Еколого-географічний аналіз і оцінювання території України на основі картографічного моделювання

Размещено на http://www.allbest.ru

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Спеціальність 11.00.11 - Конструктивна географія і раціональне

використання природних ресурсів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора географічних наук

Еколого-географічний аналіз

і оцінювання території України

на основі картографічного моделювання

(теорія, методика, практика)

Барановський Володимир Андрійович

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Раді по вивченню продуктивних сил України

Національної академії наук України

Науковий консультант: доктор географічних наук, професор,

член-кореспондент АПН України

Шищенко Петро Григорович,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка,

професор кафедри географії України

Офіційні опоненти:

доктор географічних наук, професор Денисик Григорій Іванович,

Вінницький державний педагогічний університет

імені Михайла Коцюбинського,

завідувач кафедри фізичної географії;

доктор географічних наук, професор Жупанський Ярослав Іванович,

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича,

завідувач кафедри географії і картографії України;

доктор географічних наук, професор Некос Володимир Юхимович,

Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна,

завідувач кафедри геоекології і конструктивної географії.

Провідна установа:

Львівський національний університет імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України, м. Львів.

Захист відбудеться “29” жовтня 2001 р. о 14 годині на засіданн

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.07 при Київському національному

університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м. Київ,

вул. Васильківська, 90.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Київського

національного університету імені Тараса Шевченка за адресою:

03017, м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий “23” вересня 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор географічних наук, професор Іщук С.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Нині особливої актуальності набула проблема взаємодії суспільства і природи, що викликана загрозою виснаження природних ресурсів, різким погіршенням умов проживання і як наслідок - зростанням захворюваності населення тощо. Рівень впливу людського суспільства на природне середовище настільки збільшився, що зворотній вплив зміненої природи на людей став загрозливо небезпечним.

Необхідність вирішення цих проблем на державному рівні передбачає пошук таких форм оптимізації взаємодії суспільства і природи, які б не призводили до руйнування власне інтегративної геосистеми “суспільство-природа”. Оскільки екостан названої геосистеми має просторово-часову організованість, то він досліджується географічними науками. В цих дослідженнях важлива роль належить картографічному моделюванню як засобу впорядкування, аналізу і узагальнення різноманітної екологічної інформації про геосистему. Карта найбільш об'єктивно відображає результати еколого-географічного аналізу і оцінювання територій, а також наші знання про них у наочній і доступній формі, що визначає логічність застосування саме картографічного моделювання для даного дослідження.

Нині існують різноманітні підходи до еколого-географічного аналізу і оцінювання окремих складових інтегративної геосистеми на основі картографічного моделювання, що викликає потребу в їх аналізі і узагальненні, теоретико-методологічному та методичному обгрунтуванні шляхів системного вирішення цієї наукової проблеми.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалась в рамках комплексних наукових програм Ради по вивченню продуктивних сил (РВПС) України НАН України за темами 3.1.5. 58 “Прогноз розвитку і розміщення продуктивних сил України на тривалу перспективу (комплексне фундаментальне дослідження)” і 8.4/24 “Теоретико-методологічні основи формування усталеного самовідтворювального розвитку”.

Окремі положення сформульовано у зв'язку з участю автора в наукових програмах та темах, які розроблялися в Інституті географії НАН України, зокрема : 1.5.3.6 “Серія еколого-географічних карт басейну Дніпра (в межах України) для обгрунтування усталеного розвитку”; 3.5.6 “Разработать теоретические и методические основы картографического моделирования природопользования и ОТК ( на примере УССР и ее регионов)”; 2.05.02/005 - 95 “Медико-екологічний атлас України (Екоатлас)”; а також договорах № 128/92 від 15 квітня 1992 року за темою “Обгрунтувати методику і розробити авторський оригінал карти “Екологічна ситуація в Україні” і № 112 від 27 травня 1994 року “Еколого-економічне районування України” та в інших програмах.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є створення цілісної теоретико-методологічної концепції еколого-географічного аналізу і оцінювання території України на основі системного картографічного моделювання.

Для цього вирішувалися такі завдання :

- аналіз і узагальнення існуючих підходів та обгрунтування шляхів вирішення проблеми еколого-географічного аналізу і оцінювання екологічного стану територій;

- аналіз розвитку теоретичних ідей та практичних досягнень у сфері еколого-географічного картографування;

- обгрунтування теоретико-методологічних основ еколого-географічного аналізу і оцінювання територій на основі картографічного моделювання;

- узагальнення системи картографічних показників еколого-географічної оцінки компонентів інтегративної системи “суспільство-природа”;

- розробка методичних основ системної концепції еколого-географічного картографування та створення медико-географічного, медико-екологічного і екологічного атласів України та окремих синтетичних карт екоситуації в Україні;

- виконання еколого-географічного аналізу і оцінювання території України на основі названої системи еколого-географічних карт;

- обгрунтування еколого-картографічного забезпечення основних етапів реалізації державної екологічної політики в регіонах України.

Об'єкт і предмет дослідження. Граничним об'єктом еколого-географічного аналізу є інтегративна геосистема “суспільство-природа” в межах України, яка формує територіальну екосистему “населення - навколишнє середовище”. Предметом аналізу і оцінювання є екологічний потенціал названої інтегративної геосистеми, пов'зані з ним екоумови і екоситуація та теоретико-методичні засади їх еколого-географічного картографування.

Методологія та методи дослідження. Методологічну основу роботи складають: концепція сталого розвитку, яка прийнята у 1992 році в Ріо-де-Жанейро і зафіксована в декларації з навколишнього середовища і розвитку “Порядок денний на ХХІ століття”; ідеї та положення сучасної географії, особливо її конструктивного напряму, що стосується оптимізації взаємодії суспільства і природи, зокрема картографії (проблемно орієнтоване картографування, картографічний метод дослідження складних об'єктів, явищ і процесів).

