Теоретическая основа изучения экологического зонирования территории, Методические основы изучения экологической обстановки территории - Экологическое зонирование территории Чебоксарского района Чувашской Республики

Методические основы изучения экологической обстановки территории

Зонирование - районирование, способ оптимизации условий существования человека путем разделения территории города, района или промышленного предприятия на зоны, имеющие различное функциональное назначение.

Экологическое зонирование - выделение областей, или зон, обладающих комплексом животных и растительности с определенными характерными признаками.

Современные представления экологического зонирования базируется на территориально дифференцированном подходе выделения районов хозяйственной деятельности с учетом нагрузок и степени влияния при условии сохранения природной среды. Такое толкование предполагает необходимость всестороннего учета экологических факторов, определяющих характер хозяйственной деятельности человека, связанной с использованием природно-ресурсного потенциала территории и оказывающей определенное воздействие на природу.

Экологическое зонирование территорий - предусмотренная законодательством система мероприятий по наиболее точному и четкому установлению границ территорий, акваторий, воздушного пространства, природных объектов и ресурсов в целях обеспечения рационального их использования и охраны.

Экологическое зонирование территорий можно различать: как связанное с территориальным делением; как региональное и межрегиональное экологическое зонирование; как зонирование по экономическим зонам, при котором учитываются размещение производственных сил, производственных объектов, которое в своей деятельности оказывают вредное экологическое воздействие; как картографическое и геодезическое зонирование[1].

Задача зонирования - установление и выделение на картографическом материале границ территории по назначению: земли с/х назначения; земли промышленности, транспорта, связи; особо охраняемые земли; земли лесного и водного фонда; земли запаса; земли геологии; экономическое зонирование; градостроительное зонирование; земли ограниченные для применения.

Трансформация биосферы под влиянием деятельности человека, нарастание глобальных экологических проблем, развитие локальных (региональных) кризисов антропогенного характера привели к необходимости пересмотра приоритетов стратегии развития системы "природа - общество". С этой целью была предложена концепция перехода на путь устойчивого развития ("sustainable development"), принятая международным сообществом на Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро (1992); для Российской Федерации концепция нашла отражение в ряде документов и нормативно-правовых актов. Теория и практика проблемы устойчивости определяют необходимость выработки методологии анализа состояния территорий различного масштаба и уровней организации с выявлением факторов, вызывающих дестабилизацию и ограничивающих развитие систем. В соответствии с дефинициями, принятыми в последней (2001 г.) редакции "Закона об охране окружающей среды РФ", территории субъектов федерации, по существу, являются "природно-антропогенными объектами - природными объектами, измененными в результате хозяйственной и иной деятельности, и (или) объектами, созданными человеком, обладающими свойствами природного объекта и имеющими рекреационное и защитное значение" (ст.1). С позиций биоэкологии приоритетными являются оценки масштабов антропогенной деятельности и, соответственно, антропогенной нагрузки через соотношение нарушенных и ненарушенных хозяйственной деятельностью территорий. Необходимость и важность таких оценок для социо-эколого-экономических систем (СЭЭС) всех уровней определяются представлениями о территории, как основном экологическом ресурсе. Условием устойчивости и саморегуляции экосистем является сохранение функционирования и направленности биогеохимических циклов и потоков энергии, вещества, информации. Использование территории с находящимися на ней экосистемами в процессе реализации любой технологии приводит к полному или частичному уничтожению экосистем, к нарушению круговорота биогенов на этом участке и, как следствие, к локальному нарушению окружающей среды. В пределах освоенных территорий непрерывно идет распад органического вещества - как живого, так и неживого. Попытки замкнуть круговорот требуют энергозатрат и привлечения дополнительных ресурсов, причем антропогенная регуляция не может происходить с той строгостью и точностью, которую обеспечивает естественная экосистема. Тотальный антропогенный пресс делает условным понятие "естественные экосистемы". Тем не менее, таковыми в первом приближении можно считать лесопокрытые площади и особо охраняемые природные территории (ООПТ)[34].

