CC BY
28УДК 911.52(470.5)
DOI: 10.2441/9999-006A-2019-11512
ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННЫХ МОДИФИКАЦИЙ ПРИРОДНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ ЛАНДШАФТНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ РЕГИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ООПТ (НА ПРИМЕРЕ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ) О.Ю. Гурьевских
Уральский государственный педагогический университет Россия, Екатеринбург e-mail: [email protected] Работа посвящена проблеме формирования региональных систем особо охраняемых природных территорий на основе реализации критерия учета антропогенной дифференциации ландшафтного принципа. Методика ландшафтного обоснования апробирована на территории Свердловской области. Выявлены структурные и пространственные закономерности антропогенных модификаций природных комплексов, установленные методом сопряженного визуального и картометрического анализа ландшафтной карты и карты антропогенных изменений. Установлено преобладание в пределах области производных геокомплексов. Анализ набора антропогенных модификаций в пределах инвариантного ландшафтного выдела позволил выявить качественное разнообразие современной ландшафтной структуры, раскрыть закономерности трансформации, обусловленные природными, историческими и социально-экономическими факторами. Установлено влияние отдельных исторических управленческих решений на современную структуру антропогенных модификаций.
Выполнен картометрический анализ и определено пространственное соотношение антропогенно-измененных комплексов. Установлены площади модификаций в пределах инвариантных выделов ландшафтной карты Свердловской области. Подсчет площади слабо измененных комплексов и их доли от общей площади инварианта позволяет выразить степень его преобразования, что важно для установления тенденций функционального развития. Визуальный анализ параметров слабо измененных участков (размеры, характер границ и конфигурация) позволили определить эталонные территории, перспективные для природоохранной деятельности, пригодные для долгосрочного мониторинга состояний и анализа динамического и эволюционного развития природных комплексов.
Ключевые слова: ландшафтное планирование, ландшафтная структура, антропогенные модификации, особо охраняемые природные территории.
EVALUATION OF ANTHROPOGENIC MODIFICATIONS OF NATURAL COMPLEXES AT LANDSCAPE PLANNING OF REGIONAL SYSTEMS OF PROTECTED AREAS (ON THE EXAMPLE OF SVERDLOVSK REGION) O.Yu. Gurevskikh
Ural state pedagogical University Russia, Yekaterinburg e-mail: [email protected]
The work is devoted to the landscape study of regional systems of specially protected natural territories based on the implementation of the criterion for accounting for anthropogenic differentiation of the landscape principle. The methodology of landscape study was tested on the territory of the Sverdlovsk region. The article revealed the structural and spatial trends of anthropogenic influence natural complexes of the Sverdlovsk region. It was established by method cross-spectrum visual analysis and cartometryc analysis of the landscape map and anthropogenic change map. The article establishes prevalence within the region of derivatives of geocomplexes. Analysis of a set of anthropogenic modifications within the invariant landscape allowed identifying the qualitative diversity of modern landscape structure, reveal the regularities of transformation, which are due to natural, historical and socioeconomic factors. It was established the influence of individual historical management decisions on the modern structure of anthropogenic modifications.
The author carried out a cartometryc analysis and defined spatial correlation anthropogenic modifies of complexes. It was established the areas of modifications within the invariant allotments of the landscape map of the Sverdlovsk Region. Calculation of the area of indigenous and slightly altered complexes and the establishment of their share from the total area of the invariant allows us to express the degree of its transformation. This is important for establishing the trends of functional development. Visual analysis parameters of weakly modify areas (dimensions, nature of boundaries and configuration) made it possible to identify areas that are promise for nature protection activities. As standards, suitable for long-term monitoring of states and analysis of the dynamic and evolutionary development of natural complexes.
Key words: landscape planning, landscape structure, anthropogenic modifications, specially protected natural areas.
Согласно Экологической доктрине и Концепции развития системы ООПТ Российской Федерации важнейшей задачей в области оптимизации служит формирование географически репрезентативной сети охраняемых объектов, направленной на сохранение ландшафтного и биологического разнообразия географической оболочки [1, 2]. Эта задача относится к сфере ландшафтного планирования - системе пространственных решений, принимаемых на разном иерархическом уровне для экологически безопасной, экономически эффективной и социально малоконфликтной адаптации многофункционального землепользования к ландшафтной структуре региона [3]. Одним из основных направлений научно-практической деятельности в этом отношении служит разработка механизмов ландшафтного проектирования системы ООПТ на основе анализа географического контекста, включающего как природные инварианты геосистем, так и их антропогенные модификации.