Для досягнення мети дослідження у роботі застосовано екологічний, географічний та системний підходи до об'єкта і використано методи: порівняльно-географічний, районування, структурно-графічного, картографічного та математико-картографічного моделювання результатів еколого-географічного аналізу і оцінювання структури, організації та функціонування інтегративної геосистеми “суспільство-природа”, застосування результатів дослідження для еколого-картографічного забезпечення основних етапів державної екологічної політики в Україні.

У даній роботі на основі багаторічних досліджень автора розв'язано наукову проблему еколого-географічного аналізу і оцінювання території України шляхом картографічного моделювання.

Інформаційну базу дослідження склали звітні та опубліковані матеріали Міністерства екології та природних ресурсів України, Міністерства охорони здоров'я України, Інституту географії НАН України, РВПС України НАН України, НДІ загальної та комунальної гігієни Українського наукового гігієнічного центру, Національного медичного університету, Центральної СЕС України тощо, які характеризують Україну в цілому, окремі її регіони, адміністративні області, райони та окремі населені пункти.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблені теоретичні та методичні основи еколого-географічного аналізу і оцінювання території України на основі картографічного моделювання. Суть їх полягає в наступному: екологічний географічний картографічне моделювання

1. У процесі взаємодії суспільства і природи формується інтегративна геосистема “суспільство-природа”, якій притаманна особлива властивість - просторова організованість, що вивчається географічними науками. Системний, географічний і екологічний підходи дали змогу розглядати екологічні проблеми взаємодії в цій геосистемі як єдине ціле. Поглиблено теоретичні основи нового наукового напряму конструктивної географії - екологічної географії з демоцентричною моделлю інтегративної геосистеми, а саме: її зміст, об'єкт і предмет. Зміст створюють теоретичні та методичні основи еколого-географічного аналізу і оцінювання території України на основі картографічного моделювання. Об'єкт і предмет мають інтегративний характер. Перший одночасно включає геосистему та екосистему, а другий - екологічний потенціал названої геосистеми, пов'язані з ним екоумови і екоситуацію та методологію їх картографічного моделювання.

2. Вперше введено поняття “екологічний потенціал інтегративної геосистеми “суспільство-природа” та одержала подальший розвиток пов'язана з ним концепція екоситуації, що розглядаються як складова предмета еколого-географічного дослідження. Екологічний потенціал - це є внутрішня властивість інтегративної геосистеми виконувати виробничу, антропоекологічну, естетичну та інші соціально-економічні функції в умовах антропогенно-техногенного навантаження.

3. Подальшого розвитку набули теоретичні структурно-графічні моделі об'єкта. Розроблено екологічну модель інтегративної геосистеми; загальні теоретичні структурно-графічні моделі об'єкта, структури і організації еколого-географічного дослідження, класифікації еколого-географічних карт, картографічного антропоекологічного моніторингу навколишнього середовища. Це дало змогу виділити екологічну модель інтегративної геосистеми і зробити її доступною для дослідження.

4. Вперше створено полісистему карт (в їх числі і синтетичні карти), що відтворюють екологічний потенціал інтегративної геосистеми. Полісистема карт представлена Медико-географічним атласом: серцево-судинні захворювання населення України, Медико-екологічним та Екологічним атласами України.

У розроблених тематичних атласах граничним об'єктом є інтегративна геосистема, а предметом - різні аспекти екологічного потенціалу, теоретичні та методичні положення картографічного моделювання системної екологічної інформації про цю геосистему. У створеній полісистемі карт новим є те, що об'єкт картографічного моделювання має інтегративний характер, який одночасно включає гео - і екосистему. В процесі системного картографування здійснено синтез географічних і екологічних характеристик геосистеми “суспільство-природа” на основі виявлених зв'язків між компонентами середовища (географічний підхід), населенням та його середовищем (екологічний підхід).

Таке картографічне моделювання обов'язково має оцінювальний зміст і базується на пізнаних об'єктивних закономірностях відносин між властивостями суб'єкта і об'єкта оцінки. Це стосується аналітичних і синтетичних карт різного ієрархічного рівня, а також системи карт.

Еколого-географічне картографування має також конструктивну спрямованість, оскільки передбачає пошук таких форм оптимізації взаємодії суспільства і природи, які зберігають геосистему “суспільство-природа” в стані динамічної рівноваги. Воно представлено системою карт пошуку збалансованого вирішення екологічних і соціально-економічних проблем розвитку регіонів у вигляді картографічних моделей, синтез яких складає еколого-економічне зонування території України. Останнє виконано на основі карт техногенного навантаження на природне середовище, стійкості природного середовища до техногенного навантаження, несприятливих природно-антропогенних процесів, антропоекологічного ризику, природно-ресурсного та еколого-економічного потенціалів. Такий конструктивний напрям картографічного моделювання є своєрідною формулою прояву єдності теорії і практики. Особливо це стосується системи карт картографічного антропоекологічного моніторингу навколишнього середовища.

6. Подальшого розвитку набула класифікація еколого-географічних карт, яка дає цілісне науково-інформаційне уявлення про об'єкт дослідження; поглиблено структуру та зміст карт основних тематичних розділів Екологічного атласу України окремими серіями еколого-географічних карт масштабу 1 : 2000 000 - 1 : 3000 000; удосконалено методику оцінювального еколого-географічного картографування з використанням методів математичної статистики.

8. Сформовано і обгрунтовано принципи просторового аналізу стану інтегративної геосистеми з метою підтримання динамічної рівноваги в системі “суспільство-природа”, зокрема : відповідності між величиною техногенного навантаження та потенціалом стійкості природного середовища; пріоритетності, особливо для синтетичної карти екоситуації; антропоекологічного ризику (в умовах низького екологічного потенціалу існує висока ймовірність екологічного ризику). Така оцінка дозволила встановити ступінь критичності екоситуації певної території, виявити основні і найбільш гострі екологічні проблеми, визначити напрям подальших дій стосовно розробки заходів з охорони природи і здоров'я населення. Ступінь екологічного неблагополуччя визначає варіанти необхідних заходів.

