Федеральноеагентство по образованию Российской Федерации
Российскийгосударственный университет
имениИммануила Канта
Факультетгеографии и геоэкологии
Кафедрагеоэкологии
Курсоваяработа
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕКАРТОГРАФИРОВАНИЕ И КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ
Студентки 3 курса д/о
факультета географии
и геоэкологии
Швец Я.Р.
Научный руководитель
дгн, проф. Зотов С.И.
Калининград,2009
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯСИТУАЦИЯ
1.1. Классификацииэкологической ситуации
1.2. Критерииоценки экологической ситуации
1.3. Ранжированиеэкологической ситуации
2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕКАРТОГРАФИРОВАНИЕ
2.1. Рольэкологического картографирования в науке и практике
2.2. Составлениекарт экологических ситуаций
2.3. Комплексноеэкологическое картографирование
2.4. Классификацияэкологических карт
3. КАРТОГРАФИЧЕСКИЙМЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Системаприемов анализа карт
3.2. Прикладноезначение экологического картографирования
3.3. Балльнаяоценка экологической ситуаций
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Глава1ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯ
Экологическаяситуация — рассматривается как территориально сочетание различных, в том численегативных и позитивных, с точки зрения проживания и состояния здоровьянаселения, природных условий и факторов, создающих на территории определеннуюэкологическую обстановку разной степени благополучия и неблагополучия.
1.1Классификации экологической ситуации
В зависимостиот цели определяются способ классификации и классификационные признаки. Цельюклассификации в нашем случае является создание предпосылок для выбораадекватных методов пространственного анализа экологических ситуаций.
В качествеклассификационных признаков выделим следующие: причина возникновения,сложность, основной изменяющийся компонент природы, время возникновения, времяпроявления, скорость развития, место возникновения, масштабность, зональность,форма проявления, принадлежность, последствия, острота, возможность решения,способ решения.
Приклассификации экологических проблем и ситуаций как объектов пространственногоанализа соблюдаются следующие принципы:
1. системный — рассмотрениеобъекта как системы взаимосвязанных характеристик
2. генетический –– анализисходного состояния явления и выделение из него последующих состояний
3. антропоэкологический —учет условий проживания и состояния здоровья населения, сохранения генофонда
4. информационный ––фиксация устойчивых признаков, опирающихся на эмпирическую базу
5. конструктивный –– выборпутей гармонизации взаимоотношений природы и общества и подходов к решениюэкологических проблем.
Таблица 1.1.
Классификационные признаки и характерные экологическиепроблемы и ситуациипризнак (критерий) проблемы и ситуации причина возникновения природно-обусловленные, антропогенные, в т. ч. эколого-промышленные, эколого-транспортные, эколого-селитебные, эколого-гидротехнические, эколого-земледельческие, эколого-пастбищные, эколого-сельскохозяйственные и др. структура (сложность) ситуации простые, сложные, очень сложные основной изменяющийся компонент природы атмосферные, водные, почвенные, геолого-геоморфологические, биотические, комплексные время возникновния прошлые, современные, унаследованные; возникающие практически одновременно с воздействием или через определенные интервалы времени время проявления кратковременные, длительные, практически не исчезающие скорость развития быстроразвивающиеся, медленно развивающиеся, скачкообразные принадлежность к территории местные, трансграничные, смешанные пространственный охват (масштабность) локальные, сублокальные, региональные, глобальные зональность зональные, незональные форма проявления точечные, линейные, площадные место возникновения староосвоенных районов, районов нового освоения, рек, водоемов, гор последствия антропоэкологические, природно-ресурсные, ландшафтно-генетические, экономические, политические, правовые и т. д. острота очень острые, острые, умеренно острые возможность решения решаемые, труднорешаемые, практически не решаемые приоритетность решения приоритетные, неприоритетные способы решения организационные, экономические, технические, правовые и т. д.
Рассмотрим некоторые позиции, выделенные повышеперечисленным признакам.
Экологическиепроблемы, связанные с нарушением отдельных компонентов ландшафта или ихкомплекса, можно условно разделить на шесть групп:
1) атмосферные (загрязнениеатмосферы: радиологическое, химическое, механическое, тепловое);
2) водные (истощение изагрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение морей и океанов);
3) геолого-геоморфологические(интенсификация неблагоприятных геолого-геоморфологических процессов, нарушениерельефа и геологического строения);
4) почвенные (загрязнение,эрозия, дефляция, вторичное засоление, заболачивание и др.);
5) биотические (сведениерастительности, деградация лесов, пастбищная дигрессия, сокращение видовогоразнообразия и др.);
6) комплексные, илиландшафтные (опустынивание, снижение биоразнообразия, нарушение режимаприродоохранных территорий и др.)