При этом очевидно, что для формирования целостных представлений о процессах, происходящих в системе "природа-общество", необходимо применение интегрального междисциплинарного подхода с привлечением концептуального аппарата экологии, социальной гигиены, ландшафтной географии, экономической географии, токсикологии и других дисциплин. Данный подход к решению проблемы широко используется в работах Н. Г. Булгакова, А. П. Левича, В. Н. Максимова, Е. Л. Воробейчика, Д. Б. Гелашвили, В. И. Данилова-Данильяна, А. Н. Косарикова, Н. М. Матвеева, В. В. Найденко, О. П. Негробова, А. Л. Новоселова, Н. В. Чепурных, А. В. Позднякова, Г. С. Розенберга, С. Л. Туркова, А. Д. Урсула, и др.

Усиление процесса урбанизации привело к негативным экологическим изменениям во многих городах: загрязнению их водной, воздушной сред и почв, росту бытовых и промышленных отходов, увеличению количества несанкционированных свалок, ухудшению здоровья городского населения, деградации растительного и животного мира. Разработка принципов, методов экологического зонирования и универсальных критериев качества городской среды -- необходимая основа экологического мониторинга и оптимизации природопользования в городах.

Зонированием именуется процесс деления пространства на зоны, операция выявления, проектирования и создания зон. Оно может быть территориальным (региональным и межрегиональным), функциональным, картографическим, геодезическим, землеустроительным, почвенным, горно-геологическим, санитарно-гигиеническим, палеогеографическим и прочим, но геоэкологам интересно прежде всего экологическое зонирование территории. Под ним понимается система методических приемов, которые обеспечивают на определенной территории, включенной в тот или иной вид природопользования, выделение и ранжирование (по качественным и количественным признакам), а также выявление ситуаций, чреватых ухудшением или деградацией объектов и субъектов среды обитания под воздействием техногенных или природных факторов. Зонируемый природный объект подразделяется на участки, районы, зоны, на которых ведутся мониторинг, кадастрирование и учет характеристик природной среды и ресурсов.

Объектом экологического зонирования территории может быть природный объект, явление, его признак, определяющийся целью и задачами исследования. Для зонирования используется ряд комплексных методических подходов и приемов, позволяющих ранжировать в природных средах зоны с разной степенью антропогенной нагрузки на урбоэкосистемы. Зоны, подверженные угрозе деградации, требуют принятия мер по изменению характера природопользования. В зависимости от тематики исследования выделяются следующие виды экологического зонирования: медико-экологическое, санитарно-химическое, ландшафтно-экологическое, экогеохимическое, эколого-гидрологическое и др.[20]/

Определяющее значение имеет выбор критерия зонирования территории. Это может быть один интегральный показатель качества окружающей среды или несколько показателей. Кроме того, выделяемые в ходе зонирования участки территории (ареалы) должны быть внутренне однородными, что в реальности практически невозможно. Соответственно, необходимо руководствоваться только значимыми факторами и игнорировать несущественные. Возникает вопрос, какие факторы считать основными, а какие -- второстепенными? Поиски универсальных критериев выделения ареалов -- объект дальнейших исследований в этой области.

При проведении комплексного экологического анализа города выполняются работы по нескольким направлениям исследований урбоэкосистем. На начальном этапе анализируются физико-географические условия: метеорологические (определяющие накопление и рассеивание загрязняющих веществ и др.), климатические особенности, строение рельефа, почвенного покрова, ландшафтной структуры территории, расположение и видовой состав зеленых насаждений, состояние и динамика водных объектов. Проводится анализ факторов, способствующих самоочищению природных сред.

Ландшафтно-экологические исследования связаны с изучением и оценкой состояния инженерно-технического блока города; анализом демографической и медико-географической ситуации, морфоструктурных особенностей ландшафтно-экологического и градостроительного каркасов и их расположения по отношению друг к другу; определением ресурсного потенциала, экологической емкости территории, устойчивости ландшафтов к антропогенному воздействию и т. д.

