Общенаучные законы и принципы и их отражение в экологическом картографировании.

Принцип историзма. Выше было показано, какое большое значение имеет знание истории использования территории, характер хозяйства, источников загрязнения. А.Геттнеру (1940) принадлежит характерное выражение: «Только исходя из истории, можно понять настоящее». Этот принцип начинает находить свое отражение при составлении и экологических карт, что было показано выше (см. пункт Категории времени).

Важное место занимает анализ предшествующей истории рассматриваемой местности. Например, местность с промышленной застройкой, которая размещается на ней на протяжении 100 лет, имеет больший потенциал загрязнения, чем ранее неиспользовавшаяся местность, если, например, та и другая отводятся для жилой застройки и ее инфраструктуры.

Необходимо изучить историю использования местности, существующие экологические акты (данные мониторинга, согласования с компетентными органами) и оценивания возможных убытков.

История местности может изучаться с использованием ряда источников информации, с привлечением как можно большего ее объема, включая опросы современных и прошлых владельцев, должностных лиц и соседей. История местности может обеспечить информацией относительно возможного типа загрязнений.

Инспекция местности включает детальное физическое исследование структуры и внешних особенностей, которые могут указывать на воздействия прошлого загрязнения, и современные источники загрязнения. Эксперты используют детальные контрольные списки для гарантии, что все ситуации, способные создать потенциальный риск, учтены. Объекты документируются.

Отчет составляется таким образом, чтобы наиболее полно описывать собственность, ее историю и локализацию предполагаемого загрязнения и иных источников риска. Далее рекомендуется анализ, если проявления загрязнения выявлены.

Цепные реакции. Важное значение имеет положение о цепных реакциях (Долгушин, 1980): хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на которую оно направлено, но и на соседние системы, а также и на удаленные от неесистемы, связанные с нейпотоками вещества и энергии. В значительной степени это связано с цепными реакциями, поэтому при определении норм воздействия на природную систему необходимо учитывать не только прямые следствия воздействия, но и все косвенные следствия. Этот принцип следует учитывать при анализе карт, в ходе которого производится выявление факторов формирования экологической ситуации.

Закон оптимальности. Для экологического нормирования важное значение имеет знание закон оптимальности: с наибольшей эффективностью любая система функционирует в определенных пространственно-временных пределах. В связи с этим необходим поиск наилучших с точки зрения оптимизации воздействий размеров территорий: размеры сельскохозяйственных полей, лесных массивов, городов, карьеров по добыче полезных ископаемых и др. Данный принцип важен при выборе операционных территориальных единиц и единиц картографирования, при составлении оптимизационных экологических карт.

Из правила 1%, правила меры преобразования природных систем и закона незаменимости следует правило территориального экологического равновесия: оптимальный эколого-социально-экономический эффект достигается при определенном сочетании естественных и преобразованных экосистем. По Ю. Одуму это достигается при 60% естественных и 40% преобразованных ландшафтов. Этот принцип также важно учитывать при составлении оптимизационных экологических карт.

Целостность геосистем. Геосистемы обладают целостностью, что выражается во взаимосвязи их составных частей. Поэтому изменение одних частей геосистем вызывает изменение других. Однако эта связь не носит абсолютного и тотального характера. Существуют ограничения на проявления взаимодействий по всем направлениям и во времени. Этот принцип также важно учитывать при выявлении факторов формирования экологических ситуаций, а также при составлении оптимизационных экологических карт.

Закон квантитативной компенсации, сформулированный К.Н.Дьяконовым (1988) на основе закономерностей, установленных Л.Чижевским, констатирует, что отклонение явления в пространстве с одним знаком (положительным или отрицательным) должно рано или поздно компенсироваться отклонением с другим знаком. Этот закон можно трактовать более широко в том смысле, что в замкнутом пространстве земной поверхности невозможно постоянный пространственный тренд, увеличение явления рано или поздно должно смениться его уменьшением. Частота смены знака явления зависит от его сущности, то есть каждое явление имеет свойственные ему амплитудно-частотные характеристики. Обобщает эти законы и правила закон территориальной пространственно-временной дополнительности (Боков, 1992).

Важное значение в понимании экологических ситуаций, их пространственной интерпретации имеет учение о фоне и локальных неоднородностях (Бойчук, Марченко, 1968). Обычно (почти всегда) территориальное явление есть следствие пространственной суперпозиции многих факторов: фоновых (например зональных), региональных и локальных.

