Екологічне картографування і картографічний метод оцінки екологічних ситуацій

Федеральне агентство з освіти Російської Федерації

Російський державний університет

імені Іммануїла Канта

Факультет географії та геоекології

Кафедра геоекології

Курсова робота

Екологічне картографування і картографічного методів ОЦІНКИ ЕКОЛОГІЧНИХ СИТУАЦІЙ

Студентки 3 курсу д / н

факультету географії

та геоекології

Швець Я.Р.

Науковий керівник

ДГН, проф. Зотов С.І.

Калінінград, 2009

Зміст

ВСТУП

1. ЕКОЛОГІЧНА СИТУАЦІЯ

   1. Класифікації екологічної ситуації

   2. Критерії оцінки екологічної ситуації

   3. Ранжування екологічної ситуації

2. Екологічне картографування

   1. Роль екологічного картографування в науці та практиці

   2. Складання карт екологічних ситуацій

   3. Комплексне екологічне картографування

   4. Класифікація екологічних карт

3. Картографічний метод дослідження

   1. Система прийомів аналізу карт

   2. Прикладне значення екологічного картографування

   3. Бальна оцінка екологічної ситуацій

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Глава 1 ЕКОЛОГІЧНА СИТУАЦІЯ

Екологічна ситуація - розглядається як територіально поєднання різних, в тому числі негативних і позитивних, з точки зору проживання та стану здоров'я населення, природних умов та факторів, що створюють на території певну екологічну обстановку різного ступеня благополуччя й неблагополуччя.

1.1 Класифікації екологічної ситуації

Залежно від мети визначаються спосіб класифікації та класифікаційні ознаки. Метою класифікації у нашому випадку є створення передумов для вибору адекватних методів просторового аналізу екологічних ситуацій.

В якості класифікаційних ознак виділимо наступні: причина виникнення, складність, основний змінюється компонент природи, час виникнення, час прояву, швидкість розвитку, місце виникнення, масштабність, зональність, форма прояву, приналежність, наслідки, гострота, можливість вирішення, спосіб вирішення.

При класифікації екологічних проблем і ситуацій як об'єктів просторового аналізу дотримуються наступні принципи:

1. системний - розгляд об'єкта як системи взаємопов'язаних характеристик

2. генетичний - аналіз вихідного стану явища і виділення з нього наступних станів

3. антропоекологічний - облік умов проживання та стану здоров'я населення, збереження генофонду

4. інформаційний - фіксація стійких ознак, що спираються на емпіричну базу

5. конструктивний - вибір шляхів гармонізації взаємовідносин природи і суспільства і підходів до вирішення екологічних проблем.

Таблиця 1.1.

Класифікаційні ознаки та характерні екологічні проблеми і ситуації

Розглянемо деякі позиції, виділені з перерахованих вище ознаками.

Екологічні проблеми, пов'язані з порушенням окремих компонентів ландшафту або їх комплексу, можна умовно розділити на шість груп:

1. атмосферні (забруднення атмосфери: радіологічне, хімічне, механічне, теплове);

2. водні (виснаження і забруднення поверхневих і підземних вод, забруднення морів і океанів);

3. геолого-геоморфологічні (інтенсифікація несприятливих геолого-геоморфологічних процесів, порушення рельєфу і геологічної будови);

4. грунтові (забруднення, ерозія, дефляція, вторинне засолення, заболочування і ін);

5. біотичні (зведення рослинності, деградація лісів, пасовищна дигресія, скорочення видової різноманітності і ін);

6. комплексні, або ландшафтні (опустелювання, зниження біорізноманіття, порушення режиму природоохоронних територій і ін)

оскільки екологічна проблема визначається нами по зміні властивостей ландшафтів, то ступінь її прояву може бути охарактеризована через інтенсивність і площа розповсюдження цих змін і характер наслідків. Умовно можна виділити три ступені поширення природних властивостей - ознак окремих проблем:

Слабке (Зміна природних властивостей ландшафту менш ніж на 10%)

Середнє (Від 10 до 50%)

Сильне (Перевищує 50%)

Виділяють три основні групи проблем і ситуацій з екологічних наслідків зміни природи:

• антропоекологічний - щодо зміни умов життя і здоров'я населення;

• природно-ресурсні, пов'язані і виснаженням і втратою природних ресурсів, що погіршують господарську діяльність на території;

• ландшафтно-генетичні, обумовлені порушенням цілісності ландшафтів, втратою генофонду, втратою унікальних природних об'єктів і т. п.

У зв'язку з цим виділяють три основних типи системи оцінки екологічної ситуації:

• оцінка якості природного середовища для здоров'я людини, включаючи аналіз небезпеки навколишнього середовища;

• оцінка антропогенних впливів і навантажень;

оцінка негативних змін навколишнього природного середовища.

1.2 Критерії оцінки екологічних ситуацій

Екологічну оцінку території проводять з метою виявлення основних екологічних проблем, характерних для досліджуваної території, та визначення гостроти кожної окремо взятої екологічної проблеми і їх сукупності. Важливим представляється вибір критеріїв, які використовуються для оцінки екологічних проблем.

