Экологические атласы городов

Принципы и задачи эколого-географического картографирования городов.

Решая проблему эколого-географического картографирования городской среды, В. З. Макаров с соавторами (2002) сформулировали принципы геосистемности, экосистемности, историзма, географичности.

Принцип геосистемности предполагает представление города в виде сложной природно-антропогенной геотехнической территориальной системы (урбогеосистемы), включенной в ландшафтную структуру окружающей территории. Город предстает как системное единство природного ландшафта, техногенного покрова и населения. Следовательно, геосистемный подход требует создания трех тематических блоков карт, отражающих природно-ландшафтные, инженерно-технические и архитектурно-планировочные, демографические и социально-экологические особенности города. С позиции системного подхода крупный город следует рассматривать одновременно как систему, состоящую из конечного множества элементов, и как элемент более общей системы. В связи с этим исследование города должно охватывать не только территорию самого города, но и его ближайшее окружение. Широта охвата может быть выбрана из следующего ряда: ядро — периферия — зона воздействия — компенсационная зона — полоса внешнего воздействия.

Урбогеосистемы, являясь открытыми системами, тесно связаны с окружающей их территорией. Поэтому важно показать город как часть окружающей его территории, т. е. реализовать принцип экосистемности.

Согласно принципу экосистемности город и окружающие его ландшафтные и геотехнические комплексы также должны оцениваться с позиций их возможного влияния друг на друга. Таким образом, экосистемный принцип требует использования определенной методологической схемы при определении содержания и структуры эколого-географического картографирования городской среды:

— необходимо создание карт, показывающих город вместе с окружающей его пригородной территорией (в зависимости от размеров города это могут быть 15—30-километровые зоны);

— следует выделять экологический каркас города.

Принцип историзма требует включения карт, отражающих не только современную экологическую ситуацию, но и ее становление и развитие на предыдущих этапах, а также возможное состояние в будущем (цепочка ретроспектива — современное состояние — прогноз).

Принцип географичности, учитывающий территориальное разнообразие, дифференциацию городской территории в пространстве, требует разделения города на разнородные по ландшафтным, инженерно-техническим, градопланировочным и демопопуляционным характеристикам фрагменты.

При картографировании сложных систем, в том числе и урбогеосистем, используется два основных пути их делимитации — покомпонентный и посистемный. Первый направлен на составление аналитических карт отдельных компонентов (элементов природы, техносферы и социальной среды). Посистемный подход основан на выделении участков, каждый из которых обладает определенным составом компонентов и набором свойств, позволяющими считать данный выдел целостным.

Единый подход к решению проблемы разделения города на более мелкие территориальные выделы в настоящее время отсутствует. Очевидно, что в создаваемых схемах деления городских территорий должны учитываться как особенности техногенного покрова, так и морфология природного ландшафта, протекающие в нем динамические процессы. Взаимное наложение результатов природного районирования и функционального зонирования позволяет выделить так называемые урболандшафтные участки, которые могут служить минимальной операционной ячейкой осреднения разнообразной информации. Урболандшафтные участки — это территориальные выделы, относительно однородные по характеру и возрасту жилой застройки, расположенные в относительно схожих природно-ландшафтных условиях. Географический принцип предполагает создание карт районирования городской территории по отдельным признакам и их совокупности.

Приведенные принципы эколого-географического картографирования носят общенаучный характер. Все они должны использоваться в совокупности, дополняя друг друга. Только так можно определить, изучить и смоделировать наиболее существенную, системообразующую часть отношений в эколого-географическом комплексе любого таксономического ранга и получить комплексную оценку территории.

Таким образом, эколого-географическое картографирование города — это комплексная оценка состояния урбанизированных территорий как среды обитания на основе экосистемного подхода, включающая системное изучение структуры, взаимодействия и развития природно-ландшафтной, инженерно-технической и демопопуляционной составляющих урбогеосистемы. Экологический атлас города — новый тип научно-справочного географо-картографического произведения, отличительной чертой которого является синтез и отражение в крупном масштабе и с большой детальностью природной, демографической и техногенной составляющих городской среды (В. Т. Жуков и др., 1999).

Эколого-географический анализ города включает следующие разделы:

— выявление территориальной структуры урбогеосистемы;

— определение устойчивости природно-ландшафтных компонентов города к антропогенным нагрузкам;

— изучение техногенных факторов и условий городской среды;

— определение характера и активности воздействия города на соседние территории;

— анализ состояния социальной среды города;

— оценка средовоспроизводящих функций города.

Данный анализ необходим для разработки научно обоснованных рекомендаций по экологически ориентированному природопользованию; определения природоохранных мер, включая ограничение и прекращение тех или иных воздействий на городскую среду и население; проведения экологической экспертизы проектов строительства различных объектов и территориального развития города; принятия экологически значимых решений органами государственной власти и местного самоуправления; планирования и реализации различных хозяйственных, медицинских, санитарно-технических, природоохранных мероприятий; решения научных и учебно-воспитательных задач (В. З. Макаров и др., 2002).

Основными задачами эколого-географического картографирования городской среды являются:

— разработка перечня показателей, оптимально характеризующих природные, техногенные и социальные условия, их картографирование;

— создание оценочных карт состояния компонентов урбогеосистемы;

— выявление факторов и условий, определяющих качество жизни городского населения;

— картографический прогноз развития неблагоприятных и опасных ситуаций в пределах городской территории и ближайшем пригороде;

— разработка рекомендательных карт для целей управления.