Связь пространства и времени. Б.Б.Полынов (1934, 1952) показал пространственно-временную сопряженность различных стадий коры выветривания и почвообразования, возникающих на различных элементах рельефа и различных исходных породах. Он пришел к выводу о стадийности выветривания исходных пород до конечных продуктов. В.Г.Зольников (1970, с. 114): все образующиеся почвы и отвечающие им фитоценозы в общих чертах будут связаны между собой в каждой конкретной зоне в одну пространственно-временную цепь, члены которой будут отличаться занимаемым ими пространством (по рельефу, по степени его расчленения) и по стадии развития. Специфическое проявление взаимосвязи пространства и времени находит в законе квантитативной компенсации, который был сформулирован Л.А.Чижевским (1976), а применительно к географическим явлениям рассмотрен К.Н. Дьяконовым (1981, 1983). Ключевой момент этого закона – формирование пространственных противофаз динамических режимов, которые достигаются в ходе взаимодействия геосистем. Пространственно-временные компенсационные явления в атмосфере описаны в работах О.А. Дроздова и Григорьевой (1963), Гирской (1968), Покровской (1969), Сазоновой и Гирской (1969), О.Дроздова (1973), Ефремовой (1976), Ю.Л.Раунера (1981) и др. Выявлены сопряженные в пространстве и времени аномалии температуры, атмосферных осадков, типов атмосферной циркуляции. Они имеют место также в океане, круговоротах минерального вещества, пространственно сопряжении процессов денудации и аккумуляции (Калесник, 1970; Мильков, 1983). Ю.Г.Симонов (1966, 1972) рассматривают единство пространства и времени через эргодичность. Он приводит примеры пространственных рядов, которые соответствуют их эволюции во времени. Каждая эргодическая система отображает дополнительность пространства и времени, так как различия в пределах эргодического ряда есть следствие различных временных траекторий, обусловленных неодинаковым расстоянием от активного формирующего фактора. Временной цикл, свойственный объекту, реализуется через некоторое время в окружающем пространстве в виде волн, причем чередование волн в пространстве соответствует чередованию состояний объекта. Таким образом, состояния объекта, его временная динамика будет реализовываться в пространственной картине. Таковы паводочные волны, распространяющиеся по реке, возникающие как следствие осадков, выпавших в верховьях речного бассейна. Таковы волны загрязнений, идущие по реке при залповых выбросах предприятий. Выбросы загрязнений в атмосферу распространяются по такому же закону. Более сложная картина возникает при переходе длительных циклов временных рядов в пространственные, когда активным объектом выступает стационарный: город, горная система, ледник, водоем и др. В зоне их действия удаление от центра (или от границы) есть одновременно удаление во времени взаимодействия этого объекта с окружающей средой. Начало взаимодействия фиксируется в зоне контакта. Это взаимодействие распространяется в пространстве с опозданием. Поэтому в более удаленных от контакта точках начало взаимодействия (а это временная категория) наступает позже. Это факторное пространство-время, в котором начало координат соответствует или центру фактора (объекта) или зоне контакта. Если взаимодействие единовременное (то есть непостоянное), то его распространение совершается как след (сфрагида по А.Ю.Ретеюму) – рис. 3.4а. Если взаимодействие постоянное (по меньшей мере длительное), то в пространстве-времени устанавливается динамическое равновесие, причем с удалением от объекта происходит ослабление влияния (рис.3.4 б). Таким образом, в этих случаях в пространстве зафиксирована неодновременность процессов. Эргодичность есть компенсационная трендовая дополнительность пространства и времени, реализуемая через расстояние.Каждая зона позиционного ряда есть определенная комбинация пространства и времени. Совокупность явлений, определяющих дополнительность пространства и времени через движение и расстояние изображена на рис. 3.5. К.К.Марков (1965) установил метахронность развития природных комплексов в плейстоцене. Пространство и время он считает нерасторжимыми: «любое временное изменение каждого компонента природы земной поверхности зависит от конкретных условий места, стало быть - от его пространственной характеристики. Так же справедливо и обратное: особенности (и само наличие) любого компонента природы в данном месте определяются его изменениями». Таким образом, потенциально в пространстве заключены временные структуры (через характер позиционных соседств), а во времени – пространственные структуры (через характер временных чередований, циклов, трендов). Время как фактор присутствует в той мере, в какой геосистема находится на разных уровнях развития. Пространство объединяет объекты, возникшие в разное время. Такие объекты могут быть размещены на временной оси последовательно, а в пространстве одновременно. Таким образом, в географической оболочке широко распространены различные формы пространственно-временной компенсации и замещаемости: метахронность, эргодичность, квантитативная компенсация, дополнительность пространственных и временных фаз геосистем.    

Для перехода от точечной и моментной информации следует использовать пространственную и временную интерполяцию и экстраполяцию. Это может делаться на основе учета фоновых и локальных полей (Бойчук, Марченко, 1968; Крауклис, 1979; Берлянт, 1986), свойств местоположений (Крауклис, 1979; Исаченко, 1991; Ласточкин, 1991), характера сопряжений ландшафтных систем и их состояний (Беручашвили, 1989; Николаев, 1979; Викторов, 1986), биоиндикации (Раменский, 1971; Викторов, 1986). Для этого чрезвычайно важное значение имеет учет ландшафтных характеристик.

Дата добавления: 2015-09-06