Будь-яке оцінювання грунтується на співвідношенні між властивостями суб'єкта та об'єкта оцінки. Об'єктом в даному випадку є екологічна ситуація, розглянута як територіальне поєднання різних негативних і позитивних з точки зору проживання та стану здоров'я людини природних умов та факторів, що створюють певну екологічну обстановку на території різного ступеня добробуту чи не добробуту.

Так як будь-яка територія належить конкретного ландшафту, то оцінюється в кінцевому рахунку природний або природно-антропогенний ландшафт, так як саме від його властивостей і стану залежать важливі для людини і одночасно вразливі при антропогенних впливів середовища-і ресурсовоспроізводящіе функції.

Атмосферне повітря. Негативний вплив забрудненого повітря на людину, тварин і рослини відбувається як у процесі прямого контакту, так і в результаті випадання забруднених речовин з атмосфери і вторинного забруднення ландшафтів. При оцінці впливу на здоров'я людини використовуються гранично допустимі концентрації забруднюючих речовин. Критерії та показники стану атмосферного повітря практично регіонально не диференційовані, хоча й дозволяють отримати надійну інформацію. До показників впливу забрудненого повітря на наземну рослинність відносяться концентрації діоксидів сірки, азоту, фтористого водню, озону, що перевищують порогові норми. При підвищенні концентрації цих речовин у 10-15 разів спостерігається деградація лісів від стадії істотного порушення до стадії техногенної пустки.

Поверхневі води. Ступінь екологічного неблагополуччя вод оцінюють за систематичним вступу у водойми і водотоки забруднюючих речовин різного ступеня небезпеки, накопичення їх у донних відкладеннях, живих організмах, харчових ланцюгах, по наявності у воді мутагенів, канцерогенів, збудників інфекцій, невідповідності якості води санітарно-гігієнічним вимогам.

Грунти. Одним з основних критеріїв оцінки деградації грунтів є втрата їх родючості. Встановивши залежність між показником ступеня зміни грунтів і урожаєм сільськогосподарських культур можна визначити критичні значення за якими встановлюється ступінь екологічного неблагополуччя території. Важливим критерієм є величина зміни грунтів у поєднанні з площею прояву негативних процесів (ерозія, дефляція, засолення, висушування, заболочування, переущільнені, забруднення тощо), а так само площа виведених з обігу сільськогосподарських угідь в результаті деградації та разрушенья грунтів і відчуження їх для несільськогосподарських потреб.

При оцінці стану середовища промислового об'єкта враховується перш за все хімічне забруднення грунтів. Оцінка включає наступне: 1) визначення небезпеки хімічного забруднення грунтів для здоров'я людини, 2) допущення, що грунт є своєрідним «акумулятором» речовин, що надходять протягом тривалого часу в результаті техногенного забруднення середовища.

Хімічне забруднення грунтів оцінюється за сумарним показником, що характеризує ступінь хімічного забруднення грунтів речовинами різних класів небезпеки.

Окремо характеризується екологічна оцінка радіологічного забруднення грунтів.

Оцінка біологічного забруднення грунтів здійснюється за кількістю патогенних мікроорганізмів.

Рослинний покрив. Стан рослинності можна розглядати як вельми чутливий індикатор рівня антропогенного навантаження на природне середовище. Критерії та показники стану рослинності є досить наочними, що робить їх використання особливо ефективним. До числа надійних індикаторів ступеня не добробуту відносяться: зменшення площі корінних спільнот, зменшення лісистості від оптимальної (зональної), зменшення повноти деревостанів, пошкодження деревостанів (особливо хвойних) техногенними викидами, розвиток захворювань деревостанів, зменшення проективного покриття і біологічної продуктивності пасовищної рослинності.

Тваринний світ. До числа достовірних ознак екологічного неблагополуччя стану тваринного світу відноситься зменшення його різноманітності, чисельності диких північних оленів, сайгаків, грунтової мезофауни, збільшення щільності популяції мишоподібних гризунів, частоти антропозоонозних захворювань. Дуже висока ступінь екологічного неблагополуччя, за даними зоологів, характеризується масової реєстрацією захворювань або падежу тварин.

Екосистеми. Оцінку ступеня деградації екосистеми в цілому проводять по групі критеріїв. Найбільш важливим серед них є зміна у співвідношенні трофічних груп. При дуже високого ступеня екологічного неблагополуччя, коли зниження або збільшення питомої маси однієї з трофічних груп перевищує 50%, спостерігаються незворотні порушення взаємозв'язків всередині екосистеми, що призводить, як вважають біогеоценологиі, до неможливості виконання екосистемної середу-і ресурсовоспроізводящіх функцій.

Критерії оцінки стану здоров'я населення. Інтегральним індикатором зміни якості екологічної обстановки є стан здоров'я населення. Найбільш репрезентативні наступні критерії: збільшення дитячої смертності, невиношування вагітності, вроджені аномалії розвитку новонароджених, смертність за віковими групами чоловіків і жінок, захворюваність дітей і дорослих, поширення онкологічних захворювань.

