Стурман В.И. Экологическое картографирование

Подождите немного. Документ загружается.

ное воздействие на окружающую среду. Однако конкретный меха-

низм учета природных особенностей, как и перечень особеннос-

тей,

подлежащих учету, пока не разработан.

Требования к картографическому обеспечению природоохранной

практики существенно различаются в зависимости от конкретного

назначения карт. Содержание и оформление рекомендательных карт

проектируемых природоохранных объектов (как и оформление

соответствующих базовых инвентаризационно-оценочных и про-

гнозных карт) регламентируются общими требованиями к проек-

тной документации. Создание (как правило, в перспективе) конт-

рольных карт не жестко регламентировано. В процессе мониторин-

га наибольшее значение приобретает оперативность, поэтому

данная составная часть экологического картографирования осо-

бенно интенсивно компьютеризируется.

Сокращенный вариант картографического обеспечения при-

меняется в заповедном деле, где, как правило, ограничиваются

исследовательской работой и мониторингом. На картах особо ох-

раняемых территорий обычно показывают ландшафтную характе-

ристику (в том числе динамическую), а также размещение место-

обитаний редких видов, научно-исследовательских и хозяйствен-

ных объектов.

Картографическое обеспечение экологического просвещения, об-

разования и воспитания заключается в создании картографических

материалов, согласованных с учебными программами курсов эко-

логии и охраны природы, а также соответствующими разделами

географии. Учебные экологические карты служат иллюстративным

материалом, выполняющим коммуникативную функцию, и по

особенностям оформления принципиально не отличаются от дру-

гих учебных карт. Общим для учебных карт любого содержания

является приоритет наглядности перед точностью и полнотой,

использование контрастных цветов, крупных обозначений и над-

писей и т.п., как это практикуется на настенных и включенных в

атласы учебных картах охраны природы. Недостаток таких карт

обычно состоит в отсутствии важной для учебно-воспитательных

целей информации об устойчивости и нарушенное™ ландшафтов.

Это объясняется невысоким уровнем изученности этих вопросов.

Новым элементом экологического просвещения является из-

дание соответствующих специальных карт и атласов, ориентиро-

ванных на широкие слои общественности. Традиции такого рода

изданий только складываются; идет поиск характеристик, показа-

телей и сюжетов, которые вызывали бы интерес и оказывали по-

зитивное влияние на общественное мнение через адекватное по-

нимание экологической ситуации. Для широких слоев обществен-

ности наибольший интерес представляет сравнительная характе-

ристика территориальных единиц по комфортности проживания,

по возможности с гигиеническими и экономическими оценками.

По мере развития рынка недвижимости оценки экологической

обстановки оказывают все более существенное влияние на сто-

имость жилья и земельных участков. Это обстоятельство определя-

ет как спрос на такого рода информацию, так и ответственность

составителей и издателей карт за ее достоверность.

1.1.2.

Экологическое и эколого-географическое

картографирование

Термины «экологическое» и «геоэкологическое» в применении к

картографированию практически употребляются как синонимы.

Частица слова «гео» предполагает учет пространственного аспекта

[83],

что вообще-то далеко не всегда оказывается целью исследова-

ния. Поэтому для более точного обозначения исследований, вклю-

чающих анализ пространственного распределения каких-либо харак-

теристик, предпочтителен термин «геоэкологические». Картографи-

рование же внепространственным не бывает, поэтому употребление

частицы «гео» становится в данном случае излишним.

Согласно традиционному взгляду на классификацию карт по

тематике, основными подразделениями являются карты природ-

ных явлений (физико-географические) и карты общественных яв-

лений (социально-экономические) [134]. Такое положение в тема-

тической картографии соответствовало характерному для большей

части XX в. раздвоенному состоянию географической науки, когда

при физико-географических исследованиях стремились абстрагиро-

ваться от антропогенного фактора и показать ландшафты в их услов-

но первозданном виде, а при социально-экономических — от при-

родных факторов. Ситуация начала смягчаться в 1970-1980-е годы,

когда на грани социально-экономической и физико-географичес-

кой картографии зародилось новое «стыковое» направление — кар-

тографирование взаимодействия человека и окружающей среды

[134], или экологическое в современном понимании.

Сложилось два альтернативных подхода к содержанию поня-

тия экологических карт:

• широкий, включающий едва ли не все виды географических

карт;

• узкий, ограничивающийся использованием того или иного

типа их, со значительными расхождениями в отношении

того,

какому именно типу следует отдать предпочтение.