посколькуэкологическая проблема определяется нами по изменению свойств ландшафтов, тостепень ее проявления может быть охарактеризована через интенсивность и площадьраспространения этих изменений и характер последствий. Условно можно выделитьтри степени распространения природных свойств — признаков отдельных проблем:
Слабое
(изменение природных свойств ландшафта менее чем на 10%)
Среднее
(от 10 до 50 %)
Сильное
(превышает 50%)
Выделяют триосновные группы проблем и ситуаций по экологическим последствиям измененияприроды:
- антропоэкологические–– по изменению условий жизни и здоровья населения;
- природно-ресурсные,связанные и истощением и утратой природных ресурсов, ухудшающие хозяйственнуюдеятельность на территории;
- ландшафтно-генетические,обусловленные нарушением целостности ландшафтов, утратой генофонда, потерейуникальных природных объектов и т. п.
В связи с этим выделяют три основных типа системы оценкиэкологической ситуации:
- оценкакачества природной среды для здоровья человека, включая анализ опасностиокружающей среды;
- оценкаантропогенных воздействий и нагрузок;
оценканегативных изменений окружающей природной среды.
1.2Критерии оценки экологических ситуаций
Экологическуюоценку территории проводят с целью выявления основных экологических проблем,характерных для исследуемой территории, и определения остроты каждой отдельновзятой экологической проблемы и их совокупности. Важным представляется выборкритериев, используемых для оценки экологических проблем.
Любоеоценивание основано на соотношении между свойствами субъекта и объекта оценки.Объектом в данном случае является экологическая ситуация, рассматриваемая кактерриториальное сочетание различных негативных и позитивных с точки зренияпроживания и состояния здоровья человека природных условий и факторов,создающих определенную экологическую обстановку на территории разной степениблагополучия или не благополучия.
Так как любаятерритория принадлежит определенному ландшафту, то оценивается в конечном счетеприродный или природно-антропогенный ландшафт, так как именно от его свойств исостояния зависят важные для человека и одновременно уязвимые при антропогенныхвоздействиях средо- и ресурсовоспроизводящие функции.
Атмосферный воздух.Негативное воздействие загрязненного воздуха на человека, животных и растенияпроисходит как в процессе прямого контакта, так и в результате выпадениязагрязненных веществ из атмосферы и вторичного загрязнения ландшафтов. Приоценке воздействия на здоровье человека используются предельно допустимыеконцентрации загрязняющих веществ. Критерии и показатели состояния атмосферноговоздуха практически регионально не дифференцированы, хотя и позволяют получитьнадежную информацию. К показателям воздействия загрязненного воздуха наназемную растительность относятся концентрации диоксидов серы, азота,фтористого водорода, озона, превышающие пороговые нормы. При повышенииконцентраций этих веществ в 10-15 раз наблюдается деградация лесов от стадиисущественного нарушения до стадии техногенной пустоши.
Поверхностныеводы. Степень экологического неблагополучия вод оценивают по систематическомупоступлению в водоемы и водотоки загрязняющих веществ разной степени опасности,накоплению их в донных отложениях, живых организмах, пищевых цепях, по наличиюв воде мутагенов, канцерогенов, возбудителей инфекций, несоответствию качестваводы санитарно-гигиеническим требованиям.Почвы. Одним из основных критериев оценки деградации почвявляется потеря их плодородия. Установив зависимость между показателем степениизменения почв и урожаем сельскохозяйственных культур можно определитькритические значения по которым устанавливается степень экологическогонеблагополучия территории. Важным критерием является величина изменения почв всочетании с площадью проявления негативных процессов (эрозия, дефляция,засоление, иссушение, заболачивание, переуплотнение, загрязнение и т. д.), атак же площадь выведенных из оборота сельскохозяйственных угодий в результатедеградации и разрушенья почв и отчуждения их для несельскохозяйственных нужд.
При оценкесостояния среды промышленного объекта учитывается прежде всего химическоезагрязнения почв. Оценка включает следующее: 1) определение опасностихимического загрязнения почв для здоровья человека; 2) допущение, что почваявляется своеобразным «аккумулятором» веществ, поступающих в течениедлительного времени в результате техногенного загрязнения среды.
Химическоезагрязнение почв оценивается по суммарному показателю, характеризующему степеньхимического загрязнения почв веществами различных классов опасности.
Отдельнохарактеризуется экологическая оценка радиологического загрязнения почв.
Оценкабиологического загрязнения почв осуществляется по количеству патогенныхмикроорганизмов.
Растительныйпокров. Состояние растительности можно рассматривать как весьма чувствительныйиндикатор уровня антропогенной нагрузки на природную среду. Критерии ипоказатели состояния растительности являются весьма наглядными, что делает ихиспользование особенно эффективным. К числу надежных индикаторов степени неблагополучия относятся: уменьшение площади коренных сообществ, уменьшениелесистости от оптимальной (зональной), уменьшение полноты древостоев,повреждение древостоев (особенно хвойных) техногенными выбросами, развитиезаболеваний древостоев, уменьшение проективного покрытия и биологическойпродуктивности пастбищной растительности.
Животный мир.К числу достоверных признаков экологического неблагополучия состояния животногомира относится уменьшение его разнообразия, численности диких северных оленей,сайгаков, почвенной мезофауны, увеличение плотности популяции мышевидныхгрызунов, частоты антропозоонозных заболеваний. Очень высокая степеньэкологического неблагополучия, по данным зоологов, характеризуется массовойрегистрацией заболеваний или падежа животных.