Виділення території з неблагополучною екологічною обстановкою грунтується на перевищенні відхилень у стані здоров'я населення в 10-річному ряду спостережень над фоновими значеннями (тобто Середніми багаторічними значеннями по країні, республіці, краю, області, району). Для онкологічних захворювань і деяких інших, латентний період яких не обмежується десятиріччям, тимчасової тренд збільшується до 20 років.

Медико-демографічні показники по екологічно несприятливих територіях порівнюють з аналогічними показниками на контрольних (фонових) територіях в цих же природно-кліматичних зонах. В якості таких територій беруть населені пункти або окремі їх частини, на яких фіксуються найбільш сприятливі значення медико-демографічних показників. Методика оцінки базується на аналізі стандартизованих відхилень показників здоров'я населення. При цьому захворюваність і смертність аналізуються за рівнем і тенденції до зниження або зростання.

Про зміну екологічної обстановки території можна також судити по соціально-економічним критеріям (нанесення екологічних збитків, руху «зелених», наявності екологічних біженців і т. д.).

1.3 Ранжування екологічної ситуації

Оцінка гостроти екологічних ситуацій заснована на аналізі територіальних поєднань екологічних проблем, характері та інтенсивності прояву наслідків цих проблем. Визначення гостроти ситуації залежить від регіональних особливостей та специфіки провідних проблем і може розглядатися окремо з точки зору умов проживання населення і стану його здоров'я, стану природних ресурсів, збереження унікальності та генофонду ландшафту. Виділяють такі категорії екологічних ситуацій за ступенем гостроти: Катастрофічна, кризова, критична, напружена, конфліктна, задовільна.

Катастрофічні ситуації характеризуються глибокими і часто незворотними змінами природи, втратою природних ресурсів і різким погіршенням умов проживання населення, викликаним в основному багаторазовим перевищенням антропогенних навантажень на ландшафти регіону. Важливою ознакою катастрофічної ситуації є загроза життю людей і їх спадкоємності, а так само втрата генофонду та унікальних природних об'єктів.

Кризова ситуація наближається до катастрофічної, у ландшафтах виникають дуже значні і практично слабо компенсовані зміни, відбувається повне виснаження природних ресурсів, різко погіршується здоров'я населення. Якщо не вжити термінових кардинальних заходів, то цей перехід може відбутися протягом невеликого проміжку часу (3-5 років).

При критичній ситуації виникають значні і слабо компенсовані зміни ландшафтів, відбувається швидке наростання загрози виснаження або втрати природних ресурсів, унікальних природних об'єктів, спостерігається стійке зростання числа захворювань через різке погіршення умов проживання. Антропогенні навантаження перевищують установлені нормативні величини і екологічні вимоги. При зменшенні або припинення антропогенних впливів та проведенні природоохоронних заходів можливо нормалізації екологічної обстановки, поліпшення умов проживання населення, підвищення якості окремих природних ресурсів і часткове відновлення ландшафтів.

При напруженій ситуації відзначаються негативні зміни в окремих компонентів ландшафтів. Що веде до порушення або деградації окремих природних ресурсів і в ряді випадків до погіршення умов проживання населення. При дотриманні природоохоронних заходів напруженість екологічної ситуації спадає.

Конфліктна ситуація має місце в тому випадку, коли спостерігаються незначні в просторі і в часі зміни в ландшафтах, в тому числі і в середовищі-і ресурсопроізводящіх властивості, що веде до порівняно невеликий перебудові структури ландшафтів і відновлення в результаті процесів саме регуляції природного комплексу або проведення не складних природоохоронних дій.

При задовільною ситуації через відсутність прямого мул непрямого антропогенного впливу властивості ландшафтів не змінюються.

Всі екологічні ситуації від конфліктної до катастрофічної, що виникли в результаті антропогенної діяльності, належать до проблемних (негативним, несприятливим). Останні можна розділити на дві групи - напружені та гострі. До першої належать конфліктні і напружені ситуації, до другої - критичні, кризові та катастрофічні.

Первинні екологічні ситуації формуються при природних не займаних ландшафтах. Їх стан формує ступінь сприятливості проживання населення. Вони можуть наближатися до порогового (критичного) рівня і навіть перевищувати його, але це ужен не пов'язано з господарською діяльністю людини.

Глава 2 Екологічне картографування

Екологічне картографування - наука про способи збору, аналізу та картографічного представлення інформації про стан середовища проживання людини та інших біологічних видів, тобто про екологічну обстановку.

2.1 Роль екологічного картографування в науці та практиці

Метою екологічного картографування є аналіз екологічної обстановки та її динаміки, тобто виявлення просторової і часової мінливості факторів природного середовища, які впливають на здоров'я людини і стан екосистеми. Для досягнення цієї мети потрібно виконати збір, аналіз, оцінку, інтеграцію, територіальну інтерпретацію і створити географічно коректне картографічне представлення екологічної інформації.

