Стурман В.И. Экологическое картографирование

Подождите немного. Документ загружается.

В. И.

Стурман

Экологическое

картографирование

В.

И. Стурман

кологическое

картографирование

Рекомендовано Учебно-Методическим Объединением

по классическому университетскому образованию

РФ

в качестве учебного пособия

для

студентов

высших учебных заведений

по

географическим

и экологическим специальностям

АСПЕНТ ПРЕСС

Москва

2003

УДК

528

ББК

26.17

Федеральная целевая программа «Культура России»

(подпрограмма «Поддержка полиграфии

и книгоиздания России»)

Рецензенты:

зав.

кафедрой картографии

геоинформатики

МГУ им.

М.

В.

Ломоносова, докт. геогр. наук, профессор А.

М.

Берлянт

зав.

кафедрой биогеоценологии

охраны природы Пермского

госуниверситета, докт. геогр. наук, профессор

Г.

А.

Воронов

Стурман

В. И.

Экологическое картографирование: Учебное пособие

В.

И.

Стурман.

—-

М.:

Аспект Пресс,

2003.

—

251

с.

ISBN

5-7567-0288-1

Экологическое картографирование — одна

из

ключевых дисциплин

при

обучении

по

экологическим специальностям. Задача курса — соединить зна-

ния

принципах экологии

закономерностях функционирования экосис-

тем

широким географическим кругозором, основанным

на

знании про-

странственной структуры биосферы. Основными разделами курса экологи-

ческого картографирования являются теоретические основы экологического

картографирования, эколого-картографическое источниковедение, методо-

логия экологического картографирования, содержание

методы составле-

ния экологических карт, прикладное экологическое картографирование

использование экологических карт. Учебное пособие включает

как

теорети-

ческий материал,

так и

разработки

по

практическим заданиям.

Предназначено

для

студентов географических

экологических специ-

альностей университетов. Может быть полезно практическим работникам

области охраны окружающей среды, экологов-общественников

экологи-

чески ориентированных журналистов, интересующихся методами созда-

ния

использования экологических карт.

УДК

528

ББК

26.17

ISBN

5—7567—0288—1

ЗАО

Издательство «Аспект Пресс»,

2003.

Все учебники издательства «Аспект Пресс»

на

сайте

www.aspectpress.ru

Введение

Экологическое картографирование — сравнительно молодая

учебная и научная дисциплина. Ее история насчитывает лишь не-

многим более двух десятилетий, однако она (с различными вари-

ациями названия) уже прочно вошла в учебные планы подготовки

картографов и экологов, а по числу научно-теоретических публи-

каций и реально созданных карт не уступает многим давно сло-

жившимся подразделениям в тематической картографии. Подобно

другим областям тематической картографии, экологическое кар-

тографирование представляет собой «стыковую» дисциплину и об-

разует сложное единство специфических, в данном случае экологи-

ческих (геоэкологических), методов получения и территориальной

интерпретации данных о состоянии окружающей среды, и общекар-

тографических приемов географически корректного отображения ин-

формации. Основное отличие экологического картографирования со-

стоит в том, что его развитие не ограничивается собственными от-

раслевыми рамками, а проявляется в экологизации содержания карт

едва ли не всех других тематических областей.

В исследовании и решении экологических проблем участвуют спе-

циалисты разных, подчас очень далеких областей знания (биологи,

географы, медики, инженеры, юристы, социологи и политологи).

В такой ситуации карта часто является едва ли не единственным

универсальным языком общения специалистов разных наук.

Карта была и остается наиболее эффективным способом показа

любых явлений, характеристики которых изменяются в простран-

стве. Расселение человека, распространение живых организмов,

так же как и состояние среды их обитания, обладают свойством

пространственной изменчивости. Поэтому анализ экологической

обстановки неотделим от ее картографирования. Анализ карт по-

зволяет учитывать свойства природных ландшафтов, их воздействие

на миграцию загрязняющих веществ и устойчивость экосистем.

Однако недостаточный учет природных особенностей при кар-

тографировании, к сожалению, пока широко распространен и спо-

собствует формированию неверных представлений, когда характе-

ристики выбросов и сбросов загрязняющих веществ, заболеваемо-

сти и т. п. относят к административно-территориальным едини-

цам, без учета их внутренних различий. Неверные или неточные

представления о пространственной локализации экологических про-

блем ведут к ошибкам при выборе путей их решения.

Для обеспечения корректности экологических карт и форми-

руемых на основе их анализа выводов решающее значение имеет

анализ физического смысла и факторов пространственной и вре-

менной изменчивости показателей, применяемых для характерис-

тики экологической обстановки, а также условий корректности

этих показателей. Сопоставление разнообразных показателей со-

здает предпосылки для выработки навыков анализа пространствен-

но-временной динамики экологических ситуаций, а также влияю-

щих на них природных и техногенных факторов.

