Вишнякова Ольга Николаевна

Экономическая стабилизация: роль и содержание экологических факторов

Специальность 08.00.01 - Политическая экономия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Казань - 1999

Работа иыполнена на кафедре экономической теории Казанского финансово-экономического института.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

На рубеже XX-XXI веков экономисты стали уделять значительно больше внимания исследованию эколого-экономических проблем, опираясь на междисциплинарный подход. Если раньше исследования ограничивались только тем, что политэкономия должна изучать производственные отношения по поводу использования объектов природы, их охраны и воспроизводства, то сегодня вопрос ставится значительно шире. На самых высоких уровнях высказываются мнения о том, что решение проблем экологического блока должно и предопределять, и быть одновременно результирующим итогом экономических, социальных и политических преобразований п современном обществе.

В условиях, когда вопросы эколого-экономической безопасности становятся приоритетными, возникает настоятельная необходимость всестороннего анализа взаимодействия экологического, экономического и социального факторов общественного развития, исследования глубинных эколого-экономических процессов' и разработки на этой основе теоретических и практических принципов стратегии эколого-экономической стабилизации.

Для экономической науки рассмотрение экономической деятельности в зависимости от экологической составляющей - относительно новое явление. Более того, текущий момент определяет превалирующую роль экологизации всех сфер жизнедеятельности как главного условия выживания и устойчивого развития.

Недостаточная разработанность экономической теорией теоретико-методологических вопросов коэволюции общества и природы, острая потребность формирования новых условий, адекватных процессу социально-ориентированных рыночных преобразований, требующих иного типа их взаимодействия, подтолкнула к исследованию проблем и неотложных задач эколого-экономической стабилизации и определила тему данного исследования.

Разработанность темы.

Естественнонаучные и философские вопросы взаимосвязи общества и природы разрабатывались в трудах В.А. Анучина, В.И. Вернадского, И.Д. Лаптева, Н.Н. Моисеева, Н.Ф. Реймерса, АЛ. Яншина и других.

С 70-х годов отечественные ученые-экономисты приступили к разработке широкого спектра вопросов рационального природопользования, включая общие проблемы экономики и экологии, проведение различных экономических способов оценки ресурсопотребления, критику буржуазных теорий экологического кризиса.

Политико-экономическим проблемам воспроизводства природных ресурсов теории эколого-экономического равновесия, совершенствованию

эколого-экономичсских отношений, созданию системы экологической безопасности посвящены исследования В.Р.Веснина, В.Н Воловича, Н.Ф.Газизуллина, Т.Н.Губайдуллиной, В.А. Медведева, П.Г. Олдака, Н.В.Пахомовой, И.К. Смирнова, С.М.Сухоруковой, В.Ф. Щербины и других.

Взаимосвязь социального и экологического аспектов воспроизводства человеческого фактора рассматривается в работах В.И. Данилова-Данильяна, Р.Л. Нугаева, В.Т.Пуляева, Р.Л. Раяцкаса и других.

Конкретно-экономические аспекты природопользования исследуются в работах Т.Н.Волкова, А.Л. Голуба, К.Г. Гофмана, М.Я. Лемешева, М.Н. Лойтера, IO.IO. Тупыцы, Н. Г. Фейтельман, Т.С. Хачатурова, Х.Дэйли, Д. Пирса, Д. Галтунга, Р. Репетто и других.

Отмечая глубокую проработанность комплекса вопросов развития эколого-экономической системы, следует подчеркнуть, что политико-экономический анализ этих проблем с учетом специфики переходного периода остро востребован. Как в теоретическом, так и в практическом плане он нуждается в дополнительных всесторонних исследованиях. На сегодняшний день недостаточно разработаны и мало исследованы основы экологического регулирования экономических процессов, экономический механизм разрешения проблем экологической и социальной безопасности. Практически нет работ, раскрывающих сущностные основы процесса эколого-экономической стабилизации для решительного поворота к стратегии устойчивого развития.

Время уплотнилось. В первую очередь теория эколого-экоиомического равновесия и устойчивого развития призвана выработать принципы решения практических задач, быть ориентиром для преодоления конкретных проблем, дать знание об эколого-экономической действительности, чтобы на их основе строить стабильные отношения. Цели и задачи работы.

Целью диссертации является теоретическое исследование экологических проблем экономической стабилизации в период перехода к устойчивому развитию, определение принципов, форм, методов и практических способов экологизации общественного производства, обоснование их применения для формирования политики эколого-экономической стабилизации энергетического комплекса Республики Татарстан. Достижение поставленной цели осуществляется через решение следующих задач:

• выявление эколого-экономических факторов перехода к устойчивому развитию,

• анализ основных эколого-экономических противоречий и определение приоритетных их разрешения,

• исследование экономического механизма повышения социально-экологической эффективности экономической стабилизации,

• раскрытие содержания и определение места энергетики в системе индикаторов эколого-экономической стабилизации,

• определение основных положений экологической политики экономической стабилизации (на примере энергетического комплекса РТ),

• использование методов математического моделирования в экологическом

регулировании устойчивого развития энергетики.

Объектом исследования выступает процесс экологической детерминации экономической стабилизации, особенности функционирования эколого-экономического пространства, в частности, пространство функционирования и перспективного развития энергетического комплекса РТ в период перехода к устойчивому развитию, а также энергетика в системе индикаторов эколого-экономической стабилизации.

Предметом исследований являются эколого-экономические отношения и проблемы в переходный период . к устойчивому развитию, социально-экологическая эффективность экономической стабилизации, тактика экологического регулирования процессов переходной экономики, а также формирование основных положений экологической политики экономической стабилизации энергетического комплекса Республики Татарстан. Методологической и теоретической основой данного исследования являются концепция коэволюционного развития общества и природы, теория эколого-экономического равновесия и интегральный подход к эколого-экоиомическим отношениям переходного периода. Предложенная концепция решения основных . эколого-экономических проблем базируется па положениях стратегии устойчивого развития, а так же использовании реальных возможностей экологического регулирования. Основой проведенных исследований послужили труды классиков философии и политэкономии, современных зарубежных и отечественных экономистов, экологов, философов, социологов, правоведов.

В качестве информационной базы использованы статистические материалы и сборники Госкомстата РТ и РФ, статсборнкки и первичные материалы предприятий РТ, материалы государственных докладов, статсборники по охране окружающей среды, данные, содержащиеся в журналах и монографиях. В ходе исследований использованы законодательные акты. Основными методами стали абстрактно-логические, статистические, методы анализа и синтеза. Научная новизна диссертационных исследований СОСТОИТЕ следующем:

1. изучены эколого-экономические факторы перехода к устойчивому развитию в условиях кризисной экономики и обосновано положение, что устойчивое развитие без осознания механизма экологической детерминированности происходящих преобразований невозможно,

2. рассмотрены проблемы собственности на природные ресурсы в период перехода к устойчивому развитию через понятие "эколого-экономическое

пространство" и предложена триединая формула разрешения возникающих противоречий - инновации, инвестиции и интеграция,

3. определена глубинная структура сосуществования и коэволюционного развития экологической, экономической и социальной составляющих в процессе перехода к устойчивому развитию,

4. выделена значимость биологического "капитала" для обеспечения долгосрочного устойчивого развития,

5. предложены структура и формы государственного эколого-экономического регулирования на основе углубленного анализа содержания социально-экономических процессов экологических преобразований,

6. обоснована роль энергетики как базовой отрасли в системе индикаторов эколого-экономической стабилизации,

7. выявлены тенденции экологических преобразований экономики в целях стабилизации на примере энергетического комплекса РТ,

8. рассмотрен эффект экологических преобразований в процессе функционирования предприятий энергетики и доказано, что экологическое регулирование определяет успешность реформ на пути всеобщей стабилизации, •

9. разработаны и предложены конкретные меры, формы и основные положения для формирования стратегии эколого-экономической стабилизации энергетического комплекса РТ. Практическая значимость исследований.

Значимость проведенных исследований продиктована жизненными потребностями - развивающимся эколого-экономическим кризисом и напряженным поиском новой парадигмы экономической теории, позволяющей сформулировать выверенную стратегию перехода к устойчивому развитию. Основные положения, результаты исследований, выводы могут быть использованы:

>• в качестве теоретической базы для дальнейших исследований процесса эколого-экономического развития и формировании стратегии перехода к устойчивому развитию в диалектическом единстве экономических, экологических и социальных факторов,

> как методологическая база для формирования конкретных форм, методов и инструментариев эколого-экономической стабилизации на различных уровнях,

>• в практической деятельности предприятий промышленности, в частности

энергетики, в широком применении превентивных мероприятий по

сохранению экономической, экологической и социальной безопасности,

Проведенные исследования позволяют использовать их результаты в

учебном процессе на стыке базовых паук общественного развития в

преподавании междисциплинарных теорий. Положения, обобщения и

выводы, содержащиеся в диссертации, дополняют освещение отдельных

проблем в курсах экономической теории, экономике природопользования, специальных учебных междисциплинарных курсах по темам: "Эколого-экономические системы", "Политэкопомические аспекты экологии", "Вопросы собственности па природные ресурсы", "Эколого-экономическое пространство" и др.

Апробация и реализация диссертационной работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования изложены автором в 8 научных публикациях ,за 1996-1998 гг. Результаты исследований докладывались и были одобрены на 6 конференциях различного уровня, в том числе 2 международных - "Россия накануне XXI века: Суверенитет -Федерализм - Экономическая безопасность"(г.Казань, КФЭИ, 1998г.) и 2-ом международном симпозиуме по энергетике, окружающей среде и экономике (г.Казань, КФМЭИ(ТУ), 1998г.), а так же на городских и региональных научно-практических конференциях 1997-98гг., межвузовской научно-методической конференции 1996 года. Структура диссертации.

Работа состоит из введения, двух глав, шести параграфов, заключения, списка использованной литературы из 149 наименований, изложена на 168 страницах, дополнена 3 таблицами, 4 схемами, 2 графическими диаграммами и 12 приложениями.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор темы, раскрывается ее актуальность, содержится степень теоретической разработанности, формулируются цели и задачи, выделяется научная новизна, практическая значимость и апробация исследований.

Первая глава "Содержание экологической составляющей экономической стабилизации " посвящена исследованию экологической детерминированности экономического развития в переходный период, анализу экологических факторов экономической стабилизации, сущности и динамике эколого-экономического пространства, а так же выявлению нового качества социально-экологических преобразований процесса перехода к устойчивому развитию.

Сужение производства материальных благ в результате нарастания экологического ущерба позволяет констатировать, что экономика переживает экологический кризис. Особенностью этого кризиса является то, что он имеет нецикличную природу, его проявление возможно в любой фазе экономического цикла. Стабилизация эколого-экономического развития предполагает формирование экономических отношений, которые обеспечат возможность сопряженного, внутренне сбалансированного функционирования триады: природа-общество-хозяйство.

Преобразования, которые приводили к успеху, по все времена носили комплексный характер. Наша позиция такова, что движущей силой процесса экономической стабилизации ЯВЛЯЕТСЯ анализ и интегрированный учет эколого-экономических факторов (далее ЭЭФ). Исходя из концепции коэволюции общества и природы и теории эколого-экономического равновесия, на первое место среди них мы ставим человека и качество его труда. На данный момент имеет место факт, что потребление в процессе взаимодействия общества и природы превращено в "потребительство". Экологизация возвышения потребностей устранит деформированную систему ценностей и сориентирует их на совместимость с природой.

Поскольку последствия необдуманного вмешательства человека в природные процессы сказываются в перспективе, прогнозирование являет собой неотъемлемую часть регулируемого рынка. Поэтому государственное экологическое регулирование выделяем вторым ЭЭФ устойчивого развития. Хозяйство России подошло к грани полного использования основного капитала и приступает к возрождению производства и переходу на новый качественный уровень стабильных отношений. Ориентиром на данном этапе является прогнозирование устойчивого развития посредством научного проектирования и планирования на основе действия закона эколого-экономического равновесия, сформулированного Н.Ф. Газизуллиным. (см. "Регулирующие функции закона эколого-экономического равновесия" //Научный Татарстан. -№2, 1997.)

Формирование единой территориальной системы природоохранной деятельности как основы нарастающей оптимизации экосистемы в условиях дальнейшего роста масштабов хозяйственной деятельности является третьим ЭЭФ. В качестве показателей рекомендуем использовать уровень применения природосберегающих технологий, уровень потребления и экспорта экологически чистой продукции, качество и структуру суммарного запаса капиталов (природного, человеческого, материального).

Следующим ЭЭФ выделяем формирование нового уровня экологического мышления, переход к эколого-экономической парадигме. Теоретико-методологической базой этого процесса считаем два концептуальных положения В.И.Вернадского: о превращении человека в мощную геологическую силу на фоне формирования ноосферы и переориентации развития человеческих знаний с отдельных наук на проблемы.

Экологизация производства является пятым ЭЭФ. Создание целостных производственно-экологических систем становится одним из важнейших этапов перехода к устойчивому развитию. Речь идет о становлении и развитии экологического производства и экологического управления как основы экономической стабилизации всей системы хозяйствования.

Соединение методов хозяйственной деятельности в единую методологию эколого-экономического управления выделяем шестым ЭЭФ.

Этот процесс будет способствовать всестороннему учету экологических особенностей текущего и перспективного экономического развития. Введение экологической компоненты придает экономической деятельности в сфере обеспечения безопасности политический смысл. Поиск оптимальных и допустимых компромиссных решений в триаде: экологическая безопасность -политика - экономическая стабилизация - определяет новое содержание комплексного подхода к регулированию хода общественного развития.

Природио-ресурсный потенциал выступает в качестве седьмого ЭЭФ устойчивого развития. Научно-технический и экономический прогресс должны быть сонаправлены на социальное и экологическое оздоровление. Диверсификация экологического регулирования обеспечит рациональное использование природно-ресурсного потенциала.

С нашей точки зрения, ВНП не подходит для оценки прогресса на пути к устойчивому развитию. Для учета экоиздержек эффективным считаем применение системы унифицированных национальных счетов так, чтобы в них отражался экологический ущерб и истощение природных ресурсов.

Темп разрушения природных систем из-за мощного, неконтролируемого воздействия таков, что значительная часть территории России может стать непригодной для обитания, прежде чем социально-экономическое развитие страны обретет устойчивый характер, позволяющий ей выйти из кризиса. Таким образом, фактор времени встраивается в систему ЭЭФ.

Экологическое регулирование общественного производства рассматривается нами как целенаправленная деятельность по формированию информационной базы, составлению на ее основе прогнозов возможных состояний исследуемого явления или процесса и планированию дальнейшей деятельности. Другими словами, информационная обеспеченность представляется следующим девятым ЭЭФ перехода к устойчивому развитию.

Экологический аспект фиаско рынка связан с отсутствием действенных рычагов преодоления загрязнения окружающей среды в процессе экономической деятельности. Мы считаем, что предотвращение загрязнений - это приоритетная область экологической политики, с позиции которой мы должны постоянно оценивать свою экономическую деятельность. Рынок в экологической сфере имеет свои особенности, так как результатом мероприятий по сохранению эколого-экономического равновесия становятся специфические услуги или в виде недопущенного ущерба, или в виде улучшения (стабилизации) качества среды обитания людей. Экорынок -обмен всем и обращение всего, что улучшает среду жизни людей, экономит природно-ресурсный потенциал. На наш взгляд, основное внимание должно быть направлено на определение и установку оптимального соответствия между спросом и предложением "экологического товара", которое обеспечит эколого-экономическое равновесие.

Капитал, как совокупность денежных, материальных и интеллектуальных средств, становится десятым ЭЭФ при условии, что средства,

"наполняющие" понятие капитал, направлены на решение экологических проблем экономической стабилизации. В этом случае капитал выступает стержнем перехода к устойчивому развитию и его движение оптимизирует эколого-экономическое развитие. Следует отметить, что для обеспечения долгосрочного и устойчивого экономического роста биологический капитал так же важен, как и финансовый.

Анализ развивающегося эколого-экономического кризиса привел к построению нового подхода к решению возникающих проблем. Если ранее исследования экономического развития осуществлялись в плоскости экономическое-социальное, то текущая ситуация требует пространственного подхода, то есть подразумевает трехмерность исследований: экономическое, экологическое и социальное. Такой подход позволяет интерпретировать задачу в новом качестве и получить ряд важных выводов.

Эколого-экономическое пространство (далее ЭЭП) возникает в процессе воспроизводства эколого-экономических отношений по поводу присвоения, потребления окружающей природной среды, ее воспроизводства, охраны и управления ею. В настоящее время вовлечение природных ресурсов в экономический оборот стало настолько масштабным и всеобъемлющим, что есть все основания говорить о формировании всеобщего ЭЭП, элементы которого находятся в диалектическом единстве, (см.рис!)

Дестабилизация нашей экономики - свидетельство недоучета противоречивости взаимодействий и взаимоотношений на всем ЭЭП и недостаточное использование движущей силы этой противоречивости при формировании хозяйственного механизма природопользования. Равновесное "природно-общественное производство" может функционировать лишь по законам единства, поэтому о совершенствовании взаимодействий в ЭЭП можно говорить как о целенаправленном изменении его компонентов при ведущей роли общества, не допускающем дисбаланса всей системы.

Стратегия устойчивого развития базируется на принципе диалектического единства ЭЭП, что обусловлено двумя факторами: во-первых, в самом человеке органически сочетаются два начала - природное и социальное, во вторых - материальное производство как основная форма жизнедеятельности человека не осуществляется вне процесса обмена веществ между человеком и природой. В реальности их взаимодействие осуществляется в рамках социальных связей и отношений, обусловленных экономической структурой общества и экологическими ограничениями.

Согласно диалектическому подходу, развитие общества определяется существованием противоречивых целей, интересов, стремлений. Вся эта борьба происходит на фоне развивающегося эколого-экономического кризиса, поэтому требуется согласовать как будет менять экологическую обстановку производство с тем, насколько общество сможет приспособиться к этим изменениям. Экологически обусловленный производственный цикл имеет два разных по содержанию вида трудовой деятельности:

СХЕМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ Рис.№1 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА

воспроизводство природных ресурсов и их производственное потребление. С точки зрения экологически чистого производства идеальным представляется органическое "вписывание" производственных процессов в естественно-природные и аппроксимация производственных циклов и цикла воспроизводства (саморегулирования) экосистем.

В рамках ЭЭП высокие темпы и меняющийся характер хозяйственной деятельности способствуют развитию эколого-экономических противоречий, которые вырастают из двух противоположных тенденций производительных сил: производительной и потребительной. Эколого-экономические противоречия оказывают определяющее воздействие на формирование устойчивой общественной потребности к созданию экологически безопасного типа воспроизводства. Их обострение на современном этапе развития свидетельствует о явном дисбалансе эколого-экономического развития. Устранить противоречия нельзя, они разрешаются при оптимальном соотношении противоположных сторон в новых формах движения. Первичным звеном в решении проблем является территориальная воспроизводственная ячейка. В качестве экономической основы выступает собственность на природные богатства, а экологической - целостность экосистем регионов и территорий. Реализация прав собственности формирует хозяйское отношение субъектов к природе, определяет их социально-экономическое поведение и позволяет осуществлять воспроизводственную функцию по отношению к объектам собственности.

Фактор нерешенности проблем собственности на природные ресурсы, использование которых слабо контролируется и трудно регулируется, усложняет переход к устойчивому развитию и сокращает возможности вложения денежных средств в развитие экобизнеса. Формализация отношений собственности снижает действенную заинтересованность в экономически эффективном и экологически целесообразном функционировании производства. Только четкое их определение сможет обеспечить основание для компенсации за нанесенный ущерб, усилит ответственность и тем самым распространит экономический механизм на экологию.

Изучение подходов к проблемам собственности на природные ресурсы показало, что обеспечение слияния разрозненных процессов в замкнутый эколого-производственный кругооборот веществ позволит существенно снизить совокупные издержки предотвращения загрязнения окружающей среды и нагрузку на экосистемы. Здесь остается верен принцип преобразования собственности: необходимость достижения соответствия между закономерностями и особенностями реального процесса обобществления с формами собственности. Более конкретный уровень собственности, связанный с отчуждением, а так же субъекты собственности следует определять опираясь на принцип целостности природных систем, ограниченность природных ресурсов и их значимость с учетом

трансакционных издержек реального уровня эколого-экономического обобществления. Большое значение в формировании отношений собственности имеет учет народных, национальных традиций (режимов) собственности.

По нашему мнению, на природные объекты нельзя допустить монополиста-собственника в силу экономического содержания собственности на природные богатства. Присвоение эффективно при условии, что оно многоуровневое и многосубъектное. При многоуровневое(tm) собственности на природные ресурсы хозяйствующие субъекты не смогут осуществлять свои функции без "согласия" с другими субъектами (в первую очередь социальными). Считаем, что в системе отношений собственности на ресурсы природы преимущество должно быть за регионами в силу целостности эколого-экономических систем. Критерий один: выбрать форму собственности, обеспечивающую наилучшие условия для развития производительных сил и сохраняющую должную заинтересованность в наращивании биоэкономического потенциала экосистем через повышение социально-экологической эффективности и обеспечение социальной, экономической и экологической безопасности.