Екологічне картографування традиційно найбільшою мірою орієнтована на забезпечення державних, регіональних та місцевих програм і проектів природоохоронної спрямованості. Тим часом будь-природоохоронна діяльність здійснюється в рамках конкретних територій, і тому не можлива без використання картографічної форми подання інформації.

Екологічна інформація вкрай різноманітна як за походженням, так і за змістом. Вона надходить з офіційних і неофіційних джерел, здобувається в результаті досліджень з використанням різних методів. До неї відносяться матеріали дистанційного зондування, якісні і кількісні характеристики забруднюючих речовин і статистичні дані про обсяги та умови їх надходження у навколишнє середовище, просторова й тимчасова динаміка фактично обмірюваних рівнів і складу забруднень, дані про стан здоров'я населення, рослинному покриві, тваринний світ і багато чого інше. Часто єдиним, що об'єднує такі різнорідні відомості, залишається їх приналежність до певної території. Тому однією з подій почалося в 1960-1970-і роки сучасного етапу охорони навколишнього середовища став розвиток екологічного картографування як універсального методу аналізу екологічної інформації.

У рамках природоохоронної діяльності виділяють наступні основні складові частини, які вимагають картографічного забезпечення:

• Науково-дослідна робота (з підрозділом по компонентах природного середовища, методів дослідження, територіальним одиницям різного ієрархічного рівня або в глобальному масштабі);

• Практична діяльність з охорони атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, грунтів та надр, рослинності і тваринного світу, ландшафтів (екосистем) в цілому (включаючи юридичні, економічні, технологічні, гігієнічні аспекти; в локальному, регіональному, національному та міжнародному масштабах);

• Екологічна освіта та виховання (включаючи викладання, пропаганду екологічних знань і здійснення прав особистості і суспільства на інформацію).

2.2 Складання карт екологічних ситуацій

Картографування екологічних ситуацій - процес складний, особливо при виявленні гострих екологічних ситуацій, вимагає передусім узагальнення великої кількості картографічних матеріалів.

У цілому послідовність етапів розробки карт екологічних ситуацій включає 5 етапів:

1. визначення суб'єкта оцінки та картографування, масштаб дослідження;

2. формулювання мети (постановка завдання, вибір критеріїв оцінки)

3. Визначення територіального каркасу, територіальних одиниць (індивідуальне районування - проблемні ареали), «жорсткий» територіальний каркас (ландшафтні виділю, контури використання земель і т.д.)

4. Оцінка (оцінювання виявлених територіальних одиниць за сприятливістю їх властивостей для даного суб'єкта), розробка оціночних шкал, проведення оцінювання

5. Розробка картографічної моделі, знакових систем, проектування легенди, пояснювальних текстів і т.п.

З урахуванням наявності вихідної інформації, розроблено два алгоритму складання карт екологічних ситуацій: при відсутності необхідних кількісних даних і при достатньому інформаційному забезпеченні. Обидва варіанти передбачають подання вихідної інформації в картографічній формі у вигляді одномасштабних карт. У першому випадку використовуються аналітичні (географічні) експертні оцінки, у другому - метод формалізованих оцінок.

Метод географічних експертних оцінок. Даний метод дозволяє вирішувати два завдання: виявлення екологічних проблем та їх просторову локалізацію. Він має свої особливості: аналіз повинні проводити експерт-географ або група експертів, добре знаючих територію і володіють навичкою узагальнення інформації у відповідності з обраним масштабом, а при виборі хороші результати дослідження дають карти оглядових і середніх масштабів із залученням кількісних даних.

Виявлення проблем відбувається при зіставленні рівнів антропогенного навантаження на дану територію та потенціалу стійкості самої території. Як правило, використовуються відомі (вже виявлені) екологічні проблеми на вихідних картах, але не мають завжди точного просторового адреси. Просторова локалізація екологічних проблем проводиться експертом-географом за допомогою експертних оцінок з вельми обмеженим числом кількісних даних.

Метод формалізованих оцінок. Для складання карт по другому варіанту залучаються показники, мають кількісну оцінку, і ставиться завдання виключення експертних оцінок вже на початковому етапі виявлення екологічних проблем. І лише на останньому етапі - визначення гостроти екологічних ситуацій - в цілому вводиться географічні експертні оцінки. Для створення карт таким методом використовуються значення показників, при яких виникає екологічна проблема, наприклад ерозія оцінюється з виносу речовини, забруднення середовища за вмістом хімічних речовин, що перевищують ГДК.

Таким чином, картографування екологічних ситуацій передбачає ряд строго послідовних дій і створення багатолисті системи карт, що забезпечують цілеспрямовану характеристику стану природи, господарства і населення території. Складність і багатоаспектність екологічних проблем і ситуацій не дають можливості показати їх на одній комплексної карті. Пропонована система карт складається з трьох великих розділів: I - екологічно значимі природні властивості природно-ландшафтна диференціація території; II - використання території (земель), антропогенні навантаження і щільність населення; III - оцінка екологічної ситуації. Розробка системи карт повинна бути підпорядкована одній ідеї, закладеної в завершальній (комплексної та синтетичної) екологічній карті.