В настоящее время сложилось два основных подхода к понима-

нию содержания экологического картографирования и его места в

профессиональной подготовке по географическим и экологичес-

ким специальностям. В рамках первого (геоинформационного или

технологического подхода) экологическое картографирование рас-

сматривается как разновидность тематического; при этом упор де-

лается на применении современных геоинформационных техно-

логий к готовым материалам экологического содержания (базы дан-

ных об объемах загрязнения, результаты мониторинга, материалы

дистанционных съемок и др.).

В рамках второго (географического) подхода экологическое

картографирование, как указывалось выше, предстает как интег-

ративная дисциплина, призванная соединить знания о принци-

пах экологии и природопользования, закономерностях функцио-

нирования природных и социальных систем с широким геогра-

фическим кругозором, основанным на знании вертикальной

(покомпонентной) и горизонтальной (ландшафтной или геосис-

темной) структуры биосферы. Оба подхода друг другу не противо-

речат; первый более оправдан при подготовке картографов, а вто-

рой — в обучении по экологическим специальностям.

Основные разделы курса экологического картографирования:

• теоретические основы экологического картографирования (ме-

сто и роль картографирования в охране окружающей среды,

значение для картографирования экологических законов и

принципов других наук, в частности квалиметрии как науки

об оценке и измерении качества);

• эколого-картографическое источниковедение (особенности,

преимущества и ограничения источников информации об эко-

логической обстановке, таких как дистанционное зондиро-

вание, параметры источников загрязнения и математическое

моделирование процессов рассеяния, показатели загрязнен-

ности компонентов природной среды, биоиндикаторы);

• методология экологического картографирования (смысловая

нагрузка и способы картографического изображения показа-

телей экологической обстановки, их территориальная интер-

претация, пространственная и временная интеграция);

• содержание и методы составления экологических карт (учет и

картографическое представление долговременного и кратко-

временного загрязнения воздуха, химических и биологичес-

ких параметров поверхностных и подземных вод, физических

факторов среды, биологических и геолого-геоморфологичес-

ких аспектов экологических проблем, комплексное экологи-

ческое картографирование);

• прикладное экологическое картографирование и использова-

ние экологических карт (картографическое обеспечение ин-

женерно-экологических изысканий, картографирование при

выполнении ОВОС, экологические аспекты кадастрового кар-

тографирования, географический анализ экологических про-

блем).

Глава

Теоретические основы

экологического

картографирования

1.1.

Предмет

и задачи экологического

картографирования

1.1.1.

Роль экологического картографирования

в науке

практике

Целью экологического картографирования является анализ эко-

логической обстановки

ее динамики, т.е. выявление пространствен-

ной

временной изменчивости факторов природной среды, воз-

действующих

на

здоровье человека

состояние экосистем. Для дос-

тижения этой цели требуется выполнить сбор, анализ, оценку,

интеграцию, территориальную интерпретацию

создать географи-

чески корректное картографическое представление весьма многооб-

разной, нередко трудносопоставимой экологической информации.

Экологическое картографирование

—

наука

способах сбора,

анализа

картографического представления информации

о со-

стоянии среды обитания человека и других биологических видов,

т.е.

об

экологической обстановке.

Экологическое картографирование традиционно

наибольшей

степени ориентировано

на

обеспечение государственных, регио-

нальных

местных программ

проектов природоохранной

на-

правленности. Между

тем

любая природоохранная деятельность

осуществляется

рамках конкретных территорий. Поэтому плани-

рование, реализация

контроль результатов природоохранных

мероприятий требуют объективных данных

об

экологической

об-

становке

и ее

динамике

разных частях территории,

что

невоз-

можно

без

использования картографической формы представле-

ния информации.

Экологическая информация крайне многообразна

как по

про-

исхождению,

так и по

содержанию.

Она

поступает

из

официаль-

ных

неофициальных источников, добывается

результате иссле-

дований с использованием различных методов. К ней относятся

материалы дистанционного зондирования, качественные и коли-

чественные характеристики загрязняющих веществ и статистичес-

кие данные об объемах и условиях их поступления в окружающую

среду, пространственная и временная динамика фактически изме-

ренных уровней и состава загрязнения, данные о состоянии здоро-

вья населения, растительном покрове и животном мире и многое

другое. Часто единственным, что объединяет столь разнородные све-

дения, остается их принадлежность к определенной территории.

Поэтому одним из событий начавшегося в I960—1970-е годы совре-

менного этапа охраны окружающей среды стало развитие эколо-

гического картографирования как универсального метода анализа

экологической информации.

В рамках природоохранной деятельности выделяются [123] сле-

дующие основные составные части, требующие картографическо-

го обеспечения:

• научно-исследовательская работа (с подразделениями по

компонентам природной среды, методам исследования, тер-

риториальным единицам разного иерархического уровня или

в глобальном масштабе);

• практическая деятельность по охране атмосферного возду-

ха, поверхностных и подземных вод, почв и недр, расти-

тельности и животного мира, ландшафтов (экосистем) в

целом (включая юридические, экономические, технологи-

ческие, гигиенические аспекты; в локальном, региональ-

ном, национальном и международном масштабах);

• экологическое образование и воспитание (включая препо-

давание, пропаганду экологических знаний и осуществле-

ние прав личности и общества на информацию).

