистская основа геогра-

фии сохраняет свои гносеологические функции

. Некоторые гео-

графы возлагали большие надежды на возможность создать тео-

рию географии, написанную на математическом языке, но им

обоснованно возражал Ю. Г. Симонов. По его мнению, в геогра-

фии нет ни одной крупной проблемы, которую можно решить

математическими методами.

Сталкиваясь с трудностями применения математических мето-

дов, географы часто объясняли это тем, что традиционные разде-

лы математики не в состоянии справиться с географическими за-

дачами, и рассчитывали на то, что в математике со временем воз-

никнут новые разделы, приспособленные для решения таких за-

дач, но пока эти расчеты не оправдались. Тем не менее в совре-

менной географии постепенно складывается система математи-

ческих методов, позволяющих описывать и анализировать изучае-

мые объекты в рамках целостного системного подхода. Эти мето-

ды перспективны для прогнозирования поведения геосистем, для

выражения на языке символов и формул эмпирических выводов и

географических закономерностей.

География существенно отличается от классических экспери-

ментальных наук — механики, физики, химии — крайне ограни-

ченными возможностями использования экспериментальных ме-

тодов путем направленного воздействия на изучаемые объекты

непосредственно в натуре или переноса их в лабораторию. Исклю-

чение составляют лишь случаи так называемого непреднамерен-

ного эксперимента: 1) аномальные природные изменения (при-

Солнцев В.Н. О трудностях внедрения системного подхода в физическую

географию. — Вопросы географии. — 1977. — № 104. — С. 36.

Симонов Ю. Г. Значение математизации географии — плюсы и минусы «ко

личественной революции» // Основные понятия, модели и методы общегеогра

фических исследований. — М., 1984. — С. 26 — 32.

124

родные катастрофы) — землетрясения, вулканические изверже-

ния, наводнения, резкие нарушения режима морских течений,

ледников и т.п.; 2) последствия антропогенных воздействий —

мелиорации, создания водохранилищ, вырубки лесов, распаш-

ки, выброса загрязняющих веществ и т.д.

При таких условиях выдающееся значение приобретает модели-

рование — универсальный метод научного исследования, незаме-

нимый для изучения сложных систем. Моделирование основано

на принципе подобия и в какой-то мере может рассматриваться

как развитие метода аналогов. Модель — упрощенный, неполный

аналог изучаемого объекта. Она играет роль посредника между ним

и исследователем, выступая в качестве своего рода «заместителя»

объекта. Одной из первых моделей географической действитель-

ности явилась карта. К настоящему времени круг моделей, ис-

пользуемых в географии, необычайно расширился. Различают мо-

дели мысленные или идеальные (образные и гипотетические, ото-

бражающие действительность в сознании исследователя); матери-

альные (физические, например лотки в гидрологии, и простран-

ственно-подобные, например макеты форм рельефа); образно-

знаковые (в том числе карты); знаковые, или символические (ма-

тематические). Моделями можно считать аэро- и космоснимки,

обычные фотоснимки, художественные образы, описания. В по-

рядке усиления формализованное™ основные типы моделей можно

разделить на три группы: вербальные (словесные), графические и

математические. В этой последовательности ослабевает ясность свя-

зей моделей с реальностью и усиливается их абстрактность.

Вербальные модели можно понимать очень широко, от типо-

логических географических терминов (верховое болото, пустын-

ная зона) до более или менее развернутых классификационных

характеристик (в том числе в легендах карт) и описаний. Матрич-

ные модели, отображающие классификацию объектов по двум

признакам, можно рассматривать как промежуточные между вер-

бальными и графическими. Последние используются в географии

достаточно широко. Простейшие из них — блоковые, подробно

описанные В.С.Преображенским

. Они часто служат не отраже-

нием какой-либо реальной системы, а умозрительным построе-

нием, предшествующим планированию и организации исследо-

вания.

Уже отмеченные (разд. 2.10) достоинства картографической

модели — обзорность, математическая строгость, геометрическое

подобие, высокая информативность и др. — делают их особенно

привлекательными для географа. Математические модели счита-

ются наиболее перспективными в сочетании с картографически-

ми. Математическая модель облегчает формализацию и эффектив-

Преображенский В. С. Поиск в географии. — М., 1986.

