4.3.Карты антропогенных предпосылок экологических ситуаций

Эта группа карт аналогична предыдущей. Здесь условия формирования экологических ситуаций создаются различными видами деятельности человека.

Важнейшим фактором формирования экологических ситуаций являются

антропогенные воздействия на природную среду. На ртах такого типа показывают, каковы масштабы воздействия, тип воздействия, временные и пространственные масштабы. Таковы, например, карты выбросов загрязняющих веществ. Чаще всего используются данные по отдельным пунктам (промышленным центрам), хотя имеет место и другой вариант – по административным единицам: районам или областям. Обычно приводятся данные по 10-15 загрязнителям (пыль, окислы, углеводороды и др.). Иногда приводятся диаграммы изменения по годам. В Экологическом атласе России (2002) приводится целая группа карт такого типа в масштабе 1: 20000000 и 1:30000000.

На карте антропогенных нагрузок на ландшафты (Экологический атлас России) (рис. ) в условных обозначениях в табличной форме по вертикальной оси отложены уровни урбанизации, плотности населения и распаханности, по горизонтальной оси – уровни техногенного загрязнения. ка

Рис. Антропогенные нагрузки на ландшафты

Перечисленные выше карты показывают величину воздействия, но не раскрывают экологического состояния территории, поскольку последнее зависит также от свойств ландшафта. Например, совершенно различные эффекты наступают от сброса сточных вод в замкнутый водоем и в проточный водоем.

На карте загрязнения снежного покрова (рис. CD - Приложение ) показаны ореолы и площади распространения. Строго говоря, загрязнение снежного покрова может рассматриваться двояко: 1)как предпосылка для самых разнообразных экологических явлений; 2) как оценка состояния, поскольку загрязнение – это уже следствие определенных процессов. Этот вывод может быть распространен на многие другие карты, что связано с многообразием взаимодействия субъектов и объектов, их переплетенностью.

На карте токсичных отходов приведены данные об объемах отходов, количестве отходов на застроенную территории, отходы по отраслям.

Далее дается серия карт, раскрывающих характер размещения видов транспорта: нефтепроводного, газопроводного, железнодорожного, водного, автомобильного.

Содержание карты сельскохозяйственной освоенности связано с уровнем освоенности и типами использования земель. О конкретных воздействиях на природную среду в каждом ареале можно судить с определенной степенью точности.

Показателем уровня освоенности является доля сельскохозяйственных земель от общей площади. На карте земельных угодий даются ареалы обрабатываемых земель (пашни и др.), природных кормовых угодий, лесных земель, болот, солончаков и др.Эти карты не содержит экологической оценки, но ее легко сделать, если ввести критерии и оценки.

На карте вырубки лесов показаны интенсивность вырубки, площадь рубок главного пользования.

В Экологическом атласе России (2001) выделен также раздел «Изменения природной среды». На карте активизации мерзлотных процессов показаны тип и интенсивность процессов. Но на карте нет разграничения процессов природной и антропогенной обусловленности.

На рис.4. показано распределение поступления азота с удобрениями. Выделяются территории Нидерландов и Бельгии, где на 1 га в год поступает 150 и более кг. Около 100 кг/га поступает во многих районах Великобритании и Германии, на западе Франции, на большей части Дании, в Подмосковье, в северо-западной части Испании. На Украине количество поступающего азота не превышает 40 кг/га.

Рис.4. Поступление азота с удобрениями, кг/га в год

На карте современных экзогенных геоморфологических процессов показаны участки распространения водной и ветровой эрозии. Легенда карты дана в виде таблицы. На карте водной и ветровой эрозии также нет разграничения процессов природной и

антропогенной обусловленности. Дается интенсивность поверхностного смыва почв в т/га в год и интенсивность ветровой эрозии в тех же единицах. Овражная эрозия оценивается по густоте овражной сети (км/км ), плотности и степени развития.

Нередко все такие процессы рассматриваются как неблагоприятные. Это большое заблуждение, поскольку оценка этих процессов меняется в зависимости от пространственного и временного масштаба рассмотрения и от субъекта оценивания. Биосферу нельзя представить без процессов вообще. Это будет мертвая биосфера, которую ожидает скорая гибель. Но на конкретном участке, предназначенном для сельскохозяйственных посевов, развитие ветровой эрозии является явно неблагоприятным. На данных картах нет оценок такого рода, то есть эта карта может использоваться лишь для грубой оценки предпосылок возникновения тех или иных экологических ситуаций.