Практичне значення результатів дослідження. Розроблені теоретичні положення та методичні прийоми еколого-географічного аналізу, наукові висновки про сутність і принципи оцінювання екологічного потенціалу інтегративної геосистеми, теоретичні структурно-графічні моделі об'єкта та теоретична картографічна модель пошуку збалансованого вирішення екологічних і соціально-економічних проблем розвитку регіонів України поглиблюють окремий напрям конструктивної географії - екологічну географію і визначають доцільність подальших досліджень.

Розроблено системну концепцію еколого-географічного картографування та його методичні основи, за якими створено систему карт екологічної оцінки структури, організації і функціонування цієї геосистеми, та окрему еколого-географічну серію карт у масштабі 1 : 2 000 000 -

1 : 3 000 000; поглиблено класифікацію еколого-географічних карт та методику оцінювального картографування з використанням методів математичної статистики, що є певним внеском у розвиток еколого-географічної картографії.

Теоретико-методичні основи еколого-географічного аналізу і оцінювання території на основі системного картографічного моделювання можна використати в дослідженнях інших територій (держав, адміністративних областей, районів, населених пунктів), а результати дослідження - для обгрунтування основних напрямів охорони навколишнього середовища, здоров'я населення, раціонального природокористування та динамічно збалансованого екологічного, економічного і соціального розвитку регіонів України.

Практична реалізація наукових розробок. Результати дослідження увійшли до наукових звітів відділу методології сталого розвитку та екологічної безпеки РВПС України НАН України по темах 3.5.1.58 “Прогноз розвитку і розміщення продуктивних сил України на тривалу перспективу (комплексне фундаментальне дослідження)” (автору належить комплексне дослідження території України на основі картографічного моделювання) та 8.4/24 “Теоретико-методичні основи формування усталеного самовідтворювального розвитку” (автору належить дослідження територіальних передумов переходу України на модель сталого розвитку, розробка карти природно-техногенного ризику), відділу картографії Інституту географії НАН України : 1.5.3.6 “Серія еколого-географічних карт басейну Дніпра (в межах України) для обгрунтування усталеного розвитку” (автору належить розробка карти забрудненості атмосферного повітря та нозогеографічних карт), 3.5.6 “Разработать теоретические и методические основы картографического моделирования природопользования и ОТК (на примере УССР и ее регионов)” (автору належить розробка медико-географічних та нозогеографічних карт на територію України), 2.05.02/005-95 “Медико-екологічний атлас України” (Екоатлас) (автору належить створення концепції атласу, за якою розроблялися авторські оригінали карт), 2.05.02 “Розробка та створення періодичнооновлюваних еколого-географічних карт на територію України та її регіонів” (автору належить розробка карт забрудненості атмосферного повітря, природних вод, грунтів і стану здоров'я населення) та інших договірних темах.

Одержані результати, в першу чергу Екологічний атлас України та екологічна серія карт в масштабі 1 : 2 000 000 - 1 : 3 000 000, використовуються фахівцями для вирішення екологічних проблем, пропаганди екологічних знань серед населення. Вони впроваджені в навчальний процес у вищій та середній школах, увійшли до складу атласів, наукових посібників, книг тощо.

На основі власних результатів та узагальнення досягнень інших вчених створені Медико-географічний атлас: серцево-судинні захворювання населення України (депоновано в УкрНДІНТІ в 1991 році), два рекламні випуски Медико-екологічного атласу (видавництво “Зелений Світ”, 1995 і 1996 роки, у співавторстві) та Екологічний атлас України (видавництво “Географіка”, 2000 рік).

Особистий внесок автора роботи. В результаті виконаних науково-дослідних робіт сформульовано і обгрунтовано теоретичні засади еколого-географічного аналізу і оцінювання інтегративної геосистеми шляхом картографічного моделювання, розроблено методичні підходи до системного еколого-географічного картографування території України, виконано еколого-географічний аналіз і оцінювання території України шляхом створення окремих екологічних атласів і синтетичних карт екоситуації та її складових компонентів. В атласах моделюються різні аспекти (медико-географічний, медико-екологічний, еколого-географічний) екологічного потенціалу інтегративної системи “суспільство-природа”. Створено карти результатів медико-географічного, медико-екологічного і еколого-географічного аналізу та оцінювання: структури і організації (карти екологічного потенціалу природного та соціально-економічного середовища і наслідків суспільно-природної взаємодії), а також функціонування інтегративної геосистеми “суспільство-природа” (карти пошуку збалансованого вирішення екологічних і соціально-економічних проблем розвитку регіонів та інформаційного забезпечення основних етапів державної екологічної політики в Україні).

Апробація результатів дослідження. Основні положення дисертації доповідалися та опубліковані у матеріалах наукових форумів : науково-практичній конференції “Актуальные вопросы медицинского обеспечения АПК, влияние природных и социально-экономических зон республики на здоровье населения” (Мінськ, 1987); VII Всесоюзній конференції по медичній географії (Ленінград, 1987); ІХ Всесоюзній конференції по тематичному картографуванню (Харків, 1988); Міжнародній науковій конференції “Географические исследования и рациональное природопользование” (Фрунзе, 1989); IV Регіональній науково-технічній конференції по тематичній картографії (Іркутськ, 1989); 14 Міжнародній картографічній конференції (Будапешт, 1989); Республіканській науковій конференції “Региональные медико-географические атласы и их роль в изучении антропоэкологической обстановки” (Тбілісі, 1990); ІХ з'їзді Географічного товариства СРСР (Ленінград, 1990); І Республіканській конференції “Проблеми регіонального використання, охорони та відтворення природно-ресурсного потенціалу (Чернівці, 1991); ІV національному конгресі по медичній географії (Варна, 1991); VII з'їзді Українського географічного товариства (Київ, 1995); ІІ Науковій міжнародній конференції з питань сталого розвитку: системний аналіз в екології (Севастополь, 1996); ХVІІІ Міжнародній картографічній конференції (Стокгольм, 1997); Міжнародній науково-практичній конференції “Кризовий та передкризовий стан довкілля як результат техногенного впливу на геологічне середовище і геоморфосферу (Львів, 1998); Міжнародній конференції “Териториальная справедливость, региональные конфликты и региональная безопасность” (Смоленськ, 1998); Х Всеросійській конференції по медичній географії з міжнародною участю (Санкт-Петербург, 1999); Міжнародній картографічній асамблеї (Оттава, 1999); VIII з'їзді Українського географічного товариства (Луцьк, 2000) та багатьох інших.

