Стурман В.И. Экологическое картографирование

Подождите немного. Документ загружается.

Значение принципов инстинктивного отрицания — при-

знания и удаленности события для экологического картогра-

фирования. Согласно первому принципу, факты и закономерно-

сти,

противоречащие концепции, которой придерживается разра-

ботчик, подсознательно исключаются из модели, тогда как фактам,

укладывающимся в концепцию, неосознанно придается больший

вес,

чем они имеют в действительности. Согласно второму принци-

пу, явления, отдаленные в пространстве и во времени, по психоло-

гическим причинам кажутся менее существенными, чем в действи-

тельности, и наоборот.

Указанные принципы должны учитываться разработчиками карт

в процессе интерпретации материалов как эмпирические законо-

мерности психологии научно-экспертной работы. Психологические

закономерности, выражаемые данными принципами, часто слу-

жат источником ошибок, например таких, как показ широко рас-

пространенных явлений (загрязнение поверхностных вод и почв,

эрозионные процессы и др.) лишь в тех местах, где они специаль-

но изучались.

1.2.3-

Принципы и методы квалиметрии

и их реализация в экологическом

картографировании

Принципы квалиметрии и их реализация при экологи-

ческом картографировании. Квалиметрия как научная дисцип-

лина, охватывающая методологические и практические вопросы

оценки качества, начала разрабатываться в конце 60-х годов XX в.

в связи с проблемой совершенствования промышленной продук-

ции. Тем не менее принципы и методические подходы, разрабо-

танные в рамках этой дисциплины, вышли за их первоначальные

пределы и применяются, например, в практике гигиенической

оценки атмосферного загрязнения [55]. Поэтому их тоже целесооб-

разно использовать в экологическом картографировании, учиты-

вая при этом специфику предмета.

Рассмотрим последовательно принципы квалиметрии, пред-

ложенные Г. Г. Азгальдовым и Э. П. Райхманом [2].

Качество рассматривается как некоторая иерархическая со-

вокупность свойств, причем таких свойств, которые представляют

интерес для потребителя данного продукта [2]. Для целей экологи-

ческого картографирования формулировку данного принципа це-

лесообразно уточнить: качество окружающей среды может быть

оценено как некоторая совокупность свойств окружающей среды,

являющихся важными для субъекта оценки (биологического вида).

Подразделение свойств среды по иерархическим уровням проти-

воречит рассмотренному выше закону равнозначности всех усло-

вий жизни, хотя и не исключает относительной оценки их значи-

мости. Разрешение противоречия представляется следующим.

Подразделение характеристик антропогенного воздействия по

компонентам среды, отдельным ингредиентам загрязнения и вре-

мени осреднения обусловливает наличие ряда иерархических уров-

ней показателей. В то же время закон равнозначности всех условий

жизни не позволяет абстрагироваться от какого-либо из этих уров-

ней. Поэтому содержанием данной иерархической системы явля-

ется процедура последовательной интеграции показателей, но не

возможность раздельного проведения оценок для разных уровней.

Показатели вышестоящих уровней складываются из показателей

нижестоящих, являющихся первичными. Каждый из последних вно-

сит свой «вклад» в окончательный результат и при большом откло-

нении (например, кратковременное многократное повышение кон-

центрации хотя бы одного поллютанта при залповом выбросе) спо-

собен существенно повлиять на интегральный показатель.

Иерархические уровни, таким образом, носят условный ха-

рактер и предназначаются для удобства процедуры оценки и выда-

чи результатов по компонентам среды в связи с особенностями

организации природоохранных служб. Этим оценка состояния ок-

ружающей среды отличается от оценки качества продукции, где

возможен раздельный учет и анализ, например, эстетических

свойств и показателей надежности. В свою очередь, состояние ок-

ружающей среды в целом как свойство определенного (достаточно

высокого) иерархического уровня является составной частью оцен-

ки земель при кадастровом картографировании.

2. Отдельные свойства, составляющие иерархическую структу-

ру качества, путем измерений или вычислений могут получить

числовые характеристики Pij — абсолютные показатели. Однако

такие характеристики (например, концентрации отдельных ве-

ществ) абсолютно ничего не говорят о свойствах с точки зрения

«много — мало», «хорошо — плохо» и т.д. Поэтому измерение от-

дельных свойств или самого качества в целом должно завершаться

вычислением относительных показателей [2].

