Текст книги "Ландшафтное планирование с элементами инженерной биологии"

Глава 4. Оценка значимости и чувствительности компонентов и свойств ландшафта

4.1. Определения и связи понятий

В контексте ландшафтного планирования значимость компонентов и свойств ландшафта понимается как их меньшая или большая роль в обеспечении нормального функционирования ландшафта при условии одновременного снабжения людей благами, которые они стремятся получать от данного ландшафта. Эта двоякая функциональная роль ландшафтных компонентов и их свойств была уже отмечена в параграфе 2.1.

В соответствии со сказанным, в ландшафтном планировании значимостью называется уровень соответствия данного состояния какого-либо компонента некоему эталону представлений о необходимом состоянии этого компонента природной среды. Эталон же мыслится как состояние, при котором наилучшим образом выполняются и функция использования данного компонента ландшафта людьми, и функция поддержания нормального состояния всего ландшафта, его устойчивая «работа».

Уровень соответствия определяется на основе набора критериев, учитывающих специфику объекта оценки и функцию его использования.

Априори можно считать, что оптимально каждый компонент ландшафта выполняет свою роль поддержки нормальной «работы» или функционирования ландшафта в том случае, если это длительно существующий природный, практически не нарушенный людьми ландшафт. Если это используемый культурный ландшафт и если он тоже достаточно длительное время функционирует устойчиво, то и в нем данный компонент выполняет свою роль оптимально. Оба эти ландшафта и состояния их компонентов могут служить эталонами при определении значимости компонентов в ландшафтном планировании. При этом устойчивый культурный ландшафт дает также возможность определить и приемлемую нагрузку на его используемые компоненты.

Однако найти такие эталоны для каждого случая, для всех объектов ландшафтного планирования отнюдь не просто, а чаще всего невозможно. Кроме того, и это в первую очередь касается культурных ландшафтов, конкретное наблюдаемое состояние того или иного компонента, при котором весь ландшафт функционирует нормально, может оказаться не единственно возможным. Вполне допустимо предполагать, что увеличение нагрузки на какой-либо компонент культурного ландшафта не приведет к существенному нарушению всей работы ландшафта, поскольку данный компонент либо не играет ключевой роли в механизме функционирования, либо его изменившийся вклад естественным образом компенсируется работой других компонентов.

Следовательно, определение значимости компонентов и свойств ландшафта должно основываться не только и не столько на сопоставлении с существующими (найденными) эталонами, сколько на иных оценках.

Отметим, что эти оценки чаще всего бывают экспертными, но опираются они на определенные знания, наблюдения и опыт.

Как явствует из сказанного выше, значимость компонента зависит от двух основных факторов. Во-первых, от его положения в системе функциональных связей (в диапазоне вариантов от очень важного положения до совсем неважного). Во-вторых – от его способности успешно выполнять свою роль при разных нагрузках или уровнях использования. Эта способность в свою очередь зависит от чувствительности компонента к нагрузкам.

Под категорией «чувствительность» в ландшафтном планировании понимается способность данного природного компонента изменять свои свойства и динамические характеристики под воздействием хозяйственной деятельности человека.

В общем случае чувствительностью объекта называют:

• способность реагировать на воздействие,

• силу реакции (ответа), в этом контексте говорят о порогах чувствительности – низком, высоком и др.,

• пределы толерантности (переносимости), в этом случае имеют в виду диапазон действия фактора, в пределах которого объект сохраняется (выживает организм, не меняется состояние чего-либо и т. п.).

Таким образом, чувствительность и устойчивость связаны между собой.

Устойчивостью называют способность объекта противостоять воздействию, сохраняться, в том числе:

• сохранять структуру (состав, характер связей и т. п.),

• сохранять функционирование (например, через замкнутость круговорота, поддержку разнообразия, многофункциональность элементов),

• воспроизводить ресурс (самовозобновление),

• не накапливать эффект воздействия (например, разрушение загрязнителя происходит с той же скоростью, что его поступление).