Робота виконувалась у відділі картографії Інституту географії НАН України і відділі методології сталого розвитку та екологічної безпеки Ради по вивченню продуктивних сил України НАН України.

Теоретичні, методологічні та методичні положення еколого-географічного аналізу і оцінювання території України на основі системного картографічного моделювання розроблені автором самостійно. Деякі методичні аспекти еколого-географічного картографування опрацьовані спільно з д.г.н. А.П.Золовським при створенні тематичних карт Медико-географічного атласу : серцево-судинні захворювання населення України; д.г.н. Г.О.Пархоменко, членом-кореспондентом НАН України Л.Г.Руденком і д.г.н. В.О.Шевченком - при розробці Медико-екологічного атласу України (Екоатласу).

Публікації. Результати наукових досліджень, виконаних автором у 1986-2001 роках, повністю опубліковані в наукових фахових виданнях. Серед них: монографія “Екологічна географія і екологічна картографія” (21,2 д.а.); картографічна монографія у вигляді Екологічного атласу України (12 д.а.); два рекламні випуски Медико-екологічного атласу України (8 д.а., з них 3,7 - авторських); 2 брошури (5,9 д.а.); 21 стаття (загальним обсягом 10,5 д.а.), з них 16 - особистих (8,4 д.а.); значна кількість карт у наукових журналах, тематичних збірниках, наукових посібниках, газетах та окремих картографічних виданнях, понад 60 тез доповідей на наукових форумах України та інших держав.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, трьох розділів (теоретичні основи еколого-географічного аналізу та оцінювання території; методичні основи еколого-географічного аналізу і оцінювання території на основі картографічного моделювання; еколого-географічний аналіз і оцінювання території на основі Медико-екологічного та Екологічного атласів України); висновків, списку використаних джерел та додатків. Обсяг дисертації - 368 сторінок, який включає 13 таблиць, 5 рисунків, дві таблиці і 28 карт у додатку, список використаних джерел з 386 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Теоретичні основи еколого-географічного аналізу і оцінювання території

Еколого-географічний аналіз і оцінювання території грунтується на принципах сталого розвитку, системності, географічності, історичності, антропоцентричності, екологічної безпеки населення.

Вирішення екологічних проблем найбільш доцільне в умовах стратегії сталого розвитку регіонів України. Сталий (гармонійний, збалансований) розвиток - це такий, що забезпечує певний тип рівноваги, тобто збалансованість між складовими інтегративної геосистеми “суспільство-природа”. Рівновага і збалансованість повинні знаходитись в основі сталого розвитку регіонів. Названа концепція передбачає демоцентричний варіант забезпечення життєвих потреб суспільства, екологічну безпеку населення, гарантоване збереження біосфери у динамічному збалансованому стані, споживання природних ресурсів без перевищення межі їх самовідновлення. Це означає, що головною складовою такого розвитку є екологічна. Вона є необхідним, але недостатнім фактором цього процесу.

Саме таке розуміння даної концепції становить теоретико-методологічну основу еколого-географічного аналізу і оцінювання території. Насамперед, під аналізом ми розуміємо не тільки поділ об'єкта на складові компоненти, але й синонім наукового дослідження взагалі. В цьому контексті еколого-географічний аналіз і оцінювання - це комплексне міждисциплінарне дослідження екологічного стану інтегративної геосистеми “суспільство-природа” з метою її оптимізації, актуальний напрям сучасної конструктивної географії, що базується на інтегративному поєднанні системного, географічного і екологічного підходів. Такі дослідження є географічними за об'єктом і методом, але екологічними за сутністю або предметом. Граничним об'єктом даного дослідження є інтегративна геосистема “суспільство-природа” в межах території України, де при взаємодії її геокомпонентів, у тому числі природно-антропогенних геосистем нижчого рівня, формується конкретна екологічна система “населення - навколишнє середовище”, тобто структурне територіальне утворення, основу якого складають комплекс і взаємозв'язок природних, природно-антропогенних і соціально-економічних факторів життєдіяльності населення. Як гео-, так і екосистему складають одні геокомпоненти. Проте в екосистемі один з них (у даному випадку - населення) відіграє роль центру, решта - є його середовищем. Отже, синтез системного, географічного і екологічного підходів об'єднав об'єктні особливості геосистем і екосистем, а саме: багато- і варіантноцентричність.

Наступним етапом медико-географічного аналізу є виділення названого об'єкта на основі розробки його узагальненої теоретичної моделі (рис.1). Вона побудована з урахуванням таких особливостей інтегративної геосистеми, як структурність (порядок і зв'язки елементів системи), функціональність (активність елементів, направлених на її збереження) та ієрархічність (складова системи більш високого рівня). Використовуючи названу та інші теоретичні структурно-графічні моделі, вдалося відмежуватися від менш суттєвих для даного дослідження структурних особливостей геосистеми “суспільство-природа”. Внаслідок цього на першому плані з'явилися ті основні структурні компоненти геосистеми, що формують екосистему “населення - навколишнє середовище” і мають провідне значення для її еколого-географічного аналізу на основі картографічного моделювання. До інтегративної геосистеми регіонального і локального рівня можна віднести виробничі, рекреаційні, природно-господарські, природно-технічні геосистеми тощо.