Теоретические основы эколого-геохимических оценок урболандшафтов заложены в трудах отечественных ученых: Е. Ю. Саета, Э. К. Буреинкова, Л. И. Гинсбург, Н. К. Грибанова, В. А. Алексеенко и др. Главный принцип этих исследований -- оценка уровня химического загрязнения компонентов городской среды на базе методики площадной геохимической съемки, производящейся по регулятивной сети в определенном масштабе. Результаты таких оценок дают возможность объективно характеризовать уровень загрязнения, выделить проблемные территории, соотнести их распространение с медико-экологическими оценками здоровья населения, усовершенствовать систему мониторинга, оперативного экологического контроля и сформировать оптимальную систему управления окружающей средой.

Экогеохимическая оценка урболандшафта сопряжена с оценкой уровня химического загрязнения природных сред в связи с санитарно гигиеническими требованиями, разработкой основ экологического мониторинга и созданием алгоритмов управления качеством городской среды с целью ее устойчивого развития.

В ходе оценки экологической ситуации города осуществляются:

* инвентаризация источников загрязнения; * анализ интенсивности воздействия антропогенных факторов на урбоэкосистемы; * выявление наиболее подверженных экологическому разрушению участков городов, экологических рисков; * тематическое картографирование различных урбоэкосистем; * обработка и анализ данных экологического мониторинга с целью оценки экологического состояния территории и разработки природоохранных мероприятий; * оценка воздействия объектов промышленности и инфраструктуры урбанизированных территорий на природную среду и здоровье человека; * анализ и оценка состояния урбоэкосистем, подверженных антропогенному воздействию; * анализ перспектив устойчивого развития региона.

Обобщение полученных данных обеспечивает правильность разработки и осуществления хозяйственных проектов, повышает объективность интерпретации информации и корректность экологического зонирования.

Схема функционального назначения различных частей города должна содержать сведения о характере и структуре жилой, промышленной застройки, транспортной и коммунальной инфраструктуры, зонах рекреации, об объектах ЖКХ, местах складирования бытовых и промышленных отходов, карьерах, размещении школ, детских садов, стадионах, памятниках архитектуры, водных объектах, источниках водоснабжения и водоотведения, зонах и поясах санитарной охраны объектах водоснабжения.

С учетом вышесказанного особое значение приобретает анализ:

* данных о благоустройстве различных участков города, состоянии зеленых насаждений; * пространственной локализации и транспортной доступности участков города; * хозяйственной ориентации города.

При решении указанного круга задач применяются исторические документы, данные статистических форм отчетности природоохранных ведомств, экологического мониторинга, палеогеографические, геолого-геоморфологические, эколого-ландшафтные и эколого-геохимические исследования. Такие современные методы исследования, как моделирование с использованием геоинформационных технологий, дают возможность прогнозировать развитие экологической ситуации территории города.

Научно-методические приемы экологического зонирования позволяют решить следующий ряд задач: выделить участки городов, подверженные угрозе деградации, своевременно выявить экологические риски для оптимизации природоохранных мероприятий, усовершенствования системы экологического мониторинга, обеспечения рационального природопользования и устойчивого развития городов. Поиск путей решения экологических проблем связан с уменьшением интенсивности воздействия на урбоэкосистемы, предотвращением опасных экологических явлений и планированием оптимизационных мер по застройке городской территории.

Научно-методические основы и методические приемы (технология) экологического зонирования отрабатывались в русле актуальных экологических проблем:

1) экологическая опасность очагов накопления ртути в природных средах; 2) экологически проблемные территории и ситуации в дельтах крупных рек и разработка основ эколого-гидрохимического мониторинга; 3) санитарно - и экогеохимические оценки воздействия объектов промышленности и инфраструктуры урбанизированных территорий на городскую и окружающую природную среду, а в конечном итоге - и на здоровье человека; 4) устойчивое развитие регионов.

Здесь следует пояснить, что ввиду схожести характера экологической проблематики, присущей урбанизированным территориям, при освещении данного вопроса показаны элементы технологии, разработанные в ходе эколого-геохимических оценок г. Иваново (1991 - 1992 гг.), северо-западной окраины Приморского р-на г. Санкт-Петербурга (2003 г.) и частично примененные в рассматриваемом регионе.

В целом, означенный круг проблем касается решения отдельных сторон более общей проблемы - идентификации зон экологического риска и проблемных в экологическом отношении территорий, решению которой и посвящена цель исследования. Экологическое зонирование выступает как один из методов решения перечисленных проблем.