Данный принцип квалиметрии, будучи объективно существу-

ющим, широко применяется в практике картографирования как

стандартный прием нормирования на ПДК и иные близкие по

смыслу нормативы. Процедура гигиенической оценки параметров

окружающей среды является частным проявлением указанного

принципа.

3. Показатели качества рассматриваются с точки зрения по-

требностей большей части членов общества [2]. Этот принцип под-

разумевает, что требования к качеству носят субъективный харак-

тер,

в связи с чем следует ориентироваться на усредненные запро-

сы.

Справедливость данного принципа вызывает сомнения даже

применительно к оценке продукции: мировой тенденцией является

стремление учесть именно индивидуальные запросы, что, однако,

не исключает массового производства дешевого «ширпотреба» при

наличии спроса на него. Практика природоохранной работы фак-

тически соответствует этому принципу, поскольку ПДК и тому

подобные нормативы безотносительны к природным условиям и к

возрастным, социальным и иным особенностям. Использование

данного принципа в природоохранной работе не позволяет отка-

заться от него и в экологическом картографировании.

4. Разные шкалы абсолютных показателей должны быть транс-

формируемы в общую шкалу [2]. Нормирование по ПДК и другим

подобным нормативам с последующей интеграцией в покомпо-

нентные показатели обеспечивает реализацию и этого принципа.

5. Любое свойство качества определяется двумя числовыми па-

раметрами: относительным показателем и весомостью [2]. Относи-

тельными показателями являются концентрации поллютантов,

уровни физических полей, нормированные на ПДК, ПДУ. Пока-

затели весомости учитываются на всех иерархических уровнях. Их

роль выполняют: период осреднения, класс опасности поллютан-

та, относительная значимость компонента окружающей среды.

Интеграция на каждом из иерархических уровней может быть

произведена тремя математически возможными способами: в виде

средней арифметической с использованием показателей взвешива-

ния; средней геометрической', средней гармонической [2]. Практичес-

ки используются все три способа. Математические или фактологи-

ческие доказательства преимуществ какого-либо из трех способов

получения обобщающих оценок отсутствуют. Более того, вопрос о

преимуществах тех или иных средних дискутировался еще в

XVII

в.;

проведенные недавно эксперименты также не дали однозначного

ответа на этот вопрос [2]. В этих условиях в соответствии с общена-

учным принципом, известным под названием «бритва Оккама»,

целесообразно отдавать предпочтение наиболее простому реше-

нию — показателям первого типа (суммы произведений на коэф-

фициенты взвешивания и т.п.). При этом целесообразно вместо

сумм использовать средние арифметические, как рекомендует ква-

лиметрический подход. В этом случае величины комплексных по-

казателей, определенных по разному числу компонентов, будут

сопоставимы.

6—7. Сумма весомостей одного уровня есть величина постоянная.

Весомость и оценка свойств i-ro уровня определяются требовани-

ями со стороны связанных с ними свойств

(i—

1), т.е. более высоко-

го уровня [2]. Указанные принципы вполне очевидны и подразу-

мевают элементарную унификацию методов измерений и обра-

ботки их результатов.

Использование методов квалиметрии в экологическом кар-

тографировании. Непосредственное определение параметров ок-

ружающей среды, как количественных, так и качественных, состав-

ляет содержание методов физико-географических (в максимально

широкой трактовке этого понятия) исследований. Учет социаль-

но-экономических характеристик требует привлечения методов

демографии и социологии. Обеспечение корректности и сопоста-

вимости результатов тех и других составляет предмет метрологии.

Использование квалиметрических методов необходимо на стадии

перехода от поингредиентных и покомпонентных характеристик к

интегральным, охватывающим разнородную и потому трудносо-

поставимую информацию.

Ключ

комплексной оценке

состояния среды

состоит в опре-

делении относительной значимости ее отдельных компонентов

для здоровья человека (при антропоцентрическом подходе) или

устойчивости отдельных видов и экосистем в целом (при био-

центрическом подходе).