Последующие карты - влияние крупных водохранилищ, изменение речных русел и пойм, деградация почв, обеднение растительного покрова, обеднение животного мира – также не содержат информации, позволяющей разграничить природные и антропогенные составляющие, и поэтому, строго говоря, не могут быть отнесены к экологическим картам.

Если бы удалось разграничить природные и антропогенные факторы проявления данных процессов, то карты такого рода приобрели бы отчетливую экологическую направленность, поскольку, во-первых, бы раскрывали предпосылки формирования ситуаций, а, во-вторых, одновременно выполняли функции оценочных карт. Объяснение такой двойственности заключается в иерархической структуре субъект-объектных отношений, которая раскрывается на рис. 1.1. лишь частично. Во введении и в первой главе была задача представить общую структуру этих отношений. На самом деле переплетение субъектов и объектов очень велико. В результате, каждое явления или процесс при взаимодействии всегда выступает, с одной стороны, следствием одних явлений и процессов, с другой – причиной других явлений и процессов. Поэтому каждая карта такого рода может считаться оценочной картой или картой предпосылок экологических ситуаций в зависимости от поставленной задачи, от сформулированного вопроса.

В экологических атласах (Днепропетровской и Харьковской областей, России) имеются карты населения. В Экологическом атласе России (2001) на карте «Население» приводятся данные по плотности населения и людности поселений. Эти карты (численность и плотность населения, людность поселений) отражает в общем виде уровень воздействия и одновременно социальную значимость для самого человека. В районах с высокой численностью населения возрастает риск возникновения чрезвычайных ситуаций, увеличиваются экономические и социальные потери, связанные с неблагоприятными экологическими событиями.

Карта типов поселений в этом же атласе показывает типы поселений (1.административные, промышленные и культурные; 2.преобладание обрабатывающей промышленности; 3.преобладание добывающей промышленности; 4.преобладание . транспортных функций ; 5.научные центры и т.д.), типы расселения (очаговое, ленточное, ареальное, сплошное и т.д.).

Характеристики, которые даются на этих картах, весьма опосредованно характеризуют степень воздействия на природную среду, поэтому лишь с большой натяжкой могут быть отнесены к экологическим.

Карта плотности сельского населения может также относиться к картам антропогенных предпосылок, поскольку увеличение плотности населения при прочих равных условиях способствует росту экологической напряженности за счет роста нагрузок на окружающую среду.

Формирование экологических ситуаций зависит также от типа поселения:1.административные, промышленные и культурные; 2.типа обрабатывающей и добывающей промышленности; 3.проявления транспортных функций. Определенное значение имеет типы расселения: очаговое, ленточное, ареальное, сплошное и т.д. В известной степени карты, показывающие различные характеристики населения, можно отнести к инвентаризационным.

Необходимо также составление карт, на которых бы раскрывалась ситуация на соседних территориях. Часто этот момент опускают, и изучаемая территория оказывается как бы в безвоздушном пространстве. Ситуация за границей объекта может раскрываться как на основной карте (тогда карта охватит как основной объект, так и его окружение), так и с помощью специально составленной карты. Возникают проблемы двух типов: 1.увеличение затрат на исследования; 2.определение разумного объема изучения соседних территорий: по количеству характеристик, по глубине исследования и по глубине пространства.

На рис. 4.12 дается карта антропогенного воздействия на окружающую среду на территории Крыма и на прилегающих акваториях.

Рис. 4.12. Антропогенное воздействие на окружающую среду на территории Крыма и на прилегающих акваториях.

4.4.Оценочные экологические карты. Способы получения оценок. Балльные шкалы

Карты этого типа составляют как бы сердцевину экологического картографирования. В их основу кладутся отношения конкретных субъектов и объектов. Выше (рис. 1.1) были показаны многообразные субъект-объектные отношения в экосфере Земли. В триединой системе экосферы каждый из трех составляющих – «ландшафт (биосфера) – человек (социосфера) – технические и хозяйственные системы (техносфера)» выступает и субъектом и объектом. При этом субъектом может выступать и тип деятельности. Отсюда выявляется следующая система отношений (на первом месте субъект, норма, то есть то, относительно чего производится оценка): субъект - среда, тип деятельности - среда, тип деятельности - процессы, норма объекта - состояние объекта, норма экологической ситуации - экологическая ситуация. Каждому типу отношений соответствует своя группа экологических карт.

