Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Теоретические основы геоэкологического районирования 15
1.1. Научные направления и парадигмы в геоэкологии 15
1.2. Содержание геоэкологического районирования 37
1.3. Геоэкологический район в системе единиц территориальной иерархии географического пространства 45
Глава 2 Геоэкологическое районирование и страноведение 56
2.1. Концептуальные основы геоэкологического страноведения 57
2.2. Типология стран Африки по степени трансформации природных ландшафтов 76
2.3. Геоэкологические проблемы африканских агломераций 88
Глава 3 Ландшафты Африки и факторы их формирования 109
3.1. Климатические особенности и их роль в региональной дифференциации зональных типов ландшафтов 109
3.2. Влияние глобальных изменений на сдвиг ландшафтных границ в зоне саванн и редколесий (на примере озера Чад) 126
3.3. Зональные типы ландшафтов Африки и физико-географическое районирование 135
3.4. Антропогенное воздействие и степень преобразованности ландшафтов 157
3.5. Ландшафтно-геоэкологические системы и геоэкологическое качество ландшафтов 168
Глава 4 Комплексное геоэкологическое районирование Африки 184
4.1. Методические подходы к комплексному геоэкологическому районированию 185
4.2. Оценка достоверности выделения геоэкологических районов Африки 202
4.3. Геоэкологические районы и их границы 210
Глава 5 Историко-геоэкологическое районирование (на примере Средиземноморья) 231
5.1. Методические подходы к историко-геоэкологическому районированию Средиземноморья 232
5.2. Природные и историко-цивилизационные факторы дифференциации региона 249
5.3. Системы природопользования и культурные ландшафты разных цивилизационных эпох 282
Основные выводы 306
Заключение 309
Список литературы 312
Приложения 327
- Содержание геоэкологического районирования
- Типология стран Африки по степени трансформации природных ландшафтов
- Влияние глобальных изменений на сдвиг ландшафтных границ в зоне саванн и редколесий (на примере озера Чад)
- Оценка достоверности выделения геоэкологических районов Африки
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Спустя почти восемь десятилетий после введения К. Троллем в научный оборот слова «геоэкология» (1939) методологическая база этого научного направления все еще не обладает стройностью и единством. В отечественных науках о Земле пик длительных и активных дискуссий о предмете и методах геоэкологии пришелся на 1990-е – первую половину 2000-х гг. (Лавров, 1989; Трофимов и др., 1994; Основы геоэкологии, 1994; Горшков, 1998, 2008; Осипов, 1997; Климанова, 1999; Голубев, 2002; Емельянов, 2002; Ясаманов, 2003; Кочуров, 2003; Николаев, 2004; Карлович, 2005; Петров, 2004, Евсеев, Красовская, 2005, Трофимов, 2006). Во второй половине 2000-х гг. количество публикаций по теории геоэкологии сократилось, хотя интерес к данной проблематике сохранялся (Евсеев, Красовская, 2005; Климанова, 2008; Тимашев, 2008; Солнцев, 2008; Мир геоэкологии, 2008; Инновации в геоэкологии, 2010). Однако единая точка зрения на объект, предмет и методологию «новой» – междисциплинарной геоэкологии так и не были сформированы.
Опираясь на принятую в географии пространственную иерархию и топологическую приуроченность объектов (Осипов, Тишков, 2006), геоэкология в настоящее время нуждается в разработке собственных методологии и методов исследований для разных территориальных уровней и одновременной ревизии таковых, уже существующих в географии. Наиболее значительные успехи в части разработки теоретических основ взаимодействия человека и природы достигнуты в исследованиях изменений природной среды и их последствий на глобальном уровне (Будыко, 1974; работы Римского клуба; доклады IPCC; Global Environmental Outlook), изучении устойчивости природной среды к антропогенным воздействиям (Глазовская, 2002; Касимов, 2014) на разных уровнях и др. Менее подробно разработана методология геоэкологических исследований на региональном уровне, хотя уже созданы разработки по экодиагностике, геоэкологическому картографированию и районированию (Кочуров, 2003; Антипова, 2011).