С точки зрения законов экологии вполне очевидно, что каж-

дый из компонентов среды является жизненно важным. Но разно-

образие интервалов толерантности к разным факторам обусловли-

вает различия в их значимости.

В квалиметрии известны следующие основные методы опреде-

ления весомости отдельных свойств качества: стоимостный, экс-

пертный, вероятностный и смешанный (комбинации трех предыду-

щих [2]).

• Стоимостный метод предполагает корректную оценку сла-

гаемых качества в денежном выражении. Такой подход едва

ли приемлем для экологического картографирования, по

крайней мере в качестве основного, в силу вторичное™

экономических оценок в природопользовании по отноше-

нию к экологическим и гигиеническим.

• Экспертный метод (метод «Дельфи») включает участие

группы из 10—12 экспертов, отвечающих на поставленный

вопрос. Ответы должны носить количественный характер,

даваться в несколько туров со взаимным ознакомлением с

результатами, обменом мнениями в целях выработки ус-

редненного коллективного решения [2]. При современном

уровне развития геоэкологических исследований данный

метод является наиболее распространенным [15J.

• Вероятностный метод. В рамках антропоцентрического под-

хода предметом вероятностной оценки оказывается риск воз-

никновения заболеваний в зависимости от состояния окру-

жающей среды и ее компонентов. Такой подход применяет-

ся в рамках методики оценки риска и в целом может быть

оценен как наиболее перспективный. Его распространение

сдерживает необходимость накопления и обработки значи-

тельных объемов медико-географической информации

применительно к конкретным социально-экономическим

условиям. Создает трудности для математической обработки

и неоднозначность связей «доза—эффект», в частности нали-

чие скачков на определенных уровнях [15], а также возмож-

ное влияние на восприимчивость этносоциальных, возраст-

ных и индивидуальных особенностей организма. Практичес-

ки вероятностный метод реализуется на основе использования

статистических зависимостей между характеристиками состо-

яния компонентов среды и показателями здоровья человека

либо состояния популяций отдельных видов.

1.2.4.

Экологизация тематической картографии

Общий смысл экологизации картографии заключается в пере-

ходе от традиционных попыток показа как бы реконструирован-

ного состояния природной среды к целенаправленному отображе-

нию содержания и последствий воздействия человека. Экологиза-

ция, являющаяся общей тенденцией развития современной науки

[124], проявилась во многих отраслях тематической картографии.

Геологическое картографирование претерпело значительные

изменения в области задач и методов съемочных исследований. Были

разработаны новые методические руководства [23 и др.], изменив-

шие общую направленность геологических исследований с наце-

ленности на обнаружение полезных ископаемых на изучение со-

временного состояния геологической среды и тенденций ее изме-

нения. При этом в число объектов изучения, согласно новым

методическим руководствам, вошли даже характеристики загряз-

нения атмосферного воздуха и поверхностных вод.

В рамках экологизации геологического картографирования по-

вышенное внимание уделяется показу на общих и специальных

картах техногенно-образованных, техногенно-переотложенных и

техногенно-измененных пород, а также сущности физических и хи-

мических изменений в них (подробнее см. в разделе

4.5.2).

Геоморфологическое картографирование в последние годы так-

же ориентируется на изучение и решение экологических проблем.

По выражению А. Н. Ласточкина [83], если раньше геоморфологи

уделяли основное внимание изучению всего того геологического,

что отражается в рельефе, то сейчас необходимо сместить акцент

на то географическое, что рельефом контролируется. Литогенная

основа ландшафта (геологическое строение и рельеф) в значи-

тельной степени предопределяет пространственное распределение

почвенных разностей и биотопов, их внешние границы. Поэтому

границы территорий с разными экологическими ситуациями во

многих случаях целесообразно согласовывать с геоморфологичес-

кими границами.

Практическая реализация этой идеи заключается в разработке

геотопологической основы для интерполяции и экстраполяции

фактических данных о загрязнении окружающей среды и транс-

формации экосистем, т.е. в создании детальных карт элементар-

ных ребер и граней рельефа и оценки их положения по отноше-

нию к источникам техногенных воздействий [109].