В предыдущем параграфе (4.3) были рассмотрены некоторые карты, которые могут быть отнесены как к картам предпосылок экологических ситуаций, так и к оценочным картам. Ниже рассматриваются оценочные карты в классическом виде.

В данном параграфе будут проанализированы лишь некоторые виды оценочных карт. Намного больше примеров карт такого рода будет представлено в параграфах 4.7 (карты, различающиеся по характеру среды) и 4.8. (карты, различающиеся по характеру деятельности и субъектам), - они имеют в основном оценочный характер.

Экологические карты, раскрывающие отношения «состояние ландшафта - норма объекта». Карты такого типа предложено называть эколого-ландшафтными (Экология Крыма, 1999). Они показывают состояние ландшафтов по отношению к нормам ландшафтов или к его предыдущему (предшествующему событию, изменившему ландшафт) состоянию. У этого типа карт своеобразное отношение субъектов и объектов: в качестве субъекта выступает норма или предыдущее состояние ландшафта, то есть то состояние ландшафта, которое было до изменения ландшафта, возникшего в результате антропогенного воздействия или природного катаклизма. Если изменение произошло недавно, то предыдущее состояние, скорее всего, зафиксировано в том или ином научном исследовании или в производственном паспорте (или еще как-либо). Если ландшафт изменен давно, то возникает необходимость «восстановления» его природной нормы другими путями. Она определяется на основе исторических данных, по аналогии или теоретическим путем (Боков, Бобра, Лычак, 1998). Примером эколого-ландшафтной карты может служить Карта отклонения ландшафтов (точнее – растительности) Карадага от естественного состояния, составленная Т.В.Бобра (рис. 4.13 ). В основу составления были положены карты естественной и современной растительности, составленные Я.П.Дидухом (Дидух, Шеляг-Сосонко, 1982). Для получения степени преобразованности растительного покрова типы растительного покрова (в ранге ассоциаций или формаций ?) были выстроены в гидроряд: ясенево-буково-грабовые, скально-дубовые, пушистодубовые, разреженные пушистодубовые, можжевелово-фисташковые редколесья, степи, фриганоиды. Сравнение карт восстановленной и современной растительности позволило получить степень отклонения от нормы в баллах (от 0 до 5).

На некоторых эколого-ландшафтных картах субъект четко не выявляется. Таковы некоторые карты, помещенные в Экологический атлас России (2001). Карта засоления почв. На карте нет разделения генезиса засоления. Вторичное засоление почв является отрицательным явлением. Но есть также остаточное засоление и другие виды чисто природного процесса. Наличие природных вариантов засоленных почв не может считаться абсолютно отрицательным явлением, поскольку там сформировались определенные биоценозы, приспособленные к этим условиям. В других же условиях эти биоценозы существовать не могут.

Аналогичное замечание к другой карте - гидроморфизм и заболачивание почв. Показатели гидроморфизма и заболачивания не могут служить экологическими показателями без введения четких критериев с позиции тех или иных субъектов. Гидроморфные ландшафты и болота являются ценными экосистемами с точки зрения сохранения водоплавающих видов птиц, водно-болотных угодий, регуляции водного баланса. В то же время, если на участке, ранее занятом лесом, происходит заболачивание, то такая ситуация может быть признана неблагоприятной, если мы сочтем, что этот процесс нарушает экологический баланс. Заболачивание может также получить отрицательную экологическую оценку, если мы будем оценивать территории с рекреационной точки зрения – в этом случае замена леса болотом ухудшает рекреационные качества территории. Еще один вариант оценки – заболачивание участков, используемых под пашню. В этом случае природно-антропогенный ландшафт заменяется природным, что с чисто экологической формальной точки зрения является положительным, но с более широких позиций, учитывающих также социальные и экономические критерии, этот вариант развития является неблагоприятным, так как нарушает эколого-социально-экономический баланс.

Такого анализа в пояснениях к карте нет, что позволяет лишь зафиксировать лишь процесс изменения.