До сих пор противоречия взаимодействия общества и природы носили характер внешних, но, учитывая процесс формирования ноосферы, они со временем приобретают внутренний характер. Анализ различных мнений привел нас к выводу, что сущность основного эколого-экономического противоречия заключается в диалектическом противоречии между развитием производства и экологическим выживанием человечества. Противоречия на эколого-экономическом пространстве должны разрешаться позитивно, с учетом того, что блага завтрашнего дня "весят" больше благ сегодняшних.

При формировании стратегии устойчивого развития России приоритетное значение приобретает экологическая составляющая экономического роста в целях обеспечения мировых стандартов качества жизни и среды обитания россиян, и в этом плане политика инвестиций определяет судьбу инициатив государства. Так как в ближайшее время нельзя рассчитывать на крупные иностранные инвестиции и на серьезные сдвиги в банковской политике, следует усилить роль бюджета за счет эффекта от - восстановления оборотного капитала. Формирующийся механизм хозяйствования расширяет границы прибыльных вложений в сбережение природных ресурсов с ростом их дефицитности. Главной задачей инвестиционной политики на экорынке России становится формирование среды, способствующей росту инвестиционной активности, оказание государственной поддержки экопроизводствам, поощрение частных инвестиций. В целом, экобизнес начинает опираться на экомодернизацию, развивается экомаркетинг и экологический менеджмент. Разработка и внедрение в систему государственной статистики индикаторов проводимой экологической политики, умение нацелить на них налоговый, кредитный,

страховой и ценовой механизмы, вести мониторинг за ходом инвестирования - непременное условие реального оздоровления экологической обстановки и экономической стабилизации. Считаем, что для расчетов лучше применять государственные нормативы, иначе говоря, деньги нужны не под доход, а под безопасность.

Разработка принципиальных подходов для появления устойчивых, обоснованных инвестиционных мотиваций будет способствовать формированию благоприятного инвестиционного климата на экорынке. Обеспечение экологического равновесия путем создания поддерживаемых государством финансовых институтов развития обеспечит поток относительно дешевых долгосрочных кредитов, развертывание целевых программ, в частности конверсии наукоемкой промышленности, стимулирование инновационной активности посредством предоставления налоговых и кредитных льгот. Через систему госэкокредита государство в лице банков выступает в роли финансового гаранта - посредника между обществом и природой в части образования и погашения экологического долга. В качестве такого гаранта могут выступать и экофонды. Источниками инвестирования могут стать ресурсы государства, субъектов федерации, собственные средства предприятий, кредитные ресурсы, отраслевые средства в рамках территорий и регионов. Реально использовать нетрадиционные источники (например, выпуск спецзаймов), немалые резервы кроются в аккумуляции на выгодных условиях и эффективном использовании свободных средств предприятий различных форм собственности, а также сбережений населения. Идет серьезная работа по уточнению механизма государственного регулирования инвестиционной деятельности.

Следует отметить существенное повышение роли территориальных и региональных органов в управлении' природопользованием, у них появились собственные финансовые источники, образуемые из платежей в фонды охраны природы. Создаются и развиваются государственные и негосударственные научные центры, коммерческие консультационные фирмы в области охраны окружающей среды, то есть реально начал формироваться рынок экологических работ и услуг.

Современные процессы экономической стабилизации и развития российской экономики во многом зависят от инновационной деятельности. Не случайно инновационная восприимчивость отечественной экосистемы ставится в ряд ведущих факторов ее устойчивого развития. Поэтому создание, внедрение, обеспечение инноваций выдвигается сегодня в ряд важных политэкономических проблем. Инновационная деятельность представляет собой совокупность экономических отношений, в результате которых люди удовлетворяют свои потребности, интересы и цели посредством производства, обмена, распределения и потребления материальных и духовных благ, обладающих новизной. В настоящее время инновационная деятельность экологизируется. Это цикличное экономическое

явление, которое при комплексном учете ЭЭФ устойчивого развития становится одним из рычагов разрешения эколого-экономических противоречий и способствует выходу из сложившегося кризиса.

Особенности инновационного процесса создают условия для взаимного влияния и взаимодействия инновационного и инвестиционного циклов в процессе создания и реализации нововведений. Инновационная деятельность характеризует возможности социально-экономической системы по решению проблем своего развития. Целям косвенной поддержки инноваций служат налоговая, амортизационная и кредитная политика. Налоговая политика воздействует на предприятия в целях повышения объемов инвестиций в инновации, стимулирует процессы реализации нововведений и обновление основного капитала. Пассивность инновационного кредитования связана с инфляционными процессами, быстрыми темпами обесценивания вложенного капитала, высокими недифференцированными ставками за кредиты, слабостью стимулирующего механизма кредитных инвестиций в инновации. Поэтому государственное "сопровождение" инновационной деятельности должно быть постоянным и дифференцированным.

Человечество находится на пороге беспрецедентных интеграционных преобразований в области экономики, экологии, социальной сфере, естественнонаучных и инженерных областях. Диалектическая сущность синтеза современных эколого-экономических отношений состоит во взаимодополняющих процессах коэволюции общества и природы, их дифференциации и интеграции. Интеграция эколого-экономических проблем, природопотребляющих и природовосстанавливающих свойств труда, денежного пространства, показателей результативности эколого-экономических преобразований отражает диалектику познания и слияния объектов в целостные системы и определяет возможность реализации интегративных методов исследования ЭЭП. Успешное интегрирование способствует объективному прогнозу эффективности будущих вложений в экологию при реализации хозяйственных проектов и формированию надежной финансовой базы для развития хозяйственного сектора.

Современная политэкономия, сохраняя свою предметную структуру, охвачена мощным процессом интеграции, вызванным все усложняющимися проблемами общественного эколого-экономического производства и воспроизводства. Таким образом, в результате исследований обнаруживается триадическая структура эволюции общественного развития переходного периода через инновации, инвестиции и интеграцию к устойчивому развитию. Исследование диалектического единства ЭЭП способствует обнаружению новых граней в связи с проблемами развивающегося эколого-экономического кризиса и формированию механизмов разрешения возникающих противоречий.

Становление социально-ориентированной экономики сопряжено с большим числом политических, социальных и экономических проблем.

Социально-экологическая эффективность экономической стабилизации не имеет стоимостной формы, она, по крайней мере, трудно определима. Сами же результаты природоохранной деятельности сопровождаются позитивными экономическими последствиями, всегда ощутимы, хотя и не всегда могут быть измерены. Поэтому в диссертации предложено рассматривать слагаемые социально-экологической эффективности экономической стабилизации, комбинация которых дает синергический результат.

Во второй главе "Экологшация процесса экономической стабилизации энергетического комплекса РТ" анализируются тенденции экологических преобразований переходного периода на примере энергетики. Исследования предполагают совмещение экономических и экологических императивов и ориентацию существующего хозяйственного механизма на достижение эколого-экономического равновесия с учетом интересов регионов.

Сегодня проблема поиска индикаторов приобрела всеобщий характер и относится к процессам в экономике, экологии и социальной сфере. Известно, потоки энергии контролируют экономику. Если поток энергии возобновляется и постоянен, то система приобретает устойчивую структуру. Жизнеспособность экономики решающим образом зависит от эффективного взаимодействия между всеми видами энергии. Энергетический подход позволяет нам предвидеть и планировать будущее, определять какой уровень жизни человека наиболее соответствует природе, помогает создать устойчивую хозяйственную систему. Энергия обеспечивает поддержание порядка в системе "человек-природа", где кривые роста зависят от эксплуатации источников энергии и способов ее потребления.

Учитывая, что энергия - основа эволюции, ее движущая сила, а энергетика - важнейший фактор социально-экономической стабильности, повышается значимость осуществления рациональной энергетической политики в целях преодоления негативных процессов. В проведенных исследованиях учитывались: индикативность и специфика энергетической системы, то есть ее особая роль в обеспечении жизнедеятельности национальной экономики и се безопасности; технологическое единство процессов производства, передачи, распределения и потребления энергии; необходимость наличия определенного резерва энергетических мощностей; выдвигаемые высокие требования к надежности и устойчивости энергосистемы, ее экологической безопасности.

В настоящее время в Республике Татарстан идет процесс создания социально-экономического потенциала, необходимого для развития региона и обеспечения возможностей его эффективной реализации. Татарстан выбрал смешанную модель эколого-экономического развития, максимальное использование собственных ресурсов для привлечения внешних ресурсов (инвестиций, научно-технических и технологических нововведений, интеллектуального потенциала). Предполагается перевод экономики на

преимущественно интенсивную основу при одновременной мобилизации экстенсивных резервов региона с выводом на ресурсосберегающую и природосберегающую траекторию. В качестве первоочередных задач экологизации целевых функций энергетического производства нами определены следующие:

• выявление и инвентаризация экологично-проблемных ситуаций энергетического комплекса РТ,

• соотнесение их с иерархией и компетенцией субъектов управления,

• ранжирование перечня проблем, требующих привлечения ресурсов различного масштаба и распорядительной компетентности,

• выявление возможностей для решения обозначенных проблем, то есть разработка конкретных мероприятий по сохранению эколого-экономического равновесия.

Анализ сложившейся ситуации позволил сформировать приоритетные

направления эколого-экономических. преобразований в энергетике:

• реализация научно обоснованной адаптированной к новым условиям региональной программы экологизации энергетического производства,

• соблюдение количественных и качественных пропорций ресурсопользования, обеспечивающих устойчивое развитие,

• переход на более экономичные энергоносители, строгая регламентация производств, не отвечающих экологическим требованиям,

• обеспечение развития производительных сил на основе внедрения достижений НТИ, создание новых экотехники и экотехнологий, совершенствование экономических рычагов рационализации природопользования,

• повышение регулирующей роли республиканских органов управления в обеспечении экологической безопасности и стабильности экономики.

Инструментами создания экологически ориентированной энергетики являются:

• экономия топлива как средства уменьшения вредных выбросов н атмосферу,

• пылеулавливание и очистка выбросов от вредных примесей,

• огневое обезвреживание промышленных выбросов,

• огневое обезвреживание промышленных сточных вод,

• каталитическое обезвреживание технологических и вентиляционных выбросов,

• развитие системы контроля качества окружающей среды.

Учет основных показателей эколого-экономического анализа позволяет преодолевать негативные тенденции путем корректировки траектории развития производства, что означает переход на управляемое развитие энергетики Десятилетия неэффективного использования энергоресурсов создали огромный потенциал энергосбережения, достигающий 40-45%

современного энергопотребления. Каждый процент экономии энергоресурсов дает прирост национального дохода на 0,35-0,4% . Эколого-экономическое регулирование энергетики все более определяет потенциал отраслей промышленности. Экономия энергии входит в одно из направлений государственного экологического регулирования; снижает потребности в потреблении ресурсов природы, отдаляет их дефицит и удерживает цены на топливо от слишком большого ростами сберегает денежные средства.

Для программ развития энергетики становится естественным сначала использовать потенциал энергосбережения, и лишь после этого обращаться к генерирующей части. Обеспечение оттока инвестиций в предприятия, внедряющие новейшие технологии и работающие на вторичном сырье, не только повысит эффективность капитальных вложений, но и будет способствовать процессу экономической стабилизации в регионе. Интегрированное планирование энергетических ресурсов предполагает экономию энергии как по затратам, так и по результатам.

Развитие энергетики в переходный период подлежит серьезному исследованию с точки зрения воздействия энергетического производства на эколого-экономическое развитие региона. За последнее время значительно возросло число инцидентов экологического характера в результате нарушений технологических требрваний на предприятиях энергетики. Отсутствие четкого механизма определения социально-экономической целесообразности, ответственности и размеров инвестиционных затрат на нейтрализацию экологического и аварийного риска увеличивает значение вероятного и реального ущербов, а также проявляет недостатки материально-технического и организационного характера.

В процессе анализа выявлено, что учет специфики действий предприятий энергетического комплекса, характер размещения производительных сил, степень концентрации его производств оказывает значительное влияние на экологическую обстановку в республике. На наш взгляд, оптимальное сочетание мер, когда система контроля направлена на охрану здоровья людей и соблюдение требований безопасности, а экономические механизмы способствуют развитию и внедрению инновационных технологий и новых форм и методов экологического регулирования, является базовым условием эколого-экономичсской стабилизации. Конкретными мероприятиями экологической политики экономической стабилизации в энергетике РТ предлагаем:

• Реформа ценообразования с учетом экоиздержек, применение широкого инструментария штрафов в случае нерационального процесса производства: гибкая система субсидий на добычу сырья и топлива, установление налога на добавленную стоимость на электроэнергию и газ.

• Разработка и внедрение стандартов на энергосберегающие приборы. Использование данных о потреблении энергии на всем жизненном цикле прибора. Установка стандартов по предельному уровню расхода энергии в

1В

производстве.

• Перепое акцента на экономические средства - реализация лицензирования, создание стимулов для корректировки рыночных сигналов.

• Борьба с отходами путем повышения КПД ТЭЦ и ЭС, содействие одновременной выработке электро- и тештаэнергии, 'рециркуляции в производственном процессе при максимальном снижении потерь,

• Повышение эффективности использования энергии посредством налоговых стимулов и новых методов учета.

• Сотрудничество с развитыми странами.

' Переход к использованию экологически чистых источников энергии с помощью интегрирования альтернативных источников энергии в существующую инфраструктуру.

Предприятия энергетики являются крупными загрязнителями природной среды при значительном потреблении природных ресурсов. На их долю приходится 21% от общего объема. Более 50% основного энергетического оборудования в настоящее время отработало свой ресурс. Выявленные в ходе исследований негативные тенденции требуют активного участия руководства республики в формировании стратегии эколого-экономической стабилизации энергетики, как базовой Отрасли общественного производства. Мы призываем создать такую законодательную основу, которая даст производителям и потребителям стимул для достижения устойчивого развития. Экологическое нормирование в сочетании с экономическим обоснованием позволят с объективных позиций и разумно ужесточить экономические санкции в целях сохранения эколого-экоиомического равновесия. Проведение экологического аудита на предприятиях энергетики обеспечит содействие предприятиям в самостоятельном регулировании своей экологической политики.

Энергетика в переходный период остается наиболее стабильно работающим сегментом экономики. Более того, ее удельный вес в производстве промышленной продукции имеет в последние годы тенденцию к росту. Потенциально энергетический комплекс может как стимулировать так и тормозить рост и развитие экономики. Для вывода энергетики РТ на путь устойчивого развития требуется как минимум скорейшее восстановление платежной дисциплины, денежного обращения и совершенствование системы тарифов. Государственный координационный центр по инновациям РТ в тесном сотрудничестве с Инновационным фондом РТ смогут создать стартовые условия для оживления инновационных процессов в регионе, включив- в свою деятельность подготовку соответствующих законов по поддержке стабилизационных программ. Требуется восстановить производство как можно быстрее и в новом качестве, чтобы мы могли быть интегрированы в мировую экономику.

Результат исследований показал, что моделирование в настоящее время подошло к этапу построения систем эколого-экономических моделей, в

которых экологические факторы являются не только лимитирующими, а переходят в разряд условий оптимизации сбалансированного эколого-экономического развития. Ранее широко применялись линейные модели производственных процессов с чрезмерным акцентом на статистику. Недостатки таких моделей усугублялись централизованными плановыми механизмами регулирования. Все основные элементы: инновационная деятельность, инвестиционные процессы, влияние рынка и экономической конъюнктуры, мотивации и возможности производителей, связи между структурами, продуцирующими знания, этапы жизненного цикла энергетики - фактически оказывались вне поля зрения. В пространственной модели эколого-экономического развития энергетики принципиально меняется роль науки. Последняя выступает как источник идей, как непосредственно производительная сила и как ресурс решения проблем, возникающих в любой точке эколого-экономического пространства.

Рассмотрим график. Соотношение фиксируемого статистикой (II) и экологически отрегулированных показателей НД (I и III).

У - национальный доход, А - недополученный доход, Б-вынужденное потребление. I - потенциально возможная величина НД в благоприятной экологической обстановке. II- реально фиксируемый НД, индикатор ресурсов, идущих

на накопление и потребление. III - НД, индикатор реального благосостояния общества. Загрязнение окружающей среды оказывает непосредственное воздействие на основные экономические показатели. Если национальный доход растет, одновременно растут и экологические потери. Очевидно, что такой рост нельзя считать эффективным. Так как его результатом в конечном итоге будет полная деградация окружающей среды. Снижение негативного влияния может быть и за счет спада производства. В этом случае снижается и НД. Таким образом, чтобы приблизить экономические показатели к отражению ими благосостояния общества, необходимо из национального дохода вычесть показатели амортизации природного капитала, то есть часть вновь созданной стоимости перераспределяется на восстановление окружающей среды в пользу природного амортизационного фонда,

Входящие условия-минимум предполагают наличие определенного потенциала самовосстановления, резерва устойчивости природных систем по отношению к антропогенным воздействиям. Полная информация может быть получена из анализа вещественных процессов, так как в каждый конкретный период для исследуемого предприятия при данном составе работающего оборудования и уровне нагрузки существует экономически обоснованное

значение выброса каждого вредного компонента, зависящее от внешних экологических условий и степени развития науки и техники. В этом случае интерес представляет диапазон возможных значений экологических воздействий, в пределах которых они экономически оправданы. Выделение отдельной строкой затрат на экологические мероприятия, в том числе и текущие, позволит ставить вопрос об освобождении экологической составляющей прибыли от налога и при целевом ее использовании быстрее формировать фонд экологических инвестиций.

В заключении диссертации сформулированы результаты исследований, сформулированы ведущие принципы политики эколого-экономичсской стабилизации и спроектирована перспективная цель дальнейших научных изысканий.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некоторые вопросы государственного экологического регулирования в системе экологической безопасности. // Материалы международной научно-практической конференции "Россия накануне XXI века: Суверенитет - Федерализм - Экономическая безопасность". - Казань: КФЭИ, 1998.-0,2 п.л.

2. Проблемы экологизации и политика устойчивого развития регионального энергетического комплекса. // Материалы 2-го международного симпозиума по энергетике, окружающей среде и экономике. - Казань: КФМЭИ (ТУ), 1998. - 0,3 п.л. (в соавторстве )

3. Экологическая составляющая процесса стабилизации в энергетике. // Тезисы докладов региональной научно-практической конференции. -Казань: КФМЭИ (ТУ), 1998. - 0,2 п.л.

4. Энергетика и рынок: насущные проблемы. // Материалы докладов итоговой научно конференции. - Казань: КФМЭИ(ТУ), 1997. - 0,1 п.л.

5. Инвестиционный климат на экорынке Республики Татарстан: настоящее и будущее // Промышленная экология и проблемы безопасного будущего. Тезисы докладов научно-практической конференции. - Бавлы: КФМЭИ(ТУ), 1998.-0,! п.л.

6. Эколого-экономическая эффективность природоохранных мероприятий.// Промышленная экология и проблемы безопасного будущего. Тезисы докладов научно-практической 'конференции. - Бавлы: КФМЭИ(ТУ), 1998.-0,! п.л. (в соавторстве).

7. Проблемы развития экономического мышления студентов в условиях рыночных отношений в энергетике // Оптимизация учебного процесса в условиях многоуровневой системы высшего образования. Тезисы докладов межвузовской научно-методической конференции. - Казань: КФМЭИ (ТУ), 1996.-0,1 п.л.