Экосистемы.Оценку степени деградации экосистемы в целом проводят по группе критериев.Наиболее важным среди них является изменение в соотношении трофических групп.При очень высокой степени экологического неблагополучия, когда снижение илиувеличение удельной массы одной из трофических групп превышает 50%, наблюдаютсянеобратимые нарушения взаимосвязей внутри экосистемы, что приводит, как считаютбиогеоценологи, к невозможности выполнения экосистемной средо- иресурсовоспроизводящих функций.
Критерииоценки состояния здоровья населения. Интегральным индикатором изменениякачества экологической обстановки является состояние здоровья населения.Наиболее репрезентативны следующие критерии: увеличение младенческойсмертности, невынашивание беременности, врожденные аномалии развитияноворожденных, смертность по возрастным группам мужчин и женщин, заболеваемостьдетей и взрослых, распространение онкологических заболеваний.
Выделениетерритории с неблагополучной экологической обстановкой основывается напревышении отклонений в состоянии здоровья населения в 10-летнем рядунаблюдений над фоновыми значениями (т. е. Средними многолетними значениями постране, республике, краю, области, району). Для онкологических заболеваний инекоторых других, латентный период которых не ограничивается десятилетием,временной тренд увеличивается до 20 лет.
Медико-демографическиепоказатели по экологически неблагоприятным территориям сравнивают саналогичными показателями на контрольных (фоновых) территориях в этих жеприродно-климатических зонах. В качестве таких территорий принимают населенныепункты или отдельные их части, на которых фиксируются наиболее благоприятныезначения медико-демографических показателей. Методика оценки базируется наанализе стандартизированных отклонений показателей здоровья населения. При этомзаболеваемость и смертность анализируются по уровню и тенденции к снижению илиросту.
Об измененииэкологической обстановки территории можно также судить по социально-экономическимкритериям (нанесенному экологическому ущербу, движению «зеленых», наличиюэкологических беженцев и т. д. ).
1.3Ранжирование экологической ситуации
Оценка остроты экологических ситуаций основана на анализетерриториальных сочетаний экологических проблем, характере и интенсивностипроявления последствий этих проблем. Определение остроты ситуации зависит отрегиональных особенностей и специфики ведущих проблем и может рассматриватьсяотдельно с точки зрения условий проживания населения и состояния его здоровья,состояния природных ресурсов, сохранения уникальности и генофонда ландшафта.Выделяют следующие категории экологических ситуаций по степени остроты:Катастрофическая, кризисная, критическая, напряженная, конфликтная,удовлетворительная.
Катастрофическиеситуации характеризуются глубокими и часто необратимыми изменениями природы,утратой природных ресурсов и резким ухудшением условий проживания населения,вызванным в основном многократным превышением антропогенных нагрузок наландшафты региона. Важным признаком катастрофической ситуации является угрозажизни людей и их наследственности, а так же утрата генофонда и уникальныхприродных объектов.
Кризиснаяситуация приближается к катастрофической, в ландшафтах возникают оченьзначительные и практически слабо компенсируемые изменения, происходит полноеистощение природных ресурсов, резко ухудшается здоровье населения. Если непринять срочных кардинальных мер, то этот переход может произойти в течениинебольшого промежутка времени (3-5 лет).
Прикритической ситуации возникают значительные и слабо компенсируемые измененияландшафтов, происходит быстрое нарастание угрозы истощения или утраты природныхресурсов, уникальных природных объектов, наблюдается устойчивый рост числазаболеваний из-за резкого ухудшения условий проживания. Антропогенные нагрузкипревышают установленные нормативные величины и экологические требования. Приуменьшении или прекращении антропогенных воздействий и проведенииприродоохранных мероприятий возможно нормализации экологической обстановки,улучшение условий проживания населения, повышение качества отдельных природныхресурсов и частичное восстановление ландшафтов.
Принапряженной ситуации отмечаются негативные изменения в отдельных компонентовландшафтов. Что ведет к нарушению или деградации отдельных природных ресурсов ив ряде случаев к ухудшению условий проживания населения. При соблюденииприродоохранных мер напряженность экологической ситуации спадает.
Конфликтнаяситуация имеет место в том случае, когда наблюдаются незначительные впространстве и во времени изменения в ландшафтах, в том числе и в средо- иресурсопроизводящих свойствах, что ведет к сравнительно небольшой перестройкеструктуры ландшафтов и восстановлению в результате процессов само регуляцииприродного комплекса или проведения не сложных природоохранных действий.
Приудовлетворительной ситуации из-за отсутствия прямого ил косвенногоантропогенного воздействия свойства ландшафтов не изменяются.
Всеэкологические ситуации от конфликтной до катастрофической, возникшие врезультате антропогенной деятельности, относятся к проблемным ( негативным,неблагоприятным). Последние можно разделить на две группы — напряженные иострые. К первой относятся конфликтные и напряженные ситуации, ко второй —критические, кризисные и катастрофические.