Экологическое картографирование отличается от ряда других

от-

раслей тематического (геологического, геоморфологического, почвен-

ного

и др.)

картографирования сложностью определения

его

предмет-

ной области [152].

качестве основного объекта экологического (эко-

лого-географического) картографирования разными авторами

рассматриваются: экосистемы разного ранга, масштабы антропоген-

ного давления

на

среду, биота, природоохранные мероприятия, вза-

имоотношения организмов

среды, экологические ситуации.

Задачи экологического картографирования решаются

как в

рам-

ках традиционных, сложившихся тематических отраслей,

соот-

ветствующей адаптацией содержания,

так и

путем создания карт

полностью оригинальным специальным содержанием. Соответствен-

но,

целесообразно различать эколого-географическое

собственно

экологическое картографирование.

Эколого-географическое картографирование

включает

себя

создание новых разновидностей карт

рамках существующих

областей тематического картографирования (экологизация

те-

матического картографирования).

Содержанием эколого-географических карт является показ ланд-

шафтов

в их

современном

(с

учетом антропогенного воздействия)

виде,

также деятельности человека

учетом условий,

которых

она протекает,

последствий,

которым приводит.

Собственно

экологическое картографирование

посвящено про-

странственной характеристике процессов взаимодействия дея-

тельности человека

окружающей средой.

1.2.

Исторические корни и современные

концепции экологического

картографирования

1.2.1.

Антропоцентризм

биоцентризм

как

альтернативные подходы

оценке

и картографированию экологической

обстановки

Термины «экологическая карта», «экологическое картографирова-

ние» были впервые введены французскими геоботаниками

70-е годы

столетия применительно

картам состояния растительности

антропогенного воздействия

на нее

(107]. Близкие

по

содержанию

картографические работы примерно в то же время начали прово-

диться и в России (научная школа академика В. Б. Сочавы) [150].

Картографирование состояния растительности и условий для

нее,

постепенно развиваясь, сформировало биоцентрическое на-

правление в экологическом картографировании. Биоцентрический

подход базируется на классическом геккелевском понимании пред-

мета экологии и нацелен на картографическое исследование взаи-

мосвязей между биологическими видами и средой их обитания,

что в наиболее концентрированном виде было сформулировано

Сочавой: «Экологические карты как карты экосистем должны от-

ражать их критические компоненты и основные связи между жи-

вотными и растениями. Человек в экосистему не входит. Она

картируется как одна из составляющих среды человека, а не как

среда в целом со многими ее компонентами, поэтому в отноше-

нии последнего расширять содержание экологических карт нет

надобности» [150, с. 38]. Практически в рамках биоцентрического

подхода получило развитие создание фито- и зооэкологических

карт, характеризующих условия жизни организмов.

В некоторых теоретических работах встречаются высказывания

о картографировании экосистем как основной функции экологи-

ческого картографирования. Однако практическое решение этой

задачи затруднено вследствие пространственной неопределеннос-

ти понятия экосистемы [66]. Понятие экосистемы не ограничено

определенными пространственными рамками и может быть при-

ложено к болотной кочке, участку леса, биосфере в целом. С дру-

гой стороны, одна и та же точка пространства может одновремен-

но входить в экосистемы разных биологических видов.

Реализация биоцентрического направления сдерживается также

в связи с отсутствием четких экологических критериев для сравне-

ния реально существующего с допустимым и желательным. Если для

человека такие критерии (ПДК, ПДУ) при всех многочисленных

недостатках существуют, то для отдельных биологических видов и

особенно для экосистем в целом отсутствуют. Более того, согласно

закону внутреннего динамического равновесия и его следствиям,

предполагающим учет состояния популяций [124], для экосистем

подобные показатели в принципе не могут иметь универсального

характера. Роль более или менее универсального критерия может

выполнять природный фон (при максимально широкой трактовке

этого понятия). К нему, согласно закону экологической корреля-

ции, приспособлены все компоненты экосистем. Понятно, что до-

пустимая величина отклонения от природного фона имеет межви-

довые и внутривидовые различия. Это также предполагает множе-

ственность оценок последствий одних и тех же отклонений и делает

проблематичным выработку универсальных критериев.

