Ос н о в ы,  п р и н ц и п ы  и  м е т о д ы   л а н д ш а ф т н о –э к о л о -

­г и ч е с к и х и с с л е д о в а н и й и к а р т о г р а ф и р о в а н и я

Решение актуальных практических задач в области рационального природопользования требует особого внимания к исследованию взаимодействия между различными формами человеческой деятельности и природными территориальными комплексами во всем многообразии их рангов и типов. Между тем коренная проблема – устойчивость природных комплексов к антропогенному воздействию остается не достаточно изученной, требует дальнейших исследований техногенная трансформация и динамика ландшафтов. Ландшафтное прогнозирование, разработка принципов и методов картографирования ландшафтов, подвергшихся техногенному воздействию – главные актуальные направления в познании закономерностей современных тенденций развития природной среды / 1 /.

В связи со все возрастающим влиянием хозяйственной деятельности людей на формирование и динамику современных природно-территориальных комплексов одной из актуальнейших проблем в последние годы становится охрана и рациональное использование природных ресурсов и совершенствование территориальной структуры сельскохозяйственного производства.

Проведение ландшафтно-экологических исследований для природоохранных целей предполагает использование различных методов определения устойчивости природных комплексов к антропогенному воздействию, таких, как метод анализа, прогнозирование, мониторинг и т.д. Так, метод анализа позволяет установить уровень современного состояния территории и выявить основные проблемы в области природопользования, а также определить причины и степень проявления негативных явлений и процессов. Ландшафтно-экологический прогноз предполагает установление оптимизации использования природных ресурсов и их условий, прежде всего, для улучшения состояния этих ресурсов. Установлено, что разработка прогноза с использованием достоверной информации позволяет не только предотвратить, но и, отчасти, исключить возникновение проявлений отрицательных последствий антропогенной деятельности.

Проведение ландшафтно-экологические исследований в зоне антропогенной нарушенности территорий должно опираться на достоверную и полную систему мониторинга территории. При этом основной задачей мониторинга является формирование и поддержание на современном уровне системы информации о состоянии природных ресурсов и изменениях, вызванных антропогенным воздействием.

За основу ландшафтно-экологической организации природопользования в зоне орошаемого земледелия в долине р.Сырдарьи нами принят картографический метод. В последнии годы на фоне общей "экологизации" науки резко возрос интерес к экологическому картографированию как методу исследования и средству пространственно-наглядного отображения экологических проблем, без которого невозможны практические действия по их решению. Однако в понимании термина "экологическое картографирование" еще нет единства, о чем свидетельствуют публикации в ведущих географических журналах / 2, 3, 4, 5, 6 /.

Экологическое картографирование следует рассматривать как один из видов прикладного картографирования, которое прежде всего, относится к отображению сферы взаимодействия общества и природы. В прикладном картографировании, на наш взгляд, можно выделить два основных направления: природооценочное и природоохранное / 7, 8, 9, 10 /. Оба они базируются на общенаучном экологическом подходе – рассмотрении любой совокупности предметов, явлений действительности с точки зрения какого-то центрального объекта / 11, 12 /. Как справедливо отмечали еще в начале 70 – х годов А.А. Минц и В. С. Преображенский / 13 /, экологический подход всегда присутствует, если мы пользуемся такими терминами, как "условия" или "среда".

Главная цель природооценочного картографирования – экономическая, состоящая в оценке природных условий в их широком смысле ( т.е. включая и ресурсы ) для различных отраслей хозяйственной деятельности ( промышленности, сельского хозяйства и т.д. ), к этому же направлению следует относить оценку природных условий жизни населения и вопросы борьбы с неблагоприятными природными явлениями. Природная среда в этом случае выполняет функцию обеспечения производства естественными условиями и ресурсами. Цель природоохранного картографирования ясна из его названия. Но с 60 – х годов словосочетание "проблемы экологии" стали использоваться как синоним словосочетания "проблемы охраны окружающей среды"/ 12 /.

Становление и развитие эколого-географического направления исследований вызвало активный интерес географической картографии к его проблемам. Эколого-географическое картографирование ( ЭГК ) – термин, который чаще всего употребляется сейчас, - зарождается и определенным образом реализуется в рамках картографирования природопользования и охраны окружающей среды. В современном понимании карты природопользования начали разрабатываться с конца 60-х годов, однако, карты оценки состояния и качества природной среды появились значительно раньше / 14 /.