Наименее ясной в этом контексте представляется методология исследований территориальных систем материковой и макрорегиональной размерности, отличающихся особым своеобразием взаимодействия в ходе изменения природной среды физико-географических, исторических, этнокультурных, социально-экономических и геополитических факторов. Основы изучения природной (ландшафтной) составляющей территориальных систем такой размерности были заложены в рамках уникальной для отечественной (и мировой) географии научной школы кафедры физической географии мира и геоэкологии географического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова (Лукашова, 1968; Куракова, 1976; Рябчиков, 1988; Куракова, Романова, 1989) и получили развитие в 2000-е гг. в рамках концепции ландшафтно-геоэкологических систем (Романова, 2004; Романова и др., 2008). Актуальность подобных исследований в настоящее время подчеркивается нарастанием дифференциации региональных откликов на глобальные изменения природной среды, а также возможностей адаптации населения разных стран и регионов мира к последствиям трансформации климата и ландшафтов.
Важной дополнительной предпосылкой совершенствования и ревизии методологии исследований на этом уровне в 2000–2010-х гг. стало накопление глобальных баз геопространственных данных, находящихся, в том числе, и в открытом доступе. В сочетании с использованием методов геоинформационного моделирования подобные источники позволяют создать модель взаимодействия в пространстве факторов физико- и экономико-географической природы, определяющих формирование разных матриц, отражающих, в том числе, и региональную неоднородность территории. Это, в свою очередь, позволяет пересмотреть и подходы к геоэкологическому районированию, переводя его из разряда служебных операций по объединению однотипных территориальных единиц в самостоятельный инструмент выделения геоэкологических районов, отличных от традиционных физико-географических (ландшафтных) и экономико-географических районов.
1 На этапе своего создания эта школа, по сути, являлась страноведческой (Симонов, 2008).
Все вышесказанное актуализирует задачу формирования и обновления концептуального аппарата геоэкологического районирования для систем материковой и макрорегиональной размерности с позиций междисциплинарного (физико- и экономико-географического) подходов. В рамках данного исследования районирование опирается на специально разработанную автором методологию геоэкологического страноведения как самостоятельного синтетического направления в рамках географии, изучающего взаимодействие природы и общества в системах высших иерархических уровней (материки, страны, цивилизационные макрорегионы и др.).
Степень разработанности проблемы. Научные основы геоэкологического районирования были заложены в 1990-х гг. в ходе выполнения прикладных работ по оценке степени экологической напряженности и остроты геоэкологической ситуации (Кочуров, 2003), а также в работах по комплексному, в т.ч. и экологическому, картографированию. Геоэкологическое районирование на основе оценки геоэкологического качества ландшафтов мира выполнено на кафедре физической географии мира и геоэкологии в 2000-х гг. коллективом под руководством Э. П. Романовой (Романова, 2004; Романова и др., 2008).
Районирование традиционно было одной из сильных сторон отечественных географических исследований, Ю. Г. Саушкин называл его «ядром географических наук». В то же время в географии пока не создано единой теории районирования (Шувалов, 2013), хотя такие попытки и предпринимались (Родоман, 1999; Каганский, 2003). В каждой из ветвей географии — физической, экономической и социальной — в основу районирования положено свое представление о районах и факторах их формирования.
Комплексная научная база физико-географического районирования была заложена во второй половине XX в. в трудах А. Г. Исаченко, Н. А. Гвоздецкого, Н. И. Михайлова, Ф. Н. Милькова и др. Несмотря на различие критериев выделения у отдельных исследователей физико-
географический район представляет собой целостную систему, единство которой обеспечивается связями между его компонентами.