СЕКЦИЯ: VIII. КАРТОГРАФИЯ И ГЕОИНФОРМАТИКА

И.В. Стебаев, В.Э. Колпаков, К.П. Куценогий, Л.К. Трубина, О.В. Чанкина, Т.И. Савченко, Г.А. Ковальская, Л.Б. Пшеницина, М.М. Тулуш Новосибирский университет. Институт химической кинетики и горения СО РАН, Сибирская государственная геодезическая академия, г. Новосибирска Убсунурский Международный центр биосферных исследований СО РАН, г. Кызыл, Республика Тыва

БИОХОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ АППРОКСИМАЦИИ ТЕНДЕНЦИЙ ПОЛАНДШАФТНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАСЕКОМЫХ И ФОРМ ИХ БИОЦЕНОТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СИБИРСКО-КАЗАХСТАНСКИХ ГОРНО-АРИДНЫХ РЕГИОНАХ © И.В. Стебаев, В.Э. Колпаков, К.П. Куценогий и др., 2002

Современная экология беспозвоночных животных все более отходит от оценок роли отдельных факторов и обращается к использованию достаточно дискретных, естественных ландшафтных гамм факторов. Здесь она следует теоретическим установкам выдающегося немецкого географа А. Гетнера (1930), основанным на признании, помимо сродства ландшафтов, главенства их территориального взаимодействия. Эта позиция соответствует духу некоторых работ В.В. Докучаева (1891), Л.С. Берга (1913), HJL Солнцева (1948), а особенно биогеохимиков и почвоведов Б.Б. Полынова — (1956) и М.А. Глазовской (1961), а из биогеоценологов - Н.В. Тимофеева-Ресовского и К.Н. Тюрюканова (1961). Можно назвать и наши работы по сукцессиям почв и биоты (Стебаев, 1979,1999). Очень удобны в степях для подобных исследований муравьи, гнезда которых устойчиво фиксированы в природе. Здесь можно использовать "картоидные" (по А.М. Берляннту,1978) матрицы типологического пространства, способные нести и цифры, и обобщения их изоплетами, касающиеся не только численности этих насекомых, но и объема их работы по количеству выбрасываемой земли (рис.1) Этот же подход позволяет в предельно компактной изоплетной форме выявить тенденции изменения обилия экоморф мезопедобионтов различных по адаптациям их к жизнедеятельности в разных генетических горизонтах почв многих горных поясов, от зональных полупустынных до горно-тундровых по вертикали схемы, а по горизонтали - в градиенте нарастания криоаридности климата от Алтая до Забайкалья восточной границы Монголии (рис.7-11). Здесь видно как по мере нарастания суровости климата в первую очередь выклиниваются открыто живущие экзостратобионты. Далее к востоку проходят настоящие стратобионты и, наконец, разные эуэдафики, способные зарываться глубоко в почву. Знаменательно, что наибольшее сгущение, разнообразие и обилие почвенной фауны (а в той же мере и травообитающих фитодеструкторов - саранчовых) обнаруживается вдоль границы склонов и подгорной равнины, по которой формируются биогеохимические ландшафты трансэлювиально-аккумулятивного типа (по Полынову), т.е. подобные зоне морских шельфов (Стебаев, 1974, Стебаев, Пивоварова и др., 1993). Еще две подобные зоны на наших изоплетограммах отмечены штриховкой в горном поясе максимального выпадения осадков и в полосе подпитного увлажнения по краям долин (Stebaev et al,2001). Для небольших территорий, особенно несущих сукцессионные ряды биогеоценозов, особенно эффективно построение блок-диаграмм, так называемых поверхностей количественного отклика вдоль двух взаимно-перпендикулярных градиентов изживания гидроморфности почв по мере высыхания реки вниз по ее течению и вверх по ее террасам от пойм до межречного водораздела на подгорной равнине (рис.8-13). Смена экоморф здесь на протяжении 3 км подобна той, что прослеживается на протяжении 2000 км (рис.2-6). Здесь выявляется в отношении к фауне долинный цикл развития растительности по М.Н. Крашенинникову(1951). Все это может служить биодиагностике гидроморфных режимов почв и стадий их сукцессиониого приближения к водораздельному климаксу. Существенно, что именно таким способом можно проникнуть в участие растительноядных саранчовых в сукцессионном развитии травостоев на разновозрастных террасах, о которых мы уже говорили. Наложенные друг на друга изоплетные поля обилия кормовых растений и степени «кормовых претензий» всего акридоценоза (судя по ботаническому составу содержимого их желудков после питания в природе) позволяют вычислить соотношение этих величин, т.е. определить относительную величину трофического прессинга всего акридоценоза на фитоценоз. Таким образом, устанавливается три типа прессинга:

1.     Высокое обилие трав и силы прессинга. Здесь идут интенсивно и продукция, и деструкция при участии активизированной в кишечнике насекомых минерализационной микрофлоры (Стебаев, 1968). Здесь должно интенсифицироваться степное почвообразование.

2.     Обилие трав и прессинг малы - замирание сукцессий.

3.     Обилие кормовых трав велико, а прессинг их потребителей очень мал. Это характерно для низких луговых террас, по-видимому, сюда в ходе сукцессий растения уже «прорываются», а их потребители, для которых здесь сыровато, еще нет. Здесь, видимо, находятся временные убежища растений, Такое прогностическое картирование осуществимо и с помощью аэрофотосъемки.

Наконец, нужно остановиться на собственно картографической аппроксимации, которую впервые ввел применительно к морям Л.А. Зенкович (1939, 1954) на основании исследований, проводившихся еще с борта прославленного «Персея». В этих работах Л.А. Зенкевич оперировал пятью баллами изолиний биомасс разных групп бентоса. Может показаться, что эти изолинии начерчены на глади моря. Между тем под ними впадины и хребты Баренцева и Карского морей с перепадом глубин более 300 м и поля разносортных илов. Нами в последние годы построены изоплетные картины (тоже в пятя баллах) для площадного обилия гнезд разных видов муравьев и даже объема выбрасываемой ими из глубины почвенной массы в межгорных котловинах Тувы. На этих схемах видно, что наибольшее выражение эффекта приходится на лентообразные выделы верхней частя пояса горных степей, а также на подножье гор в зоне сгущения жизни (рис.12). Учитывая распознаваемость муравейников с помощью аэрофотосъемки можно думать, что их изоплетное картирование может служить хорошим биоиндикатором повышенной влажности почв и соответственно потенциальной кормности пастбищ. В целом можно сказать, что биохорологическое картирование даже по сложному рельефу с учетом концепции генезиса стоково-биогеохимических ландшафтов вполне выполнимо даже по насекомым и может оказаться очень содержательным для ландшафтного районирования территорий. В теоретическом же плане именно здесь нужно видеть подход к познанию «геомериды - пласта копошащихся животных покрывающего всю планету», образования, на которое как на предельный экологический объект обращал внимание в то время профессор Пермского университета Владимир Николаевич Беклемишев (1923, 1970).

Библиографический список

1.     Зенкевич Л.А., Броцкая В.А. Количественные учёты донной фауны Баренцева моря /Тр. ВИНРО. 1939. Т. 4. С. 20-29.

2.     Зенкевич ДА., Филатова З.А. Количественное распределение дойной фауны Карского моря //Тр. Всесоюз. Гидробиоя. Общества. 1957. Т.8. С. 10-75.

3.     Кращенинников И.Н. Цикл развития растительности речных долин степной зоны Евразии //Географические работы И.Н. Крашенинникова. М., 1951. С. 570.597.

4.     Стебаев И.В. Характеристика надпочвенного и напочвенного зоомикробио-тических комплексов степных ландшафтов Западной и Средней Сибири // Зоологич. жури. 1968. Т.42, вып. 5. С. 667-675.

5.     Стебаев И.В. Пространственная структура животного населения и биогеоци-нозов в стоково-геохимических сериях ландшафтов //Зоологич. жури. 1976 Т.55. №2. С. 191-204.

6.     Стебаев И.В., Пивоварова Ж.Ф. и др. Общая биогеосистемная экология. Новосибирск, 1993.283с.

7.     Стебаев И.В., Пшеницына Л.Б. и др. Растительный покров и его деструкторы - саранчовые в сукцессионных рядах пересыхающих речных потоков в Уб-сунурской котловине Тувы //Сибирский эколог, журн. 1999. №5. С. 33-43.

8.     Стебаев И.В., Колпаков В.Э. и др. Расселение почвообитающих беспозвоночных в пересыхающих дельтах рек Убсунурской котловины // Сибирский экологич. журн. 2001. Т.3,№1. С. 1-8.

9.     Stebaev I.V., Psenicina L.B., Molodcov V.V., 2000. Bioindicative dynamics of the variety of grasses and their consumers - insects in slope cryo-arid landscapes of Altai-Sayans.// Proceeding of International Conference Biodiversity and dynamics of Ecosistems in North Eurasia. Novosibirsk. Russia. August 21-26. 2000.Vol. 3. Part 2. P. 289-290.

А.И. Мурынов, И.Л. Малькова Удмуртский университет, г. Ижевск ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ НОЗОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ © А.И. Мурынов, И.Л. Малькова, 2002

Задача комплексной оценки экологической обстановки в регионе может решаться либо с биоцентрических позиций, на основе использования биоиндикаторов, либо с антропоцентрических позиций, через оценку воздействия загрязненности отдельных геокомпонентов на здоровье населения. В настоящее время при изучении экологической ситуации в пределах урбанизированных территорий возможны два подхода:

от известного источника загрязнения окружающей среды к воздействию на здоровье населения;

от состояния здоровья населения (заболеваемости) к вероятным причинам экологического неблагополучия.

Лет 10-15 тому назад, когда антропозкологическая зависимость человека была не столь существенной для оценки экологических условий, наиболее реальным был первый подход. В настоящее время ответная реакция человека на экологическое неблагополучие настолько ярко проявляется, что второй подход к решению проблемы становится более актуальным. Первый подход к изучению техногенных экосистем предполагает на начальном этапе эколого-геохимическое исследование и картографирование полученных данных. Исходный материал для второго подхода - медико-статистические показатели и их привязка к территории. Сочетание этих двух подходов при крупномасштабном исследовании, с сопоставлением карт, отражающих состояние здоровья населения и распределение концентраций загрязняющих веществ, позволяет давать объективную оценку техногенной нагрузки на организм человека, выделять группу населения повышенного риска формирования патологий, дифференцировать факторы среды в развитии отдельных классов болезней, контролировать эффективность природоохранных мероприятий. В настоящее время острота экологических проблем, с одной стороны, и новые возможности, связанные с широким внедрением компьютерных технологий учета и анализа, -с другой, ставит на повестку дня переход от выборочных исследований к сплошным. Одной из проблем медико-экологического картографирования является выбор картографируемых территориальных ячеек, которые бы отражали совокупность географических, экологических, социально-экономических предпосылок заболеваемости населения. На территориях, достаточно хорошо изученных в геоэкологическом отношении, наиболее оптимальным способом медико-экологического картографирования является применение адресной привязки случаев заболеваемости населения (общей, по отдельным классам болезней) с последующим расчетом относительных стандартизированных показателей. Расчет относительных показателей возможен только при наличии карт плотности населения. В таком случае в качестве картографируемых единиц могут быть приняты любые территориальные ячейки: административные - кварталы, педиатрические участки, геоэкологические - зоны воздействия промышленных предприятий, крупных автомагистралей и т.п. Возможности геоинформационного картографирования в области нозо-географии весьма широки. Имея на входе медико-статистическую информацию (первичную регистрацию больных, вызовы скорой помощи, регистрацию больных с хроническими болезнями и т.п.) с указанием даты регистрации, адреса проживания, диагноза, возможно многовариантное манипулирование базой данных. Оперирование территориальными (пространственными) ячейками -размеры, форма, ориентация - позволяет выявлять очаги повышенных уровней заболеваемости населения и определять причины (источники) этих очагов. Возможно наглядно представить уровень достоверности обнаруживаемых различий в заболеваемости населения. Существенным преимуществом применения геоинформационного картографирования территориального распределения уровня заболеваемости населения является возможность создания серии оперативных медико-географических карт, отражающих характер распространения того или иного заболевания, что позволит более эффективно и целенаправленно предпринять соответствующие меры.

О.В. Шульгина Московский педагогический университет ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ИСТОРИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ © О.В. Шульгина, 2002

Историческая география, развиваясь на стыке между древнейшими и всегда актуальными дисциплинами, историей и географией, позволяет более глубоко осмыслить происшедшие события. Историко-географический подход дает возможность учитывать не только временные, но и пространственные закономерности в развитии любых процессов. Особенно это важно в исследовав— социально-экономического и политического развития государств и регионов. Динамизм, взаимосвязи и взаимообусловленности этих процессов требуют о» повременного анализа разнообразной и большой по объему информации пространственно-временного характера. В связи с этим применение геоинформатики в исследовании историко-географических процессов вполне обосновано в даже необходимо. Однако этим не исчерпываются все причины целесообразности применения геоинформационных методов в исторической географии. Пожалуй, ключевым фактором здесь является необходимость использования географических карт на люби этапах историко-географического исследования. Вспомним, что историческая география как наука возникла именно в связи с картами. По мнению В.К. Яцунского, ее начало было положено с составления исторических карт по античным источникам Авраамом Ортелием. Ортелий - знаменитый нидерландский картограф XVI в., включивший в одну из свои космографии историко-географическое приложение с картами и их описаниям, - является уже общепризнанным основоположником исторической географии. Сейчас, когда историко-географическими исследованиями занимаются не только географы, историки, но и представители других наук, факт тесной изначальной связи исторической географии с картографией иногда недооценивается. Между тем картографический метод продолжает оставаться ведущим в историко-географических исследованиях. Особенно, если такое исследование касается России, отличающейся существенными региональными различиями в развитии социально-экономических, этнических, политических процессов, понимание которых очень усложняется без картографического отображения. К настоящему времени уже есть определенный опыт геоииформационных исследований в области исторической географии России. На основе достоверных документальных источников нами составлены уточненные компьютерные карты административно-территориального деления России на важнейшие исторические периоды в развитии страны. Эти карты положены в основу дальнейших геоииформационных картографических исследований. Одновременно ведутся исследования в области разработки методических основ геоинформационного картографирования историко-географических процессов. Общая схема возможных этапов геоинформационного картографирования представлена на рисунке. Рассмотрим аспекты применения геоинформационного картографирования в изучении историко-географических процессов. Этапы и приемы геоинформационного картографирования (схема составлена в соавторстве с к.г.н. А.В.Чернышевым) Первым аспектом, безусловно, является демонстрационный: представление на карте исторических событий, приуроченных к определенной дате. Это основа визуального, регионального анализа исторических событий. Возможности геоинформатики позволяют с высокой степенью наглядности воссоздать территориальную дифференциацию развития социально-экономических и политических процессов. В этой функции компьютерные карты в определенной мере дублируют учебные исторические атласы, карты в учебниках истории, настенные исторические карты. Однако, в отличие от традиционных карт и атласов, они имеют существенные преимущества: оперативность создания и корректировки, компактность хранения, эффектность демонстрирования средствами мультимедиа. Вторым аспектом, не свойственным обычным, традиционным картам в атласам, является обеспечение геоинформационными методами возможности разного рода сопоставлений между картами различных исторических периодов. Речь идет не о простом визуальном сопоставлении, что в полной мере обеспечивается и обычными картами, а о возможности наложения информации в любых сочетаниях. Это становится возможным только в рамках геоинформационных систем. Простое визуальное сопоставление обычных карт, выпущенных в различные периоды, часто затруднено из-за различий в проекциях и масштабах. Геоинформатика дает возможность приводить карты к одинаковым проекциям и масштабам, значительно облегчая сопряженный анализ ситуаций. Третий аспект - возможность быстрого преобразования содержания карт, в связи с изменением направлений исследования и изменением историческое ситуации. Речь идет о трансформации имеющихся карт и о создании виртуальных атласов, отражающих динамику исторических процессов. Наконец, четвертый важнейший аспект - комплексное историко-географическое исследование территории в рамках геоинформационной системы (ТИС), которое не исчерпывается лишь созданием исторических карт. Геоинформационная система (ТИС) «Историческая география» - это автоматизированная система сбора, хранения, анализа, интерпретации и представления информации о географии прошлых эпох. На данном этапе исследования нами ведется разработка ГИС «Историческая география России». Исходными материалами для этого являются: - официально изданные карты разных периодов, которые построены, как правило, в разных проекциях и с разными масштабами; к тому же они не всегда достаточно точно отражают историческую ситуацию; - официальные документальные источники, в том числе, архивные; - материалы исследований выдающихся ученых: историков и географов; - статистические данные всех переписей населения, начиная с 1897 г. ГИС «Историческая география», построенная по классическим канонам геоинформатики, будет состоять из следующих блоков: ввода данных, редактирования и согласования, анализа и обработки информации, представления результатов, хранения информации. Ее создание должно существенно облегчить как исследовательские, так и педагогические задачи в области исторической географии. Завершение работы над этой геоинформационной системой должно стать важным шагом к возрождению исторической географии на новом этапе. Геоинформационное исследование историко-географических процессов, в свою очередь, будет, способствовать обогащению приемов и методов картографирования, поиску новых методических подходов к анализу нетрадиционных для географической картографии объектов.

А.А. Ямашкин, В.А. Моисеенко, А.В. Сайгина Мордовский университет, г. Саранск ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ПРИРОДНО-СОПИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ * Работа выполнена при финансовой поддержке РГНФ (проект 02-06-00320 а/в). Университеты России (проект 8.1 УР. 08.01.044) © А.А. Ямашкин, В.А. Моисеенко, А.В. Сайгина, 2002

Важнейшим условием обеспечения экономического развития, совершенствования управления природными ресурсами и охраны окружающей среды является развитие информационных и коммуникационных технологий. В этом направлении в Мордовском университете разрабатывается система Геоинформационного мониторинга Республики Мордовия (ГИМ), которая предназначена для органов государственной власти и местного самоуправления нашей республики. ГИМ призвана осуществлять следующие функции: 1) аккумулировать информацию по природным ресурсам, социально-экономическому положению и экологической ситуации в республике; 2) осуществлять территориально соотнесенный анализ этой информации; оперативно предоставлять пользователям эту информацию и результаты ее анализа через Интернет. Доя достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи: 1) разработать структуру баз данных, которая обеспечивала бы надежное хранение информации, а также позволяла бы контролировать ее полноту, происхождение, хронологическую и территориальную соотнесенность; 2) создать систему, осуществляющую оперативный геоинформационный анализ территориально соотнесенных данных; 3) разработать формы и способы представления данных и результатов их анализа органам государственной власти и местного самоуправления; 4) обеспечить накопление и хранение данных и результатов их анализа в таком виде, который позволял бы с помощью компьютерных программ оценивать природные и социально-экономические процессы в Республике как в территориальном, так и во временном аспекте. К настоящему времени нами накоплена, структурирована и переведена в электронные форматы следующая информация: 1) административно-территориального деления - границы и характеристики административных образований; 2) общегеографическая - пространственный анализ геологического строения, рельефа, климата, гидрографической сети, почв, растительности, дорожной сети, населенных пунктов, элементов экономики и культуры; 3) ландшафтная - описание природных территориальных комплексов с оценкой лимитирующих факторов; 4) социально-экономическая - отражающая экономические и социальные параметры различных объектов хозяйствования; 5) природоохранная - особо охраняемые природные территории (заповедник, национальный парк, заказники, памятники природы). Наряду с накоплением и структурированием информации создана система, обеспечивающая предоставление текстовых, табличных, графических и картографических данных пользователям в гипертекстовых форматах. Внутри этой системы информация структурирована по следующим разделам: 1) общие сведения о Республике Мордовия; 2) центральные органы власти; 3) органы местного самоуправления; 4) природно-социально-экономический потенциал; 5) экономика; 6) культура и образование. Отдельным блоком выделяется Территориальная комплексная схема охраны природы Республики Мордовия. С самого начала было очевидно, что наполнение баз данных ГИМ должно выполняться совместно с держателями информации в лице министерств, ведомств, комитетов, администраций промышленных предприятий и так далее. Взаимодействие с этими организациями планируется развивать в двух взаимно дополняющих друг друга стратегических направлениях: 1) разработка и принятие законопроектов, которые бы регулировали правовые и финансовые вопроси по передаче информации в ГИМ и ее дальнейшему представлению пользователям; 2) интеграция государственных и частных информационных ресурсов путем организации гипертекстовых ссылок на их WEB-странички. Иными словами, ГИМ наряду с предоставлением пользователю комплексной информация о регионе должна выполнять роль диспетчера, обеспечивающего при необходимости доступ ко всем существующим источникам более детальной и частной информации о регионе. В перспективе до 2010 г. - в контексте Федеральной целевой программы «Электронная Россия» - конкретными задачами развития ГИМ являются следующие: 1) создание центров по координации развития Геоинформационного мониторинга природно-сопиально-экономических систем с включением в их состав представителей министерств (ведомств) для проведения официальной политики своего ведомства в области развития информационных технологий; 2) разработка и согласование положений и режима доступа к ведомственным информационным ресурсам с учетом действующих законов и правительственных исполнительных документов; 3) стандартизация форм электронного представления данных; 4) разработка программы по координации поставки информации и кооперации усилий по ее сбору или производству, что позволит разделить затраты и повысить эффективность получения геопространственных данных; 5) приобретение (создание) единой цифровой основы геопространственных данных ГИМ. Обязательная предпосылка для успешной реализации проекта - развитие телекоммуникационной инфраструктуры с созданием пунктов подключения к открытым информационным системам, что является крупной самостоятельной задачей, решаемой открытым акционерным обществом «Связьинформ Республики Мордовия».