Одними из первых по этой проблеме были научные публикации ученых Отделения географии ИГФ АН УССР / 15, 16 /. Авторы разработок акцентировали внимание на оценке воздействия общества на природную среду, а также прогноз ее изменений. Серьезной вехой в становлении ЭКГ явилось издание в 1978 году фундаментальной монографии по картографическому исследованию проблемы охраны природы / 17 /. В ней обобщены вопросы теории и практики применения картографического метода исследования для решения задач рационального землепользования. В научной географической и картографической литературе появляется термин "экологические карты".

Определенным этапом в развитии экологического картографирования становится разработка карт природных условий жизни населения. Исследования О.Р. Назаревского и др. получили картографическое выражение в изданной в 1984 году карте оценки природных условий жизни населения СССР / 18 /. На ней отражена оценка отдельных элементов природных условий по типичным местностям и выделены зоны природных условий жизни населения, показана степень благоприятности в сравнении с условиями средней полосы европейской части СССР. В этом же направлении в рамках комплексного картографирования проведены исследования В.В. Шакуровым и Б.Б. Прохоровым / 19 /, С.В. Рященко / 20 /.

Понятие об экологической карте не ново, однако, как и все понятия, связанные с экологией, оно не отличается определенностью. До сих пор понятие относилось в основном к фито-экологическим картам. Карты экологической среды человека еще не имеют своего наименования. Опыт их создания еще невелик, но определенные тенденции четко обозначились. Одна из них сводится к тому, что в центре внимания должно быть картографирование природоохранных проблем или острых экологических ситуаций, связанных с хозяйственной деятельностью. Экологические карты можно разделить на два класса: 1) собственно экологические ( конечная цель – охрана живой природы как совокупности территориально выраженных экосистем ), 2) эколого-географические (конечная цель –охрана природной среды, как совокупности наземных и водных геосистем разной степени антропогенной трансформации и разного уровня организации, определяемого масштабом картографирования).

Предварительный анализ методик комплексного картографирования показал преобладание разработок антропоцентрического направления, при этом большинство методик, определяемых как комплексные геоэкологические, являются инвентаризационными и не позволяют оценивать территорию в целом. В большинстве методик комплексного картографирования используется аналогичный прием комплексного географического анализа ( синтез ландшафтной структуры, использование земель, плотность населения ).

Появление экологических карт меняет не только существовавшие до недавнего времени классификации карт, но и концепцию зарамочного оформления и проектирования легенд. При создании экологических карт четко прослеживается тенденция объединять карты и объяснительные записки, что вполне оправдано, так как облегчает пользование картой. Экологическое картографирование стало необычайно популярным в последние годы. Об этом свидетельствует обилие публикаций в научной и массовой периодической печати, выпуск тематических сборников и т.д. / 21, 22, 23, 24 /.

В последнее время разработаны и опубликованы различные карты, отнесенные авторами к экологическим. Среди них следует выделить карту Ленинградской области / 25 /. На общегеографической основе показано распределение загрязнения почв вокруг отдельных городов ( серой, органическими веществами, тяжелыми металлами, фтором, свинцом, нитратами ), выделены ареалы выпадения радионуклидов. Экологическую окраску имеет серия карт "Охрана природы и проблемы природопользования Хабаровского края"/ 26 /. Ресурсно-экологическими здесь названы карты: "Загрязнения атмосферы"; "Уязвимость земель"; "Острота проблемы охраны природы при использовании земель"; "Сельскохозяйственное использование земель"; "Нарушенность земель". Синтезирующей в серии представляется карта "Острота проблем рационального природопользования и охраны природы". В процессе работы сформировался перечень экологических проблем, возникающих в связи с отдельными видами природопользования.

Вне всякого сомнения, развитие экологического картографирования – положительная тенденция, способствующая усилению конструктивности в исследованиях взаимоотношений природы и общества. Почти восьмилетний период развития экологического картографирования в республиках бывшего Советского Союза нуждается в осмыслении и подведении предварительных итогов. Как и всякое научное направление на начальной стадии развития, экологическое картографирование отличает крайнее разнообразие теоретических установок, приоритетов, способов анализа информации и взглядов на объекты экологических карт: все это отражается на содержании последних. Тем не менее, можно выделить несколько основных концепций.