В рамках отечественной социально-экономической географии сформировалась так называемая «районная школа», основоположниками которой были Н. Н. Баранский и Н. Н. Колосовский. Вопросы использования природно-ресурсного потенциала территории для выделения сходных частей территории подробно рассмотрены в трудах по природно-ресурсному, ресурсно-хозяйственному и природно-хозяйственному районированию (Ю. Г. Симонов, Г. А. Приваловская, Т. Г. Рунова, П. Я. Бакланов, И. Н. Волкова, Т. Г. Нефедова и др.).
В большинстве уже выполненных работ геоэкологическое районирование рассматривается как завершающая процедура геоэкологической оценки территории и учитывает подходы, принятые в рамках физической географии. В то же время отсутствуют работы, опирающиеся на представление о геоэкологии как междисциплинарной науке и рассматривающие геоэкологические районы в качестве «интегральных геосистем» (по Ю. Г. Саушкину), тотальных районов или районов-компажей (по терминологии американской географии). Немногочисленны и работы, интегрирующие экологический и страноведческий подходы (Севастьянов, 2008, 2011).
Объект настоящего исследования – геоэкологические районы Африки и Европейского Средиземноморья, представляющие собой самостоятельные территориальные системы, сложившиеся в ходе взаимодействия природы и общества.
Выбор разных по масштабу и свойствам объектов исследования определен необходимостью рассмотрения различного сочетания факторов районообразования. Средиземноморье представляется удачным примером действия историко-цивилизационных факторов и рассматривается как объект историко-геоэкологического районирования. Африка, традиционно служившая полигоном для исследований поясно-зональной структуры ландшафтов, используется для отработки методов и критериев комплексного геоэкологического районирования.
Предмет исследования - взаимодействие ландшафтных, социально-экономических и историко-культурных факторов районообразования в пределах систем мезо- и макроуровня в контексте глобальных изменений.
Цель исследования - теоретическое обоснование, разработка и апробация методологии геоэкологического районирования в условиях различного сочетания природных, цивилизационных и социально-экономических факторов районообразования.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи исследования:
— разработка подходов, методов и критериев выделения геоэкологических
районов на основе синтеза различных научных представлений в области
геоэкологии как междисциплинарной науки;
изучение вклада и роли цивилизационных факторов в формирование геоэкологических районов на территориях длительного антропогенного освоения (на примере Средиземноморья);
анализ природных факторов формирования геоэкологических районов в Африке и изменения их роли в процессе увеличения антропогенного воздействия;
проведение комплексного геоэкологического районирования материка на основе специально разработанной методологии;
разработка типологии геоэкологических районов Африки в зависимости от степени антропогенного воздействия и экологического состояния ландшафтов.
Основные защищаемые положения в диссертации следующие.
1. Комплексные геоэкологические районы Африки выделяются на основе сопряженной оценки вклада историко-цивилизационных факторов в процесс районообразования, анализа структуры современных ландшафтов, земельного покрова и параметров экологического состояния современных ландшафтов. Важными классификационными признаками историко-геоэкологических районов Средиземноморья являются наличие или отсутствие материальных объектов и систем природопользования отдельных
цивилизаций и их плотность.
2. В Средиземноморье ядро историко-геоэкологических районов
составляют ареалы двух- и трехслойных культурно-ландшафтных
палимпсестов, сформировавшиеся уже к моменту возникновения Римской
империи. Более поздние цивилизационные смены способствовали
укрупнению районов и упрощению их внутренней структуры.
3. В основу комплексного геоэкологического районирования Африки
положена иерархия пространственно соподчиненных единиц –
геоэкологических районов первого, второго и третьего порядков,
выделяемых в ходе последовательной бинарной классификации; на каждом
ее шаге используется свой ведущий фактор дифференциации территории. На
первом уровне выделение районов проводится на основе совокупности
физико-географических факторов, на втором – локализации основных
этнокультурных групп, на третьем – интенсивности техногенного
воздействия.