Другим «источником и составной частью» экологического кар-

тографирования (антропоцентрическое направление) стали при-

кладные работы по учету природных ресурсов, оценке экологи-

ческой обстановки и разработке путей ее оптимизации. Обычно

такие работы реализовываются в региональных целевых програм-

мах природоохранной направленности (территориальные комплекс-

ные схемы охраны природы, соответствующие разделы схем рай-

онных планировок и генеральных планов). Эти работы отличаются

от биоцентрических тем, что оценки состояния среды выполня-

ются с точки зрения воздействия факторов окружающей среды на

здоровье человека и возможности хозяйственного использования

природных ресурсов.

Антропоцентрический подход по своему содержанию ближе к

традиционному географическому, при котором биота рассматри-

вается как один из равноправных компонентов ландшафта. На кар-

тах, относящихся к данному направлению, обычно содержатся

сведения о ландшафтах территории, особо охраняемых природных

территориях и объектах, источниках и последствиях антропоген-

ного воздействия на среду (объемы и состав выбросов и сбросов

загрязняющих веществ, уровни и ареалы загрязнения).

Соотношения антропоцентризма и биоцентризма дифферен-

цированы по разновидностям экологических карт: гигиенические

и экономические оценки антропоцентричны, а охрана природы

биоцентрична по определению. Сочетание биоцентрического и

антропоцентрического подходов означает практически необходи-

мость создания двух видов карт: базовых и оценочных. Первые долж-

ны характеризовать величины отклонений показателей от природ-

ных, фоновых, вторые — давать гигиенические или экологичес-

кие оценки последствий этих отклонений.

1.2.2.

Значение для экологического

картографирования законов и принципов

экологии

Адекватное картографическое отображение информации, от-

носящейся к определенной области знания, предполагает учет дей-

ствующих в этой области специфических законов и закономерно-

стей. В географических науках в силу ряда как объективных, так и

субъективных причин не сложилось теоретических основ в виде

логически стройной, общепризнанной системы аксиом и законов.

В географии — науке сложной, комплексной законов природы

(т.е.

необходимых, существенных, устойчивых, повторяющихся

отношений между явлениями) нет, а есть лишь закономерности,

общее число которых не поддается даже приблизительным оцен-

кам [5]. Иная ситуация (по крайней мере с внешней, формальной

стороны) имеет место в экологии и природопользовании. Несмот-

ря на то что степень сложности объектов изучения географических

и биологических наук существенно не различается [5], сложилась

своего рода международная традиция возведения эмпирических

закономерностей и даже единичных, но весьма важных фактов

(таких как ограниченность природных ресурсов, равнозначность

всех условий жизни), в ранг экологических законов, принципов

и т.п. Однако очевидно, что очень многие из них не соответствуют

приведенному выше определению закона природы.

Анализируя этот материал, Н. Ф. Реймерс [124] систематизиро-

вал около 300 обобщений, сформулированных разными авторами.

Они подразделяются по уровням (аксиома, гипотеза, принцип,

закон, правило) и сферам применения:

• общесистемные обобщения;

• физико-химические и молекулярно-биологические основы

существования живого;

• эколого-организменные закономерности;

• закономерности системы «организм — среда»;

• популяционные законы;

• биогеографические закономерности;

• законы функционирования биоценозов и сообществ;

• экосистемные законы;

• общие закономерности экосферы и биосферы Земли;

• закономерности эволюции биосферы;

• законы системы «человек — природа»;

• законы социальной экологии;

• законы природопользования;

• принципы охраны среды жизни, социальной психологии и

поведения человека.

Важнейшим свойством экологических обобщений, определя-

ющим возможность их применения при решении задач экологи-

ческого картографирования, является их территориальность или

внетерриториальность. Преобладающая часть экологических зако-

нов и закономерностей относится к внетерриториальным, т.е. дей-

ствующим одинаково, вне зависимости от особенностей террито-

рий. Но могут быть выделены обобщения, действие которых носит

территориально дифференцированный характер, что делает необ-

ходимым их учет при картографировании.