Рельеф непосредственно влияет на процессы геодинамики, в

том числе являющиеся факторами экологического риска (обвалы,

оползни, лавины, сели, наводнения). Поэтому геоморфологичес-

кие карты, в том числе с адаптированным содержанием, нашли

применение при оценке риска различных опасных явлений, конт-

ролируемых рельефом и поверхностными отложениями.

Климатическое картографирование эволюционирует в направ-

лении отображения метеорологических факторов экологической

обстановки: рассеивающей способности и потенциала загрязне-

ния атмосферы [12]. При этом следует отметить, что традиционное

для изучения атмосферных процессов создание мелкомасштабных

карт на основе редкой сети постов, хорошо зарекомендовавшее

себя при анализе и прогнозе глобальных и региональных ситуа-

ций, оказалось недостаточным в условиях сложной, мозаичной

картины загрязнения урбанизированных территорий [34]. В связи с

этим получило широкое распространение создание компьютерных,

в том числе оперативных, карт на основе математического моде-

лирования циркуляционных процессов в условиях города.

Гидрологическое картографирование также приобрело нацелен-

ность на отображение состояния водных ресурсов, в том числе в

аспектах риска высоких паводков, истощения, загрязнения.

Почвенное картографирование традиционно было ориентиро-

вано на отображение не только типов, подтипов и разновиднос-

тей почв, но также их состояния и тенденций изменений (выделе-

ние смытых и намытых почв). В рамках экологизации почвенное

картографирование трансформируется в мониторинг земельных

ресурсов, в задачи которого входит отслеживание изменений: эро-

дированное™ почв, содержания гумуса, микроэлементов, рН,

остаточных концентраций пестицидов, загрязнения тяжелыми

металлами и нефтепродуктами.

Объектом почвенного картографирования становятся техноген-

ные и антропогенно-преобразованные почвы: агросерые, агролес-

ные;

ацефалоземы («обезглавленные» почвы) и т.д. [154]. В новой

классификации почв России [70]. выделены на уровне отдельных

типов почвы, сформировавшиеся под влиянием интенсивного воз-

действия интенсивных факторов (стратоземы, агростратоземы).

Свойства почв непосредственно влияют на интенсивность про-

цессов миграции загрязняющих веществ и самоочищения, корро-

зионную активность. Поэтому получило распространение созда-

ние специальных почвенных карт, на которых дается интерпрета-

ция типов и разновидностей почв с точки зрения их влияния на

миграцию поллютантов. Таким образом, почвенное картографиро-

вание смыкается с эколого-геохимическим.

Геоботаническое картографирование (включая лесное, как его

прикладное направление) послужило одним из источников со-

временного экологического картографирования. Современной тен-

денцией в геоботаническом картографировании стало внимание,

уделяемое показу динамики растительности, включая прогноз ее

состояния с учетом сукцессионной смены сообществ [66]. Состоя-

ние растительного покрова является одним из показателей эколо-

гической обстановки в целом, в связи с чем получило развитие

биоиндикационное картографирование (подробнее см. раздел

4.6.2).

Социально-экономическое картографирование. Экологизация

проявляется в создании специализированных карт для показа по-

следствий хозяйственной деятельности: объемов и структуры вы-

бросов и сбросов загрязнений, в том числе с подразделением по

отраслям экономики, масштабов применения удобрений и пести-

цидов и т.д. Наряду с абсолютными характеристиками поступле-

ния загрязняющих веществ объектами картографирования могут

быть многочисленные относительные показатели: величины вы-

бросов и сбросов в расчете на одного жителя, на единицу площади,

на объем выпускаемой продукции в натуральном или денежном

выражении. Величины платежей за загрязнение (экологического

налога) и, соответственно, поступлений в территориальные эко-

логические фонды также могут быть объектом картографирования.

Состояние среды стало одним из важных факторов кадастро-

вой оценки земель [127], определения стоимости недвижимости

(подробнее см. раздел 5.4). Это предполагает составление специ-

альных карт экономической оценки экологической обстановки,

таких как карты величин отклонений стоимости недвижимости под

влиянием экологических факторов и, соответственно, потерь или

приобретений владельцев.

1.2.5.