2.3 Комплексне екологічне картографування

Комплексність екологічного картографування передбачає одночасне відображення:

• Географічного середовища (ландшафтів), в якій відбувається взаємодія і розвиваються екологічні відносини між природними та соціально-економічними системами;

• Техногенних та антропогенних впливів і реакції середовища на них;

• Оцінок результатів взаємодії, тобто екологічного стану елементів природного середовища.

При цьому об'єктом картографування може бути як сучасне, так і минуле (у певний момент часу) чи майбутнє (в рамках прийнятих сценаріїв розвитку) стану середовища. Виняткова складність комплексного екологічного картографування обумовлена, перш за все, множинністю характеристик, які потрібно приймати до уваги. У цьому відношенні комплексне екологічне картографування порівнянно не з будь-якої іншої тематичної областю, а з тематичної картографією в цілому.

Практично завдання комплексного екологічного картографування вирішується шляхом створення атласів та серій взаємопов'язаних карт екологічного змісту або складанням окремих комплексних карт, зміст яких включає в мінімально допустимому обсязі всі перераховані елементи. У атласах і серіях карт переважна частина обсягу припадає на карти, що характеризують стан окремих компонентів середовища. Атласне картографування звичайно спирається на результати комплексних досліджень і дозволяє глибоко і всебічно охарактеризувати екологічну обстановку на території. Однак висновки, з всебічної характеристики, що включають порівняльні оцінки і зазвичай викликають найбільший суспільний і практичний інтерес, слід подавати на окремій узагальнюючої карті. Тому особливості комплексного екологічного картографування найбільш повно розкриваються у створенні екологічних карт.

В даний час виділяється три різновиди комплексних екологічних карт:

• Інвентаризаційні (елементи природного середовища, характер їх використання, джерела техногенного впливу на них),

• Інвентаризаційно-оціночні (характеристика впливу середовища на техногенний вплив. Оцінки носять наближений характер і грунтуються головним чином на біоіндикації даних),

• Комплексні оціночні (оцінка екологічної ситуації, що характеризує як окремі геокомпоненти, так і середу в цілому).

Принцип комплексності оцінки стану середовища припускає просторово диференційований облік всієї системи взаємозв'язків між організмами і середовищем. Практично рішення цього завдання може бути досягнуто або на основі кількісних досліджень стану всіх геокомпоненти, або на рівні якісних оцінок. При цьому найважливішим фактором формування екологічних ситуацій є стійкість ландшафту.

2.4 Класифікація екологічних карт

Питання класифікації екологічних карт вирішуються по-різному, в залежності від того, що покладено в основу класифікації: аналіз і узагальнення фактично існуючих картографічних матеріалів або теоретичні передумови. Число класифікаційних ознак практично так само безмежно, як і число екологічних проблем і підходів до їх вивчення. Щодо усталеною і загальновизнаною в даний час є класифікація екологічних карт з науково-прикладної спрямованості, в рамках якої виділяються карти:

• Інвентаризаційні, тобто націлені на облік і описові характеристики природних об'єктів;

• Оціночні, тобто характеризують відповідність станів і умов природного середовища яких-небудь критеріями та / або нормативами;

• Прогнозні, тобто відображають передбачувані і / або недоступні для безпосереднього вивчення природні об'єкти та їх властивості;

• Рекомендаційні, тобто спрямовані на оптимізацію і гармонізацію відносин в природному середовищі, запобігання або пом'якшення несприятливих явищ та їх наслідків.

Географи Інституту географії РАН, що склали найбільш повний каталог фактично існуючих вітчизняних карт екологічного змісту розділили їх на наступні групи:

• Карти оцінки природних умов і ресурсів для життя і діяльності людини;

• Карти несприятливих і небезпечних природних умов і процесів;

• Карти антропогенних впливів і змін природного середовища;

• Карти стійкості природного середовища до антропогенних впливів;

• Карти охорони природи і природоохоронних заходів;

• Медико-географічні карти;

• Карти рекреації;

• Комплексні екологічні (еколого-географічні, геоекологічні карти).

Географи МДУ розробили дещо іншу класифікацію екологічних карт, в цілому близьку за змістом, але вирізняється відсутністю ряду досить традиційних тематичних груп:

• Карти впливу на природне середовище та їх наслідків;

• Карти оцінки стану природного середовища;

• Карти прогнозу станів природного середовища та оцінки її прогнозованого стану;

• Загальні еколого-географічні карти;

• Карти існуючої системи природоохоронних заходів, природоохоронних організацій, природоохоронних технічних пристроїв;

• Комплексні карти охорони природи.