4. В Африке, отличающейся высокой степенью соответствия
современных климатических условий и земельного покрова, роль природных
факторов в районообразовании увеличивается по мере нарастания
экстремальности природных условий и усиления моноэтничности населения.
Их роль снижена в саванново-редколесных и лесных геоэкологических
районах субэкваториального пояса.
5. Геоэкологические районы Африки на каждом иерархическом уровне
образуют три генерализованные группы: первую – с сохранением
значительной доли природных ландшафтов, вторую – с преобладанием в
зависимости от этнокультурных особенностей территории агроландшафтов
различного функционального назначения, третью – с высокой долей
техногенных модификаций ландшафтов. Положение в группе определяет
отклик ландшафтов на антропогенное воздействие.
Методологическая база. Теоретико-методологической базой работы стала созданная концепция геоэкологического страноведения как интегрального научного направления в рамках географии, изучающего характер взаимодействия природы и общества в системах макрорегиональной размерности. В ее основу положены труды научной
школы по изучению физической географии зарубежных стран –
А. С. Баркова, Б. Ф. Добрынина, Е. Н. Лукашовой, Г. М. Игнатьева,
А. М. Рябчикова, Э. П. Романовой, Л. И. Кураковой, Е. В. Милановой,
Н. Н. Алексеевой, а также работы по региональному ландшафтоведению
А. Г. Исаченко, В. А. Николаева, В. Н. Солнцева и др. Геоэкологическое и
ландшафтно-экологическое содержание работы строится на теоретических
положениях, изложенных в трудах Г. Н. Голубева, С. П. Горшкова,
П. Д. Гунина, Б. И. Кочурова, Л. И. Кураковой, В. А. Николаева,
Э. П. Романовой, К. Тролля и др. Автор также опирался на труды по антропогеографии Э. Реклю, П. Видаля де ла Блаша, В. П. Семенова-Тян-Шанского, Л. Д. Синицкого, А. А. Крубера, Л. С. Берга, хотя их теоретико-методологические подходы не всегда приемлемы с позиций сегодняшних географических знаний. Значительное влияние на формирование концепции оказали труды И. А. Витвера, И. М. Маергойза, В. В. Вольского, Я. Г. Машбица, В. А. Пуляркина, Л. В. Смирнягина, А. И. Трейвиша, А. С. Фетисова и др., в которых заложены основы комплексного и проблемного страноведения. В построениях, связанных с культурными ландшафтами, диссертанту многое дали идеи, высказанные в трудах Ю. Г. Саушкина, Ю. А. Веденина, В. Н. Калуцкова, Е. Ю. Колбовского.
Методы исследования. Основные результаты исследования получены с использованием историко-географического, статистического и сравнительно-географического методов, системно-структурного анализа, метода картографических обобщений с использованием геоинформационных технологий.
Исходные материалы. В основе диссертации лежат результаты работы автора в период 1994–2015 гг. Для разработки ее различных разделов использованы результаты собственных полевых исследований на территории степной зоны Евразии, данные полевых наблюдений во время поездок по 14 странам Африки и Средиземноморья в 1996–2015 гг., а также прикладных работ разной тематики в отдельных регионах России. Важным источником стали материалы дистанционного зондирования проекта Global Land Cover 2000, статистические данные базы World Resources Institute, базы данных
FAO-Geonetwork, Всемирного природного и культурного наследия ЮНЕСКО, результаты деятельности международных программ по глобальным изменениям природной среды, информационные обзоры по геоэкологическим проблемам, выпускаемые различными международными организациями — ЮНЕП, ЮНДП и др.
Большое значение в оформлении теоретических подходов также имел опыт, полученный автором при реализации проектов в Департаменте природопользования и охраны окружающей среды города Москвы.
Степень достоверности результатов проведенных исследований.