Классификации экологических карт

Вопросы классификации экологических карт решаются по-раз-

ному, в зависимости от того, что положено в основу классифика-

ции: анализ и обобщение фактически существующих картографи-

ческих материалов либо теоретические предпосылки. Число клас-

сификационных признаков практически так же безгранично, как

и число экологических проблем и подходов к их изучению. Отно-

сительно устоявшейся и общепризнанной в настоящее время являет-

ся упомянутая выше классификация экологических карт по научно-

прикладной направленности [НО], в рамках которой выделяются

карты:

• инвентаризационные, т.е. нацеленные на учет и описатель-

ные характеристики природных объектов;

• оценочные, т.е. характеризующие соответствие состояний

и условий природной среды каким-либо критериям и/или

нормативам;

• прогнозные, т.е. отображающие предполагаемые и/или не-

доступные для непосредственного изучения природные

объекты и их свойства;

• рекомендательные, т.е. направленные на оптимизацию и гар-

монизацию отношений в природной среде, предотвраще-

ние или смягчение неблагоприятных явлений и их послед-

ствий.

Географы Института географии РАН, составившие наиболее

полный каталог фактически существующих отечественных карт

экологического содержания по состоянию на декабрь 1994 г. [73],

подразделили их на следующие группы:

• карты оценки природных условий и ресурсов для жизни и

деятельности человека;

• карты неблагоприятных и опасных природных условий и

процессов;

• карты антропогенных воздействий и изменений природной

среды;

• карты устойчивости природной среды к антропогенным воз-

действиям;

• карты охраны природы и природоохранных мероприятий;

• медико-географические карты;

• карты рекреации;

• комплексные экологические (эколого-географические, гео-

экологические карты).

Географы МГУ [75] разработали несколько иную классифика-

цию экологических карт, в целом близкую по содержанию, но

отличающуюся отсутствием ряда достаточно традиционных тема-

тических групп:

• карты воздействий на природную среду и их последствий;

• карты оценки состояния природной среды;

• карты прогноза состояний природной среды и оценки ее

прогнозируемого состояния;

• общие эколого-географические карты;

• карты существующей системы природоохранных меропри-

ятий, природоохранных организаций, природоохранных тех-

нических устройств;

• комплексные карты охраны природы.

Классификации, построенные на основе анализа практики,

успешно «работают» в достаточно давно сложившихся тематичес-

ких областях с устоявшейся внутренней структурой. В экологичес-

ком картографировании, все еще находящемся в стадии формиро-

вания, освоены далеко не все практически необходимые сюжеты.

Поэтому целесообразно, основываясь на тех или иных теоретичес-

ких представлениях, дополнять классификации, построенные на

основе анализа практики, перспективными, но еще недостаточно

разработанными разделами. Так географы Института географии

Сибири и Дальнего Востока [171] предлагают следующие классы

экологических карт:

• карты факторов и условий среды (физико-географические

карты, характеризующие условия жизнедеятельности, кар-

ты природ но-ресурсного и экологического потенциала тер-

риторий, устойчивости геосистем);

• карты процессов (распространения загрязнений, миграций,

эрозии, опасных природных явлений);

• карты состояний (современного и прогнозируемых, в том

числе карты антропогенных изменений);

• карты проблем (остроты экологических ситуаций);

• карты организации охраны природы и ресурсопользования

(контроля и управления природопользованием).

Классификация экологических карт по назначению, рассмот-

ренная выше, включает:

• карты для научно-исследовательских работ природоохран-

ной направленности (с дальнейшими подразделениями со-

образно структуре научных дисциплин об окружающей среде

и ее охране);

• карты для практической природоохранной деятельности

(в том числе инвентаризационно-оценочные, прогнозные,

рекомендательные, контрольные);

• карты для экологического просвещения, образования и вос-

питания.

Вполне очевидны также классификации экологических и эко-

лого-географических карт по масштабу и территориальному охва-

ту, по широте темы (общие и частные, аналитические и синтети-

ческие). Специфическим для экологических карт является их под-

разделение по источникам исходной информации на карты,

составленные на основе:

• дистанционного зондирования;

• статистических данных и их обработки;

• полевого картографирования и мониторинга;

• изучения состояния биоиндикаторов;

• обобщения материалов из разных источников.