Исторически первая из них восходит к идеям классической экологии – биологической науки о взаимоотношениях живых организмов и их сообществ со средой обитания. Наиболее последовательно картографическая интерпретация этих идей осуществлена в Западной Европе, в особенности французской школой экологического картографирования растительности. В перенесении классического экологического подхода на отечественную географо-картографическую почву наиболее видное место принадлежит В. Б. Сочаве. Он считал, что экологические карты должны иметь "концентрическую направленность и отражать связи растительности со всеми главными ….. факторами"/ 27 /. Это направление получило название фитоэкологическое картографирование и нашло отражение в карте "Корреляционная эколого-фитоценическая карта Азиатской России", в масштабе 1:7 500 000 / 28 /. Условия существования живых организмов, их взаимодействия со средой – основной объект экологического картографирования в "классическом " русле В последние годы здесь появилось немало образцов крупномасштабных карт, выполненных для различных ландшафтных систем. В основу легенд положены принципы экологических рядов / 29 /, корреляционно-геоботанический / 30 / и др.

Нередко в качестве основного объекта экологического картографирования приводится узловое в классической экологии понятие экосистемы. Среди картографических произведений, основанных на экосистемном подходе, отличаются карты казахстанских ботаников / 31, 32 /. Их создание – результат сочетания комплексного дешифрирования космических снимков и наземных исследований разной деятельности. Авторы оценивают критерии нарушенности (деградации) по количественным показателям выраженности негативных процессов в наиболее чувствительных компонентах: почве, растительности, животном мире.

Смещение акцентов в сторону объективизации изучения и отображения природных предпосылок жизнеобитания и качества среды обитания человека – отличительные особенности ландшафтного (геокомплексного) направления в антропоцентрическом экологическом картографировании. Преимущества ландшафтно-динамического подхода к картографированию отношений природы и общества состоят в следующем: 1) иерархия геокомплексов в природе позволяет соотнести экологические проблемы любого масштаба с геокомплексами определенного ранга; 2) любой ландшафт рассматривается как система состояний различной длительности: любая экологическая ситуация – как результат смены состояний под влиянием природных процессов и антропогенных воздействий; 3) последствия любого вмешательства в природу дифференцированы по типам ландшафтов в соответствии с их положением в системе общегеографических закономерностей; 4) геокомплексы наиболее удобны для оценки устойчивости и допустимых нагрузок на природную среду / 33 /. Наиболее четко и полно определяет задачи экологического картографирования на ландшафтной основе А.Г. Исаченко / 2 /. Это картографирование экологического потенциала геосистем, антропогенных воздействий на геосистемы и техногенных экологический аналогий, реакций населения на состояние среды и ее техногенные изменения, устойчивости геосистем к техногенным воздействиям, прогноз экологических ситуаций на перспективу.

Антропоцентристские и демоцентристские концепции экологического картографирования существенно различаются по приоритетным категориям и акцентам в рассмотрении субъект-объектных отношений в системе "общество – природа". Авторы многих карт отдают явное предпочтение таким категориям, как цель, острота проблемы, необходимость принятия решений, управление и т.д. / 34, 35, 36 /. Объектами картографирования при этом выступают экологические ситуации, экологические обстановки, экологические проблемы – понятия, которые не всегда возможно четко конкретизировать территориально. Наиболее известный пример картографирования, ориентированного, в первую очередь, на выявление проблем, - "Карта острых экологических ситуаций СССР" в масштабе 1:8 000000, созданная под руководством Б.И. Кочурова / 37 /. Это первое обзорное экологическое картирование столь большой территории. Впервые по ряду основных критериев ( изменение генетической целостности ландшафта, степень сохранности ресурсного потенциала, изменение качества условий жизни населения ) выделены ареалы пяти градаций остроты экологических ситуаций. Анализ составленной карты свидетельствует о том, что в значительной части ареалов на первое место вышли проблемы загрязнения воздуха и воды, оказывающие непосредственное влияние на состояние здоровья людей, а также нарушения ландшафтов в результате сельскохозяйственного производства.

