Наукові основи регіонального еколого-природоохоронного картографування

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Національна академія наук України

Інститут географії

Спеціальність 11.00.12 - Географічна картографія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора географічних наук

Наукові основи регіонального еколого-природоохоронного картографування

Пересадько Віліна Анатоліївна

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі фізичної географії та картографії Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна

Науковий консультант: доктор географічних наук, професор

Левицький Іван Юрійович,

Харківський національний університет

імені В. Н. Каразіна, професор кафедри екології та неоекології

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, старший науковий співробітник Пархоменко Галина Орестівна, Інститут географії НАН України, провідний науковий співробітник відділу картографії

доктор географічних наук, професор

Яковенко Ірина Михайлівна,

Таврійський національний університет імені В.І. Вернадського, завідувач кафедри туризму

доктор географічних наук, доцент

Бондаренко Едуард Леонідович,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, доцент кафедри геодезії і картографії

Захист відбудеться «25» грудня 2009 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.163.01 при Інституті географії НАН України за адресою: 01034, Київ-34, вул. Володимирська, 44.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту географії НАН України (01034, Київ-34, вул. Володимирська, 44).

Автореферат розіслано «23» листопада 2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат географічних наук А.А.Мозговий

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Актуальність дисертаційного дослідження зумовлена необхідністю систематизації підходів і поглядів на сутність і зміст картографічного відображення екологічних проблем і шляхів їх вирішення з позицій географічної картографії. Остання знаходиться на етапі конвергенції теоретичних концепцій (модельно-пізнавальної, комунікативної, мовної та ін.), що склалися в процесі її історичного розвитку та формування геоінформаційної концепції. На сучасному етапі глобальної комп'ютеризації, з метою конструктивного переходу до системного геоінформаційного картографування екологічних проблем і природоохоронної діяльності, необхідно підвести підсумок розвитку екологічно орієнтованих напрямів у класичній тематичній картографії, виявити тенденції, проблеми, напрямки, розробити підходи до системного картографічного забезпечення вирішення екологічних проблем.

У світлі переходу України до моделі збалансованого розвитку, вирішення екологічних проблем розглядається в комплексі з вирішенням економічних і соціальних питань на всіх територіальних рівнях, що вносить корективи у процес адекватного картографічного відображення взаємодії в системі «природа-суспільство». При всій детальності й змістовності проведених раніше досліджень, їм одночасно властива певна редукційність у відображенні причинно-наслідкових взаємозв'язків у системі «природа-суспільство» внаслідок спрощеного предметного спрямування картографічних досліджень, зокрема природоохоронного, та розгляд останнього, як складової еколого-географічного картографування. Таким чином, екологічне і природоохоронне картографування знаходяться на етапі синергетичного розвитку, чим і викликана поява нового напряму географічного картографування - еколого-природоохоронного, в межах якого передбачається створення системи картографічних творів (окремих карт, серій карт і (чи) атласів) для кожної господарсько-адміністративної одиниці (підприємство, місто, район, область).

Концептуальною особливістю екологічних проблем і природоохоронної діяльності в межах регіонів, як об'єктів вивчення, є те, що вони виступають єдиним функціональним цілим, але при цьому мають суттєві відмінності в методах дослідження, а відповідно і в особливостях картографування. Досвід картографування екологічних проблем і природоохоронної діяльності свідчить про необхідність їх системного відображення, що є першою характерною особливістю даної роботи, а повний дослідницький цикл, від концепції до її реалізації, - є її другою визначальною рисою.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження здійснено в рамках п'яти держбюджетних тем: «8-17-92» № держреєтрації UА01008676Р «Розробка наукових основ комплексного регіонального картографування (на прикладі Харківської області)»; «8-17-95» № держреєтрації 0197U003311 «Розробка теоретико-методологічних основ комплексного тематичного картографування адміністративних областей»; «8-17-99» № держреєтрації 0199U004420 «Інформаційно-картографічне забезпечення розвитку регіонів України в умовах економічної реформи: методологія, концепція, функції, принципи, зміст, напрямки, тенденції»; «8-17-02» № держ-реєтрації 0102U000349 «Розробка наукових основ великомасштабного еколого-природоохоронного картографування адміністративних районів, промислових і сільськогосподарських підприємств»; «8-17-05» № держреєтрації 0105U000712 «Системне комплексне картографування регіонів України в умовах їх сталого розвитку». А також є результатом двадцятирічної роботи автора, яка виконувалася на кафедрі фізичної географії та картографії Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна.

Метою дисертаційного дослідження є теоретичне обґрунтування, методичне забезпечення, реалізація і апробація концепції регіонального еколого-природоохоронного картографування України, з позицій системності. Мета досягається через розробку теоретичних, методичних і практичних основ формування системного регіонального еколого-природоохоронного картографування.

Відповідно до поставленої мети вирішувалися наступні методологічні, теоретичні, методичні і практичні блоки завдань:

розробка концепції системного еколого-природоохоронного картогра-фування через встановлення його сутності, ознак, напрямів, спільних і відмінних рис з іншими екологічно орієнтованими напрямами тематичного картографуван-ня, вдосконалення класифікації еколого-природоохоронних карт і термінологічного апарату еколого-природоохоронного картографування; природоохоронний картографування геоінформаційний

обґрунтування науково-практичної бази для розробки методології еколого-природоохоронних картографічних досліджень системи «природа-суспільство» на регіональному рівні - принципів, методів, підходів, засобів, напрямів і методичних основ створення системи еколого-природоохоронних картографічних творів регіонів України;

визначення підходів щодо розробки регіональної геоінформаційної системи для оцінки, прогнозування, автоматизованого еколого-природоохо-ронного картографування;

проведення апробації науково-методичних розробок шляхом створення експериментальної регіональної еколого-природоохоронної системи картографічних творів.