Чувствительность и устойчивость характеризуются еще такими свойствами объекта как буферность, емкость поглощения, адаптивность, регенеративная способность.

4.2. Оценка значимости и чувствительности основных компонентов ландшафта[7]7
  Излагается по материалам: Руководство… 2001. Т. 2.


[Закрыть]

Для каждого природного компонента набор критериев и их интерпретация в категории значения и чувствительности имеют свои специфические особенности. Ниже кратко характеризуются общие методические особенности оценивания значимости и чувствительности, используемые в ландшафтном планировании.

Критерии, рекомендуемые для такой оценки, должны отвечать следующим требованиям:

• быть ориентированными на главные цели использования территории в условиях равных приоритетов сохранения экологического равновесия и устойчивого социально-экономического развития;

• в полной мере отражать современное состояние природной среды как в естественных, так и измененных под воздействием хозяйственной деятельности экосистемах:

• давать представления о возможных изменениях состояния отдельных природных компонентов при реализации основных направлений использования территории и допустимом уровне такого использования.

Для каждого природного компонента набор критериев и их интеграция в категории значения и чувствительности имеют свои специфические особенности.

В категории значение при оценке видов и биотопов отдельно рекомендуется рассматривать:

• места сосредоточения редких видов флоры и фауны,

• биотопы вне зоны распространения редких видов флоры и фауны,

• легкодоступное для фауны окружение сельскохозяйственных угодий и окрестности населенных мест, летних стойбищ и водопоев скота.

Оценку значимости биотопов в качестве местообитаний рекомендуется проводить на основе анализа данных о местонахождении редких, реликтовых, эндемичных видов растений и животных с учетом структурных особенностей растительного покрова, встречаемости и распределения по территории планирования соответствующих участков, а также с учетом особенностей состава животного населения и его динамики (рис. 7).

Рис. 7. Схема определения значения биотопов.

По значимости биотопы могут подразделяться на три группы:

• высокозначимые, к ним относятся биотопы, где исходные (потенциальные) и существующие условия среды почти тождественны (это местонахождения редких, эндемичных, реликтовых видов флоры и фауны; редкие биотопы; биотопы сравнительно широко распространенные, но только в определенных условиях);

• среднезначимые, к ним относятся биотопы, в которых существующее (или то, которое может быть восстановлено) состояние природной среды приближается к потенциальному;

• малозначимые, где современное состояние среды не соответствует исходному.

Оценку почвы в категории значение рекомендуется проводить, исходя из целевой функции использования почв.

Для территорий с естественным растительным покровом в качестве критерия оценки значимости рекомендуется использовать способность к поддержанию естественной биологической продуктивности растительных сообществ. Например, для лесных земель в качестве показателя продуктивности используется бонитет леса. Оценка выполняется на историко-генетической основе.

При этом для каждого типа леса учитывается запас древесины с корректировкой на возраст и полноту древостоя, устанавливается связь растительности (коренной или производной) с типами почв и включаются в анализ влияющие на бонитет леса следующие почвенные показатели: полнота развитости почвенного профиля, мощность гумусового горизонта, агрохимические свойства, гранулометрический состав, каменистость, заболоченность, наличие мерзлоты и солевой аккумуляции, крутизна и экспозиция склона.

При прочих равных условиях лесорастительные свойства выше на карбонатных породах, где создаются благоприятные условия для активной деятельности азотфиксаторов и гумусонакопления, что существенно повышает плодородие почв. Плодородие лесных земель связано с типом гумуса, который отражает направленность процессов минерализации и гумификации опада и интенсивность биологического круговорота.

Для земель сельскохозяйственного использования наиболее важным показателем является плодородие почв. Его качественная оценка основана на объективных почвенных характеристиках, тесно связанных с продуктивностью, и выполняется с учетом бонитета почв. Так, например, оценка пригодности почв к пастбищному или сенокосному использованию базируется на таких параметрах, как теплообеспеченность и влагообеспеченность растительных сообществ.