Предмет дослідження включає головні, з точки зору даного дослідження, властивості та ознаки об'єкта, зокрема екологічний потенціал інтегративної геосистеми, який проявляється через виконання геосистемою антропоекологічної функції. Якщо екологічний потенціал цього не забезпечує, то між ними виникають певні протиріччя (екологічні проблеми), тобто низький екологічний потенціал створює погіршені умови життєдіяльності населення. Отже, первинним у цьому відношенні є екологічний потенціал геосистеми, а його зовнішньою ознакою - екоумови. Тому, на нашу думку, якраз екологічний потенціал і є предметом дослідження. Він складається з екологічного потенціалу природного та соціально-економічного середовища. Просторова визначеність залежить від ієрархічного рівня об'єкта дослідження. Усякий стан геосистеми є перехідний, він має певну тривалість і займає конкретне місце в динамічному процесі. Це означає, що сучасний екологічний потенціал геосистеми необхідно розглядати як тимчасову стадію в ланцюгу послідовних змін потенціалів, обумовлених природними і соціально-економічними факторами. Часові рівні дослідження більше стосуються іншої складової предмета - екоситуації, яка є просторово-короткочасовим зрізом екологічних умов по відношенню до певного суб'єкта оцінки, в даному випадку населення.

У процесі еколого-географічного оцінювання реалізується методологічна схема “господар - дім” і порівнюється реальний стан

об'єкта з оптимальним по відношенню до “господаря”. Оцінювання екологічного потенціалу інтегративної геосистеми виконувалося на основі його картографічного моделювання. При цьому карта є головним підсумковим документом дослідження, який найбільш об'єктивно і наочно передає результати оцінювання геосистеми. За допомогою карт виконувався перехід від аналізу до синтезу, а також упорядкування і узагальнення різноманітної еколого-географічної інформації про об'єкт і предмет; відбувався екологічний аналіз і оцінювання компонентів інтегративної геосистеми тощо.

Методичні основи еколого-географічного аналізу і оцінювання території на основі картографічного моделювання

З урахуванням існуючого досвіду розроблені методичні основи системного картографування екологічного потенціалу інтегративної геосистеми “суспільство-природа”. Під еколого-картографічним моделюванням розуміємо створення, аналіз і перетворення картографічних творів як моделей реальної дійсності (вона розглядається як інтегративна геосистема і моделюється в системі карт) з метою їх використання для одержання нових екологічних знань про геосистему та її складові. Це не тільки метод, але і спосіб еколого-географічного аналізу та оцінювання території.

На основі систематизації і оцінки досвіду екологічного картографування встановлені суттєві розбіжності щодо розуміння його об'єкта і предмета. Критерії оцінок екоситуації кожний дослідник приймає свої, причому існує тенденція вибирати інформацію з існуючого матеріалу. Це часто призводить до суб'єктивних висновків про екоумови навколишнього середовища. При цьому методичні підходи до створення екологічних карт різняться настільки, що ускладнюють використання крупномасштабних карт для оцінки екоситуації великих територій. По-перше, вони багатоваріантні, що залежить від їх призначення (навчальні, науково-довідкові, інженерних досліджень), широти розкриття теми (від всеохоплюючих характеристик системи взаємовідносин між людиною і середовищем існування - до окремих сюжетів, наприклад оцінки стійкості ландшафтів до забруднення; масштабів картографування (чим крупніший масштаб карти, тим більше можливості для деталізації явищ); від глобальних і континентальних - до окремих держав, областей, адміністративних, фізико-географічних і природно-сільськогосподарських районів, населених пунктів тощо. По-друге, розроблені методики екологічного картографування дуже складні, вимагають участі кваліфікованих фахівців, не всі аспекти екологічних проблем достатньо науково обгрунтуванні. По-третє, попередній аналіз методик комплексного картографування свідчить про перевищення розробок антропоцентричного напряму над геоцентричним, при цьому більшість екологічних карт є аналітично - інвентаризаційними, які не дозволяють комплексно оцінити територію в цілому. По-четверте, при створенні карт екоситуацій і екологічних проблем використовується принципово аналогічний підхід за аналізом території (синтез карт ландшафтної структури, використання земель і густоти населення), існують розбіжності в системі виконаних оцінок. На картах екоситуацій вона орієнтована на людину (її здоров'я і господарську діяльність). Основною метою створення таких карт є визначення і зображення просторових локалізацій несприятливих для людини (її проживання і господарської діяльності) властивостей ландшафтів, що породжують певну екологічну проблему. При цьому використання експертних оцінок в еколого-географічному картографуванні вносить значну частку суб'єктивізму. Перехід до формалізованих оцінок (індексних показників) зможе підвищити їх об'єктивний характер.

Існуючий досвід екологічного картографування використано при розробці методичних аспектів еколого-географічного аналізу і оцінювання території на основі картографічного моделювання. Вони включають концептуальні основи атласного екологічного картографування, а також загальні принципи розробки синтетичної карти екоситуації в Україні.

Окремі випуски екологічних атласів, зокрема Медико-географічний атлас: серцево-судинні захворювання (ССЗ) населення України, Медико-екологічний і Екологічний атласи України, розглядаються нами як полісистема різнобічних картографічних моделей екологічного потенціалу інтегративної геосистеми. У першому атласі картографування орієнтоване на дослідження екоумов поширення ССЗ і територіальних закономірностей захворювань, у другому - на медико-екологічний підхід до вивчення проблеми здоров'я населення. В Екологічному атласі України параметри навколишнього середовища, які сприяють збереженню здоров'я населення, служать визначальними критеріями при їх оптимізації.

Основним принципом розробки Медико-географічного атласу : серцево-судинні захворювання населення України є його цілісність, що визначається повнотою і внутрішньою єдністю його змісту. Об'єктом дослідження виступає геосистема “суспільство-природа” та екосистема “фактори навколишнього середовища - ССЗ населення” Блоки цієї системи визначають структуру атласу та зміст окремих карт.

При складанні карт атласу суттєвим принципом є вибір методів побудови карт і способів зображення, що забезпечують порівняльність карт передумов і захворюваності населення. За результатами дослідження цьому найбільше відповідають ізолінійні карти полів. Вони сприяли кращому спорідненому аналізу карт, що дозволило попередньо виявити головні еколого-географічні передумови поширення ССЗ, які на наступних етапах використані для кореляційно-регресійного аналізу і створення карт регресійної залежності, зонування території, а також розрахункових показників захворювань системи кровообігу і рекомендацій. Атлас, на нашу думку, може бути методичним зразком подальшої роботи в галузі медичної географії.