Г.Т.-Г. Турикешев, И.В. Голубченко Башкирский педагогический университет О КАРТОГРАФИЧЕСКИХ И ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН © Г.Т.-Г. Турикешев, И.В. Голубченко, 2002

Составление карт территории Южного Предуралья, куда входит Республика Башкортостан, началось в ХVIII в. В 1735 г, обер-секретарь Сената И.К. Кирилов в Петербурге представил первую карту Башкирии. Несколько позднее свои исследования отразили на картографических документах П.С. Паллас, И.И.Лепехин, И.П. Фальк. Особенно следует отметить работы П.И. Рычкова. Он собирал и систематизировал картографические и геодезические документы того времени о территории Оренбургского края. В то время ни одна губерния России не имела таких картографов, как Оренбургская. Впоследствии в 1839-1855 гг. корпус военных топографов выполнил съемку Уфимской губернии в масштабе в 1 дюйм 500 сажен (1:42000). После революции указом В.И. Ленина от 1919 г. утверждается высшее геодезическое управление. По его указанию начались работы по созданию учебного атласа России и Всемирного атласа, а также карт специального назначения - этнографических, геологических и пр. Ленин писал: «Карты должны быть не только по железным дорогам, но и по губернии». Позже удостоверения, выдаваемые молодым геодезистам, подписывал лично И.В.Сталин. В дореволюционной России, а затем в СССР была четко организованная геодезическая служба, занимавшаяся составлением, обновлением и изданием топографических карт, а также развитием плановых и высотных геодезических сетей. Даже в самые трудные военные годы на территории Башкирии проводилась топографо-геодезическая съемка и изданы карты 1941-1945 гг. Позднее обновление производилось в 50-, 60- и 70-х гг., а самое последнее - в 1982-1984 IT. За время перестройки хорошо налаженная служба была почти разрушена. За последние 18 дет на трапеции N-40 обновлено лишь 27 листов масштаба 1:100000 из 144 (в том числе N-40-1 и 2 прошли обновление в 1997 г., еще 25 - в 1992-1995 гг.). Следовательно, карты устарели. Относительно недавно, в 1996 г. Уральским аэрогеодезическим предприятием Роскартографии (Екатеринбург) издана карта Башкортостана в масштабе 1:500000, Рассмотрим ее подробнее. Урез воды в р.Кама у поселения Каракулино имеет по этой карте отметку 62 м. При подъеме вверх по течению недалеко от Николо-Берёзовки абсолютная высота уреза ниже на 3 м. - 591 А еще выше, близ Устъ-Сарапулки, снова 62. Посмотрим на другое обстоятельство - происходящие изменения на местности. В начале 90-х гг. близ г. Дюртюли через р.Белую был построен мост длиной несколько сот метров - а на карте в этом месте все еще паромная переправа. В Уфе на правобережье р.Уфа около 10 лет существует большой микрорайон Сипайлово (около 100 тысяч жителей), около него давно имеются мост, автодороги - на карте эти объекты не обозначены. Другой микрорайон столицы Башкортостана, Шакша, реально занимает горазд» большую территорию. Бывшая излучина р.Белой у Исмаилово (Дюртюлинсж— район) полностью отделена от реки (на карте - прочно с ней соединяется). Подобных замечаний можно сделать множество, не считая отмеченных на карте как обитаемых давно нежилых поселений. Еще позже, весной 1999 г., вышло гораздо более крупномасштабное издание - региональный атлас Республики Башкортостан (Центральная экспериментальная военно-картографическая фабрика, Москва). Из аннотации следуя, что «атлас с полнотой и подробностью, обусловленной масштабом его создания, отображает все основные природные (озера и реки, рельеф, растительность и грунты) и социально-экономические (города и села, дороги, границы, хозяйственные постройки) объекты региона. Палевые исследования отдельных участков позволяют возразить авторам атласа. Неточности и устаревшая информация, отмеченные выше, переместились и в это более новое издание, имеются и собственные недочеты. Рассмотрим лишь один разворот - С.66-67. У с. Старошареево через р. Белую показана паромная переправа вместо железобетонного моста, построенного еще в 1987 г. В атласе автодорога из Уфы огибает pай центр Архангельское севернее, тогда как реально она проходит в 1 км южнее. Не указана асфальтированная дорога Архангельское - пос. имени М. Горького, ошибочно показана расположенная неподалеку деревня Приураловка. Река Лемезинка в атласе имеет длину около 1,5 км, хотя на местности она длиннее в три раза. Близ поселка М. Горького есть несколько крупных прудов, из которых на карте указан лишь один. Довольно крупный, по данным составителей, населенный пункт Аскино, на самом деле с 1985 г. насчитывает всего один обитаемый двор с одним жителем (участник войны З. Абдуллин). Восточнее этой деревни на карте отмечена д. Сушкино с множеством строений. Реально же oна была брошена жителями в еще 1957-1959 гг., а в 1972 г. увезен последний пригодный для транспортировки дом. К 1984 г. на месте этой деревни не осталось ни одной постройки, а показанная на карте грунтовая дорога от Сушкино к д.Услакин, не используемая более 20 лет, практически исчезла, заросла лишком и осинником. На следующем развороте, С.68-69, автодорога обрывается у д.Кулмас, хотя на местности она проходит дальше на восток до г.Белорепка. Зато можно найти историческую трассу от Аскино до Старосубхангулово и Нукатово, по которой, по рассказам старожилов, до революции гнали в Сибирь каторжан. Мы можем засвидетельствовать, что на ее месте лесовозная дорога доходит лишь до подножия хребта Абырдак, через который не осталось даже троп -сплошной лесной массив. Нет на местности дороги и через хребет Зильмердак на Нукатово. Беглый анализ только двух листов атласа показал его несовершенство, массу ошибок, допущенных, в частности, еще во время обновления карт 1984 г. (и позднее). Очевидно, что составители этих двух изданий некритически использовали топокарты 1982-84 гг., устаревшие и неточные. Нами проанализирован обновленный в 1997 г. лист N-40-1. Оказалось, что овраги на аналогичной карте 1984 г. и новой имеют одинаковую длину, тогда как по исследованиям А.И.Смирнова скорость их роста на отдельных участках в этой местности достигает 12 м в год, а за 13 лет длина должна увеличиться на 100-150 м (1-1,5 мм в масштабе карты). Неизмененными показаны озера (старицы), площадь которых, по нашим данным, значительно сократилась. Подобное некачественное обновление, на наш взгляд, заметно снижает ценность топографических карт, лишает их важнейшего качества - адекватности состоянию местности на определенный период времени, а, значит, и документальности. И некоторые другие негативные процессы затронули область геодезии. За последние 10-15 лет уничтожены многие пункты государственной геодезической сети: пирамиды, сигналы, нивелирные знаки. Это ставит под угрозу само существование геодезической службы, которая призвана обеспечить решение большого количества задач государственной важности. Отметим хотя бы вопрос о разграничении земель (в том числе сельскохозяйственных), которое невозможно без наличия сети опорных точек. Для ведения нормального природопользования на любой территории жизненно важны точные и регулярно обновляемые топографические карты всех стандартных масштабов. Без топоосновы не создашь полноценный кадастр земель, не проведешь геологическую съемку, не сформируешь территориальную базу данных (не говоря уже о модных сейчас и все более эффективных геоинформационных системах). Испытывают в связи с этим большие трудности лесники, туристы (а туризм провозгласил отраслью будущего президент Республики Башкортостан М.Г.Рахимов), гидрологи. Лишь сопоставляя карты разных лет, можно определить динамику ландшафтов (как природную, так и антропогенную) и принять меры по предупреждению негативных последствий этих процессов, например, миграция русел рек, рост оврагов, развитие карстовых проявлений, высыхание озер и т.д. Нет возможности реально оценить последствия, в частности, планируемого подъема воды в Нижнекамском водохранилище на 4 м, которого очень ждут в Татарстане и боятся в Башкортостане. Наличие геодезической сети позволит также вести мониторинг вертикальных и горизонтальных движений блоков земной коры, что чрезвычайно важно для городов (особенно больших и стоящих на карстующихся породах -обе этих особенности сочетаются в Уфе), нефтепромыслов, территорий с водохранилищами, магистральными трубопроводами. Известно, что в центре Москвы в 1936-1950 гг. скорость оседания поверхности составила 12 мм в год. В Таллинне еще больше - 36 мм, а в японских Токио и Осаке - до 18 см в год. Но самые большие показатели антропогенньк вертикальных движений наблюдались в Ниигате (Япония) - до 50 см в год, а также на нефтепромыслах Южной Калифорнии близ Лос-Анджелеса - в некоторых районах до 30-70 см в год (там же горизонтальные естественные движения достигают 20 см в год). В пределах Ашперонского полуострова с его более чем вековой добычей нефти за 1912-1962 гг. опускание в среднем составило 2,5 м. Подобных примеров можно привести, множество, но необходимые наблюдения до сих пор ведутся далеко не везде» где эти явления могут иметь место. Блоковое строение Южного Предуралья известно давно, знают и то, что блоки перемещаются с разными скоростями. На данной территории проходят десятки магистральных трубопроводов, проложенных без учета расположения блоков. Мы предполагаем, что одной из важнейших причин разрывов труб могут быть именно движения этих фрагментов земной коры, точнее, разнонаправленные (иди разноскоростные) движения соседних блоков. В качестве примере можно вспомнить хотя бы трагедию близ Улу-Тсляка, происшедшую точно — линии одного из разломов. По нашему мнению, восстановление геодезической службы в прежнем и еще более совершенном виде становится все более насущным вопросом. Необходимо постоянное проведение высокоточных измерений движений блоков земной коры, в частности, в виде создания нивелирных полигонов в района добычи нефти, создания водохранилищ, вдоль магистральных трубопроводе. В Силезии, к примеру, подробные нивелировки проводятся каждые 5 лет, начиная с1920 г. Подобные работы разворачиваются в Татарстане (Ромашкинское нефтяное месторождение). Необходимо и качественное обновление топографических карт, их переиздание. Мы считаем, что проведение этих и ряда других мероприятий позволит значительно повысить эффективность управления регионами - как Башкортостаном, так и другими субъектами Российской Федерации.

Библиографический список

1. Никонов А.А. Современные движения земной коры. М.: Наука, 1974. 2. Общегеографическая карта Республики Башкортостан. 1:500000. М.: Роскартография, 1996. 3. Региональный атлас Республики Башкортостан. 1:200000. М.: ЦЭВКФ, 1999. 4. Сидоров В. Исследователи Башкирского края. Век XVIII. Уфа: Китап, 1997. 5. 60 лет советской геодезии и картографии. Ленинский декрет в действие Альбом. М.: ГУПС, 1979.

В.В. Резвых Пермский государственный университет ГИС КАК СРЕДСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ГЕОСИСТЕМ © В.В. Резвых, 2002

Объектом .исследования географических наук являются природные и социально-экономические геосистемы разных территориально-иерархических уровней. Географические информационные системы (ГИС) являются современным средством моделирования и познания геосистем (Берлянт, 1996,2001). Особое значение моделирование имеет для изучения функциональной и территориальной структуры геосистем, раскрытия особенностей их развития, оптимизации природопользования, прогнозирования и управления. Под моделированием региональных геосистем понимается исследование территориальных природно-общественных систем путём построения разнообразных моделей, понимаемых в качестве аналогов, подобий изучаемых объектов. Это подобие заключается либо в сходстве структуры, либо в сходстве качественных и количественных характеристик элементов и компонентов объектов, либо в тождестве выполняемых ими функций и т.д. (Эколого-экономические районы, 1995). Для разработки и создания современных ГИС используются различные виды моделирования, но наиболее типичными являются концептуальное, системное и математическое. В основе концептуального моделирования региональных геосистем лежит теоретический анализ генезиса, состава и структуры, внутренних и внешних связей, закономерностей развития и территориальной организации функциональных блоков и их компонентов. Оно отражает накопленные и систематизированные теоретические и фактические знания об региональных геосистемах. Концептуальная модель региональных геосистем строится на основе сочетания следующих подходов: - формулируются цель и задачи моделирования; - очерчивается объект моделирования (природные, социальные, экономические, административные или геополитические границы); - выдвигается гипотеза генезиса и особенностей развития региональных геосистем; - вычленяются функционально-структурные и территориально-структурные компоненты геосистем; - анализируется пространственно-иерархическая структура геосистем. Результатом концептуального моделирования является концепция создания региональной ГИС, на основе которой разрабатывается на первом этапе технико-экономическое обоснование, а на втором - проект ее создания. За концептуальным моделированием следует системное моделирование региональных геосистем, в основе которого лежит их рассмотрение как целостных образований, что позволяет выявить многообразие типов связей и свести их в единство. Основной процедурой системного анализа является построение обобщенной модели специфическими средствами, отражающих взаимосвязи в геосистемах. "Признаки отбираются по степени их важности и ставятся в причинную связь. В результате «целостное описание» отражает и объясняет то многогранное, взаимоувязанное в своих частях, подвижное единство, которое создается от взаимодействия человека и природы" (Михайлов, 1948). Системное моделирование опирается на концептуальную модель, возможности современной вычислительной техники, имеющуюся информационную базу данных и знаний, ГИС-программы. В результате системного моделирования определяются: - состав оверлейно взаимоувязанных графических слоев ГИС; - картографическая проекция; - максимальный и минимальный масштаб; - типы графических объектов (символьный, линейный, полилинейный, полигональный и др.) и спектр их свойств по слоям ГИС; - состав и типы атрибутивных данных по объектам слоев ГИС; - возможности моделирования средствами ГИС-программ тематических картографических слоев. После реализации проекта региональной ГИС открываются неограниченные возможности математического и различных видов географического моделирования региональных геосистем. Математическое моделирование представляет собой логическое продолжение концептуального и системного моделирования с использованием современных формализованных методов, как правило, реализованных в ГИС-программах на основе созданных графических слоев и баз данных. Математическое моделирование подразделяется на статистическое и функционально-аналитическое. Современные методы статистического моделирования позволяют создавать модели компонентной, функциональной, территориальной структуры, межкомпонентных взаимосвязей, а также осуществлять динамическое моделирование. Математическое моделирование на основе функционального анализа использует современные, достижения математического анализа, алгебры и геометрии. Оно характеризуется использованием понятий, связанных с различными пространствами и операциями над ними. Особое значение при моделировании геосистем имеет понятие геопространства. Геопространство - это трехмерное (двухмерное) взаимное расположение (размещение) материальных элементов, подсистем, явлений и процессов геосистемы, между которыми устанавливаются определенные отношения (географические, экономические, социальные, ландшафтные, этнические, популяционные и др.), степень порядка и связи которых определяются отношениями типа - расстояние, окрестность, доступность (Шарыгин, Резвых, 1987). С понятиями пространства неразрывно связано понятие географического поля. Географическое поле - "сфера" пространственно-временного влияния географического объекта на окружающие его географические объекты. С этим направлением тесно связаны "Изолированное государство" И. Тюнена (1826), петрографический метод (Святославский, Иллс, 1937), теория центральных мест (Кристалле?, 1933) и гравитационное моделирование географических полей (Тикунов, 1980 и др.). Эти научные подходы широко использовались и используются при изучении геосистем. Картографическая концепция поля включает понятия "поля", "рельеф-поля" и "изолинии". В этой концепции понятие "поле" понимается как "область непрерывного распределения количественных признаков географических явлений" (Червяков и др., 1989). Данный подход используется для составления карт полей плотности, отражающих сельскохозяйственное производство, расселение населения и другие географические явления. Все виды моделирования - концептуальный, системный, математический - могут быть статистическими, динамическими и имитационными. Статистическое моделирование отражает состав, структуру, функции компонентов и элементов, пространственное устройство, внутри- и межблочные связи геосистем во вневременной зависимости, т.е. в какой-то фиксированный момент времени. Динамическое моделирование отражает изменения объекта исследования во времени, т.е. позволяет моделировать процессы развития региональных геосистем и прогнозировать их вероятное состояние в будущем времени. Имитационное моделирование • это метод исследования, основанный на том положении, что изучаемая динамическая система (или ее часть) заменяется имитатором, на котором проводятся эксперименты с целью получения информации об изучаемой системе. В качестве имитатора выступает региональная ГИС и программная среда, обеспечивающая моделирование ее поведения по различным сценариям развития. Этот вид моделирования, включающий в себя все предыдущие виды, является наиболее перспективным для изучения региональных геосистем, поскольку позволяет прогнозировать их развитие по различным сценариям.

Библиографический список

1. Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 2001. 2. Берлянт А.М. Геоиконика. М: 1996. 3. Михайлов Н.Н. Образ Места. Вопросы географии. Сб. 10. М.:, 1948. С. 193. 4. Святославский Е.Е., Иллс У.К. Центрографический и региональный анализ// География и хозяйство. Вып. 3. Центрогоафический метод в экономической географии. Л.: ГО СССР, 1989, с. 9 - 21. 5. Тикунов B.C. Сравнительный анализ способов составления карт потенциала поля расселения// Известия ВГО. 1980. № 3. 6. Тюнен И. Изолированное государство. М., 1926. 7. Червяков В.А. Модели полей в географии: теория и опыт картографирования. Новосибирск, 1989. 8. Шарыгин М.Д., Резвых В.В. Сельская местность: сущность и особенности развития// Размещение производительных сил Урала. Свердловск: Урал. ун-т, 1987. С. 4-11. 9. Эколого-экономические районы (теоретико-методологические аспекты развития) /Под ред. д-ра геогр. наук М.Д. Шарыгина. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1995.

Н.Г. Ивлиева, В.Ф. Манухов Мордовский университет О ПРИМЕНЕНИИ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ СОЗДАНИИ И АНАЛИЗЕ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ © Н.Г. Ивлиева, В.Ф. Манухов, 2002

Внедрение в географию и картографию современных ГИС-технологий, баз данных и развитие технических средств привело к применению геоинформационного картографирования при решении широкого спектра задач. Следует отметить, что геоинформационные системы несут новые идея, методы и технологии пространственного моделирования и анализа данных. Так, преобразование исходной информации к растровому виду позволяет выполнить на ее основе моделирование непрерывных грид-поверхностей. Широкое распространение получили модели аппроксимации поверхностей пространственных географических распределений. Этот вид моделирования обычен в применении к природным явлениям, хотя используется и для карт социально-экономической тематики. Модели геополей дают возможность картографировать явления и процессы непрерывного распространения (например, рельеф) как способами традиционной картографии, так и в виде трехмерных представлений, аналитической отмывки рельефа, растровых изображений с непрерывной шкалой. Подобные процедуры имеются во многих распространенных пакетах программ (ERDAS, IDRISI, Surfer, модулях расширения многих векторных ГИС). Пользователи этих программ чаще всего используют методы и параметры, заданные "по умолчанию", не задумываясь о том, как себя ведут аппроксимирующие функции, каким образом строится цифровая модель поверхности, достаточно ли исходных точек для данной функции, как распределены они по всей территории, что в итоге может привести к неудовлетворительным результатам. Поэтому при создании цифровых моделей поверхностей важно уделять внимание как предварительному анализу исходных данных, так и оценке точности выполненной аппроксимации. Только в случае адекватно построенной цифровой модели возможно ее дальнейшее использование для компьютерного картографирования и проведения исследований. Для выполнения предварительного анализа исходных данных можно оценить статистические числовые характеристики. Они дают первое представление о распределении данных, но более наглядно распределение отображают гистограммы частот. Чтобы сравнить пространственную изменчивость данных можно построить гистограммы по отдельным областям, а если получить вариограмму, то она наглядно покажет картину варьирования исходных показателей в зависимости от расстояния между точками. Анализ этих графических изображений распределения данных дает возможность судить о радиусе влияния, устанавливаемом при аппроксимации, что фактически делает методы локальными. При выборе радиуса влияния можно также проанализировать статистические характеристики данных в пределах заданного "скользящего окна", вычисленные с помощью широко представленных в большинстве ГИС так называемых функций анализа соседства. Особое внимание следует уделять и числу исходных точек, характеру их размещения по всей территории, так как, устанавливая радиус влияния или задавая количество точек, используемых в расчете интерполируемого значения, мы не только придаем методам локальный характер, но тем самым предопределяем наличие пустых элементов растра. Если в область поиска не попало ни одной точки, то исследуемой ячейке присваивается значение "Нет данных", и в результате при компьютерном картографировании и проведении дальнейших исследований на картах выделяются области, в которых явление не изображается. При неравномерной сети точек следует также обратить внимание на ячейки, в которых значение рассчитывалось только по одной или двум попавшим в область поиска исходным точкам, и оценить достоверность такого расчета. Для анализа сети исходных точек можно применять геоинформационные функции анализа соседства, а концентрацию точек позволяет оценить функция расчета плотности, например реализованная в модуле расширения Spatial Analyst ГИС ArcView. После предварительного анализа исходных данных выбирают подходящий метод или несколько методов аппроксимации для создания цифровых моделей поверхностей, а затем оценивают точность выполненной аппроксимации. На основе созданной цифровой модели выполняется визуализация поверхности в виде изолинейных карт, трехмерных изображений, аналитической отмывки и т. д. Большинство растровых ГИС строят производные карты: уклонов и экспозиции склонов, зон видимости и др. Довольно часто при исследованиях нужно оценить взаимосвязь пространственных характеристик явлений, однако в ГИС такие функции не всегда представлены. Конечно, опытному программисту легко реализовать алгоритм для вычисления коэффициентов корреляции, но следует заметить, что и любому пользователю несложно построить корреляционные модели взаимосвязей явлений на основе ранее созданных цифровых моделей этих поверхностей, пользуясь только встроенными в ГИС функциями. Поверхности, исследуемые нами в работе, изображены на рис.1. Как известно [I], коэффициент корреляции примерно равен косинусу угла а между направлениями градиентов двух сравниваемых статистических поверхностей r = cos a. Углы между направлениями градиентов есть углы между направлениями экспозиций склонов, вычисления которых реализованы практически в каждой растровой ГИС (или в пакете программ, создающих ЦМП). В них также реализована возможность сложения» вычитания поверхностей и т. п. Поэтому если уже построены цифровые модели поверхностей, то далее решение задачи не представляет трудности. Достаточно вычислить разность значений экспозиции двух сравниваемых поверхностей и найти косинус этой разности, т. е. угла между градиентами, как правило, выраженного в радианах. Принимая во внимание, что расчет как уклонов, так и экспозиции склонов в ГИС базируется на приближенных значениях частных производных уравнений поверхностей по осям Х и Y, то легко видеть, что предлагаемый подход основан на методике "векторного способа" вычисления коэффициентов корреляции [2]. Рис.1. Карты исходных поверхностей Другой подход, основанный на способе определения коэффициентов корреляции по выборке, может быть также легко реализован в большинстве растровых ГИС с помощью функций анализа соседства. В результате их выполнения создаются растровые слои со значениями ячеек, равными какой-либо вычисленной статистической характеристике. Если эти функции позволяют определять среднее значение и стандартное отклонение в окрестности каждой ячейки, то для вычисления коэффициента корреляции следует воспользоваться формулой где - средние значения и стандартные отклонения выборок, составленных из значений ячеек, попавших в заданную область, для явлений А и В, - среднее значение соответствующей выборки произведения АВ. Корреляционные модели строятся после создания с помощью функций анализа соседства всех растровых слоев, необходимых для вычисления коэффициентов корреляции. В результате выполнения над полученными слоями соответствующих арифметических операций создаются цифровые модели взаимосвязей явлений. Таким образом, коэффициенты корреляции вычисляются в пределах заданного "скользящего окна" с помощью представленных в ГИС функций анализа соседства. Объем выборки зависит от размеров и формы "окна". Проще размер задавать числом ячеек, например, можно выбрать "окно" в виде квадрата размером 5 х 5 или 7 х 7. В этом случае легко подсчитать объем выборки. Как известно, от него зависит надежность вычисленного коэффициента корреляции. Кроме того, при использовании геоинформационных технологий следует обращать внимание на разрешение растра (размер ячейки) и достоверность вычисленных статистик на границах исследуемой территории. На основе рассмотренных способов нами получены карты взаимосвязей явлений А и В. Рис. 2. Корреляционные карты Полученные модели, представленные на рис. 2, внешне довольно схожи, что подтверждает возможность применения описанных в работе методов геоинформационного картографирования.