В основу работы положены данные глобальных баз данных, статистические и
картографические материалы, а также результаты полевых обследований в
разных регионах Африки и Средиземноморья, проведенные в 1996–2015 гг.,
Достоверность проведенного геоэкологического районирования
подтверждается эмпирическими данными о состоянии окружающей среды, этнокультурной дифференциации, процедурой геоинформационного моделирования; значимость различных факторов районообразования и степень индивидуальности выделенных районов подтверждена результатами статистического анализа.
Научная новизна работы. Диссертация представляет собой
законченное исследование, в котором на основании исследований автора
разработаны теоретические положения комплексного геоэкологического
страноведения и районирования, разработана методология
мелкомасштабного анализа взаимодействия природных, историко-культурных (цивилизационных) и социально-экономических факторов в ходе образования геоэкологических районов.
Впервые показано особое место территориальных систем макрорегионального уровня в геоэкологии, обусловленное их возникновением в результате взаимодействия физико-географических, социально-экономических и политико-административных факторов пространственной дифференциации. Обоснована необходимость и целесообразность совмещения различных подходов при проведении
геоэкологического районирования для оценки регионального отклика на глобальные изменения.
Впервые на примере Африки выделены и охарактеризованы комплексные геоэкологические районы разного иерархического уровня, проведена типология геоэкологических районов. На примере Средиземноморья определен вклад цивилизационных факторов в формирование историко-геоэкологических районов. Предложены методы сопоставления границ различного генезиса для выявления ведущего фактора районообразования. Выполнена оценка представленности ландшафтного палимпсеста разных цивилизационных смен и характерных для них типов природопользования (на примере Средиземноморья). Создана система реализации предложенного подхода в рамках учебных физико-географических курсов общей и региональной направленности.
Практическая значимость работы. В результате проведенного анализа предложены научные основы и алгоритмы исследований взаимодействия территориальных структур различного генезиса в системах макро- и мезоуровней, оценена степень применимости косвенных методов исследований для выявления адекватности вклада различных факторов в изменения природных систем материка, культурно-ландшафтного региона, страны, разработаны рекомендации по совершенствованию содержания географического образования в соответствии с реалиями современного мира и информационным контекстом.
Подобный комплексный подход важен для разработки региональных стратегий и программ развития территорий в контексте экологических ограничений и возможностей; он может быть использован при формировании экологической политики Российской Федерации и ее субъектов, при реализации международных проектов в области экологии и природопользования и прогнозировании научно-технологического развития. Результаты исследований использованы для курсов лекций «Физическая география материков», «Современные ландшафты мира», «Физическая география мира и региональная геоэкология», «Геоэкология», «Управление природопользованием», читаемых на географическом факультете МГУ
имени М. В. Ломоносова, при разработке программы элективного курса «Геоэкологическое страноведение», а также курса «Геоэкология», читаемого в МГИМО(у).
Разработанная концепция внедрена в практику в первом в России интерактивном Эколого-просветительском центре Департамента природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. Материалы исследования использованы автором при подготовке учебных курсов на программе повышения квалификации для работников образования на географическом факультете МГУ имени М. В. Ломоносова и в Московском институте открытого образования, а также при чтении соискателем лекций учителям географии в более чем 20 регионах России.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались автором в 2000–2015 гг. на международных и всероссийских научных конференциях в Москве, Санкт-Петербурге, Владимире, Воронеже, Оренбурге, Ярославле, Пекине (Китай), Будапеште (Венгрия), Кёльне (Германия), Палермо (Италия), Сеуле (Республика Корея), Беер-Шеве (Израиль), Сарагосе (Испания) и др.