Значение закона внутреннего динамического равновесия для

экологического картографирования. Закон, сформулированный

Реймерсом [123], гласит: «Вещества, энергия, информация

ди-

намические качества отдельных природных (экологических) сис-

тем

в их

иерархии взаимосвязаны настолько, что любое измене-

ние одного

из

этих показателей вызывает сопутствующие функ-

ционально-структурные количественные перемены, сохраняющие

общую сумму вещественно-энергетических, информационных

динамических качеств экосистем, где эти изменения происходят,

или

их иерархии». Следствием данного закона являются природ-

ные цепные реакции, как правило, имеющие нелинейный харак-

тер

направленные

на

нейтрализацию изменений или

на

форми-

рование,

том числе необратимое, новых экосистем. Будучи важ-

нейшим для учета

при

практическом природопользовании, этот

закон стал фактически методологической основой экологической

экспертизы проектов

решений.

Важнейшее следствие

закона

внутреннего динамического рав-

новесия

для картографирования

—

необходимость выявлять

отражать на карте состояние экосистем: устойчивое, неустойчи-

во-равновесное (напряженное), неравновесное;

возможным

подразделением по факторам воздействия.

Рассматриваемый закон имеет весьма сложный, многоаспект-

ный характер. Число его проявлений даже

за

непродолжительное

время

и на

небольшой территории может быть неограниченным.

Полный учет последствий того

или

иного решения

природо-

пользовании часто требует многолетних специальных исследова-

ний

является предметом длительных дискуссий. Вследствие это-

го рассматриваемый закон

настоящее время практически не под-

дается количественному выражению. Поэтому может быть выделено

два пути учета закона внутреннего динамического равновесия при

картографировании:

• качественные оценки состояния экосистем;

• количественные экологические критерии.

Первое выражается

использовании качественных оценок эко-

логических ситуаций (условно благоприятные, удовлетворитель-

ные,

напряженные, критические

катастрофические) [79]. Вто-

рое заключается

использовании

качестве оценочных единиц

для картографирования (количественных ориентиров) величин,

соответствующих качественным изменениям

состоянии экосис-

тем. Наиболее простыми и распространенными величинами такого

рода являются ПДК. Однако их соблюдение или превышение мо-

жет рассматриваться как оценочный критерий лишь с медико-ги-

гиенических, антропоцентрических позиций и далеко недостаточ-

но для оценки состояния экосистем в целом. Использование ПДК

и в качестве собственно гигиенических критериев имеет ряд недо-

статков: неполнота учета взаимодействия веществ, зависимость

здоровья от природных и социальных факторов, некорректность

переноса на человека результатов экспериментов с подопытными

животными [14]. Тем не менее широкое использование ПДК и

производных от них величин ПДВ, ПДС в нормативной докумен-

тации, при решение юридических и экономических вопросов при-

родопользования, заставляет ориентироваться на них в рамках

прикладного экологического картографирования.

Значение законов экологической корреляции и толерант-

ности для картографирования. Согласно закону экологической

корреляции (в формулировке, приведенной Реймерсом [123]), в

экосистеме, как и в любом другом природно-системном образова-

нии, особенно в биотическом сообществе, все виды живого и аби-

отические компоненты функционально соответствуют друг другу.

При этом, согласно закону толерантности В. Шелфорда, лимити-

рующим фактором процветания организма и вида в целом может

быть как минимум, так и максимум воздействующего фактора;

диапазон между ними определяет интервал выносливости (толе-

рантности) организма [124].

Отсюда вытекают важные для картографического исследования

следствия. В каждой экосистеме (и соответственно в пределах каж-

дой территориальной единицы любого уровня) биота, и человек в

том числе, приспособлены к определенным интервалам геофизи-

ческих и геохимических параметров. В условиях повышенных или

пониженных концентраций химических элементов в среде поселя-

ются специфические виды; в популяциях выявляются организмы

с разной степенью устойчивости, причем изменения могут иметь

наследственную природу [71]. Поэтому понятия экстремальности

или оптимальности природных условий могут рассматриваться лишь

по отношению к обитателям конкретных территорий и в целом

носят относительный характер. Длительное проживание в опреде-

ленных природных условиях, приверженность образу жизни, тра-

дициям и т.д. сопровождаются выработкой приспособительных ре-

акций как психологического, так и физиологического характера.

У папуасов и эскимосов, например, понятия об оптимальных при-

родных условиях едва ли совпадают.