Географи Інституту географії Сибіру і Далекого Сходу пропонують наступні класи екологічних карт:

• Карти факторів та умов середовища (фізико-географічні карти, що характеризують умови життєдіяльності, карти природно-ресурсного та екологічного потенціалу територій, стійкості геосистем);

• Карти процесів (розповсюдження забруднень, міграцій, ерозій, небезпечних природних явищ);

• Карти станів (сучасного і прогнозованих, у тому числі карти антропогенних змін);

• Карти проблем (гостроти екологічних ситуацій);

• Карти організації охорони природи і ресурсокористування (контролю і управління природокористуванням).

Класифікації екологічних карт за призначенням включає:

• Карти для науково-дослідних робіт природоохоронної спрямованості (з подальшими підрозділами по структурі наукових дисциплін про навколишнє середовище і її охороні);

• Карти для практичної природоохоронної діяльності (у тому числі інвентаризаційно-оціночні, прогнозні, рекомендаційні, контрольні);

• Карти для екологічної освіти, освіти і виховання.

Цілком очевидні також класифікації екологічних та еколого-географічних карт за масштабом та територіальним охопленням, за широтою теми (загальні і приватні, аналітичні та синтетичні). Специфічним для екологічних карт є їхній підрозділ джерел вихідної інформації на карті, складені на основі:

• Дистанційного зондування;

• Статистичних даних та їх обробки;

• Польового картографування та моніторингу;

• Вивчення складання біоіндикаторів;

• Узагальнення матеріалів з ​​різних джерел.

Глава 3 Картографічний метод дослідження

Картографічний метод дослідження - це метод, використання карт для пізнання зображених на ньому явищ. Пізнання має на увазі під собою вивчення по картах структури, взаємозв'язків, динаміки та еволюції явищ в часі і просторі, прогноз їх розвитку, отримання всіляких якісних і кількісних характеристик.

Програми картографічного методу дослідження в науці і практиці досить різноманітні. Як було показано вище, він є одним з основних методів у всіх науках про земне і планетах, і в суміжних з ними соціально-економічних науках.

3.1 Система прийомів аналізу карт

Широке використання картографічного методу дослідження в різних галузях знання призвело до виникнення безлічі прийомів аналізу карт, у розробці яких брали активну участь картографи, географи, геологи, геофізики, математики, економісти. Здавна широко використовувалися картометрии і морфометрія, пізніше активний розвиток отримали прийоми математичного аналізу, математичної статистики, теорії ймовірності та ін У наші дні всі методи математики так чи інакше відчувають для аналізу картографічного зображення. Таке розмаїття прийомів часом навіть утрудняє їх вибір для кожного конкретного дослідження. Найбільш вживані прийоми, отримали досить широке застосування, групуються таким чином:

• Описи

• Загальні

• Поліелементние

• Графічні прийоми

  • Двовимірні графіки

  • Тривимірні графіки

• Графоаналитический прийоми

  • Картометрии

  • морфометрія

• Математико-картографічне моделювання

  • Математичний аналіз

  • Математична статистика

  • Теорія інформації

Кожна із зазначених у цьому переліку груп включає безліч окремих способів та їх модифікацій. Всі разом вони утворюють цілісну систему, що дозволяє досліджувати об'єкти з різних сторін. У межах кожної групи виділяють прийоми суцільного, вибіркового та ключового аналізів.

Всі прийоми аналізу карт значно варіюються залежно від технічного оснащення. Існують різні рівні механізації та автоматизації дослідження по картках:

• Візуальний аналіз, тобто читання карт, глазомерно зіставлення і зорова оцінка вивчаються;

• Інструментальний аналіз - застосування вимірювальних приладів і механізмів;

• Комп'ютерний аналіз, що виконується в повністю автоматичному або в інтерактивному режимі з використанням спеціальних алгоритмів, програм або геоінформаційних систем.

Всі прийоми на різних рівнях механізації і автоматизації можуть бути використані для роботи з окремою картою або з серіями карт і атласами.

Опис по картах - це традиційний і загальновідомий прийом аналізу карт, його мета полягає в тому, щоб виявити наявність на карті досліджуваних явищ, особливості їх розміщення і взаємозв'язку. Опис - якісний спосіб аналізу картографічного зображення, але в нього можуть вводитися кількісні характеристики, прочитані по карті.

Техніка опису проста, але, тим не менш, підпорядкована деяким обов'язковим вимогам. Приступаючи до опису, необхідно перш за все оцінити якість самої карти, серії карт чи атласу, отримати уявлення про їх сучасності, детальності, принципи складання, характер спотворень, що викликаються картографічної проекцією. Слід вивчити легенду, приділяючи головну увагу принципам класифікації зображуваних явищ і самим способом зображення.

Описуючи будь-яке явище чи територію, дуже важливо дотримуватися порядку від загального до приватного, тобто надавати спершу характеристику основних, визначальних рис, потім детально проаналізувати окремі особливості й деталі. На закінчення чітко формулюється висновки. Будь-яке наукове опис має бути логічно, суворо впорядковано, побудоване за певним планом, причому добре, якщо цей план ясний читачеві.