Головна мета Медико-екологічного атласу України - відображення взаємозв'язків здоров'я людей з навколишнім середовищем в системі “суспільство - природа”. Провідна ідея - висвітлення причин погіршення екоситуації і стану здоров'я населення для визначення шляхів вирішення екологічних проблем. Виконані роботи по створенню Екоатласу України мають науково-пошуковий характер, оскільки вони визначали новий напрям у тематичному картографуванні, результатом якого є новий за тематикою картографічний твір, присвячений відображенню комплексу екологічних проблем, що стосуються безпеки населення. За об'єктом дослідження атлас відноситься до медичної географії, аспектами дослідження - до еколого-географічного напряму, а за тематикою карт - до еколого-географічних моделей.

В Екологічному атласі України моделюється екологічний потенціал інтегративної геосистеми “суспільство-природа”, структурні блоки якої представлені серіями аналітичних і синтетичних карт, об'єднаних у тематичних розділах і підрозділах. Структура та логічна послідовність частин, розділів, підрозділів і груп карт в атласі визначається типом та призначенням атласу, еколого-географічною вивченістю території, її регіональними особливостями. Ми намагалися зробити раціональною структуру атласу, яка полегшує розуміння зв'язків між розділами і картами різної тематики. В Екологічному атласі України виділяються кілька розділів результатів еколого-географічного аналізу і оцінювання - структури, організації та функціонування інтегративної геосистеми. Перший розділ охоплює карти екологічного потенціалу природного і соціально-економічного середовища та наслідків суспільно-природної взаємодії, а саме: екоприродничі, екосоціальні та екоекономічні. Кожний розділ можна розглядати як єдину серію картографічних моделей певної тематики зі своїми принципами зображення, підпорядкування і узгодження. Єдність карт розділу (підрозділу) забезпечується їх узгодженістю з синтетичною картою структурних частин атласу. Цьому сприяло використання структурно-графічних моделей системи “суспільство-природа”, врахування досвіду та традицій атласного картографування.

Для дослідження конкретних екологічних проблем і пропаганди екологічних знань, навчального процесу тощо важливі також карти синтетичного оцінювання екоситуації та її складових. Розробка таких карт ускладнюється їх об'єктом, до якого входять різноманітні компоненти природного та соціально-економічного середовища. Тому для картографічного дослідження доцільно вибрати найголовніші екологічні фактори, які суттєво впливають на формування екоситуації в регіонах. До таких ми віднесли територіальну концентрацію виробництва, господарську освоєність земель, густоту населення, забрудненість природного середовища і його компонентів та здоров'я населення. Кожний показник є синтетичним за своїм змістом. Критерії їх екологічності визначалися у процесі створення пофакторних карт зонування території.

Дуже важливий наступний етап - картографічний синтез карт зонування екологічних факторів. Поступове узгодження “шарів” карт, їх аналіз і синтез дозволив виділити на карті зони за гостротою екоситуації - сприятлива, помірно сприятлива, задовільна, погіршена, напружена і катастрофічна.

Для більш поглибленого вивчення екоситуації запропоновано серію із 10 еколого-географічних карт інших складових компонентів інтегративної геосистеми, укладену в масштабі 1 : 2000 000 або 1 : 3 000 000. Кожна карта включає серії тематичних карт-врізок, а також пояснювальний текст, що доповнює їх зміст.

Еколого-географічний аналіз і оцінювання території на основі Медико-екологічного та Екологічного атласів України

Екологічний потенціал інтегративної геосистеми складається з багатьох показників, які потребують еколого-географічного аналізу і оцінювання. У процесі синтезу результатів дослідження одержано синтетичну оцінку екологічного потенціалу даної геосистеми.

Важливим компонентом природного потенціалу геосистем є біокліматичні показники, які формують умови життєдіяльності населення. До них відносяться: головні метеоелементи, радіаційний баланс, сонячне сяйво, сприятливі, комфортні, задушливі, морозні погоди, ультрафіолетова радіація та інші, на основі яких проведене зонування території за клімато-погодними умовами проживання населення (комфортна, сприятлива, оптимальна, умовно дискомфортна зони). За розробленою методикою укладені карти названих факторів. Еколого-географічний аналіз і оцінювання клімато-погодних умов проживання населення на основі картографічного моделювання є важливим етапом дослідження екологічного потенціалу інтегральної геосистеми “суспільство-природа”.

Карти геохімічних аномалій, біогенної активності свинцю, важких металів і радіонуклідів, вмісту в грунті таких рухомих форм, як бор, кобальт, мідь, молібден, марганець, цинк та інших характеризують еколого-геохімічний потенціал природних вод і грунтів, що створюють біохімічні умови. Для нормального функціонування будь-який живий організм потребує певної кількості хімічних елементів. Їх концентрація в організмі залежить від вмісту в природному середовищі. Тому дослідження останнього можуть передбачити негативні зміни в організмі людей. Саме таку мету має еколого-картографічне вивчення геохімічних особливостей грунтів та природних вод України.

Важливою складовою екологічного потенціалу природної геосистеми є також біотичні фактори, які впливають на функціонування екосистем і визначають значною мірою їх межі, а також беруть активну участь у процесах саморегуляції ландшафтів, забезпечують у багатьох випадках стабільність їх функціонування. Як рослини, так і тварини є чутливими до екологічного стану регіонів, тому вони можуть виступати його біоіндикаторами або екологічними критеріями. Такі екологічні критерії, як зменшення біорізноманіття, щільності популяції виду, площі корінних асоціацій, видовий склад природної рослинності, продуктивність пасовищної рослинності, зниження чисельності мисливсько-промислових видів тварин, пошкодження рослинності заповідників тощо використані для еколого-географічного аналізу і оцінювання рослинного та тваринного світу та є основою для укладання відповідних еколого-географічних карт.