В основе технологии экологического зонирования лежит литодинамический подход. Литодинамика в данном аспекте рассматривается в самом широком смысле - как миграция и концентрация вещества на разного рода барьерах в объектах литосферы, ландшафтах (в том числе, урбанизированных и аквальных) и в приземном слое атмосферы.

Монография ориентирована также и на оптимизацию технологии зонирования, что позволит определять необходимое и достаточное количество ключевых участков для разработки основ экологического мониторинга. Качество решения уже только этого, довольно узкого круга проблем, в немалой степени обусловливает и правильность выбора совокупности последовательных мер для решения задач устойчивого развития регионов, в частности - Северо-Западного Прикаспия[8].

Монография, главным образом, содержит результаты многолетних комплексных базовых эколого - и санитарно-геохимических оценок, проводившихся автором при выполнении лабораторией региональной экологии Аналитического Центра Геологического института РАН (с 1996 г., НПП "Эколого-Аналитический Центр") научно-исследовательских работ на территории Астраханской области с 1989 г. [Ревич, Морозова, Сухов, Машьянов, 1991; Богданов, 1995а, б; 1999; 2000; Морозова, Сотсков, 1995; Морозова, Миколаевская, Бороденчик, 1995; Богданов, Морозова, 1996; Богданов, Морозова, Миколаевская, 1997; Богданов, Волох, Морозова, 2000].

Построение интегральных индикаторов устойчивого развития имеет ряд методологических особенностей. Наиболее сложной методологической задачей является объединение разнонаправленных показателей в единый индекс. При этом встает вопрос об учете различной значимости отдельных показателей в общем индексе.

Как правило, на первом этапе происходит определение весовых коэффициентов по каждому из направлений устойчивого развития (например, экологическому, экономическому, социальному).

Экологический блок включает показатели, характеризующие состояние природной среды и количество возобновляемых и невозобновляемых природных ресурсов. В экономический блок входят, как правило, показатели производства, потребления и структуры локальной, региональной, национальной экономики и т. д. Социальный блок помимо демографических характеристик включает показатели организации здравоохранения, образования, социального расслоения, уровня криминогенности общества, обеспеченности жильем и т. д. Затем определяются промежуточные веса по каждой из проблемных областей. И, наконец, на третьем этапе рассчитываются весовые коэффициенты для конкретного показателя.[16]

В данной работе использовался метод балльно - индексной оценки, который имеет ряд существенных недостатков. При комплексной оценке экономико-социально-экологического потенциала методом балльно - индексной оценки используются баллы. Балл - это порядковый номер группы ранжированных однородных явлений, ограниченной известными пределами интенсивности или выраженности [7]. Шкала баллов представляет собой количественную классификацию, т. е. разбиение ряда непрерывно усиливающихся или ослабляющихся явлений на несколько групп. В зависимости от потребностей возможны применение различных показательных шкал. Опорная арифметическая шкала используется, когда опорная величина имеет определенное количество градаций и эти градации выражаются какими-то именованными числами. Балльная равномерная шкала применяется когда, все части шкалы имеют для исследователя равное значение, т. е. различия между первыми градациями так же важны, как и между последними. Расширяющаяся шкала используется, когда колебание интенсивности явления играют особенно большую роль при слабой его выраженности. Сужающую шкалу целесообразно использовать, когда величина при незначительном росте становится важнее. Опорная алгебраическая шкала применяется, когда значение градаций падает к обоим концам опорной шкалы.

Баллы задаются, назначаются и всегда бывают целыми числами или высчитываются как проценты от максимального значения или каким-либо другим способом. Первые называются простыми, вторые - сложными. Шкалы простых баллов представляют собой непрерывный ряд целых чисел. Сложные вычисляемые баллы получаются в результате арифметических действий с простыми баллами. Сложные баллы применяются, когда каждый объект оценивается по ряду признаков, а затем выводится общий балл. Баллы, которые используются при оценке какой - либо стороны природы или человеческой деятельности, называются "оценочными" баллами.