Основні принципи, яким має задовольняти науковий опис, складене по картках:

• логічність, упорядкованість і послідовність опису;

• відбір і систематизація фактів;

• введення в опис елементів порівняння, аналогії, зіставлення з використанням кількісних показників;

• оцінка описуваних явищ або процесів з точки зору конкретних завдань дослідження;

• чітке формулювання висновків і рекомендацій.

Описи по картах широко використовуються на попередній стадії дослідження для загального ознайомлення з досліджуваним об'єктом, планування дослідження, визначення раціональної методики, вибору вихідних картографічних матеріалів. Опис абсолютно необхідно і на заключному етапі, коли потрібно дати змістовну інтерпретацію отриманих результатів. При добре спланованому дослідженні математичні прийоми поєднуються з описами, не підміняючи та не витісняючи їх. Це забезпечує необхідну рівновагу між якісними і кількісними методами картографічного аналізу.

Графічні прийоми аналізу карт полягають у побудові по них різного роду профілів, розрізів, графіків, епюр, діаграм і блок-діаграм. Основне призначення цієї групи прийомів - дати наочне двох-або тривимірне зображення досліджуваних явищ.

Багато графічні побудови завдяки своїй простоті стали звичними доступними інструментами дослідження.

Комплексні профілі зручні для аналізу карт з різною тематикою. На них можуть, наприклад, поєднуватися гіпсометричний профіль, геологічний розріз, грунтово-рослинний покрив, графік гідрокліматіческіх показників. Аналогічним шляхом можна побудувати і комплексний соціально-економічний розріз. Подібні побудови потрібні для наочного подання зв'язків між явищами та районування території за комплексом показників.

Графіки, епюри. Графіки складаються найчастіше для виявлення залежності між явищами. При вивченні різночасових карт звертаються до складання графіків, що показують динаміку розвитку явищ і процесів. Особливим видом графіка є епюра, що поєднує на площині різні просторові перетворення.

Діаграми. Дані, зняті з карти, зручно аналізувати за допомогою різних діаграм. У картографії широко вживаються лінійні, площинні, об'ємні діаграми, які подібно графіками ілюструють залежність між явищами або динаміку їх розвитку. У дослідницьких цілях часто використовують троянди-діаграми, які чудово передають панівні і підлеглі напрямки явищ, локалізованих на лініях.

Блок-діаграми - це тривимірний малюнок, що поєднує перспективне зображення будь-якої поверхні, подовжній і поперечний профілі.

Графоаналитический прийоми аналізу карт - картометрии і морфометрія - ці прийоми аналізу карт використовують для вимірювання та обчислення по картах різних кількісних показників об'єктів, форми і структури.

Ці прими найбільш докладно розроблені в картографічному методі дослідження. Методи картометрии дозволяють безпосередньо вимірювати наступні показники:

• географічні і прямокутні координати;

• довжини прямих і звивистих ліній, відстані;

• площі;

• обсяги;

• вертикальні і горизонтальні кути і кутові величини;

Крім того в рамках картометрии досліджується точність вимірювань по карті.

На відміну від картометрии, морфометрія займається розрахунком показників форми і структури об'єктів. Число їх велика - до кількох сотень. Найбільш уживані наступні групи показників і коефіцієнтів:

• обриси (форма) об'єктів;

• кривизна ліній і поверхонь;

• горизонтальне розчленування поверхонь;

• вертикальне розчленовування поверхонь;

• ухили і градієнти поверхонь;

• щільність, концентрація об'єктів;

• густота, рівномірність мереж;

• складність, роздробленість, однорідність / неоднорідність контурів.

Прийоми математико-картографічного моделювання.

Спочатку картографічне зображення добре пристосоване для математичного аналізу. Кожній точці карти з координатами x і y відповідає лише одне значення картографується параметра z, а це дозволяє представити зображення даного явища як функцію z = F (x, y). В інших випадках картографічне зображення зручно представити як поле випадкових величин і скористатися для його аналізу ймовірнісно-статистичними методами.

У принципі майже всі розділи математики застосовні для обробки та аналізу картографічного зображення. Проблема лише в тому, що б точно підібрати математичну модель і - головне - дати надійне змістовне тлумачення результатами моделювання. Досить міцно в картографічний аналіз увійшли деякі розділи чисельного аналізу, багатовимірної статистики, теорії ймовірностей і теорії інформації.

3.2 Прикладне значення екологічного картографування

Результати екологічного картографування успішно застосовуються в екологічному проектуванні. В даний час значне число карт увійшло до переліків матеріалів, обов'язкових або рекомендованих для включення в пакет документів екологічного обгрунтування інвестицій на різних стадіях інвестиційного процесу. За результатами інженерно-екологічних вишукувань складається технічний звіт.

На мапі сучасного екологічного стану повинні бути відображені: поширення різних типів ландшафтів, функціональне зонування території, розташування різних типів джерел та їх характеристики, можливі шляхи міграції і ділянки акумуляції забруднень, розташування особливо охоронюваних ділянок і зон обмеженого використання, ділянок особливої ​​чутливості до впливів небезпечних природних і техногенних процесів, результати геохімічних, гідрохімічних та радіаційних досліджень, оцінка сучасного екологічного стану території та районування за умовами екологічного благополуччя природного середовища.