Показники екологічних потенціалів названих та інших геокомпонентів використано для укладання карти екологічного потенціалу природних ландшафтів. Це показники біологічної ефективності клімату (кількість днів з сприятливими погодами, суми активних температур повітря, коефіцієнт зволоження території, річної суми опадів), біологічної продуктивності природних ландшафтів та несприятливих природно-антропогенних процесів. Виконано систематизацію і нормування названих показників, за якими проведено інтегральну екологічну оцінку природних ландшафтів у межах фізико-географічних областей. Відомо, що цей потенціал має безперервний фон, на який накладається дискретний потенціал соціально-економічного середовища, створюючи різні екологічні аномалії.

Соціально-економічне середовище є сферою стосунків між людьми (їх групами), між людьми і створеними (в тому числі накопиченими) ними матеріальними цінностями, що впливають на існування населення. Це середовище складається з демографічних, соціальних, економічних, культурних та інших елементів, які створюють відповідні умови життєдіяльності людей.

Важливою складовою соціально-економічного середовища є населення - один з головних елементів географічної системи, її центральний компонент, по відношенню до якого оцінювався екологічний потенціал інтегративної геосистеми. Населення як об'єкт еколого-картографічного дослідження дуже складне за своєю біологічною і соціальною сутністю. Воно оцінювалось за розробленими картами географічних, суто демографічних, етнографічних та соціально-економічних ознак-характеристик, які є результатом розселення населення. Останнє створює антропогенне навантаження на природне середовище і одночасно зазнає впливу зміненої ним природи.

Соціальні умови формуються на основі взаємовідносин між окремими людьми, групами населення у процесі їх життєдіяльності. Вони обумовлені багатьма чинниками, головними серед яких є спроможність суспільства забезпечити розвиток особистості, нормальні умови життя та побуту, відпочинку і лікування. Для визначення соціальних умов через матеріальні показники (абсолютні та відносні) використано поняття соціальної інфраструктури або сфери обслуговування. Оскільки об'єкти картографування соціальної сфери дуже різноманітні, то для еколого-картографічного аналізу виконано їх групування за основними функціями, що забезпечують певний рівень комфортності для населення. Це авторські карти елементів : задоволення соціально-побутових потреб населення; з функцією відпочинку і лікувального оздоровлення; культурно-виховною та освітньою функцією. Названі групи карт характеризують організаційний і функціональний аспекти сфери обслуговування.

Важливу роль у формуванні екоситуації відіграє її економічна складова, особливо територіальні особливості. Саме економічна діяльність населення створює техногенне навантаження на природне середовище, змінює його, причому не завжди в позитивному для людей напрямі. При еколого-картографічному дослідженні йдеться практично про карти екологічної оцінки економічного використання території (вони характеризують територію як головний економічний ресурс, напрями та інтенсивність її використання) та розроблені нами карти територіальної концентрації виробництва, господарської освоєності земель, економічного, в тому числі промислового, сільськогосподарського розвитку території, її урбанізованості, природоохоронних заходів, природно-ресурсного потенціалу та інші. Одержані результати дослідження підтверджують визначальний характер впливу економічних умов на формування екоситуації в регіонах. Внаслідок економічного використання території відбуваються техногенні зміни компонентів природного середовища. Якщо вони перевищують екологічні нормативи, то виникають екологічні проблеми. Під екологічною проблемою ми розуміємо будь-який невивчений або недостатньо вивчений аспект взаємодії населення та навколишнього середовища, що потребує дослідження і вирішення. Комплексно екологічні проблеми відображено в розділах Екологічного атласу України, зокрема: екостан грунтів, природних вод, атмосферного повітря.

Екостан грунтів відтворено нами на картах “Розораність земель”, “Забрудненість грунтів мінеральними добривами та пестицидами”, “Потенціал несприятливих природно-антропогенних процесів”, “Радіаційна забрудненість” та “Стійкість грунтів до забруднення”. Еколого-картографічний аналіз свідчить про те, що сучасне використання земельних ресурсів України не відповідає вимогам раціонального природокористування, а саме : порушено екологічно допустиме співвідношення площ ріллі, природних кормових угідь, лісових насаджень. Це також негативно впливає на стійкість грунтів до техногенного навантаження, у тому числі чорноземів, а також урожайність сільськогосподарських культур. Такий стан земель потребує невідкладних науково обгрунтованих заходів щодо підвищення їх родючості.

Картографування екологічних характеристик природних вод дозволило нам виявити деякі їх територіальні закономірності, які мають певне значення при плануванні заходів щодо поліпшення якісного стану природних вод. В основі цього аналізу лежить оцінка якості води за індексами її забрудненості (ІЗВ). Вона дозволила провести порівняльну оцінку якості води різних водних об'єктів (незалежно від вмісту різних забруднюючих речовин), виявити тенденцію її якості по роках, спростити і значно поліпшити форму представлення інформації, в тому числі у вигляді карт. ІЗВ не бажаний для проектних розрахунків, встановлення граничнодопустимих викидів, накладання штрафних санкцій та інших випадків, коли використовуються для розрахунків концентрації за окремими речовинами.

На регіони високої і дуже високої забрудненості поверхневих вод необхідно розробляти крупномасштабні карти, за якими можуть плануватися роботи по охороні водних об'єктів. Такі регіони потребують в першу чергу проведення санітарно-гігієнічних і економічних заходів щодо зменшення забрудненості води. Для розробки крупномасштабних карт необхідне детальне вивчення рік : у межах території картографування кожна річка повинна мати як мінімум два пункти спостереження на достатній віддалі один від одного. Це дає змогу простежити тенденції змін санітарно-гігієнічних характеристик природних вод. Виявленню таких забруднених ділянок водних об'єктів сприятимуть розроблені нами та іншими фахівцями дрібномасштабні карти екологічної оцінки природних вод.