Диссертант принимала участие в выполнении работ по проектам, поддержанным Российским фондом фундаментальных исследований: «Географические факторы экономической самостоятельности регионов России» (1996–1998), «Разработка концепции ландшафтно-геоэкологических систем мира и методов их картографирования» (2009–2011), «Трансформация структуры землепользования в ландшафтах мира: анализ и типология изменений» (с 2015 г.), Степном проекте Глобального экологического фонда (2012), государственным контрактам по приоритетным направлениям научно-технологического прогнозирования, выполненным географическим факультетом МГУ имени М. В. Ломоносова (2011–2015) и др. Особым каналом внедрения разработанного автором научного подхода стала подготовка статей для Большой Российской энциклопедии, посвященных природе и состоянию окружающей среды стран Африки, Азии и Латинской Америки. Разработанные принципы геоэкологического районирования и страноведения составляют теоретическую основу
учебников для общеобразовательных учреждений по географии «Землеведение» и «Страноведение», вошедших в федеральный перечень Минобрнауки России и выдержавших около 20 изданий в 2004–2015 гг. (диссертант выступает там ведущим автором и ответственным редактором).
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 62 работы, в том числе 16 – в ведущих рецензируемых журналах, определенных списком ВАК РФ, а также одна индивидуальная монография, три учебника, рекомендованных Минобрнауки России, и серии статей в энциклопедиях.
Структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, заключения, списка литературы и приложений общим объемом 375 страниц и включает 32 таблицы и 65 рисунков.
Работа подготовлена в рамках текущих фундаментальных научных исследований кафедры физической географии мира и геоэкологии географического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Автор выражает благодарность своим коллегам и учителям Н. Н. Алексеевой, М. А. Аршиновой, А. П. Горкину, П. Д. Гунину, Д. Н Козлову, Е. Ю. Колбовскому, Т.И.Кондратьевой, И. Л. Марголиной, Э. П. Романовой, С. Г. Сафронову, В. Е. Шувалову за ценные замечания и предложения в ходе формирования конкретных гипотез и выводов, а также своим ученикам Ю. С. Гринфельдт, Д. С. Климову, Д. И. Попову, Е. А. Северяковой, И. А. Селедчиковой, Е.С.Хазиевой, О. В. Царевой за помощь при выполнении отдельных направлений работы.
Содержание геоэкологического районирования
На протяжении последнего столетия территориальные приоритеты географических исследований как в России, так и мире претерпевали неоднократные изменения (Higgins et al., 2012). На смену периоду расцвета региональных исследований (первая треть XX в.) пришел период роста интереса к локальным исследованиям на ключевых участках (1940–1970-е гг.), в результате которых были получены значимые сведения о механизмах функционирования природных комплексов, приведшие к новым научным обобщениям и результатам (Gibson et al., 2000).
После некоторого упадка региональных исследований (Claval, 1998) в период нарастания глобальных изменений и роста значимости их региональных откликов интерес к изучению стран и регионов мира вновь начинает возрастать (Gibson et al., 2000). Этому способствует и более существенное, чем столетие назад, накопление глобальных баз пространственно привязанных данных, находящихся в том числе и в открытом доступе (freegisdata.rtwilson.com). Они позволяют обобщить большой массив информации и составляют хорошую основу для изучения региональных различий на территориях любой размерности — от материка до небольшого региона страны. Это придает новый импульс работам по районированию, в том числе и по геоэкологическому. С учетом значимости глобальных изменений природной среды геоэкологическое районирование представляет собой универсальный инструмент изучения любой территории в разрезе взаимодействия природы и общества, позволяющий не только выделять районы со сходными последствиями антропогенных воздействий, но и определять ареалы межстрановых взаимодействий в части решения глобальных проблем. Методологические проблемы, характерные для районирования в целом, неоднократно рассматривались в целом ряде теоретических публикаций (Родоман, 1999; Исаченко, 2004; Смирнягин, 1989, 2005; Каганский, 2003). По отношению к геоэкологическому районированию вполне актуальными представляются методологические сложности, выделенные в начале 1990-х гг. (Блануца, 1993): нарастающее противоречие между приоритетом «субъективного» и «объективного» подходов к районированию, связанное со сложностью природы объекта районирования; значительное расширение информационной базы для анализа районируемых объектов и явлений на всех территориальных уровней, усложняющее выбор критериев районирования; неадекватность ряда применяемых методов и степени сложности рассматриваемого объекта; методологическая сложность построения верифицируемых моделей геоэкологических районов.