Первичныеэкологические ситуации формируются при естественных не тронутых ландшафтах. Ихсостояние формирует степень благоприятности проживания населения. Они могутприближаться к пороговому (критическому) уровню и даже превышать его, но этоужен не связано с хозяйственной деятельностью человека.
Глава2ЭКОЛОГИЧЕСКОЕКАРТОГРАФИРОВАНИЕ
Экологическоекартографирование – наука о способах сбора, анализа и картографическогопредставления информации о состоянии среды обитания человека и другихбиологических видов, т.е. об экологической обстановке.
2.1Роль экологического картографирования в науке и практике
Цельюэкологического картографирования является анализ экологической обстановки и еединамики, т.е. выявление пространственной и временной изменчивости факторовприродной среды, воздействующих на здоровье человека и состояние экосистемы.Для достижения этой цели требуется выполнить сбор, анализ, оценку, интеграцию,территориальную интерпретацию и создать географически корректное картографическоепредставление экологической информации.
Экологическоекартографирование традиционно в наибольшей степени ориентировано на обеспечениегосударственных, региональных и местных программ и проектов природоохраннойнаправленности. Между тем любая природоохранная деятельность осуществляется врамках конкретных территорий, и потому не возможна без использованиякартографической формы представления информации.
Экологическаяинформация крайне многообразна как по происхождению, так и по содержанию. Онапоступает из официальных и неофициальных источников, добывается в результатеисследований с использованием различных методов. К ней относятся материалыдистанционного зондирования, качественные и количественные характеристикизагрязняющих веществ и статистические данные об объемах и условиях ихпоступления в окружающую среду, пространственная и временная динамикафактически измеренных уровней и состава загрязнений, данные о состоянииздоровья населения, растительном покрове, животном мире и многое другое. Частоединственным, что объединяет столь разнородные сведения, остается ихпринадлежность к определенной территории. Поэтому одним из событий начавшегосяв 1960-1970-е годы современного этапа охраны окружающей среды стало развитиеэкологического картографирования как универсального метода анализаэкологической информации.
В рамкахприродоохранной деятельности выделяют следующие основные составные части,требующие картографического обеспечения:
· Научно-исследовательскаяработа (с подразделением по компонентам природной среды, методам исследования,территориальным единицам различного иерархического уровня или в глобальноммасштабе);
· Практическаядеятельность по охране атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод,почв и недр, растительности и животного мира, ландшафтов (экосистем) в целом(включая юридические, экономические, технологические, гигиенические аспекты; влокальном, региональном, национальном и международном масштабах);
· Экологическоеобразование и воспитание (включая преподавание, пропаганду экологических знанийи осуществление прав личности и общества на информацию).
2.2Составление карт экологических ситуаций
Картографированиеэкологических ситуаций – процесс сложный, особенно при выявлении острыхэкологических ситуаций, требующий прежде всего обобщения большого количествакартографических материалов.
В целомпоследовательность этапов разработки карт экологических ситуаций включает 5этапов:
1. определениесубъекта оценки и картографирование, масштаб исследования;
2. формулировкацели (постановка задачи, выбор критериев оценки)
3. Определениетерриториального каркаса, территориальных единиц (индивидуальное районирование– проблемные ареалы), «жесткий» территориальный каркас (ландшафтные выделы,контуры использования земель и т.д.)
4. Оценка(оценивание выявленных территориальных единиц по благоприятности их свойств дляданного субъекта), разработка оценочных шкал, проведение оценивания
5. Разработкакартографической модели, знаковых систем, проектирование легенды, пояснительныхтекстов и т.п.
С учетомналичия исходной информации, разработаны два алгоритма составления картэкологических ситуаций: при отсутствии необходимых количественных данных и придостаточном информационном обеспечении. Оба варианта предполагают представлениеисходной информации в картографической форме в виде одномасштабных карт. Впервом случае используются аналитические (географические) экспертные оценки, вовтором – метод формализованных оценок.
Методгеографических экспертных оценок. Данный метод позволяет решать две задачи:выявление экологических проблем и их пространственную локализацию. Он имеетсвои особенности: анализ должны проводить эксперт-географ или группа экспертов,хорошо знающих территорию и владеющих навыком обобщения информации всоответствии с выбранным масштабом, а при выборе хорошие результатыисследования дают карты обзорных и средних масштабов с привлечениемколичественных данных.
Выявлениепроблем происходит при сопоставлении уровней антропогенной нагрузки на даннуютерриторию и потенциала устойчивости самой территории. Как правило,используются известные (уже выявленные) экологические проблемы на исходныхкартах, но не имеющие всегда точного пространственного адреса. Пространственнаялокализация экологических проблем проводится экспертом-географом с помощьюэкспертных оценок с весьма ограниченным числом количественных данных.
Методформализованных оценок. Для составления карт по второму варианту привлекаютсяпоказатели, имеющие количественное выражение, и ставится задача исключенияэкспертных оценок уже на начальном этапе выявления экологических проблем. Итолько на последнем этапе – определение остроты экологических ситуаций – вцелом вводится географические экспертные оценки. Для создания карт такимметодом используются значения показателей, при которых возникает экологическаяпроблема, например эрозия оценивается по выносу вещества, загрязнение среды посодержанию химических веществ, превышающих ПДК.