125

ную переработку на ЭВМ системной географической информа-

ции, а карты придают информации наглядность и обеспечивают

ее пространственную определенность. В этом случае математиче-

ская модель создается на основе карты, корректируется по карте

и вновь преобразуется в картографическую форму

В географических исследованиях модели выполняют роль про-

токола, гипотезы, инструмента анализа и синтеза. В процессе ис-

следования приходится использовать различные модели, притом

в сочетании с другими методами. Моделирование начинается уже

на стадии сбора эмпирического материала, но этому может пред-

шествовать предварительная умозрительная модель объекта (сис-

темы). Выбор моделей и последовательность их использования за-

висят от характера изучаемого объекта и конкретной задачи ис-

следования. При моделировании отдельных географических про-

цессов, имеющих в своей основе физические законы, например

формирования речных русел, волнения и механизма передачи

энергии ветра волнам, возможно применение искусственных фи-

зических моделей в лабораторных условиях. В климатологии, гид-

рологии, океанологии особенно широко применяется математи-

ческое моделирование. В частности, для прогнозирования измене-

ния климата строятся его модели в виде системы уравнений.

При изучении геосистем моделируются их структура, функци-

онирование, динамика, эволюция, а тем самым и смены состоя-

ний в будущем (прогноз). Для этих целей особенно эффективно

математико-картографическое моделирование с использованием

теории вероятности, математической статистики, теории графов.

В социально-экономической географии находят применение

графические и математические модели пространственных (терри-

ториальных) взаимодействий. Среди них так называемые каркас-

ные модели, графически отображающие линейно-узловые струк-

туры, и графы — «деревья». В качестве идеальной модели широ-

кую известность получила так называемая теория центральных

мест, предложенная немецким исследователем В. Кристаллером в

1933 г. Суть ее сводится к тому, что населенные пункты наиболее

рационально размещаются при равномерном распределении в виде

треугольной решетки: в этом случае у каждого центрального мес-

та образуются шестиугольные поля. При изучении транспортных

потоков, миграции населения применяются математические мо-

дели потенциалов (модели поля расселения), гравитационные

модели. Для моделирования резких сдвигов (например, в расселе-

нии при внезапном экономическом спаде) и определения кри-

тических порогов при таком переходе используется теория ката-

строф.

Жуков В. Г., Сербенюк С.Н., Тикунов В. С. Математико-картографическое мо-

делирование в географии. — М., 1980.

126

Моделирование географических процессов в глобальных мас-

штабах, ставшее актуальным в последние десятилетия, отличает-

ся наибольшей сложностью. На основании математических моде-

лей глобального климата при задании различных сценариев ядер-

ной войны некоторые американские и советские ученые пришли

к выводу о реальной опасности «ядерной зимы». При численном

моделировании в глобальных масштабах неизбежен ряд допуще-

ний, влияние которых на результаты расчетов не поддается экс-

периментальной проверке. Одно из существенных ограничений

связано с невозможностью учета всех региональных различий в

протекании процессов, стимулируемых предполагаемым воздей-

ствием. К аналогии с результатами ядерных испытаний 60-х гг.

прошлого века следует относиться с осторожностью в силу слиш-

ком большого различия в масштабах процессов.

В системе методов естественно-географических наук существен-

ное место занимают физические и химические методы исследова-

ния. Таким географическим дисциплинам, как климатология, гид-

рология, океанология, присущи физические методы. Современ-

ные представления о геосистемах предполагают необходимость

изучения физических и химических механизмов их организован-

ности и функционирования, познания процессов энерго- и мас-

сообмена в геосистемах на уровне физической и химической форм

движения материи. Это не означает редукции сложных географи-

ческих систем и процессов к более простым. Физические и хими-

ческие методы применяются в тесной связи с традиционной по-

левой методикой получения географической информации, со

сквозными методами — картографическим и сравнительным

Развитие указанных методов осуществляется главным образом

в рамках двух научных направлений — геохимии ландшафта и гео-

физики ландшафта. В первом из них сфера научных исследований

уже оформилась достаточно четко, во втором — существуют не-

сколько различающихся подходов. Можно констатировать нали-

чие по меньшей мере одного физического метода, имеющего уни-

версальное значение как для естественной, так и для обществен-

ной географии, а именно метода балансов. Познание количествен-

ных соотношений прихода и расхода субстанции, входных и вы-

ходных потоков актуально для географических систем разных клас-

сов. Метод балансов широко используется при изучении энерге-

тики геосистем, их водного и минерального режимов, круговоро-

тов вещества и энергии. Сальдо баланса дает возможность судить о

тенденциях временных изменений в системе (но при недостаточ-

ной точности измерений оказываются средством их верификации).

См.: Дьяконов К.Н., Касимов Н. С., Тикунов В. С. Современные методы гео-

графических исследований. — М., 1996; Беручашвили Н.Л., Жучкова В. К. Методы

комплексных физико-географических исследований. — М., 1997.

127

В социально-экономической географии метод балансов применя-

ется для изучения соотношений между приходом и расходом сы-

рья, энергии, продукции и т.д.; исследуются как межотраслевые

(в рамках одного района), так и межрайонные балансы.