Библиографический список

1. Берлянт А. М. Картография. М.: Аспект Пресс, 2001. 2. Тикунов В. С. Моделирование в картографии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997.

В.Г. Калинин, С.В. Льянков Пермский университет О СОЗДАНИИ ГИДРОЛОГИЧЕСКОЙ ГИС «ВОДОХРАНИЛИЩА КАМСКОГО КАСКАДА» © В.Г. Калинин, С.В. Пьянков, 2002

За более чем 30-летний период существования водохранилищ на р. Каме накоплен огромный материал, включающий многолетние наблюдения за элементами гидрологического режима на водомерных постах, рейдовых вертикалях, температурных и ледовых разрезах, а также многочисленные экспедиционные исследования. Применение современных информационных технологий позволяет систематизировать имеющиеся сведения для решения задач комплексного изучения и рационального использования водохранилищ на новом научном и техническом уровне. С этой целью выработана концепция создания региональной гидрологической ГИС «Водохранилища камского каскада» и предложен вариант структуры ГИС, основу которой составляют картографические и атрибутивные базы данных, отражающие специфику водохранилищ. Рис.1. Структура баз данных исследуемых объектов В качестве программного инструмента используется ГИС «Arc View 3.2а» и ее модули. Исходной картографической информацией являются топографические карты исследуемой территории масштаба 1:100000 и карты промеров глубин Камского и Воткинского водохранилищ. (1:5000 - 1:50000), созданные до результатам эхолотной съемки, выполненной Верхнекамским районом водных путей и судоходства в 1991-1995 гг. В результате проведенных исследований определены подходы и методы создания цифровой модели рельефа (ЦМР) дна водохранилищ и расчета морфометрических характеристик любых таксономических единиц водных объектов с использованием геоинформационных технологий. Создание ГИС дает возможность уточнить имеющиеся схемы районирования и детализировать по участкам площадные и объемные характеристики для исследования процессов и явлений, происходящих в водохранилищах, пространственно-временной динамики их гидрологического режима с учетом морфологических особенностей. Рис. 2. Структура баз данных видов наблюдений над объектами Гидрологическая ГИС, на наш взгляд, должна состоять из двух качественно разных составляющих: первая - описывает структуру объекта, вторая -структуру наблюдений над объектом. И та и другая подчиняются иерархической модели, которая подразумевает, с одной стороны, наследственность признаков, а с другой стороны, качественные отличия уровней иерархии. В основу иерархической структуры водохранилища как объекта исследований положена схема гидролого-морфологического районирования, предложенная Ю.М. Матарзиным, И.К. Мацкевичем [I]. На рис. 1 изображена общая структура ГИС объекта исследований - водохранилищ (на примере камских). Картографическая база данных состоит из следующих цифровых слоев: контуры береговой линии и зеркала водохранилища, острова, границы морфологических единиц, отметки глубин, модель рельефа дна водохранилищ (GRID, TIN), изобаты. Атрибутивная база данных содержит морфометрические характеристики таксономических единиц водохранилища. Структура наблюдений над объектом представлена на рис. 2. Картографическая база данных включает в себя цифровые слои местоположения пунктов наблюдений за элементами гидрометеорологического режима с точной координатной привязкой, а атрибутивная - результаты этих наблюдений. Такая организация картографической и атрибутивной баз данных дает возможность наиболее качественно обрабатывать имеющийся материал, а также проводить моделирование процессов и явлений, происходящих в водохранилищах. Формирование гидрологической ГИС в виде проекта, собранного средствами «ArcView», позволяет объединить информацию, содержащую качественную и количественную характеристики объектов в виде текстов, цифровых показателей, графиков, фото и видео материалов как в целом о водохранилище, так и об отдельных районах и участках. Создаваемая гидрологическая ГИС, включая ЦМР дна Камского и Вот-кинского водохранилищ, а также рассчитанные морфометрические характеристики выделенных таксонов при разных уровнях, может быть использована при водно-балансовых и ледово-термических расчетах; для выявления динамики абразионно-аккумулятивных процессов в береговой зоне водохранилищ; исследовании экологических проблем водоемов, в частности определение площадей осевшего льда и мест вероятных заморных явлений рыбы в результате зимней сработай водохранилищ и т.д. Кроме того, к достоинствам гидрологической ГИС следует отнести возможность постоянного пополнения новыми материалами картографической и атрибутивной баз данных.

Библиографический список

1. Матарзин Ю.М., Мацкевич И.К. Вопросы морфометрии и районирования водохранилищ // Вопросы формирования водохранилищ и их влияния на природу и хозяйство. Пермь, 1970. С. 27- 45.

М.Г. Ерунова, О.Э. Якубайлик Красноярский университет, Институт вычислительного моделирования СО РАН ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОХРАНЯЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ © М.Г. Ерунова, О.Э. Якубайлик, 2002

Количество накопленной о заповедниках научно-исследовательской информации очень велико и продолжает расти, поэтому не удивительна актуальность решения проблемы ее хранения, систематизации и создания соответствующих средств обработки и анализа данных. Современные средства вычислительной техники и информационные технологии позволяют эффективно решить эту проблему и создать программный инструментарий для исследования экосистем заповедников в условиях антропогенной нагрузки. Поскольку работа ведется в основном с данными, имеющими территориальную привязку, то для разработки целесообразно использовать геоинформационные системы (ГИС). В рамках проекта, организованного Межвузовским центром информационных технологий в экологическом образовании при Институте вычислительного моделирования СО РАН, была выполнена работа по векторизации предоставленных администрацией заповедника «Столбы» бумажных карт (топооснова, почвенная и растительная карта) и различных данных (в том числе данные о загрязнителях, предоставленные сотрудником заповедника Коловским Р.А.). Анализ исходных данных и возможностей современных ГИС-технологий привел к решению о разработке электронной картографической базы данных, информационно-аналитической системы для администрации и научных отделов заповедника «Столбы». В нее входят: 1) векторная карта-схема топоосновы (1:25000), карты растительности (1:25000), карты почвы (1:5000), карты загрязнения заповедника тяжелыми металлами и фтором; 2) обобщенные и нанесенные на карту атрибутивные данные с подготовленными средствами их анализа; 3) модельное и программное обеспечение, предназначенное для: - выявления закономерностей и особенностей, характерных для почвы и растительных организмов, для рельефа и растительности; - получения различных тематических раскрасок (выбор изображений) в зависимости от задач исследования для визуального анализа; - создания карт распределения загрязнителей по анализам проб снега, почвы, лишайников, хвои, по которым оценивается техногенная нагрузка, в сравнении с контрольными показателями из экологически благополучных мест. Технология Технология преобразования бумажной карты в электронную происходила по следующей схеме: - Сканирование - Работа в программе-векторизаторе GeoDraw:

1.     Оцифровка отдельных слоев

2.     Перемасштабированис в единую систему координат

3.     Склейка

4.     Создание таблиц с атрибутивными данными к каждому слою

- Работа в ГИС конечного пользователя GeoGraph:

1.     Подготовка отдельных слоев ГИС

2.     Сбор всех слоев в одну карту

Для проекта были использованы инструментальные средства ГИС GeoDraw и GeoGraph, разработанные в Институте географии РАН. GeoDraw - векторный топологический редактор для создания цифровых карт. GeoGraph - ГИС для уровня конечного пользователя. Дает возможность создавать электронные карты (атласы) как композиции картографических слоев. Аналитическая часть проекта При помощи функций GeoGraph был проведен анализ данных. Были проработаны географическая карта, карты растительности и почвенного покрова, получен ряд тематических карт: высотно-растительные пояса, карты по типам, родам, подтипам почв. Получены площадные значения каждого выдела, квартала, общей площади заповедника (475 кв. км), длины рек, ручьев - оценены и уточнены природные ресурсы территории заповедника. Создание карт распределения поллютантов На всей территории заповедника имеются пробные точки, в которых ведется исследование по загрязнению заповедника. В нашем распоряжении были таблицы данных распределения концентраций поллютантов в почве, в лесной подстилке, в осадках (зимних). Также были обработаны данные по кислотности почвы и суммарному загрязнению. Для решения этой задачи табличные данные были представлены в виде изолиний, для построения которых использовался программный продукт ГеоФит - модуль расширения для ГИС GeoGraph. Оценивание осуществлялось с помощью инструментария ГИС. Выводы Впервые подготовлены электронная топографическая основа (1:25000), тематические карты растительности, почв, распределения поллютантов на территории заповедника «Столбы». В сотрудничестве с В.И. Власенко (Институт леса СО РАН) уточнена карта растительного покрова заповедника «Столбы», где отмечена смена осинника пихтой по материалам лесоустройства 1977 г. Проведенный в работе анализ данных дал более полное представление о состоянии природных, биологических ресурсов заповедника. Данная работа не закончена, исследования продолжаются: - Выполняется уточнение карты территории заповедника при помощи системы спутникового позиционирования GPS. - На основе нейросетевых технологий строятся карты распределения загрязнителей, - Ведется подготовка данных для создания атласа заповедника «Столбы». Атлас будет содержать серию карт с широкой информацией о природных условиях и естественных ресурсах заповедника и их использовании.

С.В. Пьянков, Ю.Н. Шавнина Пермский университет МОНИТОРИНГ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ (на примере пруда с. Ножовка Частинского района Пермской области) © С.В. Пьянков, Ю.Н. Шавнина, 2002

В последнее время большое значение приобрело рациональное использование водохозяйственных объектов и гидротехнических сооружений. Как следствие возникает необходимость решения ряда задач, основой которых может служить применение цифровой модели рельефа водосбора и дна водоема. Примером тому является моделирование развития чрезвычайных ситуаций (прорыв плотины, развитие паводковых явлений, оценка запаса снега и т.д.), загрязнения водоема (определение источников и типов загрязнения в пределах водосбора, водоохранной зоны, определение объемов заиления и зарастания), рационального использования (оценка полезного объема пруда для противопожарных и рыбохозяйственных целей). В связи с развитием чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях на основании Федерального закона №117-ФЗ от 21.07.97 "О безопасности гидротехнических сооружений" и Постановления администрации Пермской области от 31.07.96 №279 "Об обеспечении безопасности гидротехнических сооружений на территории области" в Пермской области проводится обследование и инвентаризация гидротехнических сооружений. Цель обследования - определение степени надежности гидротехнических сооружений, необходимости организации их охраны и защиты, организация мониторинга за их состоянием, а также разработка предложений по дальнейшей эксплуатации [2]. В настоящее время ведутся работы по созданию подсистемы мониторинга водохозяйственных систем и сооружений в рамках системы государственного экологического мониторинга Пермской области с использованием современных информационных методов - ГИС-технологий. ГИС-технологии - технологическая основа создания географических информационных систем (ГИС), позволяющая реализовать их функциональные возможности. ГИС (географическая информационная система, или геоинфор-мационная система) - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, а также событий, происходящих в природе. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта [I]. Картографический метод является одной из форм пространственного моделирования изучаемых объектов. Моделирование в ГИС - это создание многослойной электронной карты, в которой опорный слой описывает географию определенной территории, а каждый из остальных - один из аспектов состояния этой территории. Картографическая модель может показать важные в географическом смысле пространственные отношения исследуемого объекта с другими объектами и явлениями на основе различного сочетания и сопряженного анализа этих слоев. ГИС обладает также возможностями создания, обработки и анализа цифровых моделей рельефа (GRID, TIN) средствами MAP алгебры [I]. Задачи, связанные с рельефом, целесообразно решать в рамках единой цифровой модели (ЦМ). Цифровая модель рельефа (ЦМР) - средство цифрового представления трехмерных пространственных объектов (поверхностей, рельефов) в виде трехмерных данных, совокупности высот или отметок глубин и иных значений аппликат (координаты Z) в узлах регулярной сети с образованием матрицы высот, нерегулярной треугольной сети (TIN) или как совокупность записей горизонталей (изогипс, изобат) или иных изолиний [I]. Рассмотрим возможности цифрового моделирования территории, которые предоставляют ГИС-технологии, на примере пруда в с. Ножовка и прилегающих территорий (Частинский р-н. Пермская область). В работе использовалась ГИС Maphifo Professional (v. 5.0), ArcView GIS (v. 3.2a) и модуль 3D Analyst (v. 1.0). Для создания картографической и атрибутивной баз данных и моделирования использовались следующие исходные материалы: карта 1: 200 000 масштаба, карта с. Ножовка 1: 10 000 масштаба, план пруда 1: 5 000 масштаба, схема замеров глубин и толщины иловых отложений, а также данные, полученные в результате обследования пруда. Одна из задач - создание картографической (КЕД) и атрибутивной (АБД) баз данных. Для этого необходимо преобразование картографических документов (исходного материала) в цифровую форму, доступную для существования в машинной среде и соответствующую векторным представлениям пространственных объектов [I]. Был использован метод «цифрования по подложке», то есть использование растровых изображений с их последующей векторизацией в среде ГИС Maphifo Professional. Одной из множества проблем, с которыми пришлось столкнуться при проведении работы, явилась необходимость сведения картографического материала к единой системе координат. Так, приведение плана пруда М. 1: 5 000 к топографической карте М. 1: 200 000 потребовало использования промежуточных масштабов и выбора опорных (как регулярных, так и не регулярных опорных точек). На полученных векторных данных построены регулярные модели (GRID, сплайн-интерполяция) и нерегулярные модели (TIN). GRID и TIN-модели необходимы для моделирования непрерывных (в пространстве) объектов и явлений, определения ряда их статистик (максимальная, минимальная и средняя высота и глубина, направление и угол наклона склона, освещенность, оценка объема). Геометрические операции над объектами (например оверлейные) позволяют качественно провести линию водораздела и оценить территорию водосбора пруда, а также определить источники загрязнения пруда в пределах водосбора. ФОТО_ЦЕНТР_ Рис. 1. Моделирование процесса подтопления территории при прохождении паводка (слева - НПУ = 93,4 м, справа - ФПУ- 94,7 м) В качестве примера использования ЦМР может служить моделирование процесса подтопления территории в период прохождения паводка. Моделирование показало, что в период половодья с. Ножовка подтоплено не будет. Сильное подтопление территории наблюдается лишь в верхней части пруда по долине р. Ножовка (рис. 1). Кроме этого, ЦМР местности позволяет провести анализ источников загрязнения пруда (рис. 2). В верховьях пруда находится свиноферма и Конный двор, которые являются источниками загрязнения: сточные воды, содержащие большое количество органики, стекают в пруд. Использование ЦМР позволяет построить водоохранную зону (а также санитарно-защитаую зону, прибрежную полосу) пруда при различных подпорных уровнях. Эта возможность становится наиболее актуальной в связи с планируемым повышением НПУ пруда. Рис. 2. Источники загрязнения пруда Рис. 3. Пространственное распределение ила Модуль 3D Analyst (ArcView) позволяет определить площадь и объем пруда при различных подпорных уровнях. В таблице представлены результаты моделирования.. Сравнение с проектными данными показало, что ошибка составляет не более 5%. Морфометрические характеристики пруда, полученные с помощью ГИС Также немаловажное значение имеет определение объема иловых отложений и их пространственного распределения. Для этого была создана ЦМР дна с учетом замеров относительных глубин пруда и толщины ила (рис. 3). Объем иловых отложений составил 57,425 тыс. м3. Проведенные исследования на примере пруда в с. Ножовка позволили выявить ряд задач, которые можно решить с использованием ЦМР. В настоящее время ведутся работы по созданию подсистемы мониторинга водохозяйственных систем и сооружений в рамках системы государственного экологического мониторинга Пермской области. Он подразумевает создание и актуализацию АБД и КБД, КБД, содержит цифровые карп» водосбора, рельефа дна и прибрежной зоны гидротехнических сооружений. Структура АБД имеет около 40 полей, содержащих информацию о качественных и количественных характеристиках пруда, плотины и водосбросных сооружений, о населенном пункте, о хозяйственном использовании пруда в т.п. Имеющийся опыт по созданию цифровых моделей местности и указанные выше структуры позволяют наиболее качественно подойти к созданию ГИС «Мониторинг водохозяйственных систем и сооружений».

Библиографический список

1. Баранов Ю.Б., Берлянт А.М., Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Серапинас Б.Б., Филиппов Ю.А.. Геоинформатика: толковый словарь основных терминов. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. 2. Постановление администрации Пермской области от 31.07.96 №279 "Об обеспечении безопасности гидротехнических сооружений на территории области". 3. Реконструкция пруда на р. Ножовка в п. Ножовка Частинского района Пермской области/ Рабочий проект. Пояснительная записка. - Пермь: ПЕРМГИ-ПРОВОДХОЗ, 1996, Кн. 1. 4. Федеральный закон "О безопасности гидротехнических сооружений" №117-ФЗ от 21.07.97.