Согласно теоретическим представлениям В.Б. Сочавы [4] об инварианте, основной методологический принцип изучения антропогенной дифференциации видится в признании системной зависимости состояния ландшафтной структуры от ее первичных особенностей. Закономерности естественной основы сохраняются при всех видах антропогенных изменений, поскольку даже сильно преобразованные ГК остаются частью географической оболочки и подчиняются закономерностям ее дифференциации. Первичная структура составляет непрерывный ландшафтный фон, на который дискретно накладываются антропогенные изменения. Степень проявления антропогенного воздействия зависит от природного инварианта - структуры и динамики ландшафта и его устойчивости к воздействиям.
В настоящее время существует множество классификаций преобразованных ГК, в основе которых лежат признаки, существенные для структуры природного комплекса или важные для практических целей; отличаются многообразием и алгоритмы их составления. Совершенствование способов научного познания не умаляет значения принципов классических типологий. При изучении антропогенных изменений природных комплексов Свердловской области в качестве теоретической основы использованы принципы построения классификации модификаций коренных и условно-коренных фаций, разработанные В.И. Прокаевым [5].
На основе признания ведущей роли геолого-геоморфологического и климатического факторов все ГК в зависимости от глубины и степени трансформации подразделяются на три типа: коренные, производные и антропогенные. К типу коренных относятся современные территориальные единицы, которые не испытали воздействия хозяйственной деятельности, либо испытали его косвенно. Тип производных образуют антропогенные модификации, производные от природного инварианта. Они подразделяются на 3 класса: слабо, средне и сильно измененные. Модификации характеризуются изменением только ведомых компонентов, поэтому прекращение антропогенного воздействия приводит к их восстановлению до условно-коренного состояния. Третий тип составляют наиболее глубоко трансформированные антропогенные ГК, в которых помимо ведомых компонентов наблюдаются преобразования рельефа и геологического строения. Достоинствами рассмотренной классификации, определяющими возможность ее применения, является последовательно генетический подход, простота и единообразие учета естественных и антропогенных факторов.
Исследование структуры антропогенных модификаций Свердловской области выполнено целенаправленно для ландшафтного обоснования системы ООПТ в ходе среднемасштабного ландшафтного картографирования на основе сплошного дешифрирования космических снимков с применением ГИС-технологий. Основным способом ландшафтного дешифрирования служит ситуационно-логический анализ, проведенный на основе визуальной интерпретации пространственных социально-экономических и природных структур, выраженных в фоторисунках, в соответствие с их генезисом и функционированием. При этом использованы два метода: ландшафтно-индикационный и «контрастно-аналоговый». Итогом изучения ландшафтной структуры явилась карта антропогенных изменений природных комплексов, специальное содержание которой разработано в соответствии с приемом «светофора», когда значение цвета (красный, желтый, зеленый) используется для передачи степени антропогенной трансформации коренных единиц.
Выявление закономерностей антропогенной трансформации ландшафтной структуры производилось методом сопряженного визуального и картометрического анализа ландшафтной карты и карты антропогенных изменений ландшафтов. Границы измененных комплексов накладывались на границы природных инвариантов - выделов ландшафтной карты; так определялось современное состояние и устанавливалась специфика антропогенного преобразования типов ландшафтов (классов,
подклассов, родов, видов). Для достижения предметности анализа применялись следующие качественные и количественные показатели:
1). Набор типологических объединений антропогенно-измененных комплексов (типов, классов, групп, родов) в пределах инвариантного контура использовался для установления качественного разнообразия. Применение его к высшим таксонам типологии позволило раскрыть закономерности трансформации, обусловленные природными, историческими и социально-экономическими факторами. Более конкретное значение имело выявление модификаций в пределах видов ландшафтов, для чего: а) устанавливалось наличие условно-коренных и слабо измененных ГК, являющихся эталонами природных инвариантов; б) выявлялись антропогенные ГК, представляющие экологическую опасность для ландшафтной структуры через межкомпонентые связи; в) оценивалось окружение слабо измененных ГК с позиции воздействия на функционирование с целью прогнозирования дальнейшего развития.
2). Пространственное соотношение типологических объединений антропогенно-измененных комплексов (типов, классов, групп, родов) в пределах инвариантного контура определялось посредством визуальной и картометрической обработки через расчет площадей и установление соотношений всех разновидностей антропогенных комплексов в пределах выделов ландшафтной карты. Наибольшее значение имеет установление соотношения слабо измененных ГК с сильно преобразованными. Установление их доли от площади ландшафтного выдела выражает степень преобразования для установления тенденций функционального развития. Визуальный анализ параметров слабо измененных участков (размеры, характер границ, конфигурация) позволяет определить крупные хорошо сохранившиеся эталонные выделы, перспективные для природоохранной деятельности, долгосрочного мониторинга состояний природных комплексов и анализа их динамического и эволюционного развития.