Такимобразом, картографирование экологических ситуаций предусматривает ряд строгопоследовательных действий и создание многолистной системы карт, обеспечивающихцеленаправленную характеристику состояния природы, хозяйства и населениятерритории. Сложность и многоаспектность экологических проблем и ситуаций недают возможности показать их на одной комплексной карте. Предлагаемая системакарт состоит из трех крупных разделов: I – экологически значимыеприродные свойства природно-ландшафтная дифференциация территории; II – использованиетерритории (земель), антропогенные нагрузки и плотность населения; III – оценка экологическойситуации. Разработка системы карт должна быть подчинена одной идее, заложеннойв завершающей (комплексной и синтетической) экологической карте.
2.3Комплексное экологическое картографирование
Комплексностьэкологического картографирования предполагает одновременное отображение:
Ø Географическойсреды (ландшафтов), в которой происходит взаимодействие и развиваютсяэкологические отношения между природными и социально-экономическими системами;
Ø Техногенныхи антропогенных воздействий и реакции среды на них;
Ø Оценокрезультатов взаимодействия, т.е. экологического состояния элементов природнойсреды.
При этомобъектом картографирования может быть как современное, так и прошлое (вопределенный момент времени) или будущее (в рамках принимаемых сценариевразвития) состояния среды. Исключительная сложность комплексного экологическогокартографирования обусловлена, прежде всего, множественностью характеристик,которые требуется принимать во внимание. В этом отношении комплексное экологическоекартографирование сравнимо не с какой-либо другой тематической областью, а стематической картографией в целом.
Практическизадача комплексного экологического картографирования решается путем созданияатласов и серий взаимосвязанных карт экологического содержания либосоставлением отдельных комплексных карт, содержание которых включает вминимально допустимом объеме все перечисленные элементы. В атласах и серияхкарт преобладающая часть объема приходится на карты, характеризующие состояниеотдельных компонентов среды. Атласное картографирование обычно опирается нарезультаты комплексных исследований и позволяет глубоко и всестороннеохарактеризовать экологическую обстановку на территории. Однако выводы, извсесторонней характеристики, включающие сравнительные оценки и обычновызывающие наибольший общественный и практический интерес, следует представлятьна отдельной обобщающей карте. Поэтому особенности комплексного экологическогокартографирования наиболее полно раскрываются в создании экологических карт.
В настоящеевремя выделяется три разновидности комплексных экологических карт:
Ø Инвентаризационные(элементы природной среды, характер их использования, источники техногенноговоздействия на них),
Ø Инвентаризационно-оценочные(характеристика влияния среды на техногенное воздействие. Оценки носятприближенный характер и основываются главным образом на биоиндикации данных),
Ø Комплексныеоценочные (оценка экологической ситуации, характеризующая как отдельныегеокомпоненты, так и среду в целом).
Принцип комплексностиоценки состояния среды предполагает пространственно дифференцированный учетвсей системы взаимосвязей между организмами и средой. Практически решение этойзадачи может быть достигнуто либо на основе количественных исследованийсостояния всех геокомпонентов, либо на уровне качественных оценок. При этомважнейшим фактором формирования экологических ситуаций является устойчивостьландшафта.
2.4Классификация экологических карт
Вопросыклассификации экологических карт решаются по-разному, в зависимости от того,что положено в основу классификации: анализ и обобщение фактически существующихкартографических материалов либо теоретические предпосылки. Числоклассификационных признаков практически так же безгранично, как и числоэкологических проблем и подходов к их изучению. Относительно устоявшейся иобщепризнанной в настоящее время является классификация экологических карт понаучно-прикладной направленности, в рамках которой выделяются карты:
Ø Инвентаризационные,т.е. нацеленные на учет и описательные характеристики природных объектов;
Ø Оценочные,т.е. характеризующие соответствие состояний и условий природной средыкаким-либо критериями и/или нормативами;
Ø Прогнозные,т.е. отображающие предполагаемые и/или недоступные для непосредственного изученияприродные объекты и их свойства;
Ø Рекомендательные,т.е. направленные на оптимизацию и гармонизацию отношений в природной среде,предотвращение или смягчение неблагоприятных явлений и их последствий.
ГеографыИнститута географии РАН, составившие наиболее полный каталог фактическисуществующих отечественных карт экологического содержания подразделили их наследующие группы:
Ø Картыоценки природных условий и ресурсов для жизни и деятельности человека;
Ø Картынеблагоприятных и опасных природных условий и процессов;
Ø Картыантропогенных воздействий и изменений природной среды;
Ø Картыустойчивости природной среды к антропогенным воздействиям;
Ø Картыохраны природы и природоохранных мероприятий;
Ø Медико-географическиекарты;
Ø Картырекреации;
Ø Комплексныеэкологические (эколого-географические, геоэкологические карты).