Об'єктом дослідження є просторово-часове поєднання екологічних проблем, що виникли чи мають проявитися в результаті взаємодії об'єктів, явищ, процесів у межах певного регіону і заходів щодо оптимізації взаємовідношень у системі «природа-суспільство», а його предметом - теоретичні, методологічні та методичні аспекти картографічного представлення уявлень про об'єкт дослідження відповідно модельно-пізнавальної, комунікативної та лінгвістичної концепцій класичної картографії.

Методи дослідження. Методологічною основою дослідження є теоретичні положення про закономірності й основні напрямки взаємодії в системі «природа-суспільство» та методичні засади системного картографування. Домінуючим є антропоцентричний підхід, на основі якого проводять екологічну оцінку території і проектують природоохоронні заходи. У здійснених автором розробках використані окремі підходи та концептуальні положення, запропоновані як вченими України, так і країн СНД.

При вирішенні поставлених задач автор спирався на теоретичні положення тематичної картографії розроблені вітчизняними і зарубіжними вченими: О.Ф. Асланікашвілі, В.А. Барановським, М.М. Баранським, О.М. Берлянтом, Ю.С. Біліч, А.К. Бочаровим, Т.В. Верещакою, В.В. Воробйовим, І.В. Гармізом, В.Т. Жуковим, Я.І. Жупанським, І.П. Заруцькою, А. П. Золовським, О.Г. Ісачен-ком, М.С. Касімовим, Т.І. Козаченко, І.Ю. Левицьким, О.О. Лютим, А.М. Мо-лочком, М.І. Нікішовим, Г.О. Пархоменко, А.І. Преображенським, Л.Г. Руден-ком, К.О. Саліщевим, С.М. Сербенюком, Л.Є. Смирновим, Р.І. Соссою, В.С. Ті-куновим, В.О. Шевченком, а також А.К. Дричем, О.О. Євтєєвим, В. П. Разовим, Л.Ф. Январьовою, K. Grober, U. Freitag, J. Pravda, A. Robitaille та ін.

Значний вплив на становлення наукових позицій автора в галузі еколого-природоохоронного картографування мали роботи географів і картографів, у сфері наукових інтересів яких були теоретичні і методичні положення екологічно орієнтованих напрямків географії і картографії - В.А. Барановського, І.М. Волошина, А.П. Голикова, М.І. Гродзинського, А.П. Золовського, О.Г. Іса-ченка, Т.І. Козаченко, І.Ю. Левицького, О.М. Маринича, А.М. Молочка, В.Ю. Некоса, М.М. Паламарчука, Г.О. Пархоменко, М.Ф. Реймерса, В.П. Руден-ка, Л.Г. Руденка, Г.Ю. Саушкіна, Б.І. Сочави, В.І. Стурмана, І.Г. Черваньова, Г.І. Швебса, В.О. Шевченка, П.Г. Шищенка та А.М. Байназарова, В.І. Блануци, А.І. Бочковської, С.Ю. Вольської, Л.М. Даценко, О.Є. Маркової, В.П. Разова, А.Н. Чумаченка, A. Banner, D. Kolejkova, E.C. Lea, R.E. Maxwell, D.V. Meidinger і багатьох інших.

Для досягнення мети дослідження у роботі застосовано загальнонаукові підходи (системний, інформаційний, стохастичний та екологічний) і методи (системний, системно-структурного і порівняльного аналізу). При обґрунтуванні концепції еколого-природоохоронного картографування та вивченні історії еколого-природоохоронного картографування використано порівняльно-графічний метод та метод історичного аналізу. У процесі розробки експериментальних регіональних еколого-природоохоронних картографічних творів, автор спирався на методи картографічного та структурно-логічного моделювання, математико-статистичний та метод еколого-природоохоронного районування.

Інформаційну база дослідження склали звітні та опубліковані матеріали Харківського обласного управління статистики, обласного управління і міжрайонних відділів з охорони навколишнього природного середовища в Харківській області, обласних, районних і міських санепідемстанцій, Харківського обласного гідрометеорологічного центру, Українського науково-дослідного інституту екологічних проблем (УкрНДІЕП) Міністерства охорони навколишнього природного середовища (м. Харків), а також текстові, картографічні і статистичні джерела, які є у фондах провідних бібліотек Києва (Національної бібліотеки імені В.І. Вернадського НАН України, Інституту географії НАН України, Київського національного університету імені Тараса Шевченка, ДНВП «Картографія») і Харкова (Харківської державної наукової бібліотеки імені В.Г. Короленка, Центральної наукової бібліотеки Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна), інших наукових, навчальних і виробничих закладів України і Росії та в мережі Інтернет.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у розробці теоретико-методологічних і методичних основ еколого-природоохоронного картографу-вання регіонів, як прикладного напрямку тематичної картографії. При цьому,

вперше:

розроблено концепцію еколого-природоохоронного картографування, як відображення картографічними засобами системи виникнення регіональних екологічних проблем і напрямків її вирішення;

визначено сутність еколого-природоохоронного картографування, як прикладного напрямку еколого-географічного картографування та обґрунтовано науково-методичні основи розробки системи регіональних еколого-природоохо-ронних картографічних творів;

виділено етапи і тенденції розвитку еколого-природоохоронного картогра-фування та визначено місце і роль української наукової школи в загальному розвитку науково-методичних основ екологічно орієнтованих напрямків тематичної картографії;

обґрунтовано структуру системи еколого-природоохоронних картографічних творів для оптимізації управління природоохоронною діяльністю на регіональному рівні, запропоновано шляхи її реалізації;

розроблено структурно-логічні моделі обгрунтування інформаційної бази, структури і змісту комплексних і покомпонентних регіональних еколого-природоохоронних картографічних творів;

укладено експериментальну систему регіональних еколого-природоохо-ронних творів, яка включає атласи, серії карт, окремі карти області та її адміністративних районів, міста та його адміністративних районів, промислових та сільськогосподарських підприємств, а також фермерських господарств;

розроблено систему характеристик, показників і умовних позначень для еколого-природоохоронного картографування;

удосконалено:

термінологічно-поняттєвий апарат еколого-природоохоронного картографу-вання і класифікацію еколого-природоохоронних карт;

підходи щодо вибору масштабу, географічної основи і картографічних джерел при створенні еколого-природоохоронних карт і атласів;

перспективи еколого-природоохоронного картографування;

методики укладання комплексних еколого-природоохоронних, зокрема ландшафтно-екологічних і медико-екологічних, карт;

отримало подальший розвиток:

методичні підходи щодо створення покомпонентних, проблемних і комплексних еколого-природоохоронних карт, еколого-природоохоронного районування територій, оцінки стану і перспектив розвитку екологічних ситуацій і ефективності природоохоронної діяльності в регіонах;

розробка структури, змісту та напрямів геоінформаційного забезпечення еколого-природоохоронного картографування регіонів України.