При оценке почв по степени пригодности для земледелия, наряду с обеспеченностью теплом и влагой, рекомендуется применять такие показатели как мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, обеспеченность элементами питания, реакция (Рh), емкость катионного обмена, гранулометрический состав, уклоны местности, площадь контура и т. д.

Дополнительно на картах оценки почв рекомендуется показывать участки с экстремальными условиями для ведения сельскохозяйственного производства: обрывистые склоны, почти лишенные почвенно-растительного покрова, пески полузакрепленные и развеваемые с фрагментарным почвенно-растительным покровом, солончаки и пр.

Оценку природных вод в категории значение целесообразно осуществлять исходя из целевой функции ландшафтного планирования в отношении природных вод, которая заключается в поддержании оптимального сочетания стокоформирующего и стокорегулирующего потенциалов территории при различных режимах увлажнения ландшафтов. Оптимальность такого сочетания определяется необходимостью сохранения экологического равновесия биогеоценозов и экосистем водотоков.

Реализация этой функции обеспечивает естественное для различных ландшафтов соотношение поверхностного и подповерхностного стока или восстановление такого соотношения в нарушенных биогеосистемах.

Поскольку стокоформирующий и стокорегулирующий потенциал территории (ландшафта) с учетом дренированности территории, связей ее водного баланса с почвенно-растительным комплексом (через испарение, транспирацию, задержание осадков и т. д.) и рельефом местности (через мощность почвенно-грунтового слоя и протяженность путей фильтрации до дренирующих водотоков) может в конечном счете выражаться водностью рек, в качестве одной из мер для определения значения природных вод рекомендуется использовать модуль стока с отдельного ландшафта в период глубокой летней межени, т. е. в период истощения запасов почвенно-грунтовых вод и наибольшего обострения экологической обстановки на реках.

Оценку климатических условий и состояния приземной атмосферы в категории значение рекомендуется осуществлять исходя из целевой функции по отношению к климату и воздуху. Таковой является использование климатических ресурсов (рекреационных, агроклиматических, солнечной и ветровой энергии) при условии сохранения существующего в настоящее время разнообразия климатических условий и поддержания экологически безопасного уровня загрязнения атмосферного воздуха.

Оценку значения климатических условий рекомендуется проводить интегрально на основе типизации климата с учетом макроклиматических особенностей, мезоклиматической изменчивости основных метеорологических показателей и ландшафтного разнообразия территории. Значение каждого из выделенных типов мезоклимата оценивается с учетом степени влияния климатических факторов на жизнедеятельность людей и возможностей использования климатических ресурсов.

Рекомендуется использовать следующие критерии оценки климата:

• благоприятность климатических условий для проживания человека,

• возможности использования рекреационного потенциала климата для развития разных видов туризма и стационарного отдыха;

• возможности использования агроклиматических ресурсов;

• возможности использования нетрадиционных источников энергии (солнечной и ветровой).

Кроме интегральной оценки дополнительно рекомендуется проводить оценку значения биоклиматических условий (ветро-холодовой индекс, нормальная эквивалентно-эффективная температура, контрастность климата и др.), определяющих дискомфорт климата для человека. В районах перспективного использования рекреационных ресурсов, в том числе и климатических, дополнительно выполняется оценка значения рекреационно-климатического потенциала.

Оценка ландшафтов в категориях значения ориентируется на определение общей предпочтительности использования того или иного ландшафта для целей отдыха – исходя из эстетической привлекательности, оптимальности природной среды для здоровья людей, природной комфортности, степени транспортной доступности, социально-психологических предпочтений и интересов различных групп населения, экологической, культурной, религиозно-культовой и иной ценности ландшафтов как природных объектов потенциального использования.

Основной целевой функцией по отношению к ландшафтам является использование рекреационных ресурсов, ориентированное на экологичные формы отдыха и улучшение социально-экономического статуса территории.