Географы МГУразработали несколько иную классификацию экологических карт, в целом близкую посодержанию, но отличающуюся отсутствием ряда достаточно традиционныхтематических групп:
Ø Картывоздействия на природную среду и их последствий;
Ø Картыоценки состояния природной среды;
Ø Картыпрогноза состояний природной среды и оценки ее прогнозируемого состояния;
Ø Общиеэколого-географические карты;
Ø Картысуществующей системы природоохранных мероприятий, природоохранных организаций,природоохранных технических устройств;
Ø Комплексныекарты охраны природы.
ГеографыИнститута географии Сибири и Дальнего Востока предлагают следующие классыэкологических карт:
Ø Картыфакторов и условий среды (физико-географические карты, характеризующие условияжизнедеятельности, карты природно-ресурсного и экологического потенциалатерриторий, устойчивости геосистем);
Ø Картыпроцессов (распространения загрязнений, миграций, эрозий, опасных природныхявлений);
Ø Картысостояний (современного и прогнозируемых, в том числе карты антропогенныхизменений);
Ø Картыпроблем (остроты экологических ситуаций);
Ø Картыорганизации охраны природы и ресурсопользования (контроля и управленияприродопользованием).
Классификацииэкологических карт по назначению включает:
Ø Картыдля научно-исследовательских работ природоохранной направленности (сдальнейшими подразделениями сообразно структуре научных дисциплин об окружающейсреде и ее охране);
Ø Картыдля практической природоохранной деятельности (в том числеинвентаризационно-оценочные, прогнозные, рекомендательные, контрольные);
Ø Картыдля экологического просвещения, образования и воспитания.
Вполнеочевидны также классификации экологических и эколого-географических карт помасштабу и территориальному охвату, по широте темы (общие и частные,аналитические и синтетические). Специфическим для экологических карт являетсяих подразделение по источникам исходной информации на карте, составленные наоснове:
Ø Дистанционногозондирования;
Ø Статистическихданных и их обработки;
Ø Полевогокартографирования и мониторинга;
Ø Изучениясоставления биоиндикаторов;
Ø Обобщенияматериалов из разных источников.
Глава 3КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОДИССЛЕДОВАНИЯ
Картографическийметод исследования – это метод, использования карт для познания изображенных нанем явлений. Познание подразумевает под собой изучение по картам структуры,взаимосвязей, динамики и эволюции явлений во времени и пространстве, прогноз ихразвития, получение всевозможных качественных и количественных характеристик.
Приложениякартографического метода исследования в науке и практике весьма многообразны.Как было показано выше, он является одним из основных методов во всех науках оЗемнее и планетах, и в смежных с ними социально-экономических науках.
3.1Система приемов анализа карт
Широкоеиспользование картографического метода исследования в различных отраслях знанияпривело к возникновению множества приемов анализа карт, в разработке которыхактивно участвовали картографы, географы, геологи, геофизики, математики,экономисты. Издавна широко использовались картометрия и морфометрия, позднееактивное развитие получили приемы математического анализа, математическойстатистики, теории вероятности и др. В наши дни все методы математики так илииначе испытывают для анализа картографического изображения. Такое многообразиеприемов порой даже затрудняет их выбор для каждого конкретного исследования.Наиболее употребительные приемы, получившие достаточно широкое применение,группируются следующим образом:
v Описания
Ø Общие
Ø Полиэлементные
v Графические приемы
Ø Двумерныеграфики
Ø Трехмерныеграфики
v Графоаналитические приемы
Ø Картометрия
Ø морфометрия
v Математико-картографическоемоделирование
Ø Математическийанализ
Ø Математическаястатистика
Ø Теорияинформации
Каждая изуказанных в этом перечне групп включает множество отдельных способов и ихмодификаций. Все вместе они образуют целостную систему, позволяющую исследоватьобъекты с разных сторон. В пределах каждой группы выделяют приемы сплошного,выборочного и ключевого анализов.
Все приемыанализа карт значительно варьируются в зависимости от технического оснащения.Существуют различные уровни механизации и автоматизации исследования по картам:
Ø Визуальныйанализ, т.е. чтение карт, глазомерное сопоставление и зрительная оценкаизучаемых;
Ø Инструментальныйанализ – применение измерительных приборов и механизмов;
Ø Компьютерныйанализ, выполняемый в полностью автоматическом или в интерактивном режиме сиспользованием специальных алгоритмов, программ или геоинформационных систем.
Все приемы наразных уровнях механизации и автоматизации могут быть использованы для работы сотдельной картой либо с сериями карт и атласами.
Описание покартам — это традиционный и общеизвестный прием анализа карт; его цель состоитв том, чтобы выявить наличие на карте изучаемых явлений, особенности ихразмещения и взаимосвязи. Описание – качественный способ анализакартографического изображения, но в него могут вводиться количественныехарактеристики, прочитанные по карте.
Техникаописания проста, но, тем не менее, подчинена некоторым обязательнымтребованиям. Приступая к описанию, необходимо прежде всего оценить качествосамой карты, серии карт или атласа, получить представление об их современности,детальности, принципах составления, характере искажений, вызываемыхкартографической проекцией. Следует изучить легенду, уделяя главное вниманиепринципам классификации изображаемых явлений и самим способом изображения.