Практичне значення результатів дослідження полягає в теоретичному обґрунтуванні, розробці і апробації концепції системного регіонального еколого-природоохоронного картографування.

Основні результати дослідження призначені для використання в практиці еколого-природоохоронного картографування регіонів України та інших країн (методики, алгоритми розробки і зразки карт, серій карт і атласів, методи розробки комплексних ландшафтно-екологічних, еколого-природоохоронних і медико-екологічних карт, напрямки формування геоінформаційної бази та ін.).

Результати дослідження впроваджувалися автором у Міністерстві науки і освіти України, як результати виконання бюджетних науково-дослідних робіт, а науково-методичні положення системного регіонального еколого-природоохо-ронного картографування увійшли до державної науково-технічної програми «Картографічне забезпечення основних напрямків екологічної політики в Україні» (2000-2001 рр.) та програми картографічної підготовки спеціалістів у галузі екології.

Наукові положення, рекомендації, картографічні твори та висновки роботи знайшли відображення у матеріалах щорічних доповідей «Про стан навколиш-нього середовища в Харківській області» за 2005-2008 рр. при проведенні оцінки розповсюджень забруднень по території області і її регіонів (довідка про впровадження результатів дослідження від 13.11.2009 № 01-04-2866). Матеріали дослідження знайшли відображення у навчальному процесі при підготовці географів, екологів і картографів у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка (довідка від 12.11.2009 № 050/812-30), Сумському державному педагогічному університеті ім. А.С. Макаренка (довідка від 03.10.2009) та Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна (довідка від 11.12.2007).

Практичні розробки, виконані під час дослідження, були представлені на міжнародних виставках у рамках міжнародних науково-практичних семінарів з безперервної географічної освіти та картографії (Харків, 2001-2008 рр.).

Особистий внесок автора роботи. Робота є самостійно виконаним науковим дослідженням, в якому реалізована авторська концепція системного регіонального еколого-природоохоронного картографування, відповідно до якої розроблено, обґрунтовано і представлено ряд оригінальних положень, які складають предмет дисертаційного дослідження на теоретичному, методологічному, методичному і практичному рівнях.

Усі викладені в дисертації висновки і положення отримані автором самостійно. Результатом роботи є авторські картографічні твори еколого-природоохоронної тематики, створені для території Харківської області, її районів, міст, сільськогосподарських і промислових підприємств, фермерських господарств.

Апробація результатів дослідження. Апробація основних положень дисертаційного дослідження проводилась на присвячених пам'яті професора Г.П. Дубинського щорічних звітних науково-практичних конференціях викладачів, аспірантів та студентів кафедри фізичної географії та картографії Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Результати дослідження доповідалися, обговорювались та були опубліковані у матеріалах наукових форумів, а саме: 14 Міжнародній конференції з картографії (Будапешт, 1989); 4-й Регіональній науково-технічній конференції з тематичної картографії «Еколого-географічне картографування і оптимізація природокористування в Сибіру (Іркутськ, 1989); Всесоюзній науково-технічній конференції «Проблеми картографічного забезпечення туризму і екскурсій» (Самарканд, 1989); VI з'їзді Географічного товариства України (Київ, 1990); І республіканській науковій конференції «Проблеми раціонального використання охорони та відтворення природно-ресурсного потенціалу УРСР» (Чернівці, 1991); Х Всесоюзній конференції з тематичної картографії «Екологічне картографування на сучасному етапі» (Ленінград, 1991); Міжнародній нараді «Принципи і методи екологічного картографування» (Пущіно, 1991); Міжнародній нараді «Природні і соціально-економічні проблеми екологічно дестабілізованих регіонів» (Алма-Ата, 1991); Міжнародному науково-практичному семінарі «Проблеми створення єдиної системи екологічної освіти і виховання в Україні» (Харків, 1994); Науковій конференції «Фундаментальні географічні дослідження» (Київ, 1994); VII з'їзді Українського географічного товариства (Київ, 1995); Міжнародному науково-методичному семінарі «Безперервна географічна освіта (дошкільна, шкільна, вузівська, післядипломна)» (Харків, 1996); Науково-практичній конференції «Геоекологічні проблеми сталого розвитку міського середовища» (Воронеж, 1996); Науковій конференції «Проблеми агрохімії в сільському господарстві» (Кишинів, 1997); ІІІ Міжнародному науково-методичному семінарі «Безперервна географічна освіта: інноваційні методи і технології» (Харків, 1998); ІV Міжнародному науково-методичному семінарі «Науково-методичне забезпечення навчального процесу з топографії і картографії на географічних факультетах університетів» (Харків, 1999); ІІ Всеукраїнській науково-методичній конференції «Проблеми раціонального використання, охорони і відтворення природно-ресурсного потенціалу України» (Чернівці, 2000); VIII з'їзді Українського географічного товариства (Луцьк, 2000); V Між-народному науково-методичному семінарі «Проблеми безперервної географічної освіти і картографії» (Харків, 2000); VІ Міжнародному науково-методичному семінарі «Проблеми безперервної географічної освіти і картографії» (Харків, 2001); ХІ Міжнародному науково-методичному семінарі «Проблеми безперервної географічної освіти і картографії» (Харків, 2002); ХІІ Між-народному науково-методичному семінарі «Модернізація і реформування середньої, вищої і післядипломної географічної та картографічної освіти в країнах СНД: досвід і проблеми» (Харків, 2003); Міжнародній науково-виробничій конференції «Проблеми землеустрою в сучасних умовах» (Горки, 2003); ХІІІ-ХVІІІ щорічних Міжнародних науково-методичних семінарах «Проблеми безперервної географічної освіти і картографії» (Харків, 2004-2009рр.); Х з'їзді Українського географічного товариства (Київ, 2008).