На підставі еколого-географічного аналізу і оцінювання забрудненості атмосферного повітря можна зробити певні висновки. По-перше, на сьогодні існує кілька методик його інтегральної оцінки, які використані при укладанні карти. Існують розбіжності щодо пріоритетних забруднювачів для населених пунктів за матеріалами Центральної СЕС і гідрометеослужби України. Інтегральна оцінка забрудненості атмосферного повітря передана за допомогою картограми і ареалів, а структура забруднювачів з їх стандартизованими класами шкідливості - картодіаграмою. Основні забруднювачі систематизовані також за їх хімічними класами, а в межах класів - виділяється їх структура. Зони розсіювання навколо населених пунктів мають кількісну і якісну оцінку. По-друге, ця робота не вирішує проблеми збереження і охорони якості атмосферного повітря, але вона необхідна для більш чіткої уяви про можливі наслідки його забруднення. З цієї точки зору вона може бути підгрунтям для прийняття рішень про подальше розміщення промислових підприємств з метою максимального зменшення негативних наслідків техногенного впливу на навколишнє середовище і здоров'я населення, а також збереження екологічно безпечного рівня життєдіяльності і широкої екологічної освіти людей.

У процесі проведеного еколого-географічного аналізу і оцінювання здоров'я населення на основі картографічного моделювання встановлено, що територіальний розподіл сумарної захворюваності населення тісно корелює з рівнем екоситуації в Україні. Внаслідок постійного і зростаючого втручання людей у природу відбуваються порушення екологічної рівноваги, що призводять до значного погіршення стану здоров'я населення, його фізичного розвитку, зміни характеру патології, зокрема поступового зростання в структурі захворюваності та смертності хронічних хвороб і зменшення інфекційних. Можна стверджувати, що існує залежність рівня здоров'я населення певного регіону від якості навколишнього середовища. Здоров'я відображає динамічну рівновагу між організмом людини і середовищем її існування та має певну біологічну стійкість, яка забезпечує його стабільність при допустимій зміні параметрів факторів навколишнього середовища. У зв'язку з цим високий рівень здоров'я населення стає основним показником оптимізації екологічного стану інтегративної геосистеми “суспільство-природа”, а параметри навколишнього середовища, що забезпечують його, є визначальними критеріями при оптимізації геосистеми. Тому здоров'я населення (поряд з гігієнічними та екологічними нормативами) є важливим критерієм оцінки екостуації в регіонах. Розроблена нами система тематичних карт дозволила виявити територіальні аспекти проблеми “здоров'я населення - стан навколишнього середовища”, які будуть корисними для більш раціональної організації роботи медичних установ.

Невизначеність і багатоплановість екоситуації (рис.2) характеризує її як явище з нечіткими межами. Тому на карті не можуть проводитись картометричні роботи, а власне карта, на нашу думку, служить для наближеної екологічної оцінки територій і порівняння їх між собою. Оцінка її гостроти проводилась залежно від стану екологічних факторів. Для цього розроблено карти зонування екологічних факторів, за якими виконано інтегральну оцінку екоситауції. Особливо небезпечними для життєдіяльності населення і його здоров'я є напружені та катастрофічні екоситуації, своєчасне виявлення яких дає можливість зберігати екологічну однорідність території, що сприятиме стабільності життєво важливих для населення природних об'єктів і процесів. Одержані результати досліджень будуть корисними для фахівців природоохоронних організацій і широкої екологічної освіти населення. Вважаємо, що ця методика дослідження екоситуації може застосовуватись і для інших регіонів СНД, а запропоновані карти - бути базою для її оцінки.

Заключним розділом Екологічного атласу України є карти результатів екологічного аналізу і оцінювання функціонування інтегративної геосистеми “суспільство-природа”, які відтворюють обмін речовиною та енергією між її геокомпонентами, тобто процеси і явища, що відбулися у самій геосистемі, а також характеризує стан рівноваги і збалансованості між складовими інтегративної геосистеми. Нами запропоновано методику еколого-картографічного дослідження такого стану геосистеми на основі еколого-економічного зонування території України, яке базується на конструктивно-географічних картах пошуку збалансованого вирішення екологічних та соціально-економічних проблем розвитку регіонів. Важливою серед них є карта “Техногенне навантаження на природне середовище”, яка включає соціально-економічну освоєність території (показники концентрації населення, промисловості, сільського господарства, будівництва, транспорту, освоєності земельного фонду, рекреаційного навантаження), забрудненість природного середовища (рівень радіаційної і хімічної забрудненості атмосферного повітря, природних вод і грунтів). Карта “Стійкість природного середовища до техногенного навантаження” розроблена за показниками метеорологічного потенціалу атмосфери, стійкості природних вод, грунтів, біотичного потенціалу і характеризує реакцію геокомпонентів на техногенний вплив. Карта “Несприятливі природно-антропогенні процеси” відтворює ступінь ураженості території зсувами, ерозією яружною і площинною, суфозією лесових порід, дефляцією, карстом, селями, засоленням, підтопленням, осіданням над гірничими виробками тощо. Зміст карти “Антропоекологічний ризик” складають співвідношення величини техногенного навантаження на природне середовище і потенціалу його стійкості та ступінь ураженості території несприятливими природно-антропогенними процесами. Антропоекологічний ризик - це ймовірність виникнення несприятливих екологічних наслідків, викликаних як антропогенно-техногенними, так і небезпечними природними явищами та процесами. З поняттям екологічного ризику пов'язана екологічна безпека і небезпека. Карта також відтворює якісну оцінку екологічного потенціалу інтегративної геосистеми. Вона не вирішує всіх проблем екологічної безпеки населення, але в першому наближенні орієнтує на це, характеризуючи зони екологічного ризику. Зміст карти “Природно-ресурсний потенціал” складають мінеральні, водні, земельні, лісові, фауністичні і природно-рекреаційні ресурси. Основу цього потенціалу створюють земельні, мінеральні, водні та природно-рекреаційні ресурси, від яких значною мірою залежить економічний розвиток суспільства. До змісту карти “Еколого-економічний потенціал” належить екологічний та природно-ресурсний потенціали інтегративної геосистеми “суспільство-природа”. Це є внутрішня можливість названої геосистеми забезпечувати виконання антропоекологічної, виробничої та інших функцій в умовах антропогенно-техногенного навантаження. Карта характеризує не техногенний вплив на природне середовище, а наслідки взаємодії природи і суспільства в певних територіальних межах, які ми називаємо еколого-економічними зонами.