Описываякакое-либо явление или территорию, очень важно соблюдать порядок от общего кчастному, т.е. дать сперва характеристику основных, определяющих черт, затемдетально проанализировать отдельные особенности и частности. В заключение четкоформулируется выводы. Всякое научное описание должно быть логично, строгоупорядочено, построено по определенному плану, причем хорошо, если этот планясен читателю.
Основныепринципы, которым должно удовлетворять научное описание, составляемое покартам:
- логичность,упорядоченность и последовательность описания;
- отбори систематизация фактов;
- введениев описание элементов сравнения, аналогии, сопоставления с использованиемколичественных показателей;
- оценкаописываемых явлений или процессов с точки зрения конкретных задач исследования;
- четкаяформулировка выводов и рекомендаций.
Описания по картам широко используются на предварительнойстадии исследования для общего ознакомления с изучаемым объектом, планированияисследования, определения рациональной методики, выбора исходныхкартографических материалов. Описание совершенно необходимо и на заключительномэтапе, когда требуется дать содержательную интерпретацию полученныхрезультатов. При хорошо спланированном исследовании математические приемысочетаются с описаниями, не подменяя и не вытесняя их. Это обеспечиваетнеобходимое равновесие между качественными и количественными методамикартографического анализа.
Графическиеприемы анализа карт состоят в построении по ним различного рода профилей,разрезов, графиков, эпюр, диаграмм и блок-диаграмм. Основное назначение этойгруппы приемов – дать наглядное двух- или трехмерное изображение изучаемыхявлений.
Многиеграфические построения благодаря своей простоте стали привычными доступными инструментамиисследования.
Комплексныепрофили удобны для анализа карт с разной тематикой. На них могут, например,совмещаться гипсометрический профиль, геологический разрез,почвенно-растительный покров, график гидроклиматических показателей.Аналогичным путем можно построить и комплексный социально-экономический разрез.Подобные построения нужны для наглядного представления связей между явлениями ирайонирования территории по комплексу показателей.
Графики,эпюры. Графики составляются чаще всего для выявления зависимости междуявлениями. При изучении разновременных карт обращаются к составлению графиков,показывающих динамику развития явлений и процессов. Особым видом графикаявляется эпюра, совмещающая на плоскости различные пространственныепреобразования.
Диаграммы.Данные, снятые с карты, удобно анализировать с помощью различных диаграмм. Вкартографии широко употребляются линейные, площадные, объемные диаграммы,которые подобно графикам иллюстрируют зависимость между явлениями или динамикуих развития. В исследовательских целях часто используют розы- диаграммы, которыепрекрасно передают господствующие и подчиненные направления явлений,локализованных на линиях.
Блок-диаграммы– это трехмерный рисунок, совмещающий перспективное изображение какой-либоповерхности, продольный и поперечный профили.
Графоаналитическиеприемы анализа карт – картометрия и морфометрия — эти приемы анализа картиспользуют для измерения и исчисления по картам различных количественных показателейобъектов, формы и структуры.
Эти примынаиболее обстоятельно разработаны в картографическом методе исследования.Методы картометрии позволяют непосредственно измерять следующие показатели:
Ø географическиеи прямоугольные координаты;
Ø длиныпрямых и извилистых линий, расстояния;
Ø площади;
Ø объемы;
Ø вертикальныеи горизонтальные углы и угловые величины;
Кроме того врамках картометрии исследуется точность измерений по карте.
В отличии откартометрии, морфометрия занимается расчетом показателей формы и структурыобъектов. Число их велико – до нескольких сот. Наиболее употребительныследующие группы показателей и коэффициентов:
Ø очертания(форма) объектов;
Ø кривизналиний и поверхностей;
Ø горизонтальноерасчленение поверхностей;
Ø вертикальноерасчленение поверхностей;
Ø уклоныи градиенты поверхностей;
Ø плотность,концентрация объектов;
Ø густота,равномерность сетей;
Ø сложность,раздробленность, однородность/неоднородность контуров.
Приемыматематико-картографического моделирования.
Изначальнокартографическое изображение хорошо приспособлено для математического анализа. Каждойточке карты с координатами x и y соответствует лишь одно значение картографируемого параметраz, а это позволяетпредставить изображение данного явления как функцию z=F(x,y). В других случаяхкартографическое изображение удобно представить как поле случайных величин ивоспользоваться для его анализа вероятностно-статистическими методами.
В принципепочти все разделы математики применимы для обработки и анализакартографического изображения. Проблема лишь в том, что бы точно подобратьматематическую модель и – главное – дать надежное содержательное истолкованиерезультатам моделирования. Достаточно прочно в картографический анализ вошлинекоторые разделы численного анализа, многомерной статистики, теории вероятностейи теории информации.
3.2Прикладное значение экологического картографирования
Результатыэкологического картографирования успешно применяются в экологическомпроектировании. В настоящее время значительное число карт вошло в перечниматериалов, обязательных или рекомендуемых для включения в пакет документовэкологического обоснования инвестиций на разных стадиях инвестиционногопроцесса. По результатам инженерно-экологических изысканий составляетсятехнический отчет.