Публікації. За тематикою дисертаційного дослідження опубліковано 79 наукових праць загальним обсягом 35,9 умовн. друк. арк., в тому числі близько 33 умовн. друк. арк. належить особисто автору. З них основними публікаціями є: дві одноосібні монографії, одна монографія у співавторстві, одна навчальна програма, 35 статей у наукових фахових виданнях та 13 статей і наукових повідомлень в інших видання, 28 тез доповідей.

Структура та об'єм дисертації. Повний обсяг основного тому дисертації складає 398 сторінок із 83 рисунками і 13 таблицями, у тому числі основного тексту (вступ, п'ять розділів, узагальнюючі висновки) - 283 сторінки. У списку використаних джерел 418 найменувань. До роботи надано 10 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі дисертаційного дослідження, «Теоретична концепція системного регіонального еколого-природоохоронного картографування», викладено сутність системного еколого-природоохоронного картографування (ЕПК), його ознаки і напрямки реалізації, уявлення про об'єкт, цілі і методи. На основі аналізу вітчизняної і зарубіжної літератури з питань теорії екологічно орієнтованих напрямків тематичної картографії визначено об'єктно-предметну область еколого-природоохоронних досліджень, а відповідно і картографування. Напрямок тематичної картографії, який у 60-х роках минулого століття зародився на терені картографування охорони природи, уже у 80-х - 90-х - розділився на значну кількість напрямів, у залежності від особливостей об'єкта дослідження (В.А. Барановський, В.І. Блануца, Т.В. Верещака, О.Г. Ісаченко, Б.І. Кочуров, Л.Г. Руденко, А.В. Симонов, С.А. Сладкопєвцев, В.І. Стурман, В.А. Пересадько, А.М. Байназаров, В.С. Тікунов та ін.). Практично всі вчені, які досліджували дану тематику, сходяться на спорідненості екологічного і природоохоронного картографування, на необхідності проведення природоохоронної діяльності лише на основі детального вивчення, а відповідно, і картографування екологічних проблем і ситуацій. Це дало змогу визначити місце ЕПК у системі екологічно орієнтованих напрямків тематичного картографування (рис. 1), а ретроспективний аналіз поглядів на його сутність і особливості дозволив визначити еколого-природоохоронне картографування, як систему дослідження картографічними засобами екологічних проблем і шляхів їх вирішення.

Особливість регіонального підходу в контексті екологічних досліджень полягає у взаємній узгодженості напрямків природокористування відповідно до адміністративного рангу регіону та ландшафтних систем в його межах (І.О. Горленко, Л.Г. Руденко, П.Г. Шищенко, 1991; Г.О. Ісаченко, 1992; В.К. Слюсаренко, 1997; В.І. Стурман, 2003; М.В. Багров, В.О. Боков зі співавторами, 2006 та ін.). Відповідно регіональний підхід у еколого-природоохоронному картографуванні має проявлятися в структурі системи картографічних творів, яка охоплює усі рів-ні регіонального природокористування, а в основу еколого-природоохоронного районування (зонування) слід закладати ландшафти (від їх типів і груп до морфологічних частин - місцевостей, урочищ, фацій) та адміністративно-господарський поділ, що зумовлює одиниці планування природоохоронних заходів.

Рис. 1. Місце еколого-природоохоронного картографування в системі екологічно орієнтованих напрямів географічного картографування

Ретроспективний аналіз робіт з обґрунтування системного підходу в екологічно орієнтованих напрямах картографування (А.П. Золовський, О.Є. Маркова та Г.О. Пархоменко, 1978; Л.Г. Руденко, Г.О. Пархоменко та ін., 1991; Л.Г. Руденко, В.П. Разов та ін., 1996; Т.І. Козаченко і Г.О. Пархоменко, 1996; A. Banner, D.V. Meidinger, E.C. Lea, R.E. Maxwell, 1996; Л.Г. Руденко, І.О. Горленко та ін., 1998; П.П. Лебедєва, 2002 та ін.) показав, що в Україні виникли об'єктивні передумови для переходу від окремих (компонентного, проблемного, комплексного) напрямів екологічного і природоохоронного картографування до системного регіонального еколого-природоохоронного картографування, під яким слід розуміти систему аерокосмічних, польових та картографічних дослід-жень, здійснюваних на основі широкого застосування геоінформаційних технологій з метою створення системи картографічних творів (окремих карт, серій карт і (чи) атласів), які розробляються за єдиною програмою, що передбачає комплексну характеристику регіонів, уніфікацію структури, змісту і оформлення картографічних творів, що охоплюють усі природні, господарські та адміністративні одиниці (від фермерських господарств і окремих підприємств до області) і призначені для дослідження взаємодій у системі «природа-суспільство» з метою вирішення екологічних проблем у регіонах.

Системність регіонального ЕПК проявляється через системність вивчення об'єкта дослідження, цілісність методів вивчення зовнішньої і внутрішньої структури системи, системність інформаційної бази, системність картографіч-ного представлення шляхом розробки системи картографічних творів різних територіальних рангів, системність процесу використання карт, оскільки система ЕПК має довідково-інформаційні, моніторингові, координаційні, науково-дослідницькі, навчально-просвітницькі функціональні можливості (рис. 2).