По мнению Д. Л. Арманда, баллы применяются в следующих случаях: 1) когда интенсивность или силу какого-либо явления трудно точно измерить, но можно и нужно определить их приблизительно, в большинстве случаев по результатам явлений или по его воздействию на другие процессы; 2) когда характеристику изучаемого явления можно точно измерить, но в этом нет надобности, приблизительная оценка удовлетворяет исследователя и практического работника; 3) когда надо сопоставить влияние на какой-либо объект нескольких факторов, в том числе выражающихся в разных размерностях.

В настоящее время количественная оценка в баллах достаточно широко применяется в различных отраслях науки. Результаты этой оценки относительны, но вполне сравнимы. Методологическая ценность построения системы балльной оценки заключается в больших методических возможностях при решении поставленных вопросов. При помощи шкал баллов можно наметить, хотя и несколько условно, дифференциацию, систематизацию и классификацию социально-эколого-экономических показателей. Наиболее важно при оценке в баллах обеспечить, возможно, максимальное привнесение в нее объективных моментов и исключение субъективных. Для достижения цели, поставленной в настоящей работе, метод балльной оценки применим, так как наиболее объективно отражает результаты исследования.

Общий показатель оценки по этой формуле будет выражаться в баллах, что позволяет проводить количественную и качественную дифференциацию социально-эколого-экономического потенциала определенной территории.

Для оценки потенциалов социально-эколого-экономических показателей предлагается применять формулу, предложенную А. М. Шусторовичем еще в 70-е годы. Данная формула представляет собой оценку отдельных потенциалов природных ресурсов по комплексу признаков. Формула имеет следующий вид:

Кi>0 (1)

Где П(Z) - показатель оценки рассматриваемого природного ресурса района (или точки); ti (Z) - значение i - го признака данного природного ресурса для района (в точке) Z по принятой шкале; Ki - веc i-го признака. В рассматриваемой формуле оценка выражается в баллах. Поэтому социально - экономико - экологические признаки, выраженные в различных показателях, необходимо перевести в условные единицы - в баллы. Для этого применяется шкала баллов. В настоящей работе применялась балльная равномерная шкала, так как различия между первыми градациями также важны, как и между последними.

Оценку значения балла для того или иного признака можно получить путем сопоставления шкалы баллов со шкалой значений признака. За максимальное количество баллов при оценке значений признаков было принято 5 баллов. Длина интервала показателя (J), соответствующая значению балла (при 5-балльной оценке), выразится величиной:

(2)

А шкала оценки первичных показателей примет следующий вид (см. табл. 1).

Таблица 1.

Шкала оценок первичных показателей при 5-балльной системе

Оценка в баллах	Градации первичных показателей
1	Ti (Z)min - [ti (Z)min + J]
2	[ti(Z)min+J] - [ti (Z)min + 2J]
3	[ti (Z)min + 2]- [ti (Z)min + 3J]
4	[ti (Z)min + 3] - [ti (Z)min + 4J]
5	[ti (Z)min + 4J] - ti(Z)max

Рис.1. Оценка значения балла путем сопоставления шкалы баллов со шкалой значения признаков

Используя указанную шкалу, для рассматриваемого вида ресурса составляется матрица в следующей форме

Экологический урбанизация чебоксарский территория

Таблица 3.

Матрица исходных данных территории по комплексу признаков

(признаки) ОТЕ	I	2	3	......	N
I
2
......
M

Где в ячейки матрицы вписывается баллы.

Данный метод получил название метод "взвешенных баллов", т. е. для всех оцениваемых элементов (признаков) вводится так называемый коэффициент взвешивания и их оценка дается во взвешенных баллах. Данный метод вводится в тех случаях, когда по одной балльной шкале характеризуются несколько независимых признаков (как в нашей работе). В методическом отношении само введение коэффициента взвешивания представляется принципиально обязательным. Этот методический прием, используемый в некоторых "оценочных" работах, кажется более правильным, чем, например, применение более детальной шкалы балльности для основных показателей.

Значение каждого из индексов (показателей) устойчивого развития вычисляются таким образом, что значение "нуль" соответствует самому низкому уровню, а "пять" - самому высокому.

Методические основы изучения экологической обстановки территории

Похожие статьи