Принципы и методы качественной оценки природной среды

Природные условия и ресурсы оцениваются для того, чтобы определить степень их пригодности или благопри­ятности для человека. Оценка предполагает наличие объекта и субъекта.

Объектами выступают природные элементы (формы рельефа, температура воздуха, растения и др.), компоненты (климат, почвы и др.) и их сочетания.

Субъектом оценки являются технические средства, сооружения (например, до­роги), отдельные предприятия, отрасли хозяйства (лесное хозяйство, сельское хозяйство и др.) и сами люди.

Оценка выражает отношение «субъекта» к «объекту» в форме специализированной группировки (ранжирова­ния) оцениваемых объектов в зависимости от их социаль­ной значимости, возможности и эффективности исполь­зования. Оценка, таким образом, всегда соотносительна, и этим она отличается от инвентаризации, т. е. от учета или измерения.

В нашем случае объектом высту­пает геосистема. Следовательно, мы решаем задачу комплексной, или интеграль­ной, оценки геосистем. Оценка отдельного элемента геосистемы зависит от влияния других эле­ментов и компонентов системы. Например, оценка одного и того же уклона поверхности для определения возможно­сти его распашки будет разной в зависимости от свойств материнской породы, режима и интенсивности атмосфер­ных осадков, мощности снежного покрова и условий его таяния.

Оценка отдельных элементов природного комплекса необходима как предварительная процедура, предшествующая процессу получения инте­гральной оценки.

Каждый элемент оценивается в своих террито­риальных подразделениях, а затем результаты наклады­ваются на одну карту и выводится интегральная оценка.

Использование ландшафтной карты с единой системой природных территориальных подразделений поз­воляет сопоставлять и интегрировать любые поэлемент­ные оценки, а также сравнивать результаты оценок раз­ного направления (сельскохозяйственного, рекреационного и т. д.).

Таким образом, объектом оценки являются геосистемы различных рангов.

Один и тот же ландшафт представляет неодинаковую ценность в зависимости от того, с позиций какого «субъекта» к нему подходить.

Одна из главных целей оценки геосистемы состоит в том, чтобы выбрать наилучший вариант ее хозяйственного использования, очередность освоения и оптимальные технологические решения.

Выделяют ряд направлений в соответствии с конкретными «субъектами»:

1. Оценка природных комплексов только под углом зрения перспектив и возмож­ностей развития сельскохозяйственных культур, строительства дорог, трубопроводов или инженерных со­оружений определенного типа и т. п.

2. Социально-экологиче­ская оценка природной среды как совокупности условий жизни людей (медико-географическая, санитарно-гигиеническая, рекреационная, эстетическая оценка).

3. Оценка мелиоративных мероприятий рассчитанных на улучшение природной сре­ды (гидромелиорация, агролесомелиорация, борьба с овра­гами и др.).

Существует качественная и количественная оценки.

Качественная оценка.

Цель - выявить качест­венные различия природной среды, существенные для ее практического использования. Качественная оценка выражается в натурных показателях или в едини­цах условной бонитировочной шкалы.

Количественная оценка.

Цель - определить экономическую эффективность освоения и ис­пользования среды. Количественная оценка выражается в стоимостных показателях.

Принципы качественной оценки геосистем основывают­ся на изучении взаимоотношений между природным ком­плексом и «субъектом» оценки. Для этого необходимо знать требования последнего к среде, а также характер его воздействия на природный комплекс. Когда требования «субъекта» хорошо известны и сформулирова­ны в официальных инструкциях нужно подобрать под­ходящие природные комплексы для использования.