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рис. 2. Реалізація системного підходу в еколого-природоохоронному картографуванні: 1 - об'єкт дослідження; 2 - складові системи; 3 - ознаки системи; 4 - мета дослідження

На підставі огляду робіт з питань об'єктно-предметних відношень в ЕПК (Г.О. Пархоменко, 1992; М.М. Комедчиков і О.О. Лютий, 1995; Б.І. Кочуров і Н.О. Жеребцова, 1995; М.С. Касімов та ін., 1997; Л.Г. Руденко, І.О. Горленко та ін., 1998; В. І. Стурман, 2002 та ін.) було зроблено висновок про невпорядкованість поняттєво-термінологічного апарату ЕПК і класифікації карт. Автором запропоновано визначення еколого-природоохоронної карти, серії еколого-природо-охоронних карт і еколого-природоохоронного атласу. Еколого-природоохоронна карта - це просторово-часова, образно-знакова модель, що відображає, за допомогою системи картографічних засобів, стан, оцінку і перспективи прояву екологічних проблем та заходи щодо охорони природи. Еколого-природоохоронні карти, як моделі реальної дійсності, у статиці і динаміці відображають систему чи окремі аспекти еколого-природоохоронних проблем, що мають (мали чи матимуть у майбутньому) місце на території різного природно-територіального чи адміністративного рангу.

Згідно розуміння сутності ЕПК і використовуючи підходи щодо класифікації природоохоронних, екологічних та еколого-географічних карт ( С.Є. Сальніков, М.Н. Губанов та В.В. Маслєннікова, 1990; D. Kolejkova, 1992; Б.В. Солуха, 1994; М.М. Комедчиков, О.О. Лютий, 1995; Т.І. Козаченко, 1996; Т.В. Котова і Л.Я. Январьова, 1997, В.А. Барановський, 2001, Е.Л. Бондаренко, 2007), запропоновано розділити всі існуючі тематичні картографічні твори на три групи: 1. Передекологічні; 2. Еколого-природоохоронні; 3. Картографічні твори еколого-природоохоронної тематики.

Ґрунтуючись на принципах проектування систем карт екологічної спрямованості (А.П. Золовський О.Є. Маркова, Г.О. Пархоменко, 1978; С.Є. Сальніков,1993; В.В. Воробйов, 1996; Б.І. Кочуров, Н.Н. Малахова, 1997; М.С. Касімов, 1997; Л.Г. Руденко, І.О. Горленко та ін., 1998; В.А. Барановський, 2001; А.М. Байназаров, 2003; В.І. Стурман, 2003, Е.Л. Бондаренко, 2007), в основу методологічного обґрунтування системи регіональних ЕПКТ покладено принципи: програмування (підготовка підґрунтя для переходу до системного геоінформаційного еколого-природоохоронного картографування, що вимагає створення для кожної адміністративно-господарської одиниці системи уніфікованих за змістом, математичною основою і зображувальними засобами багатоцільових картографічних творів - окремої карти, серії карт і атласу); збалансованого розвитку (урахування потреб суспільства в картографічній продукції, потреб практики в галузі охорони природи і особливостей розвитку екологічних ситуацій у регіоні); синхронізації дій (адаптація ЕПК до процесу комп'ютерного моделювання і урахування вітчизняного і зарубіжного досвіду ЕПК); поляризованого розвитку і концентрації (об'єднання зусиль відомчих, наукових, владних структур з метою покращення інформаційного забезпечення регіонального ЕПК); партнерства і єдності (адаптація системи еколого-природоохоронних картографічних творів (ЕПКТ) до загальнодержавної системи топографічного і тематичного картографування і забезпечення оперативного оновлення ЕПКТ); поступовості та послідовності (визначення чіткої послідовності при формуванні структури системи ЕПКТ); достовірності та сучасності (використання при створенні карт сучасної та репрезентативної статистичної, графічної інформації з дотриманням параметрів і показників, які використовуються у практиці екологічного моніторингу й природоохоронної діяльності; узгодженості (при зниженні рангу території, що картографується, відповідно має збільшуватися деталізація характеристик на картах); економічності (застосування мінімуму типових карт, що входять до серії чи атласу, застосування методів та способів здешевлення і спрощення процесу укладання та підготовки до видання і видання карт шляхом широкого впровадження геоінформаційних технологій); автономізації (розробка ЕПКТ має здійснюватись з орієнтацією на їх автономне, самостійне використання, як окремих документів при здійсненні екологічної оцінки території та проектуванні заходів охорони природи).

Згідно запропонованих принципів, систематизовано і обґрунтовано класич-ні елементи картографічного методу створення еколого-природоохоронних карт: масштабний ряд (див. табл.); структуру інформаційного забезпечення ЕПК; систему показників, характеристик і умовних позначень, що відповідає державній системі екологічного моніторингу і враховує існуючий досвід еколого-природо-охоронного картографування в Україні і в світі.

Таблиця

Масштаби, рекомендовані для системи регіональних еколого-природоохоронних картографічних творів

Спираючись на мовну концепцію картографії (О.Ф. Асланікашвілі, 1974; О.О. Лютий, 1988; J. Pravda, 1993; О. Володченко, 2005), виявлені і класифіковані помилки (графічні і логічні) у відображенні еколого-природоохоронної інформації та запропоновано систему кодифікаторів для передачі тематичної інформації в процесі картографічного моделювання (рис.3).

Другий розділ роботи, «Історія і сучасний стан еколого-природоохоронного картографування», стосується вивчення історії еколого-природоохоронного картографування в Україні і світі, її періодизації, виявлення тенденцій і центрів розвитку.

Аналіз опублікованих, рукописних, розміщених у мережі Інтернет зарубіжних і вітчизняних картографічних творів, розроблених на протязі півтора століть, дозволяє виділити три етапи розвитку ЕПК:

1. Формування природоохоронної тематики в географічному картографуванні (з середини 50-х років ХХ ст.). Екологічна тематика не була представлена в картографічних творах, а природоохоронна лише фрагментарно. Елементи природоохоронного та медико-географічного змісту відображалися, в основному, у загальногеографічних та тематичних картах і атласах.