С.В. Козуля, П.В. Большаник Омский государственный институт сервиса РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РЕКРЕАЦИОННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ ПРИ ПОМОЩИ ГИС (на примере Муромцевского района Омской области) © С.В. Козуля, П.В. Большаник, 2002

В северо-восточной части Омской области расположен Муромцевский район, который знаменит своими богатыми природными ресурсами и культурно-историческими объектами. На территории данного района вдут подготовительные работы по созданию Нижнетарского природно-национального парка. Территория будущего парка я прилегающих к нему водных объектов уже в настоящее время интенсивно используется для рекреации и подвергается значительному антропогенному воздействию. Возникает проблема разработки оптимальной модели рекреационного использования территории, которая бы предотвращала негативную трансформацию природной среды. Подобные работы лучше проводить с использованием инструментария ГИС, способного вводить, хранить, обновлять, манипулировать, анализировать и выводить все виды географически привязанной информации. Процесс управления окружающей средой при проектировании сети туристско-рекреационных объектов и зон начинается с составления ряда нормативных документов, важнейший из которых - оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС). Применение ГИС выводит процесс принятия управленческих решений в рекреационном менеджменте на совершенно новый качественный уровень. Возникает возможность детальной оценки каждого варианта рекреационного освоения территории, по степени воздействия на природные компоненты и геосистему в целом. Следующий этап — выбор оптимального варианта рекреационного использования территорий с позиции концепции устойчивого развития. При этом надо исходить из эколого-экономических показателей (стоимостная оценка изъятых сельскохозяйственных земель, устойчивость ландшафтов к различным видам рекреационного воздействия). При выборе наиболее оптимальных вариантов рекреационного использования территории возникает целый ряд сложностей: во-первых, хранение огромного количества разнородной информации, во-вторых, составление и интеграция пространственных данных разного масштаба, в-третьих, разработка на основе интеграции тематических карт модели рекреационного использования региона, Исходя из этого, можно сформулировать главные задачи ГИС для рекреационного менеджмента в рамках концепции устойчивого развития: - создание максимально приближенной к реальности пространственной модели региона на основе системного подхода - электронной ландшафтной карты, база данных которой должна объединять сведения обо всех компонентах геосистем, включая информацию о наличии различных видов рекреационных ресурсов; - разработка и создание карты ресурсно-насыщенных геосистем для развертывания сети туристско-рекреационной инфраструктуры; - оценка устойчивости отдельных компонентов ландшафтов к различным видам рекреационного воздействия на основе балльных оценок по факторам устойчивости; - интеграция карт устойчивости с картами существующих и проектируемых объектов рекреационного назначения и выделение потенциально неустойчивых участков региона; - выбор наиболее оптимальных вариантов хозяйственного использования территории с учетом как экономической, так и экологической составляющих территориального менеджмента. Преимущество геоинформационных систем при проведении анализа заключается в автоматизации статистической обработки любой картометрической информации как для рекреационных объектов, так и применительно к рекреационным зонам, выделенным по тому или иному признаку, а также возможностью оперативного и многовариантного отображения пространственной информации на виртуальных электронных картах.

С.А. Михайлов, И.Н. Ротанова* Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул ПОДГОТОВКА ПАРАМЕТРОВ ГИДРОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ * Работы поддержаны грантами РФФИ №№ 01-05-65334 и 02-05-81013 © С.А. Михайлов, И.Н. Ротанова, 2002

На основе внедрения современных технологий в научные исследования формируется и совершенствуется исследовательская цепочка «карты - ГИС - моделирование». Привлечение топографических и тематических карт в качестве исходной информации для геоинформационных систем является относительно традиционным. Логическим продолжением служит использование цифровых карт и ГИС-технологий для моделирования различных процессов в природной среде. Это приводит к расширению списка прикладных и исследовательских работ, в которых все более активное применение находят как геоинформационные системы, так и ГИС-моделирование. Как и при решении других географических задач, ГИС-технологий находят все большее применение в гидрологических исследованиях. Среди них значительное место занимают вопросы совершенствования методов оценки стока с территорий. Связано это с тем, что первичные гидрологические характеристики водосборной территории (почвы, растительность, уклоны, характер использования земель), а также вторичные факторы (влажность почв, скорость инфильтрации) существенно неоднородны. Применение для гидрологического моделирования последовательных физико-математических моделей с распределенными параметрами, хотя и обсуждается теоретически, практически же мало приемлемо, особенно для водосборов сколько-нибудь значительной площади. Большее распространение получили модели, использующие усредненные параметры сегментов, на которые разбивается водосборная территория. Границы сегментов целесообразно проводить с учетом различий первичных гидрологических характеристик изучаемого водосбора, выделяя таким образом участки с однородными условиями формирования стока - гидротопы. Для" этих целей в современной практике построения гидрологических моделей водосборных бассейнов используются геоинформационные системы, разработанные специально для автоматизированной обработки пространственной информации. В качестве источников первичной информации для выделения гидротопов на изучаемой территории могут быть использованы прикладные ландшафтные карты, описывающие природные гидрологические свойства водосбора, и карты использования земель, характеризующие его антропогенные изменения. Наложение таких карт позволяет средствами ГИС генерировать новую «карту» стокоформирующих комплексов. В отличие от традиционных гидрологических карт, такая карта будет содержать информацию об условиях и механизмах формирования водного стока, а не о его объемах (слое). Для моделирования же слоя стока необходима дополнительная информация - цифровая модель рельефа (ЦМР) и карта распределения осадков. В качестве моделируемой территории выбран бассейн р. Локтевки, протекающей в предгорно-низкогорной части Алтайского края, площадью 1020 км2. В качестве основы принята топографическая карта масштаба 1:100 000. Ландшафтное картографирование территории также выполнено в данном масштабе с отработкой ключевых участков в масштабе 1:25 000 - 1:50 000. Площадь контуров природных ареалов бассейна реки позволяет при моделировании использовать сетку с ячейкой от 100 м на местности, что для используемых карт масштаба 1:100 000 соответствует 1 мм. Кроме ландшафтной карты при гидрологическом моделировании использовалась информация, полученная с карты использования земель, почвенной карты, климатической карты, данных гидрометеослужбы и непосредственных гидрологических измерений. Построение ЦМР на регулярной сетке (гриде) выполнялось специализированными средствами геоинформационной системы ESRI Arc/Info с помощью модуля TopoGrid интерполяцией по покрытию горизонталей рельефа и специальным образом подготовленному гидрографическому покрытию (речная сеть и водные объекты). С использованием ЦМР для всех ячеек сетки находились направления стока. На основе полученного грида направлений на следующем этапе строился грид аккумуляции потоков: для каждой ячейки рассчитывалось число всех ячеек, направляющих свой сток в данную. Построение грида направлений стока позволяет рассматривать каждую ячейку разбиения в качестве элементарного водосбора. Такая ячейка будет характеризоваться некоторым значением слоя стока, который формируется при выпадении атмосферных осадков. Для численного описания процесса формирования водного стока на отдельном, гидрологически однородном участке водосбора (гидротопе) использовались модель, разработанная Службой охраны почв Департамента сельского хозяйства США (так называемый метод Службы охраны почв или SCS-метод1) [I]. Этот метод широко применялся в США для оценки стока с малых и средних водосборов, не охваченных гидрологическими наблюдениями. Его можно отнести к типу так называемых трансформационных моделей, «преобразующих» выпадающие избыточные осадки в слой стока с территории, гидрологические свойства которой являются параметрами модели. Методика, разработанная на основе полевых исследований склонового стока при разнообразных почвенных условиях, позволяет определить слой водообразования по семейству занумерованных кривых «осадки - сток». Номер кривой выбирается из таблиц в справочниках (см., напр., [2]) в зависимости от вида растительности, почвы, характера обработки и состояния поверхности. При этом все виды почвы группируются по гидрологическим свойствам в четыре группы (категории) А, В, С, D: А - почвогрунты с высокой проницаемостью даже при хорошем увлажнении; они могут быть представлены глубоким хорошо или избыточно дренированным песком или гравием, скорость влагопереноса vp в которых более 0,76 см/ч); В - почвы, характеризующиеся умеренной инфильтрацией в условиях хорошего увлажнения, умеренно или хорошо дренированные, легкосуглинистые (0,38 * vp * 0,76 см/ч); С - почвогрунты, которые при сильном увлажнении имеют малую ин-фильтрационную способность; могут быть представлены средними или тяжелыми суглинками или более легкими почвами на тяжелом горизонте, затрудняющем нисходящее движение влаги (0,13 < vp < 0,38 см/час); D - почвы, обладающие хорошим стокообразованием при обильном увлажнении; к ним относятся сильно набухающие глинистые почвы (vp < 0,13 см/час). В эту же группу могут быть отнесены и другие виды почв, имеющие постоянно высокий уровень грунтовых вод, создающий затруднения для вертикального дренирования. Для непосредственного применения SCS-метода исходная ландшафтная карта была преобразована с получением новых контуров на основе объединения по четырем вышеуказанным категориям. Это уменьшает мозаичность первичных контуров и значительно экономит вычислительные ресурсы. Наложение слоя, характеризующего использование земель, завершает подготовку картографической информации для выполнения модельных расчетов формирования стока в исследуемом речном бассейне.

Библиографический список

1. Виссмен У. мл., Харбаф Т.И., Кнэпп Д.У. Введение в гидрологию: Пер. с англ. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 2. Maidment D. R. (ed.). Handbook of Hydrology. New York, NY: McGrow-ffill Inc., 1992.

A.A. Шибких Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул ФОРМАЛИЗОВАННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЛАНДШАФТНОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ©A.A. Шибких, 2002

Достаточно часто в качестве основного источника данных при экологических исследованиях применяются картографические произведения. В настоящее время в связи с возрастающей ролью использования комплексных подходов при решении экологических задач все больший интерес проявляется к применению синтетических карт. Особенностью многих синтетических карт является возможность использования не только самого картографируемого синтетического показателя, но также и его аналитических составляющих. Это позволяет в ряде случаев расширить область их применения и избежать ряда проблем, возникающих при совместном использовании карт, среди которых выделяются следующее: - оцифровка дополнительных карт; - согласование пространствениой картографической информации в случае, если карты различаются по масштабу, детальности, времена составления, картографической проекции и т.д.; -согласование атрибутивной картографической информации в случае применения различных подходов или использования различного качества исходной информации при составлении карт. При этом надо учитывать тот факт, что в большинстве случаев существуют специальные тематические карты, отображающие аналитический показатель и зачастую являющиеся источником данных при создании синтетической карты. Такие специальные тематические карты предоставляют более подробную информацию, по сравнению с той, которую можно получить из синтетической карты. Типичными примерами синтетических карт, часто использующихся в экологических исследованиях и отражающих кроме картографируемого синтетического показателя и его аналитические составляющие, являются ландшафтные карты. Текстовое сопровождение элемента легенды ландшафтной карты описывает ландшафт через взаимосвязи его компонентов, вследствие чего при применении ГИС-технологий в ландшафтном картографировании возникает задача формализации картографической легенды. В отличие от топографических или физико-географических карт, для которых существуют четкие правила их составления, зависящие, в первую очередь, от масштаба создаваемой карты, при тематическом картографировании, имеющем изрядную долю субъективизма, обычно таких правил нет. На данный момент отсутствует единый подход к выделению ландшафтных единиц и их текстовому описанию, а следовательно, нет единого подхода к составлению ландшафтных карт. Однако для каждой конкретной карты или серии карт, составленных по единому принципу, можно определить закономерности выделения ландшафтных единиц, позволяющие разработать способы хранения информации о компонентах ландшафта -для дальнейшего ее использования с применением средств автоматизации. С позиций ГИС-картографирования можно говорить о возможности выделении из атрибутивной синтетической информации ее аналитических составляющих для их дальнейшего использования. Анализ текстового сопровождения элементов легенды ландшафтной карты Алтайского края масштаба 1:500 000, созданной в ИВЭП СО РАН, позволяет выявить структуру ландшафтной единицы, включающую в себя компоненты ландшафта и связи между ними. Ведущим фактором выделения ландшафта является геоморфологический признак, следующим - комбинации растительности и почвенного покрова. Количество комбинаций растительности и почвенного покрова в описании ландшафтной единицы колеблется от 1 до 3. В случае наличия нескольких таких комбинаций площадное соотношение между ними выражается (достаточно приблизительно) при помощи связующих слов, таких как "и", "местами", "нередко" или при анализе геоботанических компонентов на уровне типов растительности. Кроме того, каждый компонент ландшафта имеет внутреннюю структуру, которая показывает разделение типа компонента ландшафта на характеристики, причем растительная ассоциация, являющаяся характеристикой типа геоботанического компонента ландшафта, может, в свою очередь, быть представленной несколькими растительными сообществами. Для автоматизации процедур работы с компонентами ландшафта необходима удобная форма их представления в ГИС. Наиболее часто применяемым способом записи атрибутивной информации в ГИС является табличная база данных. В случае записи структуры ландшафта это можно реализовать, поместив в ячейки таблицы, строки которой определяют номер ландшафта, а столбцы - всевозможные типы ландшафтных компонентов и их характеристики, информацию об их роли в формировании ландшафта. В дальнейшем с использованием таблиц показателей возможно вычисление их приблизительного значения для определенных ландшафтных контуров. В качестве примера использования ландшафтной карты как источника данных, получаемых с помощью ландшафтных компонентов, можно привести подход, принятый при организации особо охраняемых природных территорий, опирающийся на принципы выделения типичных и уникальных ландшафтов. В данном случае типичность и уникальность являются свойствами самого ландшафта, а не его компонентов. В то же время при организации особо охраняемых природных территорий необходимо, например, представление как можно большего числа существующих в регионе растительных сообществ, информацию о которых можно получить, используя геоботанический компонент той же ландшафтной карты. Объемы информации, применяемые при ландшафтном картографировании, достаточно велики, и задача ее формализации для дальнейшего автоматизированного использования в настоящее время является одной из актуальных проблем.

А.И. Владыкина, И.Н. Ротанова Сибирская государственная геодезическая академия, Новосибирск Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ДЛЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНА © А.И. Владыкина, И.Н. Ротанова, 2002

Сложившаяся к настоящему времени хозяйственная специализация отдельных регионов, своеобразие природной среды и особенности ресурсов природопользования определили большой спектр сочетаний экологических условий. В связи с усилением обратной связи общество - природа, определяющей, с одной стороны, сохранение, восстановление и рациональное использование природных ресурсов, а с другой, социально-экономическое развитие отдельных территорий, условия жизнедеятельности и здоровье населения, роль эколого-экономических исследований еще более возрастает. Необходимость комплексного анализа системы общество - природа на территории административного региона, включающего изучение природных ресурсов, хозяйства, расселения населения и экологической ситуации в целом, обусловила применение новых подходов при системном решении исследовательских задач. Определение эколого-экономического статуса территории основывается на анализе состояния природных систем в рамках жизнеобеспечения людей с учетом прямых и косвенных влияний природных, природно-техногенных, техногенных факторов, процессов и явлений. Одним из методов исследований в активно развивающемся в настоящее время направлении экономики - экономики природопользования - является эколого-экономическое направление в экологическом картографировании. Эколого-экономическое картографирование может быть компонентно-аналитическим, интегральным или синтетическим, различаться охватом и глубиной анализа техногенного воздействия на природную среду, отображать как типы и виды природопользования, так и, соответственно, критерии оценки экономических и экологических факторов. В основе эколого-экономических карт лежит отображение объективной картины имеющихся наиболее значимых природных ресурсов региона при одновременном анализе как основных характеристик природных условий, так и природно-ресурсного потенциала. Оно должно позволять анализировать как интегральную нагрузку общества на природу, так и степень благоприятности территорий для жизни и определенных видов деятельности человека, дать объективное представление о хозяйственной ценности территорий, обосновать вложения в воспроизводство ресурсов и их охрану, выбрать наиболее эффективный способ их эксплуатации. Для успешных эколого-экономических картографических исследований важен выбор показателей, необходимых для анализа территории. При этом показатели не должны быть специализированными, а иметь значение для решения различных задач. Совместный учет социально-экономических и экологических факторов в границах административных единиц позволяет провести дифференциацию территории по уровню эколого-экономического развития. Различное сочетание совокупного природного потенциала и типологии эколого-экономических показателей дает интегральный показатель благоприятности эколого-экономической ситуации в административных районах и степень благоприятности территорий для жизни и определенных видов деятельности человека. Для оценки эколого-экономической ситуации, а также экологической комфортности условий жизнедеятельности населения важным является и принятие такого обобщающего интегрального показателя. Методика создания эколого-экономических карт включает несколько этапов, в том числе разработку критериев для оценки территорий, содержит подход к классификации эколого-экономического благополучия, предусматривает вариантность исследований, отражающих региональные особенности и специфику отдельных территорий. Избрание Алтайского края полигоном исследования позволяет выработать методику анализа эколого-экономического состояния территорий, учитывающую различные физико-географические условия и сложившуюся территориальную организацию аграрного и промышленного природопользования. Сравнение интенсивности техногенной нагрузки и природного потенциала позволяет выделить районы с различной благоприятностью эколого-экономической обстановки, меру исчерпывания устойчивости территорий административных единиц. Разрабатываемая эколого-экономическая карта Алтайского края масштаба 1: 1 000 000 предназначена для комплексного изучения экологической обстановки в крае, а также для решения исследовательских и прикладных задач по перспективному планированию хозяйственной и природоохранной деятельности. В настоящее время при создании карта приняты следующая шкала уровней благоприятности территории для жизнедеятельности населения: - высокий уровень благоприятности - районы с высоким природным потенциалом, способным выдержать высокие эколого-экоиомические нагрузки; - средний уровень благоприятности - районы с высоким природным потенциалом, но недостаточно используемые и требующие более рационального использования природных ресурсов; - низкий уровень благоприятности - районы с природным потенциалом, не выдерживающим современную эколого-экономическую нагрузку, ведение в этих районах активной хозяйственной деятельности ведет к экологическому неблагополучию. Таким образом, на территории края можно выделить три основные группы различной благоприятности эколого-экономических условий для жизнедеятельности человека. На основе принятой классификации выполнена оценка отдельных территорий края. Напряженная ситуация складывается в юго-западных районах, имеющих низкий природный потенциал и соответственно низкую способность к самоочищению, а также устойчивость к антропогенным воздействиям. В районах центра края, в том числе расположенных в бассейне р. Алей, отмечается высокий уровень сельскохозяйственной освоенности. По территории проходят железная дорога и автомобильная магистраль, находятся крупные объекты сельскохозяйственного производства (гидромелиоративные системы, крупные животноводческие комплексы, тяжелая сельскохозяйственная техника, являющиеся источниками экологической напряженности на данной территории. Районы Кулундинской зоны отличает широкое распространение процессов ветровой и водной эрозии, засоление земель, а также загрязнение вредными выбросами от промышленных предприятий, добывающих и перерабатывающих химическое сырье. Предгорные районы Алтая и Салаира отличаются высоким природным потенциалом и климатическими условиями, благоприятными для санитарно-курортного лечения, туризма, а также сельскохозяйственного производства, в том числе и продуктов: детского и диетической питания. Преимуществом региона является относительная транспортная доступность. Существенная практическая значимость эколого-экономического картографирования и одновременно отсутствие единого комплексного подхода при региональных исследованиях определяют потребность в разработке методов, приемов и подходов более детального картографического анализа эколого-экономического состояния региональных структур как природного, так и социального деления.

УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ ТАВРИЧЕСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Выпуск N 12(51)N1

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФРАСТРУКТУРА

Воровка В. П., аспирант кафедры геоэкологии

В начало | Предыдущий выпуск | Следующий выпуск Оглавление | Предыдущая статья | Следующая статья

На современном уровне географических исследований при рассмотрении содержания понятия "экологическая инфраструктура" существует как минимум два подхода к его определению: экономико-географический и эколого-географический или геоэкологический.

Первый подход, развиваемый экономико-географами, основан на представлениях oб экологической инфраструктуре как составной части социально-хозяйственной инфраструктуры, задача которой заключается в охране природы и оздоровлении среды с целью улучшения условий проживания и работы на производстве [1]. Иными словами, она направлена на воспроизводство трудовых ресурсов. Аналогичная трактовка понятия характерна для ряда работ экономико-географов,посвященных проблемам инфраструктуры (И.М.Маергойз, С.С.Носова, Н.Ф.Голиков, В.П.Красовский, А.И.Кочерга и А.А.Мазараки и др.). С этой точки зрения подход к определению понятия "экологическая инфраструктура" вполне логичен, так как решает ряд вопросов, связанных с восстановлением и укреплением трудовых ресурсов - одного из важнейших факторов современной географии производства. Наряду с природными составляющими в его состав включаются и технические элементы, способствующие очистки отходов, выбросов и улучшающие условия быта населения.

Несколько иной подход к изучению экологической инфраструктуры наблюдается в геоэкологических исследованиях. Он основан прежде всего на сохранении устойчивости естественной среды. Реализация этого подхода осуществляется с позиций системности на основе ряда геоэкологических принципов (профилактичности, территориальной дифференциации, "мягкого" управления природой, полифункциональности), свойств и функций (целостности, повсеместности, поддержания биоразнообразия, средоформирования, обеспечения поддерживающего развития).

Целью настоящей работы является рассмотрение и краткий анализ основных геоэкологических трактовок понятия "экологическая инфраструктура", а также формирование целостного представления об экологической инфраструктуре как одном из объектов физико- и эколого-географических исследований.

Возникновение и формирование рассматриваемого понятия в пределах эколого-географического направления научных исследований происходит в последние 10-15 лет, хотя обращение к отдельным элементам экологической инфраструктуры (в современном понимании) известно с начала XIX века, когда начали проводиться первые посадки древесных растений вокруг обрабатываемых участков с целью регуляции водно-вещественного баланса почвы и снижения активности неблагоприятных природных процессов.

Выделение понятия происходило и утверждалось в рамках одного из молодых направлений ландшафтоведения-агроландшафтных исследований, основу которых составляют работы в области географии, биологии и экологии ведущих ученых - В.А.Николаева, Ю.Э.Мандера, П.Каваляускаса, Г.Б.Паулюкявичюса, Г.И.Швебса, М.И.Лопырева, В.И.Буракова, В.М.Яцухно, В.П.Селедец, А.А.Тишкова, Н.Ф.Реймерса и др., а также работ "Экологическая оптимизация агроландшафта" (1987), "Геоэкологические основы..." (1989) и другие. Внутри собственно геоэкологических исследований экологической инфраструктуры возникли две трактовки данного понятия-расширенная и узконаправленная.