После того как набор необходимых показателей природ­ного комплекса определен, приступают к их раз­дельной бонитировке. Непрерывный ряд величин наблюдения разбивают на некоторое число ступеней, или бонитировочных классов, с учетом критических, или порого­вых, значений. Так, на шкале уклонов рельефа интервал между 0,5° и 4,0° будет соответствовать наиболее благо­приятным (оптимальным) условиям для строительства. При уклонах менее 0,5° ухудшается дренаж, усложняется устройство канализации; при уклонах более 4° нарастают трудности для строительства сооружений и их эксплуата­ции, а территории с уклонами свыше 20 - 30° практически вообще непригодны для большинства видов строительства [13].

Набор специализированных оценок природных комплексов может быть безграничным. Но для разработки главных направлений оптимизации природной среды важно выбрать ключевые темы. Всеобщее значение имеют оценки инженерно-строительные, агропроизводственные, рекреационные. В зависимости от характера ландшафта, пер­спективных и текущих планов социально-экономического развития направления оценок детализируются и дополняются другими (лесорастительной оценкой, гидромелиоративной и др.).

I. Инженерно-строительная оценка геосистем.

В эту группу входят оценочные исследования разных направлений - от узкоспециализированных (например, оценка природных условий для прокладки трубопроводов или строительства аэродромов) до инженерно-ландшафтных исследований, предназначенных для оценки общих условий промышлен­ного и гражданского строительства или инженерного осво­ения территории в целом.

Инженерно-строительная оценка начинается с отбора оценочных показателей и определения критериев оценки. Набор показателей охватывает практически все компоненты ландшафта. Основными из них являются следующие.

1. Рельеф. Расчлененность рельефа определяет наличие строительных площадок и их размеры, объем зем­ляных работ, частоту мостовых переходов, степень удлине­ния трасс дорог, влияет на эксплуатацию инженерных сооружений (производительность транспортных механиз­мов, расход горючего, скорость движения и др.). От рельефа зависят планировка городов, условия движения город­ского транспорта, водоснабжения и водоотвода.

Одни и те же параметры рельефа оцениваются по-разному. Для промышленных предприятий среднего раз­мера требуется площадка в десятки гектаров, для нефте­перерабатывающих, целлюлозно-бумажных комбинатов и некоторых других - 100 - 150 га, а для крупных металлур­гических заводов или химических комбинатов - до 800 - 1000 га и более.

Каждому виду строительства отвечают свои оптималь­ные и предельные уклоны поверхности. Для жилищного строительства оптимальные уклоны не превы­шают 5 %,- для промышленного - 3, для железных дорог -1,5 - 3, для авто­мобильных дорог - 3 - 6 %. При строительстве имеет значение и протяжен­ность склона. Например, при прокладке железных дорог она должна быть не менее длины поезда.

2. Геоморфологические процессы (оползни, обвалы, осы­пи, сели, лавины, эрозия, абразия, солифлюкция, карст, суффозия, дефляция) накладывают серьезные инженер­ные ограничения, а нередко исключают возможность строительства. Учитывается и косвенное значение рельефа как фактора, влияющего на местный климат (распределение минимальных температур, освещенность, формирование температурных инверсий, туманов, направ­ление и скорость ветра, снеготаяние, увлажнение и т. д.).

3. Грунты играют важную роль как основания сооруже­ний, как балластный материал для создания насыпей, пло­тин. От свойств грунта зависит допустимая механическая нагрузка при строительстве сооружений, конструкция фундаментов, способы дренажа, устойчивость откосов. Скальные породы обладают высокой несущей способ­ностью, но малопригодны для крупного капитального строительства из-за сложности и дороговизны прокладки подземных коммуникаций. Известняки часто отличаются каверзностью. На инженерное освоение осадочных по­род существенно влияет их падение и простирание, нали­чие тектонических разрывов.