Рис. 3. Пріоритетність застосування кодифікаторів при створенні умовних по-значень об'єктів локалізованих: а) у точках; б) у площах; в) на лініях

2. Становлення наукових основ природоохоронного картографування, зародження екологічного картографування (середина 50-х - кінець 80-х років ХХ ст.) - початок досліджень у сфері картографування впливу навколишнього середовища на стан здоров'я населення, розвиток оцінювального природно-ресурсного картографування, яке поступово трансформувалось в екологічне, тобто у відображення якості оточуючого середовища та його впливу на умови життя і діяльності людей. З середини 70-х років почали формуватися наукові школи вітчизняного еколого-природоохоронного картографування, про що свідчить і кількість, і зміст захищених дисертацій з питань природоохоронного картографування, розпочинаються роботи з дослідження теорії, методики та історії природоохоронного картографування (С.Ю. Вольська, А.П. Золовський, І.Ю. Левицький, О.Є. Маркова, А.М. Молочко, Г.О. Пархоменко, В.А. Пересадько та ін.). Розпочаті дослідження картографування впливу оточуючого середовища на стан здоров'я населення (В.А. Барановський, В.О. Шевченко). Інтенсивно екологічна складова розвивається в зарубіжному тематичному картографуванні, зокрема, в Канаді, Німеччині (ФРН), Польщі, США, Франції. Для радянського гео-графічного картографування середини 70-х років ХХ ст. характерне акцентування уваги на оцінювальній природно-ресурсній тематиці та картографуванні захворюваності населення.

Починаючи з 70-х років минулого століття в картографічних творах (переважно в атласах) поряд з інформацією природоохоронного характеру вміщують дані про якість природного середовища, розміри його техногенних порушень і ступінь впливу на здоров'я людей.

3. Розвиток еколого-природоохоронного картографування, як напряму, що сформувався в рамках еколого-географічного картографування і на засадах системності синтезує досягнення природоохоронного, екологічного картографування і картографування природокористування (з середини 80-х років ХХ ст. і дотепер).

Загалом, екологічна тематика розвивалася у такій послідовності - від карт забрудненості середовища до його впливу на людину, а потім до створення оцінювальних і прогнозних карт регуляції відновних здатностей природних комплексів. Починаючи з кінця 90-х років минулого століття, дослідження у галузі еколого-природоохоронного картографування охопили практично усі науково-дослідні і вищі навчальні заклади.

Інтенсивний розвиток даного напрямку в Україні визначається наявністю ряду центрів еколого-природоохоронного картографування - Інститут географії НАН України, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Рада по вивченню продуктивних сил (Київ), Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, УкрНДІЕП (Харків), Дніпропетровський державний університет та ряд вищих навчальних закладів.

У дисертації представлено огляд найбільш знакових для розвитку ЕПК картографічних творів, виданих на протязі останнього етапу ЕПК. На основі аналізу визначено тенденції його розвитку, а саме: активізацію створення і видання еколого-природоохоронних карт і атласів; переважання регіонального аспекту у відображенні інформації; перехід від окремих карт до їх серій і до атласів даної тематики; включення еколого-природоохоронних карт і груп карт в комплексні і тематичні географічні атласи; розширення тематики еколого-природоохоронних карт; прагнення поряд з традиційними інвентаризаційними еколого-природо-охоронними картами, створювати оцінювальні, прогнозні і рекомендаційні карти; інтенсифікацію створення еколого-природоохоронних карт динаміки; збільшення переліку і розмаїття еколого-природоохоронних показників і характеристик; прагнення до кількісного відображення еколого-природоохоронної інформації та її деталізації; перехід до створення еколого-природоохоронних карто-графічних творів на ландшафтній основі з урахуванням адміністративно-господарського поділу територій; інтенсифікацію темпів створення еколого-природоохоронних творів на електронних носіях із застосуванням геоінформаційних технологій.

У третьому розділі роботи, «Науково-методичні підходи до розробки еколого-природоохоронних картографічних творів регіонів різних територі-альних рангів», розкриваються наукові, методичні та організаційні основи створення еколого-природоохоронних картографічних творів різних типів (окремих карт, серій карт, атласів), представлено авторські методики розробки ландшафтно-екологічних, комплексних еколого-природоохоронних, медико-екологічних та проблемних карт.

На основі концепції регіонального еколого-природоохоронного картографування, урахування окремих аспектів розробки екологічних і природоохоронних карт (дослідження О.М. Маринича, І.О, Горленко та Л.Г. Руденка, 1990; Л.Г. Руденка, Г.О. Пархоменко, А.М. Молочка та ін., 1991; Т.В. Верещаки, 1997; В.А. Брильова і П.В. Полякова, 1997; О.А. Адаменко та І.А. Дубровця, 1996; А.Н. Чемоданової, Т.Н. Симакова та ін., 1996; В.А. Барановського, 2000; А.М. Байназарова, 2003 та ін.), запропоновано підходи і методики створення системи регіональних еколого-природоохоронних картографічних творів. Кількість структурних елементів системи фактично не обмежена і відповідає числу структурних одиниць регіону, а зміст - формується в залежності від специфіки взаємодії в системі «природа-суспільство».

Для населених пунктів пропонується атлас, який складається з 10 розділів: а) загального (карти функціонально-планувальних зон, геоморфологічної ситуації, рельєфу, підприємств-забруднювачів навколишнього середовища); б) шести покомпонентних розділів оцінки екологічного стану й охорони атмосферного повітря, водних ресурсів, земель, надр, рослинності і тваринного світу; в) розділу фізичних навантажень на довкілля (оцінка впливу шуму, електромагнітних і теплових факторів на умови життя і здоров'я людей; г) медико-екологічного розділу (карти захворюваності населення міста на основні види хвороб, зокрема екологозалежні); д) заключного розділу - еколого-природоохоронна оцінка території міста в цілому.