2 -

9522

С другой стороны, не нарушенное антропогенным воздействи-

ем состояние экосистемы (с соответствующими этому состоянию

геофизическими и геохимическими характеристиками) может рас-

сматриваться как эталон; т.е. последнее понятие также является

относительным и территориально конкретным. Поэтому при кар-

тографировании оптимально принимать за точку отсчета для дан-

ной местности природный фон (понимая под ним всю совокуп-

ность геофизических и геохимических параметров при отсутствии

антропогенного воздействия). Величина отклонения от природно-

го фона (по отдельному показателю на аналитической карте или

по совокупности их на синтетической) может рассматриваться как

естественная характеристика антропогенной нагрузки. Такая по-

становка задачи придаст дополнительный смысл традиционным

физико-географическим исследованиям, нацеленным на реконст-

рукцию естественных ландшафтов.

Значение закона физико-химического единства живого

вещества для экологического картографирования. Согласно

данному закону, сформулированному В. И. Вернадским, все жи-

вое Земли в физико-химическом отношении едино: «Вся биосфе-

ра распределяется... на различные комбинации однородного жи-

вого вещества» [27, с. 236]; живое вещество бывает разнородным и

однородным, разнородное состоит из организмов разных видов

[там же, с. 224]. Вследствие этого вредное для одной части живого

вещества не может быть безразлично для других [124].

Существование такого закона обусловливает возможность раз-

нообразной интерпретации данных картографирования загрязнения

среды отдельными веществами: с антропоцентрических позиций,

с точки зрения устойчивости конкретных видов или экосистем в

целом. Поэтому содержание аналитических (покомпонентно-по-

ингредиентных) карт загрязненности безотносительно к конкрет-

ным биологическим видам образует фактологическую основу для

последующей интерпретации. Обобщение же покомпонентно-по-

ингредиентных данных на синтетических картах не может не но-

сить характера оценки с антропоцентрических или биоцентричес-

ких позиций.

Физико-химическое единство биосферы достигается благодаря

круговороту веществ. Современная биогеохимическая концепция

биосферы строится на признании единства жизни и геохимичес-

кой среды. Процесс загрязнения окружающей среды — это про-

цесс формирования техногенных потоков и ореолов рассеяния [34].

Загрязнения, поступающие в окружающую среду, носят много-

фазный (газообразная, жидкая и твердая фазы) и многокомпо-

нентный характер: химически чистые вещества вообще нехарактер-

ны для естественных условий, тем более не относится это к произ-

водственным и бытовым отходам. Поллютанты, попав в окружающую

среду, подвергаются транспортировке в составе геохимических по-

токов, депонированию в составе ореолов и разрушению процесса-

ми самоочищения. Благодаря общности источников, возникают гео-

химические корреляционные связи между поллютантами в составе

потоков и ореолов. Это имеет особенно важное значение для карто-

графирования, так как ореолы являются значительно более удобны-

ми для изучения объектами, нежели потоки.

Значение закона равнозначности всех условий жизни для

экологического картографирования. Согласно данному зако-

ну, все природные условия среды, необходимые для жизни, игра-

ют равнозначную роль [124]. Учет этого закона необходим при син-

тетическом картографировании, нацеленном на получение инте-

гральных характеристик состояния среды. Закон равнозначности

всех условий жизни не позволяет подразделять экологические фак-

торы на важнейшие, второстепенные и т.д.

Согласно закону минимума, любой фактор может оказаться

лимитирующим. В то же время интервалы толерантности организ-

ма к разным факторам различны, в том числе и по отношению к

диапазонам их изменений. Например, естественный радиацион-

ный фон практически нигде на Земле не выходит за безопасные

рамки, поэтому данный фактор до появления атомного оружия и

энергетики не воспринимался как биологически значимый.

Разнообразие интервалов толерантности к разным факторам

обусловливает возможность и необходимость оценки их относи-

тельной значимости. Вместе с тем полный учет всех экологических

факторов едва ли является осуществимой задачей, так как одна из

составляющих научно-технического прогресса — обнаружение все

новых из них (пример радиации иллюстрирует это).

Значение правил топографического кружева ареала и гео-

графической изменчивости кружева ареала для экологичес-

кого картографирования. Эти биогеографические закономернос-

ти могут рассматриваться как конкретные советы по интерпретации

ландшафтных данных. Так, расположение благоприятных для опре-

деленных видов участков подчиняется определенным местным гео-

графическим закономерностям: теплолюбивые виды могут расселяться

по южным склонам, влаголюбивые — по понижениям и т.п. Для

одного и того же вида расположение таких участков в разных частях

ареала бывает неодинаково: у северных границ ареала — на южных

склонах, у южных границ — на северных склонах.