Таковы же замечания могут быть сделаны по отношению к некоторыми картам раздела «Экологическое состояние природной среды» Атласа Автономной Республики Крым (2002). На карте засоленности почв не указано ее происхождение. Так же не выявлены факторы происхождения эродированности почв (карта эродированности почв): понятно, что и в природных условиях эродированность проявляется в условиях расчлененного рельефа.

Экологические карты, раскрывающие отношения «субъект – среда».

Это карты, на которых субъектами оценивания выступают сообщества организмов, человек, социум, технические системы и др., а объектами (средой) – ландшафты. В этом случае ландшафты оцениваются с позиции человека или социума.

На рис.4.14 показано распределение загрязнения природной среды (атмосферного воздуха, воды и почв) на территории Украины. Суммарный индекс загрязнения атмосферного воздуха рассчитан по основным загрязнителям (пыль, серный газ, окись азота и углерода и др.), индекс загрязнения воды включает органолептические, токсикологические особенности и санитарный режим, индекс загрязнения почв рассчитан по кратности превышения скорректированной дозы всех пестицидов по природным зонам.

Рис.4.14. Степень загрязнения природных сред территории Украины

На рис.4.15 дается картосхема загрязнения Крыма.

Рис.4.15. Загрязнение Крыма (масштаб 1:1500000).

Экологические карты, раскрывающие отношения «тип деятельности – природная среда (ландшафт, биосфера)»

На этих картах дается оценка почвенного покрова, водных объектов, инженерно-геологической среды, атмосферного воздуха, климатических условий для различных видов деятельности: сельскохозяйственной, курортно-рекреационной, промышленной.

Экологические карты, раскрывающие отношения «человек (социум) – состояние ландшафта». Оценивается состояние ландшафта для жизни населения.

Экологические карты, раскрывающие отношения «человек (социум) – состояние окружающей среды».

К оценочным картам относятся также карты, раскрывающие отношения тип деятельности – процессы, «состояние человека – норма человека» (карты заболеваемости населения), экологическая ситуация - норма экологической ситуации.

Последние четыре группы карт более подробно будут рассмотрены в параграфе 4, посвященном видам деятельности и субъектам.

4.5.Прогнозные экологические карты.

Карты такого типа строятся на основе экологических прогнозов. В основу кладутся, во-первых, методы временной и пространственно-временной экстраполяции (см. экстраполяция, эргодичность). Картографическое прогнозирование представляет собой особый метод исследования, основанный на анализе пространственных и временных отношений в пределах территорий. Наиболее общий способ картографического прогнозирования – картографическая экстраполяция, понимаемая в широком смысле слова как распространение закономерностей, полученных в ходе картографического одних участков, на аналогичные участки.

Особый интерес представляют карты прогноза чрезвычайных экологических ситуаций. Карты такого типа имеют вероятностный характер, то есть можно прогнозировать лишь определенную вероятность наступления чрезвычайных ситуаций.

Для получения прогноза по карте используют также эргодические последовательности. Наиболее явно эти соотношения проявляются у циркуляционных процессов, например в серии циклонов. Для этого используются синоптические карты.

Прогноз в пространстве атмосферных осадков на основе использования регрессионной модели. Таково, например, построение карты атмосферных осадков на основе таких данных как высота пункта над уровнем моря, расчлененность, экспозиция склонов горных систем, облесенность и др.

Встает задача составления прогнозных карт, раскрывающих ситуации, связанные с неблагоприятными циркуляционными (синоптическими) ситуациями в связи с возможностью накопления большого количества загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Такие ситуации складываются обычно при температурных инверсиях и штилях. Гидрометеслужба дает довольно надежный прогноз погоды на сутки, и с меньшей надежность - до трех суток. За это время можно составлять карты с выделением участков, на которых наиболее велики предпосылки застаивания воздуха и накопления загрязнений. Такими участками являются замкнутые котловины, глубокие долины. Но в зависимости от глубины инверсии и направления ветра распределение участков может изменяться.

Карты риска освоения территории требуют определения характера проектируемой хозяйственной деятельности и реакции конкретной территории на разные виды техногенного воздействия.