До системи атласів регіону доцільно включати медико-екологічний атлас, інформація в якому структурована за трьома розділами: 1. Медико-географічний (захворювання і захворюваність населення, смертність, народжуваність, природний приріст); 2. Екологічний (оцінювальні карти стану компонентів природи і природних комплексів регіону, карти екологічного моніторингу та ін.); 3. Медико-екологічний, представлений картами кореляції якості довкілля і його компонентів за впливом на стан здоров'я людей та картами відповідності рівнів антропо-техногенного навантаження і захворюваності населення.

Серії еколого-природоохоронних карт охоплюють усі територіальні рівні й різновиди об'єкта дослідження - причини і наслідки антропогенної діяльності в регіоні, екологічні проблеми, пов'язані з дією природних факторів, заходи охорони природи та їх ефективність. Проектування серій карт має здійснюватись з урахуванням наступних положень: підпорядкованість принципам розробки системи регіональних ЕПКТ; ураховування особливостей об'єкта картографування; вибір оптимальної кількості карт серії (3-5 карт); відображення на основних картах причинно-наслідкових зв'язків виникнення екологічних проблем, ареалів їх прояву, районування (зонування) території відповідно до їх стану та комплексу природоохоронних заходів.

Основу регіонального ЕПК становлять окремі комплексні карти, які окреслюють вид екологічних проблем, напрямки природоохоронної діяльності і є першим етапом розробки системи ЕПКТ. Проектування карт має здійснюватись: з урахуванням орієнтації на використання карт для ознайомлення з еколого-природоохоронною оцінкою території владних структур, широкого кола користувачів та для застосування у навчальному процесі.

При створенні системи ЕПКТ рекомендується орієнтуватись на запропоновані інформаційні моделі обгрунтування змісту картографічних творів (рис. 4) та особливості формування екологічних проблем окремих компонентів природного середовища (атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, земель, ґрунтів, надр, рослинності і тваринного світу) та природних комплексів у цілому.

При комплексному ЕПК проблемним залишається питання про можливість і необхідність відображення екологічних ситуацій в рамках ландшафтного поділу територій (А.П. Золовський і Г.О. Пархоменко, 1982; О.Г. Ісаченко, 1990; М.Д. Гродзинський,1993; В.І. Блануца, 1993; І.М. Волошин, 1998; В.Т. Жуков та ін., 1999; В.А. Барановський, 2001; В.І. Стурман, 2003 та ін.). Суто ландшафтний підхід можливий лише для карт екологічних, а для карт природоохоронних, особливо при відображенні економічних чи соціальних аспектів охорони природи, ще довго переважаючим залишатиметься адміністративно-територіальний підхід, що пов'язано з проведенням статистичного обліку, фінансування природо-охоронних заходів тощо. Для приведення у відповідність цих двох напрямків еколого-природоохоронної діяльності необхідно виробити підходи щодо оцінки здатності ландшафтів до саморегуляції й самовідновлення, визначити пороги антропогенно-техногенного навантаження на ландшафти та регіональні коефіцієнти навантаження. Застосування геоінформаційних технологій дає змогу вирішити ще одну проблему в галузі ЕПК - здійснення еколого-природоохоронного районування територій.

При розробці методик еколого-природоохоронного районування населених пунктів і адміністративних областей нами обрано метод експертних оцінок:

В основу екологічного районування міських територій покладено поділ території на квадрати, в межах яких за картами різної тематики, визначено ранг кожного показника (від 1 до 5), середній і сумарний середній ранги. Комплексна екологічна карта створюється шляхом інтерполяції за середніми сумарними значеннями рангів. Оцінка екологічної ситуації визначається як «добра», «відносно добра», «задовільна», «погана» і «критична». Запропонована методика дозволяє виконувати районування шляхом математичного визначення ваги кожного фактора у формуванні екологічної ситуації, а автоматизація процесу створення ви-хідних карт забруднення природного середовища - в автоматичному режимі проводити чергування екологічної ситуації.

Перехід до застосування ландшафтного підходу в ЕПК територій спонукав до розробки методики комплексної оцінки екологічного стану ландшафтів, як підґрунтя для планування природоохоронних заходів. Для чого рекомендується використання геоінформаційних технологій, зокрема програмної продукції

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рис. 4. Обґрунтування змісту еколого-природоохоронних картографічних творів

ESRI® ArcGIS™ Spatial Analyst. Запропонована методика картографування включає чотири етапи створення ландшафтно-екологічної карти: створення карт окремих видів навантаження на довкілля, уніфікованих за оформленням і кроком градацій (від 1 до 5); визначення загального антропогенного навантаження на територію; створення карт стійкості ландшафтів; розробка ландшафтно-екологічної карти, що інтегрує інформацію карт антропогенного навантаження та стійкості ландшафтів. У результаті отримуємо інтегративну карту рівня порушення ландшафтів (рис. 5), що є підґрунтям для створення комплексної еколого-природоохоронної карти області (рис. 6).

Третьою із запропонованих методик комплексного еколого-природоохо-ронного картографування є методика медико-екологічного картографування, яка ґрунтується на використанні прийомів математико картографічного аналізу і прийомів теорії інформації. Сутність методики полягає у розробці ряду аналітичних карт захворюваності населення на різні види хвороб і забруднення довкілля різними інгредієнтами. У результаті застосування кореляційного і регресійного аналізу та прийомів теорії інформації створено карти відповідності рівня захворюваності рівню забруднення навколишнього середовища, на основі чого визначено гостроту екологічної ситуації та обсяг першочергових природоохоронних заходів в межах населеного пункту (рис. 7).

У роботі розглянуто основні підходи до створення карт екологічного стану і охорони компонентів природи: атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, земельних ресурсів, рослинності і тваринного світу.