Картографическое обеспечение научно-исследовательских работ

природоохранной направленности принципиально не отличается от

аналогичной задачи других наук о Земле и является одним из про-

явлений познавательной функции карт. В ходе научно-исследова-

тельских работ карты выполняют функции:

• средства исследования (в этом качестве выступает, главным

образом, топооснова), используемого для решения вопросов

организации работ и территориальной привязки результатов;

• предмета исследования (как упрощенная модель объектив-

но существующего явления). Для этой цели могут использо-

ваться как топографические, так и тематические карты, по

своему содержанию и точности пригодные для решения

научных и прикладных задач.

Эти оба варианта использования карт предполагают максималь-

но жесткие требования к геометрической точности и полноте. Тре-

бование полноты (в исследовании всегда относительной) застав-

ляет рассматривать такое распространенное явление, как создание

экологических карт на основе интерпретации и интеграции ранее

созданных тематических, как приемлемое лишь в самом начале

становления нового направления. Составление новых карт на ос-

нове ранее созданных предполагает допущение, что в последних

уже содержится вся необходимая информация и ее требуется лишь

соответствующим образом скомпоновать. Кроме того, необходимо

учитывать естественное старение карт.

Картографическое обеспечение практической природоохранной

деятельности в наиболее полном объеме реализуется при разра-

ботке и выполнении целевых программ того или иного территори-

ального охвата и направленности. Экологические карты, предназ-

наченные для практической деятельности, по направленности

подразделяются на:

• инвентаризационно-оценочные (содержат показатели и оцен-

ки состояния отдельных компонентов и ландшафтов в це-

лом, характеристики территориального распределения вли-

яющих факторов);

• прогнозные (представляют гипотетические результаты разви-

тия к некоторым датам в будущем, при сохранении действу-

ющих тенденций или в рамках определенных сценариев);

• рекомендательные (показывают территориальное размеще-

ние предлагаемых мероприятий в целях оптимизации эко-

логических ситуаций);

• контрольные, или карты мониторинга (предназначаются для

отслеживания ситуаций по мере реализации рекомендован-

ных мероприятий).

Такое деление не является специфическим свойством экологи-

ческих карт, так как может быть приложено едва ли не ко всем

картам, предназначенным для обеспечения решения практичес-

ких задач [153].

Наиболее распространенными региональными программами

являются:

• территориальные комплексные схемы охраны природы

(ТерКСОП или ТерКСООС);

• целевые комплексные программы регионального или му-

ниципального уровня;

• природоохранные разделы схем районной планировки и ге-

неральных планов городов.

К наиболее распространенным природоохранным программам

локального уровня природопользования относятся комплексы при-

родоохранных мероприятий по отдельным объектам хозяйствова-

ния: 1) в рамках оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС)

для вновь проектируемых объектов; 2) планы мероприятий по ох-

ране окружающей среды на действующих предприятиях.

В большинстве случаев карты и планы являются основной час-

тью материалов. При этом от региональных программ к локальным

масштабы картографических приложений закономерно укрупня-

ются, тогда как разнообразие их тематики сокращается. На уровне

предприятий роль картографических материалов выполняют пла-

ны размещения и чертежи природоохранных объектов. Качество

исполнения картографических материалов природоохранных про-

грамм (как и программ в целом) зависит от того, опирается ли

инвентаризационно-оценочный блок информации на результаты

специально проведенных исследований (инженерно-экологичес-

ких изысканий [138]), или на фондовые и статистические матери-

алы. В последнем случае становится неизбежным использование

таких показателей, как средние по административно-территори-

альным единицам, с соответствующим снижением детальности и

обоснованности выводов и рекомендаций гигиенического, эконо-

мического, юридического и технологического характера.

Обоснованность и эффективность реализации рекомендатель-

ных блоков комплексных схем, напротив, существенно повыша-

ются, когда инвентаризационно-оценочный и прогнозный блоки

завершаются гигиеническими и экономическими оценками послед-

ствий антропогенных воздействий. Гигиенические оценки заклю-

чаются в расчетах риска возникновения заболеваний по отдель-

ным болезням и их группам, при существующих и прогнозируе-

мых уровнях антропогенного воздействия, для территориальных

единиц и отдельных точек [177]. Экономические оценки имеют в

виду перевод характеристик загрязнения и других видов антропо-

генных воздействий в стоимостные показатели.

Новый Федеральный закон Российской Федерации «Об охра-

не окружающей среды» [161] декларирует переход от господство-

вавшего до сих пор гигиенического нормирования к экологичес-

кому, что предполагает учет природных особенностей территорий

и акваторий при установлении нормативов качества окружающей

среды, допустимого воздействия на окружающую среду, допусти-

мой антропогенной нагрузки на окружающую среду, а также учет

географических, природных, социальных, экономических и иных

особенностей территорий субъектов Российской Федерации при

установлении дифференцированных размеров платы за негатив-