Приведенные показатели позволили выявить закономерности антропогенной трансформации ландшафтной структуры территории Свердловской области, которая относится к числу наиболее развитых в промышленном отношении и заселенных на Урале. За период хозяйственного освоения природные комплексы области подверглись существенным преобразованиям, что выразилось в формировании сложной природно-антропогенной структуры, которую представляет 8 классов, 21 подкласс, 47 родов и 71 вид ландшафтов, включающих 3 типа, 3 класса, 12 групп и 23 рода модификаций, сгруппированных по генезису, степени и направлению антропогенного преобразования. В настоящее время преобладают производные ГК, меньшая площадь приходится на условно-коренные, и, еще меньше распространены антропогенные. Доля средне и сильно измененных производных и антропогенных ГК (называемых преобразованными) составляет в среднем по области 55,8%; без учета интразональных - 64,3%. Несмотря на высокую степень трансформации, сохранился резерв слабо измененных ГК, необходимый для поддержания ландшафтного разнообразия.
Существенные устойчивые изменения первичной ландшафтной структуры произошли на уровне систем локальных рангов - морфологических частей ландшафтов. Отличительной чертой модификаций является их мелкоконтурность, большая четкость границ по сравнению с естественными рубежами и их территориальное несовпадение. В пределах одного инвариантного выдела на однородном генетическом фоне формируется несколько антропогенных модификаций. Наблюдается усложнение морфологической дифференциации за счет измененных внутриландшафтных единиц; либо выравнивание морфологических контрастов в случае однообразного использования значительных по площади участков.
Изучение трансформации отдельных типологических объединений ландшафтов позволило выявить структурные и пространственные закономерности. Структура модификаций складывается под воздействием природных факторов, создающих условия для развития хозяйственной деятельности; величина преобразования определяется социально-экономическими и историческими факторами, предопределенными природной основой. Несмотря на определяющую роль, значение природных факторов в антропогенной дифференциации не абсолютно. Антропогенный фактор может воздействовать повсеместно, независимо от природных условий, потому как человеческое общество развивается в соответствии с закономерностями принципиально иного характера.
Анализ карты антропогенных изменений ландшафтов закономерно выявил зависимость степени антропогенной трансформации от «величины демографического давления» - плотности населения и густоты населенных пунктов. Наибольшая степень преобразования (выше 85,0%) характерна для интенсивно освоенных и заселенных ГК с плотностью населения более 100 чел/км2.
Так, для рода низкогорий с темнохвойными среднетаежными лесами, в пределах которого плотность населения одна из самых высоких по области, доля преобразованных ГК составляет 80,9%. Самая низкая степень преобразования характерна для слабо освоенных ГК с низкой плотностью населения менее 10 чел/км2 - это роды среднегорий с темнохвойными северо- и среднетаежными лесами (11,3 и 25,8%). Одной из основных причин резкого различия районов по плотности населения, определяющей величину трансформации, служит различие природных условий в отношении пригодности для жизни. К числу наиболее благоприятных для проживания и использования относятся южнотаежные и лесостепные ГК с выположенным дренируемым рельефом; наименее удобны для использования - северотаежные ландшафты с глубоко расчлененным рельефом, либо с большой долей гидроморфных ГК.
Значительное влияние на степень антропогенного преобразования оказала история освоения Свердловской области: наиболее преобразованы староосвоенные территории. Установлено влияние исторических событий на состояние ГК; так, принятие в XVIII в. В.Н. Татищевым инструкций о сбережении лесных насаждений вокруг Екатеринбургских заводов обеспечило сохранение предгорных увалов южнотаежных континентальных ландшафтов. В результате южнотаежный род ландшафтов имеет сейчас меньшую степень антропогенного преобразования (64,5%), по сравнению с аналогичным среднетаежным (75,0%).
Величина антропогенной трансформации ландшафтов Свердловской области крайне неравномерна. Наибольших значений она достигает в Уральских лесостепных ландшафтах (85,787,2%). Самая низкая степень трансформации у переувлажненных аккумулятивных равнин (21,7%), Восточно-Европейских таежных (52,2%) и Западно-Сибирских лесостепных (59,2%) ландшафтов. Причиной меньшей трансформации последних служит приграничное административное положение и слабая освоенность. Остальные комплексы характеризуются высокой и сопоставимой степенью антропогенного преобразования 61,5-65,7%.
Существенно различается структурный состав антропогенных модификаций по классам ландшафтов. Наибольшим распространением в области пользуются сельскохозяйственные и лесохозяйственные модификации; причем, лесохозяйственные, и производные от них вторичные леса, мелколесья и редколесья из вторичных пород, возобновляющиеся после сплошной рубки приурочены почти исключительно к таежным классам ландшафтов, а сельскохозяйственные - к лесостепным. При этом лесохозяйственные комплексы в лесостепных ландшафтах являются исключением, сельскохозяйственные встречаются почти повсеместно вблизи селитебных комплексов. Большое количество и разнообразие полезных ископаемых на Урале предопределило развитие здесь горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, которая привела к появлению антропогенных ГК: шахт, карьеров, отвалов и др. Эти техногенные образования -отличительная особенность Уральских ландшафтов.