Из рыхлых грунтов для капитального строительства благоприятны грунты с несущей способностью свыше 1,5 кг/см², в том числе гравийно-галечные отложения, морена, некоторые пески. Но для строительства напорных плотин такие материалы малопригодны, так как через них фильтруется вода из водохранилищ. Крупные валуны соз­дают трудности при подземном строительстве. Глины суглинки, пылеватые грунты, переувлажняясь, набухают, размягчаются, теряют несущую способность, а при высыхании дают осадку. Лёссы отличаются просадочностью. Крайне неблагоприятны для инженерного освоения мощные торфяники. Мерзлые грунты очень прочны, но попеременное таяние и замерзание деятельного слоя приводит к их пучению и деформации сооружений.

4. Климат. Значение климата как фактора инженерного освоения территории чрезвычайно многообразно. Температура воздуха влияет на тепловой режим помещений. От нее зависит расчет толщины стеновых ограждений, площади окон, системы отопления и вентиляций, нормы топлива, ориентации зданий. Быстрая смена температур способствует разрушению ограждающих конструкций. Низкие температуры могут вызвать разрушение металлических конструкций (дорожных, строительных и других машин, мостов, опор линий электропередач, рельсов, проводов и др.), уменьшают надежность и долговечность резиновых изделий, пластмасс. Температура почвы влияет на фундаменты и трубопроводы; при замерзании создает дополнительные нагрузки на сооружения и подземные коммуникации.

Высокая влажность воздуха способствует разрушению, стен зданий, развитию грибков, увеличивает теплоотдачу помещений, создает внутри них сырость. В этом же направлении действуют длительные моросящие дожди. Негативную роль играют снег (нагрузка на крыши зданий, осложнение работы городского транспорта и условий строительных работ), изморозь, гололед.

Ветер, с одной стороны, создает ветровую нагрузку с которой приходится считаться при проектировании высоких зданий, труб, опор линий электропередач, мачт. Он вызывает пыльные бури, метели, бураны, усиливает теплоотдачу зданий, усугубляет охлаждение металлических конструкций и понижает их хладостойкость, ухудшав условия работы на открытом воздухе. Но, с другой стороны ветер ускоряет просушивание стен зданий, охлаждает помещения от перегрева, улучшает вентиляцию и уносит промышленные выбросы.

5. Поверхностные и подземные воды оцениваются как источники водоснабжения и как природные факторы, обус­ловливающие определенные инженерные ограничения. По­следние определяются густотой гидрографической сети, шириной и глубиной долин, заболоченностью, паводками. Грунтовые воды создают большие помехи при промышленном строительстве, если их зеркало лежит выше 7 м, а при жилищном - выше 3 м. Обводненность пород усложняет строительство туннелей и других подзем­ных сооружений. Воды, содержащие сульфаты, разрушают бетон.

6. Растительный покров и животный мир. Растительный покров иг­рает важную санитарно-гигиеническую роль в городах, защищает транспортные пути от снежных заносов, предох­раняет насыпи от размыва. Причиной существенных инже­нерно-строительных помех могут быть термиты, грызуны, ядовитые змеи. Мелкие животные создают механические повреждения. По их вине происходит короткое замыкание. Птицы создают помехи для воздушного транспорта.

Для отдельных групп ландшафтов характерны специ­фические инженерные ограничения, вызванные такими природными явлениями, как сейсмичность, которая услож­няет и удорожает строительство, а при силе землетрясений свыше 9 баллов практически исключает возможность строи­тельства.

За критерии инженерной оценки тех или иных элемен­тов природной среды обычно принимают нормативы, уста­навливаемые строительными нормами и правилами. Таких нормативов очень много.

Совместный учет различных природных факторов позволяет выделить среди них определяющие и избавляет от необходимости анализировать при комплексной оценке, многочисленные частные параметры и нормативы. Более того, ландшафтный подход позволяет увязывать, т. е. совмещать и согласовывать в единой системе территориальных, единиц разрозненные частные оценки.

II. Агропроизводственная оценка земель.

Результаты подобных исследований имеют широкое производственное назначение. Карты оценочной классификация земель, понимаемых как природные комплексы определенного ранга, полезны не только в землеустройстве, но и в агрономии (они помогают определить сроки полевых работ, дифференцировать внесение удобрений и агротехни­ческие приемы в пределах хозяйства), мелиорации (помогают планировать осушительные, противоэрозионные и другие мероприятия) и др.