У процесі еколого-природоохоронного картографування атмосферного повітря слід враховувати ряд характеристик, як природного, так і антропогенного походження: потенціал забруднення атмосфери (ПЗА), індекс забруднення атмосфери (ІЗА), обсяги і концентрації викидів шкідливих речовин, комплексні показники забрудненості в населених пунктах, рівень антропогенного і техногенного тиску, захворюваність населення на хвороби органів дихання, алергічні хвороби тощо. Природоохоронна складова картографічних творів має бути представлена лісокультурними заходами в межах санітарно-захисних зон, відображенням структури і потужності пилогазоочисних споруд і обсягів витрат на їх будівництво, ремонт і реконструкцію, пунктів контролю за якістю атмосфери.

Еколого-природоохоронне картографування вод реалізується шляхом відображенням економічних показників (обсяг і структура водозабезпечення, водопостачання, водовідведення і водокористування), показників рівня забруднення (індекс забруднення вод, оцінка якості вод за екологічною та гігієнічною класифікаціями), заходів охорони вод (влаштування і збереження водоохоронних зон, будівництво та реконструкцію водоочисних систем та систем зворотного водопостачання, пункти екологічного моніторингу поверхневих вод, об'єкти природно заповідного фонду, зокрема, гідрологічні).

При еколого-природоохоронному картографуванні земель доцільним є відображення фізичної деструкції земель та хімічних змін ґрунтового покриву, а саме: механічних порушень внаслідок видобутку корисних копалин, переміщення ґрунтів, їх розораності, еродованості, засоленості, яружності, перезволоження і підтоплення та причин їх виникнення; сумарного показника забруднення ґрунтів важкими металами, пестицидами, мінеральними добривами.

Еколого-природоохоронне картографування рослинності і тваринного світу реалізується шляхом відображення умов їх формування, зокрема - ураження і порушення лісових площ, корінних типів рослинності, їх видового різноманіття, ареалів поширення видів занесених до Червоної книги, природно-заповідних територій та територій, на яких проводиться акліматизація і реакліматизація тварин, заборона (обмеження) мисливства і рибальства.

У четвертому розділі дисертаційного дослідження, «Геоінформаційне забезпечення еколого-природоохоронного картографування», розглянуто окремі аспекти застосування геоінформаційних технологій у процесі регіонального еколого-природоохоронного картографування - напрямки формування регіональної еколого-природоохоронної геоінформаційної системи, сутність, особливості, переваги і недоліки електронних картографічних творів.

Проектування регіональних, зокрема, еколого-природоохоронних, ГІС має здійснюватись на основі використання сучасної просторово-локалізованої інформації, основу для якої складають картографічні твори - комплексні та покомпонентні карти, серії карт, атласи екологічної та географічної тематики (Л.Г. Руденко, В.С. Чабанюк, 1994; О.М. Берлянт, 1997; А.А. Аляб'єв, 2006; Л.М. Даценко, 1999; А.А. Кірсанов, 1999; В.А. Попов, 2001; В.І. Почтаренко, 2002; Е.Л. Бондаренко, 2007 та ін.).

До задач даного дослідження входила розробка напрямків створення регіональної еколого-природоохоронної ГІС (РЕП ГІС) з урахуванням напрацювань класичної картографії. Регіональна еколого-природоохоронна ГІС має формуватися за дотримання наступних вимог: а) вміщувати всі регіональні рівні (область, адміністративний район, місто, господарство, підприємство, фермерське господарство, ландшафт, місцевість, урочище) тобто це не одна система, а сукупність територіальних систем, створених за єдиною структурою і підходами, з однаковими функціями і призначених для забезпечення вирішення аналогічних задач на різних територіальних рівнях - від локального до муніципального і регіонального; б) охоплювати всі можливі варіанти прояву екологічних ситуацій, бути свого роду синтезатором тематичних кадастрів,зокрема, земельного, водного, лісового, селітебного, медичного, туристичного, рекреаційного, фінансового та ін.; в) бути адаптованою з різноманітними системами й каналами отримання вихідної інформації (аерокосмічної, статистичної, стаціонарної, сезонної тощо); г) взаємодіяти з геоінформаційними пакетами, що застосовуються у процесі збору та обробки вихідної інформації; д) бути доступною для широких мас населення; е) мати можливість поповнення інформації.

Головним шляхом до реалізації розробки РЕП ГІС і об'єднання їх в єдину національну екологічну ГІС є застосування резидентно-центричного підходу, коли основні (кардинальні) положення щодо побудови РЕП ГІС мають надходити з головної організації з формування національної екологічної ГІС, а територіальні ГІС формуються в залежності від природних і соціально-економічних особливостей регіонів, на засадах творчості й унікальності, за принципом «знизу-до верху».

Отже, регіональна еколого-природоохоронна ГІС - це геоінформаційна система, що формується на базі розроблених наукових основ регіонального еколого-природоохоронного картографування (концепції, принципів, підходів щодо вибору структури і змісту, математичної основи, зображувальних засобів тощо) і являє собою комплекс програмних засобів, що складається з ряду підсистем введення, формування, зберігання та виведення (представлення) інформації, об'єднує ряд різноформатних ГІС і при цьому має бути відкритою для загалу.

Запропонована структура банку даних адаптована до методик розробки покомпонентних, проблемних і комплексних еколого-природоохоронних карт, інформаційне забезпечення яких представлене у попередньому розділі.

Ключовим результатом застосування геоінформаційних технологій в еколого-природоохоронному картографуванні є еколого-природоохоронна електронна карта - інтерактивна цифрова карта, візуалізована в комп'ютерному середовищі, яка представляє просторово-часову інформацію про стан, оцінку і пер-спективи розвитку екологічних ситуацій на тій чи іншій території та заходи щодо оптимізації природокористування.

При проектуванні картографічного банку даних (КБД), зокрема атрибутивних просторово-розподілених даних, слід спиратися на розроблені інформаційні структурно-логічні моделі еколого-природоохоронного картографування, принципи і підходи щодо вибору показників, характеристик і зображувальних засобів, враховувати фактори, що визначають як технічні можливості реалізації КБД ГІС, так і запити можливих користувачів. Для формування картографічного банку даних РЕП ГІС (рис. 8) доцільно обирати логічну модель даних реляційного типу та меню-орієнтований режим роботи.