Новым этапом в экологической картографии являются работы казахстанских ученых Института географии МОН РК, в частности, работы по ландшафтно-экологической типизации пустынных регионов, основанные на специальной информации, содержащейся в ландшафтной карте, карте антропогенной измененности природно-территориальных комплексов / 38, 39, 40 /. Ландшафтно-экологическая типизация выполняется в два этапа. Первый, в узком смысле слова, строится на основе типизации только природно-территориальных комплексов, второй - учитывает, кроме природных типов, типы использования земель, антропогенные изменения и вызванные хозяйственной деятельностью процессы опустынивания, т.е. учитываются и социально-экономические критерии. Ландшафтно-экологическая типизация, разработанная в целях рационального землепользования и землеустройства, предоставляет не только информацию о классификации влияния сельскохозяйственного производства на ландшафты зоны широкого мелиоративного освоения (что можно осуществить на основе типов использования земель и типов антропогенных изменений), но и позволяет типизировать отклик ландшафта на воздействие. Последнее отражается в типах устойчивости и стабильности структуры ландшафта. Конечным, итоговым результатом ландшафтно-экологической типизации регионов является карта экологических ситуаций, отражающая особенности современного состояния региона и дающая представление об отдельных пространственных ареалах, включающих природоохранные проблемы и степень их остроты. По существу, выявление природоохранных проблем сводится к анализу соотношения между антропогенной нагрузкой и свойствами природного ландшафта, в результате которого выявлены изменения природной среды, не соответствующие экологическим требованиям. В процессе составления карт экологических ситуаций главным критерием состояния ПТК является степень антропогенной измененности естественных ландшафтов / 41, 42, 43 /.

Рациональная организация сельскохозяйственного производства требует проведения ландшафтно-экологического районирования. Ландшафтно-экологическое районирование является особой формой информации о природно-хозяйственных различиях материков, стран и других крупных регионов и служит естественной основой рационального использования природных ресурсов.

Основная задача ландшафтно-экологического районирования в природоохранных целях заключается не только в изучении природно-хозяйственных различий, тенденций современного развития природы с учетом антропогенного воздействия, в выявлении ландшафтно-экологической структуры природно-хозяйственных систем, но и в определении соответствия или несоответствия сложившейся структуры сельскохозяйственного производства природным условиям и потенциальной возможности земельных ресурсов конкретного региона. В природно-экологических характеристиках выделенных регионов наибольшее внимание уделяется тем условиям и процессам, которые особенно важны для сельскохозяйственного использования территорий. Таким образом, ландшафтно-экологическое районирование как форма учета и использования природных условий и естественных ресурсов должно удовлетворять потребностям местных областных и районных сельскохозяйственных организаций, помогать корректировать схемы районирования земельного фонда, то есть разработать их на базе современных новейших достижений природоведческих наук.

При организации сельскохозяйственных угодий и севооборотов необходимо учитывать ландшафтную морфологию земель. Все вопросы, относящиеся к внутрихозяйственному землеустройству, тесно взаимосвязаны. Поэтому в природном отношении наиболее приемлем ландшафтный принцип организации территории, который основывается на учете морфологического строения конкретного ландшафта как единого целого. Ареалы его распространения отображены на ландшафтной карте, а главные природные показатели содержатся в прилагаемой к карте природно-экологической характеристике.

Ландшафтно-экологический принцип организации территорий начинается с анализа природного потенциала земельных ресурсов и их качественных оценок.

Анализ существующих работ по ландшафтно-экологическому районированию показывает, что исследователи используют различные приемы и методы расчленения территорий / 11, 15, 39, 40, 41 /. При этом зачастую берется один какой-либо подчас устаревший и не дающий хороших результатов метод. Это явление, видимо, следует пока признать неизбежным, поскольку применение различных методов объясняется рядом причин: различной степенью качества имеющегося материала ( изученность территории ), целями и масштабами работ.

Первоначальные материалы для районирования дает картографический метод. Его можно рекомендовать как дополнительный при разработке схемы-гипотезы районирования. В этих целях следует использовать имеющиеся топографические и специальные (тематические) карты: ландшафтные, антропогенной измененности ландшафтов, кормовых угодий и др. Этот метод, наряду с другими, был использован при разработке карт ландшафтно-экологического районирования пустынной зоны Казахстана, выполненной учеными Института географии МОН РК / 39 /. Наиболее распространенным в практике ландшафтно-экологического районирования является физико-географический метод, включающий несколько способов разработки схем и карт районирования. Часто применяется способ ведущего фактора, оказывающий многостороннее воздействие на все компоненты природно-хозяйственной системы. Второй способ физико-географического метода районирования, дающий хорошие результаты, - это учет комплекса ведущих факторов или сопряженный анализ природных компонентов. С его помощью можно создавать или контролировать схему районирования той или иной территории "сверху" – от наиболее крупных региональных единиц к малым. При этом нужно иметь в виду, что каждой таксономической единице присущ свой комплекс природно-экологических факторов, определяющих ее специфику.