Качественная ландшафтная оценка необходима для выбора земель, перспективных для сельскохозяйственного освоения, а также как основа для экономической оценки земель. Естественно, что агропроизводственной оценке под­лежат не только земли, уже используемые в этой отрасли народного хозяйства, но и потенциальный земельный фонд для дальнейшего освоения и трансформации в сельскохо­зяйственные угодья. При качественной оценке таких зе­мель ландшафтный метод незаменим.

В основу оценки земель положены постоянно действующие природные факторы сельскохозяйственного производства.

Ландшафтно-агропроизводственные группы земель привязаны к определенным ландшафтам и рассматриваются на их фоне. Агропроизводственной группировке урочищ должна пред­шествовать соответствующая группировка ландшафтов.

III. Рекреационная оценка геосистем.

К рекреационной оценке природных комплексов, как и ко всякой другой, можно подходить с различных позиций — как более узких, так и более широких. В зависимости от возраста людей, их культурного уровня, состояния здоровья, характера и т. д. цели отдыха бывают разными — оздоровительными, позна­вательными, спортивными и др. Отсюда следуют различные виды рекреационных занятий, по отношению к которым непосредственно и производится оценка. Виды рекреацион­ных занятий классифицируются по разным признакам. Прежде всего их следует разделить по сезонам: на летние а (купание, солнечные ванны, прогулки разного назначения - лечебные, оздоровительные, экскурсионно-познавательные; парусный и гребной спорт, рыбная ловля, сбор ягод и грибов) и зимние (лыжные прогулки и спорт, подледный лов рыбы), а также межсезонные (спортивная охота, отчасти сбор грибов).

Тот или иной вид отдыха и его продолжительность определяются структурой природного комплекса. Ландшафтовед всесторонне оценивает рекреационный потенциал ланд­шафтов, урочищ и устанавливает, для каких видов отдыха и в какой степени они пригодны.

При всем многообразии природных предпосылок для рекреации и различии критериев для тех или иных ее ви­дов существуют некоторые определяющие свойства геосис­тем, которые имеют универсальное рекреационное значе­ние. В любом случае такими благоприятствующими факто­рами будут разнообразие среды, комфортность климата, высокие эстетические качества пейзажей, леса и водоемы, оптимальное увлажнение поверхности.

Рекреационная оценка предполагает и инженерный аспект, т. е. пригодность геосистем для строительства рекреационных учреждений, дорог, водоснабжения.

Важным критерием рекреационной оценки природных комплексов служит их устойчивость к рекреационному воздействию (вытаптыванию напочвенного покрова, под­стилки и подроста, повреждению деревьев, сбору ягод, грибов, цветов, нарушению устойчивости склонов, загряз­нению воздуха выхлопными газами и др.).

При рекреационной оценке геосистем недостаточно исходить только из их современного состояния, следует учитывать и перспективы изменения рекреационного по­тенциала в связи с динамикой геосистем (в особенности с ренатурализационными сукцессиями на вырубках, в произ­водных растительных сообществах - кустарниках, мелколесьях и др.) и возможностями повышения рекреационного потенциала с помощью архитектурно-планировочных, лесоводственных и мелиоративных мер (благоустройство ле­сов, осушение, облесение пустырей, создание искусствен­ных пляжей, рекультивация карьеров и отвалов и многое другое).

В других перспективных направле­ниях ландшафтно-оценочных исследований (лесорастителъное и лесоводственное, охотоведческое и охотопромысловое, мелиоративное) принципы и методы оценки остаются едиными. Объектами в каждом случае служат геосистемы. Оценочные исследования ведут на раз­ных, преемственно связанных уровнях - региональном и локальном.