Критериями оценки значения ландшафтов могут являться:

• многообразие и своеобразие, которое выражается через количество различных типов ландшафтов или их морфологических частей, встречающихся на определенной площади;

• контрастность, определяемая сочетаниями разнородных ландшафтов и степенью расчлененности рельефа;

• эстетическая привлекательность, позволяющая выявить ландшафты с индивидуальным обликом и наилучшей выразительностью;

• уникальность, учитывающая распространение редких и реликтовых ландшафтов, а также природных памятников, представляющих познавательную и научную ценность;

• оздоровительные и промысловые возможности (сбор ягод, грибов и т. п.), а также комфортность, которые определяют виды отдыха и его специализацию.

Таким образом, основное внимание при оценке ландшафтов обращается на их своеобразие и многообразие. В качестве критерия своеобразия ландшафтов может быть применена их региональная характеристика (восточносибирские, южно-сибирские, монголодаурские и т. д.), показывающая принадлежность к различным регионально-типологическим комплексам природных условий. Своеобразие проявляется в свойствах подсистем – морфологических частей ландшафта (фаций, урочищ), а также через компонентные связи отдельных элементов ландшафта (например, проникновение элементов темнохвойной тайги в состав лиственничных лесов, присутствие субальпийских видов в составе кедрово-стланиковых подгольцовых зарослей и т. д.).

Чувствительность биотопов, в зависимости от реального состояния среды обитания биоценозов, рекомендуется определять исходя из возможных последствий воздействий, к которым могут быть отнесены последствия пожаров, рубок, стадного выпаса, летнего содержания скота и отгонного животноводства, поступления аэрозолей и пр. Оценка биотопов по степени чувствительности к возникновению пожаров проводится на основе учета видового состава растительных сообществ, их динамического состояния, нарушенности, структурных показателей. В числе последних для лесов – ярусность, сомкнутость крон деревьев, высота, наличие или отсутствие густого подроста и подлеска, характер травостоя, присутствие редких видов, формы расселения растений, наличие препятствий и т. д.

К высокочувствительным рекомендуется относить

• биотопы, в которых часть видового состава биоценозов из-за больших разрывов между ареалами может быть потеряна безвозвратно;

• биотопы, в которых определенные жизненные формы их обитателей могут исчезнуть надолго из-за отсутствия условий повторного расселения или уничтожения пособников расселения;

• биотопы, качество и запасы поедаемых трав которых привлекают стадных животных, из-за чего увеличивается опасность перевыпаса.

К среднечувствительным рекомендуется относить биотопы, где:

• состав и сложение биоценозов восстанавливаются за счет мигрантов или поступления семенного материала (зародышей) извне;

• почвенная среда сохраняется или меняется следом за восстановительно-возрастной сукцессией биоценозов.

К низкочувствительным рекомендуется относить биотопы, в которых условия для возникновения и распространения пожаров неблагоприятны, а последствия других воздействий (выпаса скота, проведения сельскохозяйственных работ и др.) незначительны.

На рис. 8 в качестве примера показан фрагмент карты чувствительности лесных биотопов в бассейне р. Голоустной к возникновению и распространению лесных пожаров.

Чувствительность почв определяется обычно по отношению к потенциальной возможности развития водной и ветровой эрозии под воздействием различных антропогенных нагрузок. Эти процессы проявляются в результате нарушения агротехнических приемов обработки почвы или неправильного выбора агротехники. Для несельскохозяйственных и лесных земель нарушение почвенного покрова возникает в результате чрезмерной рекреации, лесных пожаров, сведения леса, перевыпаса и т. д.

Основным критерием чувствительности почв рекомендуется считать степень воздействия естественных современных экзогенных почворазрушающих процессов.

Степень чувствительности почв устанавливается, как правило, в трех качественных градациях:

– высокая степень чувствительности устанавливается в тех случаях, когда экзогенные процессы полностью способны разрушить естественную структуру почв или уничтожить их совсем (полное разрушение почв возможно при активном развитии оползневых, обвальных, эоловых, склоновых водно-эрозионных и других процессов);

– средняя степень чувствительности почв устанавливается в тех случаях, когда могут происходить частичные изменения их структуры и элементов;

– малая степень чувствительности почв к действию экзогенных процессов устанавливается при сохранении ими своей естественной структуры и функционирования, плодородия и прочих свойств под воздействием этих процессов.