Применяя способ учета комплекса ведущих факторов при ландшафтно-экологическом районировании, следует большое внимание уделять местным природно-экологическим факторам, влияющим на сельскохозяйственное производство. Они, к сожалению, до настоящего времени недостаточно учитываются не только при разработке схем районирования, но и вообще в природопользовании. В свою очередь, ландшафтно-экологическое районирование позволяет установить по регионам разного таксономического ранга сочетание природно-экологических факторов, определяющих возможности, рентабельность и специализацию сельскохозяйственного производства. Природно-экологические факторы, в большей степени влияющие на сельскохозяйственные, можно объединить в несколько групп. Например, способствующие росту сельскохозяйственных культур ( плодородие почвы ). В эту группу входят факторы, определяющие климат, тип почвы, водный и тепловой режим, пищевой режим почвы. Другим примером может служить группа факторов, влияющих на экологическое состояние природно-хозяйственных систем - загрязнение почв и вод различными химическими соединениями, деградация растительного и почвенного покрова и т.д.

Большое значение для ландшафтно-экологического районирования имеет полевое обследование, необходимое для получения информации с малоизученных в природном и экологическом отношении территорий, на которых нет разносторонних данных, позволяющих произвести районирование.

Существенными источниками информации для природно-экологического районирования любого масштаба является аэрофото- и космические материалы. Практический опыт показывает, что аэрофотоснимки позволяют выявить границы региональных природно-хозяйственных систем (каждой региональной единице соответствует определенный тип рисунка фотоизображения ), определить направление и степень воздействия отрицательных природных процессов, различить качественные особенности природно-хозяйственных систем. Сопоставление аэро- и космоснимков разных сроков исполнения предоставляет возможность фиксации происшедших в определенный период времени изменений в структуре ПХС, вызванных природными процессами или хозяйственной деятельностью человека.

Разработке проектов организации территории при современном рассмотрении природы как сложной многофункциональной системы должен предшествовать всесторонний комплексный анализ и оценка морфологических частей ландшафта. Большое значение при этом имеет правильное использование сельскохозяйственных земель и необходимых мелиоративных мероприятий в целях повышения природного потенциала и охраны земельных ресурсов. Рациональное размещение сельскохозяйственных угодий должно сопровождаться применением такой системы агротехнических мероприятий, которая могла бы повысить их природный потенциал. Знание внутреннего разнообразия ландшафта конкретного типа земель дает возможность разработать схему-систему агротехнических мероприятий, которая содействовала бы регулированию природных процессов. Организация территории должна быть дифференцирована по видам и типам ландшафтов с учетом их зонально-провинциальных особенностей, то есть хозяйственные нагрузки на ландшафт необходимо регулировать в соответствии с его естественной структурой.

Следовательно, ландшафтно-экологическое картографирование земель обеспечивает не только анализ природно-экологических условий, но и дает возможность правильно выбрать земельный участок, по своим природным и экологическим особенностям соответствующий тем или иным сельскохозяйственным культурам. Таким образом:

– экологическое картографирование – чрезвычайно активная "точка роста" на стыке географии, картографии, биологических, социально-экономических, инженерных наук, информации и того, что называется экологическим междисциплинарным подходом. Многообразие существующих экологических карт необходимо рассматривать в качестве закономерного проявления начального этапа развития нового научно-практического направления. При этом не правомерно, на наш взгляд, требовать признания "единственно верным" какого-либо из существующих подходов к принципам и методам экологического картографирования, унифицировать содержание карт и легенд. Необходим дифференцированный подход к научно-поисковым и производственным картам;

– экологическое картографирование любой территории предполагает разработку серии аналитических и синтетических карт. Наиболее объективным и эффективным представляется принцип организации и анализа экологической информации на ландшафтной основе;

– в настоящее время темпы создания экологических карт опережают изученность процессов и последствий антропогенных воздействий на природную среду. Отсюда - констатирующий характер большинства экологических карт, сильная зависимость их содержания от государственной и ведомственной статистики;

– перспективные направления развития экологического картографирования связаны с сочетанием наземных исследований и разнообразных методов обработки дистанционных изображений, комплексированием информации, созданием оперативных карт разного целевого изображения, карт устойчивости среды и моделированием карт отражения окружающей среды при различных сценариях антропогенного воздействия.