Геоэкологическое районирование, с одной стороны, опирается на уже накопленный теоретический багаж физико-географического и экономико-географического районирования, с другой стороны, с учетом этого багажа наталкивается на серьезные сложности, связанные с определением собственного места в системе географического районирования. Для определения содержания геоэкологического районирования необходимо определить его основные функции и признаки, отличающие или, наоборот, роднящие его с другими видами районирования. Решение подобной задачи осложняется тем, что хотя успешных примеров реализации собственно геоэкологического районирования явно недостаточно, имеется довольно много примеров сходных по тематике видов районирования, нацеленных на задачи гармонизации взаимодействия природы и общества .
Природно-хозяйственное Природно-ресурсный потенциал Выделение ареалов со сходным природно-ресурсным потенциалом Тип районирования Критерий выделения районов Содержание районирования Эколого-экономическое Уровень воздействия, соотнесенный с потенциалом устойчивости среды Объединение ряда первичных административных единиц в соответствии с выбранным критерием (количественным выражением уровня воздействия одного или нескольких источников, степенью измененности природных компонентов и проч.) Экологическое Уровень загрязненности природной среды Выделение ареаловсо сходной загрязненностьюприродной среды Составлено по: Битюкова, 2009 и другим источникам. Все перечисленные в таблице виды районирования решают сходные задачи, однако, на наш взгляд, не исчерпывают всей проблематики геоэкологического районирования. В частности, они не предполагают выделения комплексных районов (интегральных геосистем по Ю. Г. Саушкину (2001), тотальных районов или районов — компажей по терминологии американской географии), отражающих сложившийся в ходе исторического развития характер взаимодействия природы и общества на отдельно взятой территории. Основные функции комплексного геоэкологического районирования: 1) систематизация информации о взаимодействии природы и общества и последствиях антропогенного воздействия (может быть реализована как для общенаучных целей — создания электронной специализированной базы данных, так и для планирования экологического развития территории); 2) синтез информации и выявление на его основе целостного представления о районе и степени его однородности; 3) создание «геоэкологических портретов» районов, как для иллюстрации их индивидуальности, так и для принятия решений об их дальнейшем развитии. Последняя функция особенно важна для образовательных задач, а также в контексте проблемного страноведения (Машбиц, 1998). Как уже указывалось, районирование может проводиться с разных позиций, однако комплексное геоэкологическое районирование обладает целым рядом признаков, обеспечивающих его научное содержание.
Комплексное геоэкологическое районирование представляет собой разновидность индивидуального районирования. Выделяемые в ходе такого районирования части территории уникальны (например Судано-Сахельский коридор в Африке, другого такого региона нет не только на материке, но и в мире). В то же время выделяемые районы могут иметь аналоги, как и ландшафты-аналоги на том же материке или в мире. В это заключается отличие районирования от систематики территориальных единиц, в нем значительная роль уделяется индивидуальным свойствам объектов. В пределах одного района могут находиться различные ландшафты, объединенные географическим соседством и общностью развития. В этом отличие районирования от классификации, при которой в одну и ту же группу могут попасть территориальные единицы, «оторванные друг от друга» (Исаченко, 1991).
Типология стран Африки по степени трансформации природных ландшафтов
Выделение типов стран осуществляется на основе международных сопоставлений исторических особенностей их формирования и развития стран и макростатистических данных (Вольский, 2008, с. 446). По В. В. Вольскому (2001) тип страны — объективно сложившийся относительно устойчивый комплекс присущих ей условий и особенностей развития, характеризующий ее роль и место в мировом сообществе на данном этапе всемирной истории. В предложенной типологии в качестве основания используется совокупность социально-экономических показателей, которая в каких-то существенных, подчас решающих типологических чертах, с одной стороны, роднит эту страну с рядом схожих стран, а с другой стороны, выделяет ее из всех других типов стран. Согласно разработанной типологии большинство стран материка относятся к беднейшим странам (табл. 2.3).