Одним из примеров прогнозных карт являются вариантные природно-мелиоративные карты равнин Средней Азии, составленные сотрудниками Института географии СССР в конце 70-х годов ХХ века (Кузнецов и др., 1979). Эти карты составлялись в связи с планировавшейся в те годы переброской некоторого количества вод реки Обь в Казахстан и Среднюю Азию. Особенность этих карт заключалась в показе нескольких вариантов (в зависимости от объема перебрасываемых вод, выбора трассы канала, технических решений).

На рис. 4.16 показываются гипотетические (прогнозные) изменения температуры на земной поверхности, которые установятся после ядерной войны.

Рис.4.16. Изменение температуры приземного слоя воздуха, вызванное гипотетическим ядерным конфликтом

4.6.Оптимизационные экологические карты.

Составление карт такого типа требует знания очень большого количества закономерностей, а также предварительного составления инвентаризационных, генетических, оценочных и прогнозных карт.

Карты элементов экологической инфраструктуры, в том числе экологической сети.

В книге «Перспективы создания единой экологической сети Крыма» (2002) имеется несколько картосхем экологической сети для основных регионов полуострова (рис.4.17).

Рис.4.17. Перспективная экологическая сеть Крыма

В Экологическом атласе Харьковской области (2001) дается карта экологической сети (рис. ), где наряду с существующими природными регионами (понятие, введенное в Закон Украины об экологической сети, включающее особо охраняемые природные территории, а также сохранившиеся в естественном состоянии ландшафты – леса 1 группы, пастбища, находящиеся в хорошем состоянии и др.) показаны существующие и проектируемые природные коридоры. Тем самым карта приобретает смысл оптимизационной экологической карты.

Рис. Экологическая сеть Харьковской области

Выявление возможностей оздоровления среды

Такие исследования предназначены для установления хода действий, которые необходимы в данной конкретной ситуации. Они включают:

- интерпретацию данных, полученных на первых этапах оценивания;

- детальную оценку рисков,

- отбор оздоровляющих и исправляющих ситуацию альтернатив;

- планирование, проектирование и оценку затрат.

На этой стадии устанавливаются критерии очистки для оздоровления среды. Они включают

- набор критериев, которыми пользуются государственные агентства;

- критерии, разработанные для оценивания влияния на здоровья человека и природу;

• эстетические критерии, включая внешний вид, наличие пыли и неприятных запахов.

Использование экологических карт в проектно-планировочной деятельности. Карты экологического содержания в ТерКСОП.

Карты, составляемые в ходе осуществления целевых комплексных программ регионального и муниципального уровня.

Карты, составляемые в ходе разработок схем районных планировок и генеральных планов городов (М 1:2000-1:25000).

В Экологическом атласе России приведены две карты, которые могут быть отнесены к оптимизационным экологическим картам: 1.экологическая обстановка и охрана природы и 2.охрана природы и рациональное природопользование

Принципиальным моментом при составлении оптимизационных экологических карт является установление модели территориальной оптимизации форм деятельности. Оптимизация может быть лишь в пределах достаточно большой территории (хотя бы на уровне микрорегиона: южнобережье, Керческий полуостров и т.д.), ведь бессмысленно говорить о территориальной оптимизации например в пределах сельскохозяйственного поля. Основным принципом оптимизации выступает представление о дополнительности экологических, экономических и социальных явлений. Они должны определенным образом сочетаться в пространстве.

На рис. 4.18 изображена схема планировки местности для территориального поддержания экологического равновесия (Н.Ф.Реймерс).

Рис. 4.18. Схема планировки местности для территориального поддержания экологического равновесия

На рис. показан варианты рационального размещения элементов агроландшафтов по Яцухно и Мандеру ().

Рис.4.. Рациональное размещение земельных угодий и экологическое устройство агроландшафта (фрагмент)

1 – полезащитные, водоохранные и придорожные лесополосы; 2 – мелкомассивные участки лесов и кустарников; 3 – болотные массивы и заболоченные западины; 4 – номера эколого-технологических участков; 5 – номера эколого-технологических групп сельскохозяйственных угодий; 6 – сады; 7 – пруды; 8 – мелиоративные каналы; 9 – границы эколого-технологических участков; 10 – населенные пункты

Эти же авторы предлагают шестиугольную форму сельскохозяйственных полей, стыкующихся вершинами шестиугольников (рис.4.25). Образующиеся между полями треугольные участки заняты кустарниками, рощами и другой естественной растительностью. При этом естественная растительность занимает примерно 25% территории.