Наиболее ярким сторонником первой является биолог по специальности Н.Ф.Реймерс, определивший "инфраструктуру экологическую как комплекс сооружений, предприятий, учреждений, сетей и технологических систем, обеспечивающих условия среды жизни человека [7,c.216]. К этому комплексу им относятся как элементы традиционной социальной и производственной инфраструктуры (системы мониторинга, очистных сооружений, коммунальное хозяйство, сфера обслуживания, дренажные системы, плотины и пр.), так и совокупность особо охраняемых природных территории-заповедники, заказники, национальные парки, зеленые зоны, парковые и защитные леса, памятники природы и другие объекты.

По своей сути это определение аналогично экономико-географическим представлениям, согласно которым, как было указано выше, в состав экологической инфраструктуры входят две составные части-природная и инженерная.

Ценность определения заключается в полном и всестороннем рассмотрении изучаемого вопроса, поскольку особенностью инфраструктурных объектов является их многофункциональность,причем в большинстве случаев происходит переплетение и совмещение функций как социально-производственных, так и экологических. С другой стороны, широкое понимание экологической инфраструктуры как объекта исследований усложняет определение четких границ понятия, а значит и работу с ним.

Отнесение Н.Ф.Реймерсом к составу экологической инфраструктуры технической составляющей объясняется рядом выполняемых природоохранных функций: очистка бытовых и промышленных стоков, воздуха от механических примесей и аэрозолей, воды от избыточного количества техногенных элементов и веществ, чуждых природе и т.п. Тем самым инженерные системы способствуют увеличению потенциала самоочищения естественных геосистем, повышению их устойчивости к антропогенному влиянию. Однако любая техническая система рано или поздно выходит из строя, снижается ее эффективность. Это требует дополнительных вложений в поддержание функционирования, причем здесь начинает работать "правило старого автомобиля", согласно которого чем старше автомобиль, тем больше он требует материальных затрат.

В состав экологической инфраструктуры должны входить объекты, затраты на создание и поддержание которых были бы минимальными, а эффект по возможности более высоким и продолжительным при длительном их функционировании. Такими объектами являются естественные образования и близкие к ним по функционированию природно-антропогенные системы. Они должны составлять основу, каркас в пределах целостной системы экологической инфраструктуры, выполняя функции средоформирования и средовосстановления, обеспечивать стабильное состояние всей природно-техно-социальной системы. Такое понимание положено в основу "узконаправленной" трактовки экологической инфраструктуры. Подобный подход достаточно хорошо рассмотрен П.Каваляускасом [3], где под экологической инфраструктурой понимается совокупность природных объектов о естественными или измененными биогеоценозами-мелкомассивные участки леса,лесополосы, долины рек и их истоки,водохранилища, пруды, озера, отдельные рощи, почвозащитные и водоохранные насаждения, выраженные положительные и отрицательные формы рельефа.

Аналогичной точки зрения при изучении экологической инфраструктуры придерживаются В.М.Яцухно и Ю.Э.Мандер [12] подчеркивая,что перечисленные компоненты кроме компенсирующей и экологической роли являются связующей основой для формирования целостной системы и способствуют пейзажной выразительности, поддерживая высокий уровень эстетического восприятия территории. В.А.Николаев [5] под экологической инфраструктурой понимает всю совокупность геосистем как естественного, так и искусственного происходжения в пределах определенного ландшафта, выполняющих природоохранные функции. Среди естественных геосистем им выделяются колочные и байрачные леса, нагорные дубравы,сосновые боры,приречные дремы, кустарниково-степные останцово-водораздельные массивы, естественные луга и т.д., а среди конструктивных приемов-создание сети лесополос, обустройство прудов и водохранилищ, буферных полос из сеяных многолетних трав...

Некоторые авторы [4,13] приводят понятие "ландшафтное краеустройство" или "ландескультура", подразумевая целенаправленное конструирование экологического каркаса территории (на макро-, мезо- и микроуровнях), дополненного системой элементов особо охраняемых природных территорий. Но поскольку и сети охраняемых природных территорий, и экологический каркас являются составными частями экологической инфраструктуры [2], то сформированные выше понятия можно считать, по нашему мнению, синонимами экологической инфраструктуры. Более правильным в географических исследованиях будет применение именно последнего, поскольку первые два больше ассоциируются с эстетическими представлениями, хотя в обустройстве территории элементами экологической инфраструктуры эстетические вопросы имеют далеко не последнее значение.

Существует еще достаточно много понятий - "экологические сети" [11], "природоохранная геосистема" [14], "инфраструктура устойчивости" [6], "зеленый каркас", "природоохранный каркас" [9,10], "экологическая инфраструктура ландшафта" [2], "природоохранный комплекс", или ПОК [8], суть которых совпадают в основном с формулировками экологической инфраструктуры в понимании В.А.Николаева, В.М.Яцухно, Ю.Э.Мандера, П.Каваляускаса.

Своеобразный подход в решении природоохранных задач и паралельного освоения земельных ресурсов предложен Г.И.Швебсом в концепции "агроландшафтных заповедников", объединяющих "участки разного заповедного режима и хозяйственного использования - от абсолютно заповедного ядра до сельскохозяйственных земель с самой интенсивной земледельческой нагрузкой" [16,с.27]. В основу этой концепции заложена адаптивная система земледелия, сочетающая охрану ценных природных территорий и объектов с дифференцированным землепользованием вокруг них, определенной территориальной организации различных элементов агроландшафтного заповедника. Немаловажное значение в концепции отводится и объектам экологической инфраструктуры - ядрам АЛЗ и миграционным (транзитным) коридорам.

Анализ и синтез работ, посвященных проблемам экологической инфраструктуры, позволяют сделать вывод о том, что ее основу составляет экологический каркас территории, состоящий из трех взаимосвязанных звеньев природного и природно-антропогенного происхождения - биоцентров, или природно-географических окон [14], биокоридоров и буферных зон. Биоцентры формируются с учетом репрезентативной представленности территории, ее максимальной естественной сохранности и наиболее полного биологического разнообразия. В большинстве случаев роль биоцентров выполняют особо охраняемые природные территории - заповедники, заказники, природные и национальные парки. Образование биокоридоров связано с линейными формами рельефа (речные долины, овражно-балочные комплексы) и линейными элементами антропогенного происхождения (овраги, водоохранные зоны,полосы отчуждения вдоль дорог, лесные полосы). Закономерности расположения буферных зон заключаются в их приуроченности к зонам активного природопользования (карьеры, шахты, промышленные площадки, населенные пункты), а также к особо ценным в природоохранном отношении территориям.

В качестве буферных зон с неактивным ведением хозяйственной деятельности - сенокосы, многолетние насаждения, зеленые зоны населенных пунктов.

Экологическая инфраструктура должна проектироваться с учетом природных особенностей территории и степени ее антропогенной трансформации (ландшафтный подход). "Каждый вид освоенного сельскохозяйственным производством природного ландшафта должен иметь свой особый план территориального устройства. Шаблон здесь недопустим. Пространственная привязка искусственных элементов экологической инфраструктуры также не может быть произвольной... "ведущим здесь должен быть признан принцип адаптивности", согласно которому "вновь создаваемые объекты... оптимально вписываются в естественную морфологию ландшафта, в основном определяемую особенностями мезорельефа" [5,с.48]. Создание экологической инфраструктуры на основе ландшафтного подхода способствует закреплению общей ландшафтной организации территории в целом и в то же время дифференцированного подхода к ее созданию в каждом конкретном ландшафте соответственно его структуре,динамике, устойчивости и функционированию.

Построение системы экологической инфраструктуры конкретной территории предусматривает выполнение ряда задач:

1.Сохранение экологического баланса территории, мобилизация экологических ресурсов природной среды.

2.Управление природными процессами, рациональное и научно обоснованное использование природных ресурсов.

3.Обеспечение поддерживающего развития природной среды и условий, благоприятных для человека, его настоящего и будущих поколений.

4.Обеспечение научно-образовательными и воспитательными средствами.

Эффективное выполнение экологической инфраструктурой поставленных задач возможно при обладании ею рядом свойств [8]: функциональной развитостью, территориальной взаимосвязанностью, географической репрезентативностью, технологической работоспособностью, открытостью, организационной завершенностью,простотой устройства.

Исходя из состояния изученности проблемы экологической инфраструктуры, а также с учетом ее свойств, задач и функционирования, попытаемся изложить свое понимание рассматриваемого понятия. Под экологической инфраструктурой следует понимать комплекс объектов, территорий, сетей и систем естественного и антропогенного происхождения, функционирующих по природным законам, обеспечивающий условия для поддерживающего сбалансированного развития природной среды, сохранения среды жизни человека и его последующих поколений. 0блдадая полным набором свойств и качеств, а также научно обоснованными параметрами его составляющих элементов этот комплекс будет эффективно выполнять задачи, поставленные при его создании.

Литература

1. Голиков Н.Ф. География региональной инфраструктуры (спецкурс). Учебное пособие для студентов географических специальностей вузов.-Рязань:Горизонт,1992.

2. Иванов А.Н.Ландшафтно-экологический подход к организации систем охраняемых природных территорий// Вест.Моск.ун-та.Сер.5.География. 1998.-N3.-С.16-21.

3.Каваляускас П. Вопросы теории природного каркаса // Научные труды высших учебных заведений Литовской ССР.География.199О.N2.С.93-1О9.

4.Колбовский Е.Ю.,Морозова В.В.Ландшафтное краеустройство как экологическая организация региона;Ярославский гос.пед.ун-т.-Ярославль, 1996.-11с.Деп. в ВИНИТИ 30.01.96 N334-В-96.

5.Николаев В.А.Основы учения об агроландшафтах//Агроландшафтные исследования: методология, методика, региональные проблемы.М.:Изд-во МГУ,1992. С.3-57.

6.Оценка качества окружающей среды и экологическое картографирование /Отв.ред.Г.В.Сдасюк,А.С.Шестаков.ИГ РАН.-М.,1995.

7.Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник.-М.,1990.

8.Селедец В.П.Принципы организации природоохранных комплексов // География и природные ресурсы.-1987.-N4.-С.38-43.

9.Тишков А.А.О смене парадигм во взамосвязи биогеографии и практики// Новое мышление в географии.-М.:Ин-т географии РАН,1991.-С.118-126.

10.Тишков А.А.Заповедная природа России сегодня и завтра // Энергия.-N2.-1994.-с.45-49.

11.Шварц Е.А.Экологические сети в Северной Евразии // Известия РАН.Сер. географическая.-1998.-N4.-С.10-15.

12.Яцухно В.М.,Мандер Ю.Э.Формирование агроландшафтов и охрана окружающей среды.-Мн.:Институт геологических наук АНБ;1995.-122с.

13.Рихтер Г.Культура ландшафта в социалистическом обществе/Пер.с нем. Г.Н.Шендерук.-М.: Прогресс ,1983.

14.Геоэкологические основы территориального проектирования и планирования /Под ред.В.С.Преображенского,Т.Д.Александровой.-М:Наука,1989.

15.Швебс Г.И.Доминионы ноосферы: обоснование схемы агроландшафтного варианта //География и природные ресурсы.-1990.-N3.-С.25-35.

Дальше

Назад

Начало

Конец

Список

1.6. Информационные системы экологического мониторинга

Региональные эколого-информационные системы

Действующая система экологического мониторинга, выполняемого как научными учреждениями, так и федеральными контролирующими органами, малоэффективна не только по причине низкой технической оснащенности, но и, в значительной мере, в силу игнорирования современных методов управления данными и комплексной математической обработки результатов многомерных наблюдений. Остается невостребованным и с каждым годом теряется богатейший материал по гидрохимии природных водных систем, накопленный в течение десятилетий региональными службами Госкомгидромета. Очевидно, что кроме традиционных малоинформативных сводок о доле показателей, превышающих ПДК, эти данные могли бы с успехом использоваться для построения как локальных моделей сезонной и многолетней динамики водоемов, так и обобщенных моделей рационального эколого-экономического развития территориальных комплексов.

Построение любой модели экосистемы начинается, как правило, с организации оперативного и непротиворечивого доступа к массивам первичных данных экспедиционных исследований.

Полная компьютерная система, предназначенная для поддержки аналитической деятельности любого проекта (финансового, социального, экологического) должна состоять из следующих семи ступеней функционального анализа данных [Бершадский с соавт., 1999]:

склеивание данных в кучи (heaping) с использованием средств, которые обеспечивают хранение разнородной информации, ведение идентификационных справочников и сортировку сведений на три кучки: "ценную кучку" (valuable hill), "рабочую кучку" (work hill) и "навозную кучку, в которой может быть найдена жемчужина" (dung hill);

складирование данных (data warehousing, DWH) и их маркирование, удобное для описания и извлечения различных семантических группировок; результат DWH представляется в виде многомерного куба, каждая точка внутри которого соответствует набору семантически однородных элементарных объектов;

совмещение, комбинирование данных (combining) – создание многомерного пространства, где каждая координата соответствует элементу набора или точке куба DWH, отображенной на линейно–упорядоченные градуированные оси (только в этом пространстве могут быть установлены отношения взаимосвязи и проведен анализ на основе метрической близости);

компьютерная томография или визуальный многомерный анализ (visual multidimensional analysis) – позволяет конструировать двух- и трехмерные визуальные образы (паттерны) сложных взаимосвязей между рядам данных, наблюдать динамику образования и развитие аномалий;

разведывательный анализ данных (data mining) – "просеивание" информации с целью нахождения в ней особенностей и аномалий, заданных описанием шаблонов или пороговых значений;

восстановление зависимостей (forecasting) по эмпирическим выборкам – математическая обработка многомерных наблюдений (статистический и прецедентный анализ, оценка тренда временных рядов и проч.);

принятие решений, планирование и управление (deciding - computer aided engineering) – отображается специальной сетью “ресурсы – потоки – события”, представленной в разделе 1.3.

Определим эколого-информационную систему (ЭИС) как региональную автоматизированную экспертную систему по экологии и природоохранной деятельности, которая включает всю располагаемую совокупность данных мониторинга и состоит из трех основных компонентов:

системы управления базами данных (СУБД), обеспечивающей хранение и оперативную выборку необходимой информации (этапы "склеивания, складирования и совмещения данных");

геоинформационной системы (ГИС), преобразующей информацию о территории в виде набора предметных слоев на электронной карте местности и осуществляющей пространственную экстраполяцию расчетных показателей ("компьютерная томография");

пакета прикладных программ (ППП), включающего библиотеку математических методов, синтезирующих набор решающих правил (коллектив предикторов) для оценки качества экосистемы и анализа причинно-следственных связей этой оценки с факторами среды ("разведывательный анализ и восстановление зависимостей").

Приведенное нами выделение подсистем ЭИС основано на традиционной классификации компонентов программного обеспечения, разрабатываемого как российскими, так и ведущими мировыми производителями. Современные тенденции развития компьютерной технологии делают нерациональными трудозатраты каждого конкретного пользователя на разработку собственных версий СУБД, ГИС или ППП, поскольку на рынке программного обеспечения существуют многочисленные варианты соответствующих пакетов и инструментальных сред, различающихся только функциональностью, техникой внутренней реализации и стоимостью. Некоторые названия таких программных компонентов приведены ниже:

системы управления базами данных: MS Access (в составе всемирно распространенного пакета Office), MS Visual FoxPro, Paradox, Clarion, MS SQL Server, Oracle, SyBase и т.д.;

геоинформационные системы: ArcInfo, MapInfo, Ингео, Manifold System, ObjectLand, GeoGraph, Карта-2000 и многие другие (основные сведения о ГИС можно получить, например, в книге С.В. Шайтуры [1998], а также на страницах Интернет "ГИС-Ассоциация" – http://www.gisa.ru/ . gisa.ru или "Где купить ГИС и данные для них" – http://giscenter.icc.ru/digest/gis_n_data.html);

пакеты статистических программ: "Statistica", "Statgraphics", "SPSS", "SAS", "Minitab", "Systat", "Stadia", "САНИ", "Мезозавр" и т.д. (обзор рынка и сравнительный анализ возможно-стей выполнены, например, Д.С. Сильвестровым [1988], С.А. Айвазяном и В.С. Степановым [1997, URL] и др.).

Большинство перечисленных продуктов имеют внутренние языки программирования и инструментальные средства визуализации информации, импорта/экспорта данных, поэтому технология создания ЭИС сводится к выбору наиболее подходящих программных продуктов, их приобретению и последующей адаптации с целью создания действительно интегрированной системы.

На сегодняшний день одной из самых трудно решаемых проблем при разработке интеллектуальных приложений, подобных ЭИС, является формализация предметной области в виде N-мерной информационной модели. По определению, любая модель ограничена, т.к. отбрасываются незначительные детали и выделяется суть. Именно тут и проявляется первая из проблем – оценить что важно для решения поставленной задачи, а что нет?

Согласно терминологии, принятой в теории информатики, база данных – это “идентифицируемая совокупность взаимосвязанных данных, предназначенных для многоцелевого использования” [ГОСТ 14.413-80]. По теории реляционных баз данных имеется обширная литература, как изданная традиционным "бумажным способом" [Дейт, 1998; Пушников, 1999 и др.], так и представленная на страницах Интернет (например, on-line библиотека Центра Информационных Технологий – http://www.citforum.ru). Применительно к региональным ЭИС, под базой данных будем понимать реализованную с помощью технических средств динамическую информационную модель территории, отражающую пространственно-временную структуру, состояние и взаимосвязи между отдельными элементами моделируемой экосистемы. Разрабатываемый в Институте экологии Волжского бассейна РАН пространственно-распределенный банк экологических и экономических данных [Моисеенкова, Шитиков, 1989; База эколого-экономических.., 1991; Rozenberg, Shitikov, 1993; Розенберг с соавт., 1995; Rozenberg, 1995] включает в себя следующую иерархию баз, образно интерпретируемую как "экологическая матрешка":

комплексную базу данных, охватывающую территорию 24 областей и автономных республик Волжского бассейна (более 90% территории);

локальные базы по территориям Самарской, Ульяновской, Саратовской и других областей;

частные базы данных, описывающие либо отдельные регионы (например, г. Тольятти и прилегающую территорию Ставропольского района), либо специализированные ресурсно-темати-ческие блоки (например, динамику гидрологических характеристик Куйбышевского водохранилища).

Естественно, что при создании таких ансамблей баз данных ключевое место уделяется процессам агрегирования информации в ходе ее прохождения от максимально детализованных баз нижнего уровня к комплексным базам высшего уровня. Одной из типичных баз нижнего уровня является специализированная база гидробиологических данных региона (ограниченного в этом случае малыми реками Самарской области), которую мы рассмотрим в качестве примера [Экологическое состояние.., 1997; Зинченко, Шитиков, 1999].

Состав и структура гидробиологической базы данных

Разработанная информационная система предназначена для ведения и оперативной выборки гидробиологических, гидрохимических и гидрологических данных, необходимых для комплексного анализа структурных деформаций, проходящих в изучаемой экосистеме под влиянием антропогенных воздействий, и сравнительной оценки роли гидробионтов в самоочистительных процессах водотоков. База данных объединяет гидробиологические наблюдения, проведенные на 34 малых реках разного типа и уровня антропогенной нагрузки, расположенных в степной и лесостепной зонах Самарской области (см. схему на рис.1.8).

Загрузить схему малых рек Самарской области...

Почти все современные СУБД основаны на реляционной (relational) модели управления базами данных, которая использует следующую терминологию:

отношение (relation) – информация об объектах одного типа, например, о биологических видах, точках взятия пробы или графиках экспедиций (в реляционных базах данных отношения обычно хранятся в виде таблиц);

атрибут (attibute) – определенная часть информации о некотором объекте, например, даты экспедиций или численности гидробионтов (атрибут обычно хранится в виде столбца или поля таблицы);

связь (relationship) – способ, которым информация в одной таблице связана с информацией в другой таблице (например, у точек отбора проб с конкретными измерениями тип связи "один-ко-многим", т.к. в одной точке можно сделать много проб, но любая проба соотносится только с одной точкой измерения);

объединение (join) – процесс объединения таблиц на основе совпадающих значений специально выделенных ключей-идентификаторов (например, информация о гидробиологических пробах может быть объединена с гидрохимическими данными по порядковому номеру экспедиции и дате измерения).

Рассматриваемая база гидробиологических данных представляет собой совокупность реляционных таблиц в формате СУБД (MS Access 97), где каждое отдельно взятое наблюдение (гидрохимический показатель или параметр обилия каждого вида в конкретной гидробиологической пробе) информационно связано со спецификацией водоема, координатами и характеристиками точки отбора проб (географический аспект), а также датой проведения экспедиции (временной аспект).