Чувствительность почв для территорий, подверженных антропогенному загрязнению, рекомендуется оценивать по известным методикам, разработанным М. А. Глазовской с соавторами (Техногенные…, 1981).

Чувствительность территории к изменению гидрологической ситуации рекомендуется определять на основе оценки стокорегулирующего потенциала территории. Отдельно оценивается чувствительность территории на склонах водосборов и чувствительность пойменно-долинных комплексов.

Рис. 8. Чувствительность биотопов, Б. Голоустное.

Чувствительность территории на склонах водосборов рассматривается как возможность реализации процессов восполнения динамических запасов влаги и бассейнового регулирования водоотдачи, что обеспечивает сток рек в меженные периоды. Территория, имеющая высокую регулирующую способность, обладает низкой чувствительностью.

Это регулирование в естественных условиях осуществляется при определенных сочетаниях влагоемкости верхней почвенно-грунтовой толщи и проницаемости (инфильтрации) подстилающих пород и зависит от их механического состава. Водоотдачу при этом определяют уклоны местности, которые изменяют интенсивность почвенно-грунтового стока.

При оценке чувствительности поверхностных и подземных вод рекомендуется использовать представления о процессах в различных почвенных комплексах, контролирующих изменение режима увлажнения поверхности бассейна и степень зарегулированности водоотдачи из зоны свободного водообмена. При этом можно использовать информацию о проницаемости грунтов и пород, в пределах которых формируется фильтрационный поток.

Чувствительность пойменно-долинных комплексов оценивается по отношению к развитию руслового процесса, являющегося главным фактором их формирования. Основным физиономическим и генетическим критерием оценки чувствительности пойменно-долинных комплексов является преобладающий тип руслового процесса на конкретном участке, характеризующийся следующими показателями:

• интенсивностью и направленностью русловых деформаций,

• особенностью транспорта наносов и их баланса,

• условиями подтопления и затопления дна долины,

• интенсивностью водообмена,

• степенью обратимости изменений руслового процесса после снятия антропогенных нагрузок.

Развитие русла водотока, связанное с изменениями водного режима, является надежным индикатором возможных экологических изменений как в естественной, так и в антропогенной динамике. Характеристики гидроморфологически однородных пойменно-долинных комплексов приведены ниже.

Чувствительность атмосферы к загрязнению рекомендуется оценивать с использованием природной способности воздуха к самоочищению от вредных примесей.

Комплексной характеристикой природной способности атмосферы к самоочищению ее нижних слоев, учитывающей пространственную изменчивость метеорологических параметров под влиянием местных условий климатообразования и связанные с этим особенности аккумуляции, рассеивания и удаления загрязняющих веществ, является климатический потенциал формирования качества воздуха в приземном слое атмосферы, для оценки которого используются следующие критерии:

• годовая амплитуда температуры воздуха,

• средняя годовая скорость ветра,

• повторяемость штилей за год,

• годовая сумма атмосферных осадков,

• число дней за год с относительной влажностью воздуха 80 % и более,

• качественная характеристика условий образования инверсий температуры воздуха в приземном слое атмосферы.

Расчет значений потенциала в баллах может проводится по специально разработанной для каждого из критериев оценочной шкале в зависимости от конкретных особенностей циркуляции атмосферы территории планирования.

Чувствительность атмосферы к загрязнению вредными примесями имеет обратную зависимость от потенциала самоочищения: чем выше этот потенциал, тем меньше чувствительность атмосферного воздуха к загрязнению и наоборот.

Чувствительность ландшафтов при их инженерном и рекреационном использовании рекомендуется оценивать по отношению к потенциальной возможности возникновения и активизации экзогенных рельефообразующих процессов в результате антропогенной деятельности.