На карті прогнозованого екологічного стану в залежності від видів та характеру впливів і особливостей природних умов, слід відображати динаміку передбачуваного поширення різних типів та видів забруднень; очікувані зміни ландшафтної структури території, морфоструктури ландшафтів, окремих компонентів навколишнього середовища, загальних оцінок території за ступенем екологічного благополуччя природного середовища .

Екологічні карти повинні супроводжуватися розгорнутими легендами, необхідними розрізами та іншими доповненнями. Допускається складання єдиної інженерно-екологічної карти сучасного екологічного стану території з елементами прогнозу, а так само винесення інформації на допоміжні карти [].

3.3 Бальна оцінка екологічних ситуацій

При проведенні оцінки екологічного стану природного середовища, для виявлення екологічних проблем і ситуацій часто використовується метод бальних оцінок.

На першому етапі подібних досліджень ставиться завдання відбору комплексу чинників, що формують екологічну ситуацію (екологічних проблем). Як правило, найбільш значущими вважаються хімічне забруднення (атмосферного повітря, грунту, питної води, поверхневих вод) і фізична (найчастіше шумове і радіаційне).

Оцінка ступеня гостроти екологічних проблем проводиться на основі затверджених нормативів та методик. Наприклад, рівень забруднення атмосферного повітря може бути визначено шляхом розрахунку ІЗА або на основі фактичних даних - інтенсивності пилової навантаження і величини сумарного показника забруднення пилових випадінь.

Далі виконується бальна оцінка кожного фактора і підсумовування приватних оцінок для отримання інтегрального показника екологічної напруженості. На його основі будуються карти районування міської території за ступенем гостроти екологічної ситуації, комфортності проживання, цінності земельних ділянок та ін В якості базових карт зазвичай використовуються карти функціонального зондування міської території.

Деякі завдання подальшого розвитку картографічного методу дослідження

Картографічний метод дослідження має всі властивості наукового методу. Він має чітко окреслене коло завдань, систему певних і взаємозалежних прийомів аналізу й перетворення картографічного зображення. Період швидкого розвитку та вдосконалення методу почався порівняно недавно, але він вже багаторазово довів свою надійність і ефективність. Розвиток методу йде по декількох напрямках. Головні перспективи пов'язані з прогресом комплексного тематичного картографування, зі створенням карт і атласів нового типу, в тому числі - спеціально призначених для проведення по ним наукових досліджень.

У тісному зв'язку зі створенням нових карт і атласів знаходиться проблема вдосконалення прийомів аналізу й перетворення картографічного зображення.

Існує ще одна дуже важлива проблема, тісно пов'язана з використанням карт. Це - вивчення запасів з боку споживачів. Дана проблема велика і багатоаспектна. Перш за все, необхідно мати уявлення про склад споживачів, що використовують карти в науковій і практичній діяльності.

Вивчення запитів споживачів має виявити найбільш популярні і доступні прийоми роботи з картами та атласами, показати, якою мірою вони задовольняють фахівців різного профілю, які вимоги пред'являються до точності карт і достовірності результатів дослідження.

Широкі можливості, що відкриваються перед картографічним методом дослідження, і різноманіття проблем, які очікують розробки, - свідоцтво хороших перспектив для розвитку цього розділу картографії.

Список використаної літератури

1. Берлянт А.М. «Картоведеніе» М.: «Аспект-Прес», 2003.

2. Герасимова І.П. «Екологічні проблеми в минулій теперішнього та майбутнього географії світу» М.: «Наука», 1985.

3. Єгоренко Л.І., Кочуров Б.І. «Геоекологія» навчальний посібник, М.: «Фінанси та статистика», 2005.

4. Ісаченко А.Г. Екологічні проблеми та еколого-географічне картографування. Изв. ВГО. 1990. Т123. Вип.4.

5. Колобов О.А., Макаричєв А.С. Регіоналізм в Росії: проблеми визначення понять / / Регіонологія. 1999. № 2.

6. Кочуров Б.І., Антипова А.В. Харіна С.Г. Екологічне картографування Амурської області. Изв. РАН, Сер. геогр. 1996. № 3

7. Кочуров Б.І., Шишкіна Д.Ю. «Геоекологічні картографування» М.: «Акадкмий», 2009.

8. Кочуров Б.І., Іванов Ю.Г. Сучасні проблеми землеустрою в Росії. Изв. РАН, Сер. геогр. 2006. № 2

9. Кочуров Б.І. Екодіагностіка і збалансований розвиток. Смоленськ, «Маджента», 2003.

10. Кочуров Б.І. Екологічно безпечне та збалансоване розвиток регіону. Изв. РАН, Сер. геогр. 2001. № 4

11. Струман В.І. «Екологічне картографування» навчальний посібник, М.: «Аспект-Прес», 2003