Тесное сплетение различных методов в процессе исследований

на общей методологической основе позволяет рассматривать их в

рамках географической науки в качестве элементов единого комп-

лексного, или ландшафтного, подхода.

2.12. Районирование как метод

географического синтеза

Районирование — одно из фундаментальных понятий географи-

ческой науки. Его современное определение рассмотрим ниже, а

вначале отметим, что самое общее традиционное представление о

районировании сводит его сущность к мысленному делению тер-

ритории на части по каким-либо признакам. Интуитивные по-

пытки такого деления должны были возникнуть еще у древней-

ших географов, описывавших Ойкумену, что диктовалось целями

упорядочения страноведческого материала. Наиболее известный

пример — так называемые сфрагиды Эратосфена (III в. до н.э.) —

крупные территориальные подразделения известной тогда суши,

выделенные по условным внешним признакам. Как научная про-

блема районирование ведет начало с конца XVIII — начала XIX в.

В современной географии известны два взгляда на сущность

районирования. Согласно одному из них, которого наиболее пос-

ледовательно придерживается Б. Б. Родоман, районирование — это

«выявление, выделение, разграничение любых ареалов в любой

среде»

. (К районированию относится, в частности, выделение

контуров на любой типологической карте, составленной по спо-

собу качественного фона.) Э.Б.Алаев предложил употреблять в

близком смысле термин таксонирование, который кроме райони-

рования охватывает ареалирование (выделение ареалов) и зони-

рование (идентификацию участков территории с различной ин-

тенсивностью какого-либо явления)

. Не касаясь понятий ареали-

рование и зонирование, заметим, что районирование Э.Б.Алаев

определяет не очень четко: как членение территории по критериям

специфики выделяемых территориальных ячеек и взаимосвязан-

ности их элементов, хотя второй критерий заслуживает внимания.

Научный опыт, накопленный географией в области райони-

рования, особенно природного, позволяет дать более строгое и

' Родоман Б. Б. Территориальные ареалы и

сети. — Смоленск, 1999. — С. 13.

Алаев Э.

Б. Социально-экономическая география.

Понятийно-терминологи-

ческий словарь. — М., 1983. — С. 118.

128

содержательное определение этого понятия. Прежде всего следу-

ет ввести существенное ограничительное условие: районирова-

ние — не всякое территориальное членение, а деление опреде-

ленного, а именно регионального уровня, объектом которого яв-

ляются достаточно крупные территориальные образования с бо-

лее или менее сложной внутренней структурой. Согласно совре-

менным представлениям, существует два главных уровня терри-

ториальной дифференциации — региональный и локальный, —

которые принципиально различаются не только по масштабам

соответствующих выделов, но и по закономерностям, лежащим в

основе их происхождения. Эти закономерности рассматриваются

в гл. 3, пока же примем за отправную точку в качестве своего

рода аксиомы положение о том, что районирование относится к

верхнему, региональному, уровню территориальной дифферен-

циации.

К сказанному следует добавить одно уточнение: объектами рай-

онирования являются единичные, или индивидуальные, терри-

ториально целостные образования, выражаемые на карте одним

контуром, которым могут быть присвоены собственные названия

(Кавказ, Мещера, Московская область и т.п.). Типологические

(классификационные) объединения географических объектов

(почв, ландшафтов, населенных пунктов) независимо от того,

выражаются ли они на карте разорванными контурами или (что

случается реже) сплошным территориальным массивом, к райо-

нированию не относятся, так же как и ареалы (см. ниже).

Сложность определения понятия районирование связана с тем,

что оно относится одновременно и к некоторому действию (про-

цессу) и к его результату, а кроме того, к специализированному

направлению или разделу науки (географии в целом или отдель-

ной географической дисциплине).

Чтобы лучше понять сущность и значение районирования, не-

обходимо сначала внести ясность в понятие о его объектах, т.е.

региональных, территориальных подразделениях. Прежде всего

следует иметь в виду, что подобные подразделения могут выде-

ляться по разным признакам и, следовательно, какого-либо еди-

ного универсального районирования не существует. Районировать

можно любые объекты, в размещении которых наблюдаются за-

кономерные региональные различия, в том числе отдельные ком-

поненты ландшафта или отрасли хозяйства. Таким образом, мы

получаем множество перекрывающихся систем районирования

(климатическое, ландшафтное, сельскохозяйственное и др.), со-

здающих как бы его многослойность. Можно говорить о райони-

ровании отраслевом и комплексном. Последнее вызывает наиболь-

ший общегеографический интерес, поскольку в нем выражается

важная форма географического синтеза и тем самым интеграци-

онное значение районирования. К настоящему времени сложи-

Ислчемко 129