Структура экологических атласов городов. В эколого-географическом картографировании городов следует выделить прежде всего три основных направления: природно-экологическое, техногенно-экологическое и социально-экологическое. Отдельную группу составляют эколого-экономические карты. Разработка принципов и методов их создания — дело будущего. Очевидно, эти карты должны отражать оценку ущерба от природных катаклизмов, затрат на рекультивацию земель, стоимости лечения каких-либо заболеваний и др. (В. З. Макаров и др., 2002).

Блок природно-экологических карт должен включать карты ретроспективные, современного состояния, прогнозные и рекомендательные. Все они могут быть как инвентаризационными, так и оценочными, как аналитическими, так и синтетическими. Рекомендательные карты чаще всего используются муниципальными структурами. Природно-экологический блок должен быть насыщен оценочными картами: устойчивости территории к определенным негативным процессам, оценки рельефа с точки зрения его экологических функций (районы транзита или накопления загрязняющих веществ, рекреационное районирование и др.). Необходимый комплект природно-экологических карт определяется особенностями конкретного объекта исследования. В любом случае должны быть представлены карты, оценивающие литологические и гидрогеологические особенности территории, состояние почвенного и растительного покрова, эколого-геоморфологические факторы формирования и развития изучаемой геосистемы, микроклиматические (при крупномасштабном картографировании) аспекты функционирования территории. Следует оценивать современное состояние каждого из компонентов и возможную динамику этого состояния. Особую ценность представляют карты потенциальной устойчивости территории к определенным типам воздействия.

Блок техногенно-экологических карт прежде всего должен включать карты, характеризующие инженерно-технические и градопланировочные особенности городской среды, показывающие источники загрязнения территории, содержащие анализ загрязнения различных природных сред городской территории, отражающие структуру антропогенной нагрузки, пространственные соотношения объектов техносферы, интенсивность и масштабы воздействия на природные компоненты окружающей среды.

Социально-экологический блок должен содержать карты, отражающие демографические, социальные и медико-географические характеристики города. Этот блок имеет наиболее важное значение, поскольку одна из основных задач эколого-географического картографирования городов — создание рекомендательных карт улучшения среды обитания человека. Однако данное направление остается к настоящему времени наименее разработанным.

Важную роль при выработке мероприятий по улучшению экологического состояния городов могут играть интегральные экологические карты. Один из подходов к построению таких карт заключается в наложении и повсеместном анализе карт состояния отдельных элементов природно-хозяйственных систем с выделением ареалов сочетания экологических проблем или оценкой экологического состояния по комплексу неблагоприятных экологических факторов (загрязнение почв, снега, подтопление и т. д.).

Последовательность работ при создании сложных картографических произведений (серии карт или комплексных атласов) на территории разных городов может быть различна, однако различия чаще всего носят частный характер. Общий порядок изготовления карт городской среды приведен ниже.

1. Первоначально создается цифровая модель топографической карты территории города. Базовый масштаб дополняется отдельными слоями с топографических карт других масштабов. Актуализация картографических слоев производится с использованием данных аэро- или космической съемки, атрибутивной информации (адресация объектов) — путем полевых исследований.

2. Создаются картографические и атрибутивные базы данных (фондовые картографические материалы, данные по выбросам и сбросам промышленных предприятий, информация по заболеваемости городского населения и др.).

3. Изготавливаются покомпонентные базовые карты природы, техносферы и социосферы. Эти карты являются исходными для создания последующих карт. Для построения базовых карт в качестве источников используют фондовые картографические материалы (в настоящее время, как правило, нет крупномасштабных тематических карт территорий городов или они носят фрагментарный характер); материалы первичных наблюдений и измерений по теме карты (тематических съемок, маршрутных и стационарных наблюдений и измерений, в том числе автоматических).

4. Составляются карты, производные от синтетических карт (ландшафтная, функционального зонирования, урболандшафтного районирования) и базовых, дополняющие и перерабатывающие их содержание (морфометрические карты, карты объемов выбросов промышленных предприятий, возрастной структуры населения).

5. Разрабатывается серия оценочных эколого-географических карт природы, техносферы и социальной среды (потенциальной устойчивости территории, оценки техногенной нагрузки, заболеваемости населения и др.). Оценка параметров, характеризующих экологическое состояние городов, производится либо с учетом общегосударственных или отраслевых нормативов, либо на основе научных положений, разработанных в соответствующей области.

6.Проводится оценка экологического состояния урболандшафтных участков.

7. Создаются карты возможного развития городской среды.

8. Составляются рекомендательные карты по управлению территорией города: карты эколого-экономических приоритетов, определяющих дальнейшее социально-экономическое развитие исследуемых территорий; карты мер и рекомендаций, направленных на стабилизацию экологической обстановки в местах размещения вредных производств и на территориях, загрязненных вредными веществами; карты, отражающие результаты реализации предложенных мер и рекомендаций (Е. А. Божилина и др., 1999).

В настоящее время решение сложных задач эколого-географического картографирования немыслимо без широкого использования методов геоинформационного картографирования, направленного на создание и использование обширных баз данных, получение в автоматизированном режиме разнообразных карт природного, социально-экономического и медико-географического содержания, выполнение различных операций по моделированию и оценке медико-экологической ситуации и др. (В. Т. Жуков и др., 1999). По сути комплекс работ по эколого-географическому изучению городской среды служит основой создания географической информационной системы города.