При оценке чувствительности ландшафтов учитываются особенности реакции их морфолитогенной основы (интенсивность и обратимость изменений) на антропогенные воздействия. В соответствии с этим могут выделяться следующие градации устойчивости ландшафтов:

• устойчивые – безопасные или благоприятные поверхности, на которых активность экзогенных процессов незначительна, пригодны для интенсивного использования;

• относительно устойчивые, на которых интенсивность экзогенных процессов малозначительна, пригодны для экстенсивного использования при условии сохранения почвенного и напочвенного покрова;

• относительно неустойчивые – потенциально опасные поверхности, экстенсивное использование возможно, но предполагает защиту от негативного воздействия экзогенных процессов;

• неустойчивые – опасные поверхности, использование которых может привести к деградации ландшафта и необратимым процессам;

• чрезвычайно неустойчивые – очень опасные поверхности, использование которых нецелесообразно; здесь стихийно-разрушительный характер проявления экзогенных рельефообразующих процессов ставит под угрозу хозяйственную деятельность, в том числе жизнь людей.

Сводный перечень критериев для оценки значения компонентов (примеры)

Почвы (биопродукционная способность или продуктивность).

А. Для лесных ландшафтов (по типам леса).

• Бонитет древостоя.

• Мощность корнеобитаемого слоя.

• Каменистость и гранулометрический состав.

• Заболоченность и наличие мерзлоты.

• Крутизна и экспозиция склонов и др.

Б. Для сельскохозяйственных земель (по типам угодий).

• Запасы гумуса и влаги.

• Кислотность.

• Емкость поглощающего комплекса.

• Механический состав и др.

Климат (а – как ресурс в хозяйстве, б – как условие жизни).

• Агроклиматические ресурсы.

• Рекреационный потенциал.

• Ветро– и солнечно-энергетический потенциал.

• Комфортность для жизни, в т. ч. чистота воздуха.

Воды (количество и качество).

• Параметры стока.

• Загрязнение.

Ландшафты (рекреационный и культурный потенциалы).

• Разнообразие и привлекательность (пейзажные).

• Хозяйственая, историческая, сакральная ценность.

Сводный перечень критериев для оценки чувствительности компонентов (примеры)

Почвы (вероятность нарушения природными экзогенными и антропогенными процессами и возможности самовосстановления).

А. Для лесных земель.

• Последствия рубок, пожаров.

• Последствия изъятия «недревесных» ресурсов и др.

• Характер восстановительных сукцессий.

Б. Для сельскохозяйственных земель.

• Развитие эрозии.

• Сокращение запасов гумуса и минеральных элементов.

• Переуплотнение, пастбищная дигрессия и др.

• Загрязнение.

• Характер восстановительных сукцессий.

Климат (нарушение комфортности, потенциал самоочистки)

• Нарушение параметров осадков, ветрового и температурного

ТАБЛИЦА 6. Значение биотопов и почв (отдельные примеры)

ТАБЛИЦА 7. Чувствительность зоны свободного водообмена к изменению стокорегулирующей функции ландшафтов (Н – низкая, С – средняя, В – высокая)

ТАБЛИЦА 8. Чувствительность гидроморфологических характеристик пойменно-долинных комплексов к изменению гидрологического режима

ТАБЛИЦА 9. Чувствительность ландшафтов к антропогенным воздействиям

режимов (в т. ч. потенциала самоочистки).

• Вероятность инверсий.

• Стихийные опасные явления.

Воды (изменение объемов и режима стока, самоочищение).

• Уменьшение модулей стока, запасов грунтовых вод и др.

• Потеря качества поверхностных и подземных вод.

• Опасность стихийных явлений.

• Потенциал самоочистки.

Ландшафты (утрата привлекательности и культурной функции). В ряде случаев, когда вид воздействия достаточно хорошо известен (например, только рекреационные нагрузки) для выявления чувствительности ландшафтов используется их динамическая трактовка, когда с учетом модификаций функциональной структуры ландшафтов определяются их возможные изменения вследствие нарушений.

В таблицах приведены примеры определения значения различных компонентов ландшафта и их чувствительности к антропогенным воздействиям (табл. 6–9).