Более детально структурные и пространственные различия прослеживаются по типологическим объединениям более низкого ранга. Анализ подклассов ландшафтов выявил подзональную специфику структуры измененных комплексов: группа коренных лесов широко распространена в северотаежных ландшафтах, фрагментарно встречается в среднетаежных, и практически не встречается в южнотаежных и подтаежных. В северной лесостепи преобладают сельскохозяйственные комплексы, а подклассы осиново-березовых лесов имеют и сельскохозяйственные и лесохозяйственные модификации. Селитебные комплексы городского типа располагаются, как правило, в межгорных депрессиях или на предгорных равнинах; а сельского типа - в поймах рек и на аллювиальных равнинах.
В структуре антропогенных модификаций видов ландшафтов проявляются закономерности свойственные типологическим объединениям более высокого ранга (родам, подклассам и классам). Тем не менее, виды ландшафтов обладают наибольшей однородностью, позволяющей применять однотипные способы природопользования. Существуют виды с преобладанием одного рода антропогенных модификаций, предопределенных природными факторами; а также виды ландшафтов, модификации которых не повторяются нигде, например, вид болотных комплексов, используемых для торфоразработок. В зависимости от местных условий, степени и характера освоенности по видам ландшафтов существенно варьирует дробность деления - величина выделов, соответствующих разным модификациям. Наибольших величин мелкоконтурность достигает в южнотаежных и лесостепных низкогорных видах ландшафтов, где наибольшая плотность населения сочетается со сложным административным делением. Меньшая дробность деления характерна для северотаежных среднегорных и равнинных видов, в которых хозяйственная деятельность носит очаговый характер.
Величина трансформации для разных видов ландшафтов изменяется в пределах от 1,1 до 89,7%. Самыми слабо измененными являются болотные комплексы и среднегорные хребты (4,8%); наиболее изменены лесостепные аллювиальные равнины (87,3%).
Специфика изучения антропогенных изменений ландшафтов Свердловской области обусловлена целью исследования - ландшафтным проектированием системы особо охраняемых природных территорий. При этом необходим детальный учет антропогенной дифференциации на уровне внутриландшафтных единиц, сочетающийся с отображением первичной ландшафтной структуры. Результаты ландшафтного картографирования при этом могут обеспечить реализацию критериев ландшафтного принципа: типичности, уникальности, ландшафтной целостности с одной стороны; и учета антропогенной дифференциации - с другой. В то же время, детальный учет антропогенных модификаций в динамике позволяет установить тенденции развития ландшафтной структуры региона и определить эффективность системы ООПТ для определения приоритетных направлений дальнейшего развития.
Литература
1. Стратегия экологической безопасности России на период до 2025 URL: http://docs.cntd.ru (дата обращения 01.12.2018).
2. Экологическая доктрина Российской Федерации. URL: http://docs.cntd.ru/document/901826347 (дата обращения 27.12.2018).
3. Дьяконов К.Н., Хорошев А.В. Актуальные проблемы ландшафтного планирования: Мат-лы Всерос. научн.-практ. конф. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2011. - С. 8-13.
4. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. - Новосибирск: Наука, 1978. - 318 с.
5. Прокаев В.И. Об учете антропогенной дифференциации суши при физико-географическом районировании / География и природные ресурсы, 1980, № 2. С. 24-30.
Literatura
1. Strategiya ekologicheskoy bezopasnosti Rossii na period do 2025 g. URL: http://docs.cntd.ru (data obrashcheniya 01.12.2018).
2. Ekologicheskaya doktrina Rossiyskoy Federatsii. URL: http://docs.cntd.ru/document/901826347 (data obrashcheniya 27.12.2018).
3. D'yakonov K.N., Khoroshev A.V. Aktual'nyye problemy landshaftnogo planirovaniya: Mat-ly Vseros. nauchn.-prakt. konfi. - M.: Izd-vo Mosk. un-ta, 2011. - S. 8-13.
4. Sochava V.B. Vvedeniye v ucheniye o geosistemakh. - Novosibirsk: Nauka, 1978. - 318 s.
5. Prokayev V.I. Ob uchete antropogennoy differentsiatsii sushi pri fiziko-geograficheskom rayonirovanii / Geografiya i prirodnyye resursy, 1980, № 2. S. 24-30.
(Гурьевских Ольга Юрьевна, доцент; заведующий кафедрой географии, методики географического образования и туризма, Уральский государственный педагогический университет, 620075, г. Екатеринбург, ул. Малышева 71А-55, +79122220577).