На картесовременного экологического состояния должны быть отображены: распространениеразличных типов ландшафтов, функциональное зонирование территории, расположениеразличных типов источников и их характеристики, возможные пути миграции иучастки аккумуляции загрязнений, расположение особо охраняемых участков и зонограниченного использования, участков особой чувствительности к воздействиямопасных природных и техногенных процессов, результаты геохимических,гидрохимических и радиационных исследований, оценка современного экологическогосостояния территории и районирование по условиям экологического благополучияприродной среды.
На картепрогнозируемого экологического состояния в зависимости от видов и характеравоздействий и особенностей природных условий следует отображать динамикупредполагаемого распространения различных типов и видов загрязнений; ожидаемыеизменения ландшафтной структуры территории, морфоструктуры ландшафтов,отдельных компонентов окружающей среды, общих оценок территории по степениэкологического благополучия природной среды.
Экологическиекарты должны сопровождаться развернутыми легендами, необходимыми разрезами идругими дополнениями. Допускается составление единой инженерно-экологическойкарты современного экологического состояния территории с элементами прогноза, атак же вынос информации на вспомогательные карты[].
3.3Балльная оценка экологических ситуаций
Припроведении оценки экологического состояния природной среды, для выявленияэкологических проблем и ситуаций часто используется метод балльных оценок.
На первомэтапе подобных исследований ставится задача отбора комплекса факторов,формирующих экологическую ситуацию (экологических проблем). Как правило,наиболее значимыми считаются химическое загрязнение (атмосферного воздуха,почвы, питьевой воды, поверхностных вод) и физическое (чаще всего шумовое ирадиационное).
Оценкастепени остроты экологических проблем проводится на основе утвержденныхнормативов и методик. Например, уровень загрязнения атмосферного воздуха можетбыть определен путем расчета ИЗА или на основе фактических данных –интенсивности пылевой нагрузки и величины суммарного показателя загрязненияпылевых выпадений.
Далеевыполняется бальная оценка каждого фактора и суммирование частных оценок дляполучения интегрального показателя экологической напряженности. На его основестроятся карты районирования городской территории по степени остротыэкологической ситуации, комфортности проживания, ценности земельных участков идр. В качестве базовых карт обычно используются карты функциональногозондирования городской территории.
Некоторые задачи дальнейшего развития картографического методаисследованияКартографическийметод исследования обладает всеми свойствами научного метода. Он имеет четкоочерченный круг задач, систему определенных и взаимосвязанных приемов анализа ипреобразования картографического изображения. Период быстрого развития исовершенствования метода начался сравнительно недавно, но он уже многократнодоказал свою надежность и эффективность. Развитие метода идет по несколькимнаправлениям. Главные перспективы связаны с прогрессом комплексного тематическогокартографирования, с созданием карт и атласов нового типа, в том числе –специально предназначенных для проведения по ним научных исследований.
В теснойсвязи с созданием новых карт и атласов находится проблема совершенствованияприемов анализа и преобразования картографического изображения.
Существует еще одна очень важная проблема, тесно связаннаяс использованием карт. Это — изучение запасов со стороны потребителей. Даннаяпроблема обширная и многоаспектная. Прежде всего, необходимо иметь представлениео составе потребителей, использующих карты в научной и практическойдеятельности.
Изучение запросов потребителей должно выявитьнаиболее популярные и доступные приемы работы с картами и атласами, показать, вкакой мере они удовлетворяют специалистов разного профиля, какие требованияпредъявляются к точности карт и достоверности результатов исследования.
Широкие возможности, открывающиеся перед картографическим методомисследования, и многообразие проблем, ожидающих разработки, — свидетельствохороших перспектив для развития этого раздела картографии.
Список используемой литературы
1. БерлянтА.М. «Картоведение» М.: «Аспект-Пресс», 2003.
2. ГерасимоваИ.П. «Экологические проблемы в прошлой настоящей и будущей географии мира» М.:«Наука», 1985.
3. ЕгоренковЛ.И., Кочуров Б.И. «Геоэкология» учебное пособие, М.: «Финансы и статистика»,2005.
4. ИсаченкоА.Г. Экологические проблемы и эколого-географическое картографирование. Изв.ВГО. 1990. Т123. Вып.4.
5. КолобовО.А., Макарычев А.С. Регионализм в России: проблемы определения понятий //Регионология. 1999. № 2.
6. КочуровБ.И., Антипова А.В. Харина С.Г. Экологическое картографирование Амурскойобласти. Изв. РАН, Сер. геогр. 1996. №3
7. КочуровБ.И., Шишкина Д.Ю. «Геоэкологическое картографирование» М.: «Акадкмия», 2009.
8. КочуровБ.И., Иванов Ю.Г. Современные проблемы землеустройства в России. Изв. РАН, Сер.геогр. 2006. №2
9. КочуровБ.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие. Смоленск, «Маджента», 2003.
10. КочуровБ.И. Экологически безопасное и сбалансированное развитие региона. Изв. РАН,Сер. геогр. 2001. №4
11. СтруманВ.И. «Экологическое картографирование» учебное пособие, М.: «Аспект-Пресс»,2003