Обобщенная информационная модель базы данных, представленная на рис 1.9, состоит из двух типов таблиц: таблиц-справочников условно-постоянного назначения, необходимых для точной рубрикации хранимых показателей (изображены овальными элементами), и информационных таблиц с первичными результатами наблюдений в период экспедиционных исследований (изображены прямоугольниками).

Рис. 1.9. Информационная модель специализированной базы гидробиологических данных по Самарской области

Для каждой пары таблицы устанавливался определенный тип отношений и технология реализации связи в виде первичных и вторичных ключей. Во всех случаях использовался тип связи "один-ко-многим", ориентированный на рис. 1.9 по направлению стрелки. Например, для каждого водного объекта (в частности, реки) определяется некоторое подмножество "дочерних элементов" – станций, соответствующих пунктам отбора экспедиционных проб или постоянно действующих постам ГМО, которые не могут принадлежать никакому другому "родительскому" объекту. В тоже время, каждая река принадлежит одному "родителю" – региону, объединяющему некоторое подмножество рек.

Таблицы содержательной части базы, включающие измеренные метеорологические, гидрологические гидрохимические и гидробиологические данные, кроме самого значения показателя содержат ссылки на записи справочных таблиц Станция, Измерение и Рубрикатор показателей (для гидробиологических данных – Список видов). В частности, раздел данных по макрозообентосу, который является предметом дальнейшего рассмотрения, включает данные мониторинга по 571 пробе, взятой на 247 станциях за период с 1987 по 2001 гг. Информационные описания гидробиологических объектов в точках наблюдения формируются из значений численности и биомассы 580 видов, принадлежащих к различным таксономическим группам зообентоса. Аналогичной является структура данных о представленности других биотических сообществ: фитопланктона, бактерий, зоопланктона, рыб и т.д.

На рис. 1.10 приведен пример представления гидробиологического блока данных на видеограмме информационной системы, сформированной по конкретному запросу пользователя: на экран дисплея выводится видовой состав, численность и биомасса зообентоса по результатам отбора одной из проб на р. Чапаевка.

Рис. 1.10. Электронная форма фрагмента базы данных по одному наблюдению

Совокупности количественных гидробиологических показателей, определенных для каждого измерения, ставится в соответствие некоторое множество гидрометеорологических, гидрологических и гидрохимических данных, сопряженных по точке и времени взятия пробы. Приведем основные фрагменты рубрикатора по этим разделам:

общие и суммарные гидрохимические показатели: минерализация, общая жесткость, водородный показатель (рH), окислительно-восстановительный потенциал (eH), взвешенные вещества, сухой остаток, растворенный кислород, окисляемость перманганатная и бихроматная (ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК_n, БПК₅), сумма ионов;

концентрации неорганических веществ: азот нитритный, азот нитратный, азот аммонийный, сумма минерального азота, фосфор общий, фосфаты минеральные, сульфаты, сульфиты, сероводород и сульфиды, хлориды, активный хлор, кальций, магний, цинк, железо, медь, никель, ртуть, свинец, хром, кадмий, кобальт, марганец, мышьяк, олово, свинец;

концентрации органических веществ: нефтепродукты, фенолы, пестициды, формальдегид, углеводы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), смолистые вещества, хлорированные фенолы и бифенилы, a -гексахлорциклогексан;

сопряженные гидрологические и гидрофизические показатели: скорость течения, глубина водоема в месте отбора пробы, температура воды в придонном слое, электропроводность воды, органолептические наблюдения (запах, мутность, цветность, прозрачность);

общие гидрометеорологические и гидрологические показатели: испарение зеркала водоема, cток с плотины, уровень воды в водоеме (среднемесячный, максимальный и минимальный за период), приход воды по руслу, суммарный расход воды, температура воды на метеопосту, температура атмосферного воздуха, суммарная радиация, направление ветра, его скорость и повторяемость.

Для работы с базой данных разработано программное обеспечение, реализующее традиционные в таких случаях функции:

загрузка данных в базу, их верификация и корректировка;

многоаспектный поиск и формирование в режиме диалога подмножества показателей по имеющимся рубрикационным полям;

получение расчетных таблиц оценки структурных характеристик и составляющих энергетического баланса для изучаемых групп гидробионтов;

графическое отображение на экране дисплея диаграммы пространственного распределения каждого показателя базы по створам русла водотока;

получение новых (интегральных) показателей путем линейной комбинации подмножества других показателей, имеющихся в базе, либо по иным расчетным формулам;

математическая обработка показателей базы с целью экологического районирования водохозяйственной системы, выявления участков водотоков, подверженных наибольшему антропогенному воздействию, оценки биотического и гидрохимического состояния природных водоемов.

Оперативная аналитическая обработка данных

Выборка показателей базы данных, предназначенная для математической или аналитической обработки почти всегда представляет собой прямоугольную таблицу. Если значения измеряемых переменных располагать в столбцах, то число таких столбцов может достигать нескольких сотен – по числу переменных. Каждая строка в такой матрице будет содержать измеренные значения упомянутых переменных в одной пробе, отобранной в определенный момент времени в определенном месте. Понятно, что число таких строк может также измеряться сотнями. Иначе говоря, исходные данные, полученные по программе мониторинга, представляют собой матрицу размерности т× n, где т – число строк, n – число столбцов, и размерность эта весьма велика (см. рис. 1.11).

Рис. 1.11. Схема представления информации по разделу базы данных "Зообентос"в виде матрицы

Как было отмечено выше, созданию баз данных сопутствует разработка приложений и технологий, которые, в извечной борьбе математиков с "проклятием размерности", обеспечивают возможность манипулирования и анализа многомерной информации, т.е. то, что объединяется в настоящее время термином “Оперативная аналитическая обработка данных” (англ. – OnLine Analytical Processing или OLAP-технология). Анализируемая информация представляется в виде многомерных гиперкубов, где измерениями служат показатели исследуемого объекта, а в ячейках содержатся агрегированные данные (см. рис. 1.12).

Рис. 1.12. Представление данных об обилии видов в OLAP-кубе в разрезе рек и с разбивкой по месяцам

Очевидно, что некорректные исходные данные приводят к некорректным выводам. Поэтому важнейшим этапом анализа данных является их комплексная предварительная обработка: сглаживание, удаление шумов, редактирование аномальных значений, заполнение пропусков и многое другое. При этом используются алгоритмы робастной фильтрации, спектрального и вейвлет-анализа, последовательной рекуррентной фильтрации, статистического анализа. Если при этом каждое поле анализируемого набора обрабатывается независимо от остальных, то такая предобработка получила название парциальной. Более широкая трактовка термина "препроцессинг" соответствует разведывательному анализу данных, в рамках которого осуществляется отбор информативных признаков и понижение размерности входных данных путем устранения незначащих факторов. Описание конкретных алгоритмов, используемых для этих целей, и примеры их использования представлены в части 3 настоящей книги.

На пути к межрегиональным информационным системам

Дальнейшее развитие информационных и Интернет-технологий неизбежно приведет к работам по созданию федеральных и всемирных систем, обеспечивающих доступ заинтересованных лиц и организаций к данным мониторинга окружающей среды любого уровня детализации. Более того, такие работы уже активно ведутся. В этой связи представляет безусловный интерес для широкого круга практических работников и научной общественности информационная система "ЭКОЛОГИЯ ПРЕСНЫХ ВОД РОССИИ" (http://www.ecograde.bio.msu.ru/index.htm), разработанная на кафедре общей экологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (руководители проекта В.Н. Максимов, В.А. Абакумов, А.П. Левич и Н.Г. Булгаков).

Информационная система включает в себя следующий набор данных:

качество пресных вод по гидробиологическим показателям (индексы сапробности для фитопланктона, зоопланктона и перифитона; биотический и олигохетный индексы для зообентоса; классы качества вод);

экологические группировки гидробионтов и их функциональные характеристики (фитопланктон, зоопланктон, бактериопланктон, перифитон, зообентоса, макрофиты, пигментный состав микроводорослей);

физико-химические характеристики водной среды (гидрохимические показатели, загрязняющие вещества, гидрологические параметры, температура воды).

В версии информационной системы за 2000 г. представлены:

база данных качества пресных вод по гидробиологическим показателям за 1976-95 гг. по Азовскому, Каспийскому, Карскому, Баренцеву, Восточно-Сибирскому и Тихоокеанскому гидрографическим районам (около 13 700 записей, относящихся к 60 бассейнам и подбассейнам, 400 водным объектам и 3 000 створам наблюдений);

база первичных гидробиологических данных о месте, дате и условиях отбора проб, таксономической принадлежности, численностях, биомассах, числе видов всех экологических групп гидробионтов, а также о пигментном составе по Азовскому (1978-87, 1991 и 1994 гг.), Каспийскому (1976, 1979-82, 1988-89, 1992 и 1995 гг.) и Карскому (1995 и 1996 гг.) гидрографическим районам (64 913 записей о 1 273 видах гидробионтов из 10 бассейнов и подбассейнов, 46 водных объектов и 250 створов наблюдения);

база физико-химических данных о текущих, среднегодовых и экстремальных значениях примерно 80 характеристик, включающих гидрохимию, концентрации загрязняющих веществ, а также расходы и температуру воды, по Баренцеву, Азовскому, Каспийскому, Карскому, Восточно-Сибирскому и Тихоокеанскому гидрографическим районам за 1975-98 гг. (около 7 849 записей из примерно 200 водных объектов и 500 створов наблюдения).

Данные сопровождаются подробным набором картосхем с точной идентификацией точек отбора проб и маршрутов измерений.

В определенном смысле, "классикой жанра" являются работы по созданию гидробиологической информационной системы оз. Байкал, осуществляемые, начиная с 70-х годов, Иркутским государственным университетом совместно с институтами СО РАН [Кожова, Павлов, 1985; Методология оценки.., 2000]. Разработанная база данных характеризуется продуманной организацией компьютерной обработки результатов режимных наблюдений фитоценозов и зоопланктонных сообществ на протяжении длительного периода времени (динамические ряды более 50 лет). Гидробиологические измерения сочетаются в базе с данными наблюдений развитой системы гидрохимического мониторинга, охватывающей широкий диапазон ингредиентов и характеризующейся высоким уровнем точности. Композиционная целостность и репрезентативность базы данных явились основой для математического моделирования сезонной динамики экосистемы и процессов массопереноса в озере [Меншуткин с соавт., 1978, 1981; Приемы прогнозирования.., 1985].

ИНФОРМАЦИЯ О РЕФЕРАТЕ:

  предмет: Экономическая географи...

  тема: Экономическое районирован...

  размер: 56217 кб

  автор: CityRef.ru

  тип реферата: реферат

ВЫ МОЖЕТЕ:

скачать данный реферат

отправить на e-mail

Экономическое районирование

реферат : Экономическая география : Экономическое районирование

районов, как образно отметил один из географов, это «скорлупа от выеденных яиц». От себя добавим: «в которую заложено совсем иное содержание». В то же время осложнены возможности использования существующих рамок районов и для рыночной экономики. И самое главное, районирование должно способствовать формированию не только эффективной экономики, территориально-производственных комплексов, но и новых рыночных структур (ассоциаций, концернов, корпораций, холдингов) в определенных территориальных границах. Необходимо не одностороннее экономическое, а комплексное социально-экономическое районирование, учитывающее исторические особенности заселения, географические особенности расселения и условия жизни людей, проблемы и географию городов (от крупнейших до маленьких) и сельских поселений, миграции населения. Районирование должно быть эколого-экономическим, т.е. способствовать улучшению экологических условий, учитывать местные природные особенности, проблемы дефицита отдельных ресурсов. Районирование должно способствовать укреплению единства всех частей государственной территории России и обеспечивать управление ими, т.е. решать политические задачи. В то же время территориальное управление, отсутствующее в экономических районах, присутствует в элементах административно - территориального деления (областях, краях), а также в республиках. Само административно территориальное деление значительно устарело. России необходимо:

1.        Проведение нового комплексного общественного районирования, способствующего решению не только экономических задач. 2.        Новое административнотерриториальное деление создание единообразных (одного ранга и уровня) субъектов Российской Федерации.

Но пока это не осуществлено, а области, края и особенно республики имеют большие права, которые целесообразно использовать для совершенствования районирования.

Список использованной литературы:

1.        Крупные экономические районы СССР. Под ред. Копылова.

2.        Региональная экономика. Под ред. Т.Г. Морозовой.

3.        Регионоведение. Под ред. Т. Г. Морозовой.

4.        Территориально-производственный комплекс. Под ред. Н.Н. Некрасова.

5.        Территориально-производственный комплекс. Под ред. Т.Г Морозовой.

6.        Эколого-экономическое районирование. Под ред. В.М. Разумовского.

страницы:

На главную страницу

Абалаков А.Д., Антипов А.Н. Эколого-географическое обоснование территориальной организации природопользования для обеспечения устойчивого развитию нефтегазовых регионов//Исследования эколого-географических проблем природопользования для обеспечения территориальной организации и устойчивости развития нефтегазовых регионов России: Теория, методы и практика. - Нижэневартовск:НГПИ, ХМРО РАЕН, ИОА СО РАН, 2000. - с.3 - 6.

Эколого-географическое обоснование территориальной организации природопользования для обеспечения устойчивого развитию нефтегазовых регионов

Абалаков А.Д., Антипов А.Н.

Среди различных сфер человеческой деятельности нефтегазовая отрасль обладает одной из наиболее высоких норм прибыли, существенная часть которой складывается из природной ренты. Углеводородные ресурсы являются национальным достоянием и имеют особую социальную значимость. Вследствие чего актуальна проблема реструктуризации нефтегазовой отрасли и перераспределение ее доходов в интересах всего общества. Поэтому решение проблемы использования углеводородных ресурсов сегодня и без ущерба для будущих поколений связывается с представлениями об устойчивом развитии, разработкой соответствующей ему территориальной организации природопользования.

Углеводородные ресурсы составляют основу экономического потенциала многих стран. Наиболее высока их роль в обеспечении топливно-энергетического и нефтехимического комплексов. Россия относится к числу мировых держав по запасам и добыче нефти и газа. В настоящее время общая потенциальная ценность полезных ископаемых страны оценивается в 28560 млрд. $, из которых на газ приходится 9190 млрд. $ (32,2 %), нефть и конденсат 4481 млрд. $ (15,7 %). Товарный состав экспорта минеральных ресурсов в страны дальнего зарубежья составляет 41 %, в страны СНГ 52 % от общей суммы всех поставок.

Однако складывающаяся сегодня благоприятная ценовая конъюнктура на нефть без проведения структурной перестройки экономики и модернизации производства не приведет к устойчивому развитию, социально-экономическому благополучию и экологической безопасности, выводу страны из кризиса, поразившего все сферы жизни. Может повториться история 70-х годов, когда нефтегазовый бум в России, также связанный с высокими ценами на нефть, только отсрочил развязку. В результате были растрачены огромные валютные поступления, нарушены условия добычи, подорваны запасы, произошли необратимые изменения природы, в том числе среды проживания коренных народов. Однобокая ориентация на добывающий комплекс способствовала ослаблению других отраслей, потере их конкурентных преимуществ. Это явилось причиной пересмотра места нефтегазового сектора в стратегии развития страны. В настоящее время осознано, что нужна диверсифицированная модель общества, ориентированная на комплексное социально-экономическое развитие на базе использования углеводородных ресурсов.

К кругу проблем нефтегазовых регионов относятся экологические и социально-экономические проблемы. Последние в значительной мере связаны с распределением рентного дохода от добычи и продуктов переработки углеводородов между государством, территориями и недропользователями. Географии принадлежит важная роль в реализации модели устойчивого развития регионов сырьевого типа посредством территориальной организации природопользования. Географически обоснованная территориальная структура нефтегазового комплекса будет обеспечивать повышение уровня благосостояния населения за счет крупномасштабных инвестиций в другие отрасли производства и социальную сферу, способствовать постепенному переходу к преимущественному использованию возобновимых ресурсов, формированию наукоемких и высокотехнологичных производств. Оптимальная с эколого-географических позиций территориальная система природопользования нефтегазовых регионов создает благоприятные условия для размещения производительных сил с точки зрения экономико-географического положения и географического разделения труда, использования природно-ресурсного потенциала, приближения промышленности к источникам сырья, топлива и районам потребления, экологической регламентации хозяйственной деятельности. Системный подход в решении проблемы перехода нефтегазовых территорий к устойчивому развитию предполагает учет взаимозависимостей и взаимосвязей природных и общественных компонентов географического ландшафта. На рисунке показана принципиальная схема эколого-географического обоснования устойчивого развития нефтегазовых регионов в аспекте их территориальной организации. К концептуальным положениям разработки относятся вопросы о роли углеводородов в формировании стратегии устойчивого развития и управлении недропользованием применительно к условиям России, и в особенности районам Сибири и Дальнего Востока. Устойчивое развитие этих регионов имеет свою специфику. С эколого-географических позиций оно рассматривается как единый процесс, обеспечивающий развитие отраслей экономики, занятость населения и рост его жизни на основе рационального использования углеводородных и других ресурсов при соблюдении экологических ограничений, направленных на сохранение природного комплекса страны для будущих поколений. Рационализация энерго- и ресурсосбережения углеводородов особенно актуальна в связи с тем, что они относятся к невозобновимым ресурсам. Поэтому возникает проблема поисков альтернативных источников развития, для чего необходима концентрация капитала и его инвестирование в другие отрасли экономики, а в контексте устойчивого развития - использование накоплений нефтегазового сектора для решения стратегических задач жизнеобеспечения последующих цивилизаций.

Территориальная структура природопользования строится как в глобальном масштабе, так и применительно к отдельным странам, регионам и районам, нефтегазовым месторождениям. В зависимости от ранга территории и ее специфики используются различные критерии и оценочные показатели устойчивого развития: экономические, социальные, политические и экологические. Особое значение придается региональной политике недропользования, соглашениям о разграничении полномочий между федеральными, региональными и муниципальными органами государственной власти и местного самоуправления, нефтегазовыми компаниями. С целью предотвращения монополизации нефтегазовой отрасли необходима законодательная система, поддерживающая политику управления государственным фондом недр. Важным элементом такой политики рассматривается переход к учету "социальной ценности" ресурсов за счет распределения и использования нефтегазовой ренты в интересах регионов. Эффект от реализации крупных нефтегазовых проектов возрастает при комплексировании различных отраслей. В последнее время это достигается созданием крупных вертикально-интегрированных региональных компаний, что позволяет решать проблемы экономической и экологической совместимости производств, занятости населения.

Развитие нефтегазового сектора по-разному воздействует на природу и хозяйство регионов, что зависит от уровня и типа их освоенности, географического и геополитического положения, природных условий и ресурсов, экологического состояния. Территориальная организация природопользования в географических исследованиях обеспечивается картографическими методами. С их помощью достигается всесторонний учет природных, экологических и социально-хозяйственных условий, влияющих на формирование территориально-производственных комплексов и систем расселения, связей и взаимодействия указанных факторов с окружающей средой. К числу картографических проблем относятся сложности классификации и генерализации объектов исследования, совмещения границ различных природных и общественных явлений. Для отображения региональных и зональных факторов, их территориальных сочетаний и связей проводится эколого-географическое районирование и зонирование. Районы рассматриваются как гетерогенные образования. Зоны выделяются по принципу однородности и они характеризуются близкими показателями составляющих их элементов. Сочетание региональных и зональных признаков позволяет учитывать индивидуальные и типологические свойства природно-техногенных геосистем, важные для природопользования. Для управления нефтегазовыми территориями сетка физико-географических, социально-экономических и экологических рубежей должна быть вписана в систему административно - территориального деления и землепользования.

С целью получения информации об природных условиях и ресурсах регионов, элементах хозяйственной деятельности, оценки и контроля состояния окружающей среды, получения информации для принятия решения необходима организация и проведение мониторинга. Геоинформационные системы являются основным элементом поддержки мониторинга. Использование геоинформационных технологий позволяет собрать и проанализировать различную пространственную информацию, использовать ее для территориального планирования и управления природопользованием нефтегазовых регионов, обеспечения устойчивости их развития.

Рассмотренные подходы раскрывают представление о том, какими рычагами и способами возможно обеспечить переход к устойчивому развитию нефтегазовых регионов. В качестве примера рассматривается Ковыктинский газовый проект, осуществляемый на базе разработки крупнейшего в Восточной Сибири Ковыктинского газоконденсатного месторождения. Реализация этого международного инвестиционного проекта будет способствовать комплексному социально-экономическому развитию Приангарья и улучшению экологической обстановки вследствие газификации крупных промышленных центров. Предложена территориальная структура природопользования для перехода к устойчивому развитию Жигаловского района, на территории которого расположено Ковыктинское месторождение. В ходе экологической экспертизы Ковыктинского газового проекта проведено комплексное эколого-географическое картографирование Жигаловского района и расположенного на его территории Ковыктинского газоконденсатного месторождения, зон прохождения трасс магистральных трубопроводов и других производственных объектов.