По своему экологическому потенциалу наиболее многочисленная группа стран — беднейшие страны — чрезвычайно разнообразна. В нее попадают большие и малые по площади лесные страны (Демократическая Республика Конго, Бенин, Того, Мадагаскар и др.), обширные малонаселенные пустынные страны (Мавритания), островные государства (Гвинея-Бисау, Коморские острова). Можно выделить и другие типы. По аналогии с типологией стран по социально-экономическому развитию возможна и разработка типологии стран по существующим экологическим ограничениям устойчивого развития (OECD, 2003), связанным с экологическим и природно-ресурсным потенциалом территории страны, степенью сохранности ее природных экосистем, степенью напряженности экологической ситуации (Климанова, 2010). Отчасти такую задачу решает рейтингование стран по интегральным показателям, характеризующим устойчивое развитие: индексу экологической устойчивости (environmental sustainability index), характеризующий способность стран обеспечить сохранность своих экосистем в ближайшем будущем (Environmental Sustainability Index Report, 2005) и близкий ему индекс экологической «результативности» (environmental performance index), предложенный в Йельском университете (США) (EPI, 2014). Авторы обоих рейтингов отмечали значительные сложности в подборе информации по африканским странам из-за недостатка национальной статистики, характеризующих состояние природной среды, из-за которой некоторые страны даже не попали в рейтинг (ESI, 2005; EPI, 2014). Анализ индикатора экологической устойчивости свидетельствует о его значительном разбросе для множества африканских стран: наименьший показатель отмечен в Судане (35,9), наибольший — в Габоне и ЦАР (61,7 и 58,7 соответственно). Рейтингование по экологическим индикаторам дает представление о состоянии окружающей среды в странах. Так, для подсчета экологической устойчивости были использованы 76 переменных, составивших 21 индикатор, объединенные в пять блоков — свойства экосистем, сокращение / увеличение экологического стресса, сокращение/увеличение уязвимости человека, экологическая политика, место в глобальных процессах. Второй индекс отражает эффективность экологической политики стран по отношению к основным составляющим экосистем — воде, воздуху, биоразнообразию, почвенным ресурсам (Приложение 1). В то же время, на наш взгляд, определенным недостатком подобных индикаторов является то, что на их основании достаточно сложно установить исторические особенности изменения ландшафтов страны в ходе хозяйственного освоения ее ресурсов. Для стран Африки, в которых большая часть населения занята в сельском хозяйстве, а природная среда испытывает деградаци-онные процессы, установление таких закономерностей позволило бы определить тренды экологического развития стран и его возможные перспективы. Для решения этой задачи нами были использованы данные о современном земельном покрове стран (Global Land Cover, 2000; FAO, 2000) (Приложение 2). В качестве исходных данных о первоначальной зональной структуре стран были использованы мелкомасштабные карты зональных типов ландшафтов Африки, составленные автором диссертации. По ним в про грамме ArcView была рассчитана площадь зонального типа ландшафта в пределах каждой страны2.
Для каждой страны был выделен преобладающий зональный тип ландшафта, на основании которого страны были разбиты на пять типов: лесные (13 стран), редколесно-лесные (6 стран), редколесно-саванновые (13 стран), со значительной долей пустынных ландшафтов (11 стран), со значительной долей ландшафтов внетропической зоны (4 страны). На основании программы FRAGSTAT в рамках каждой группы было определено ландшафтное разнообразие.
Наиболее высокое среднее ландшафтное разнообразие характерно для стран, отнесенных к пятой группе, наиболее низкое — для стран первой группы. Если отбросить крайние значения (максимальное — ЮАР, минимальное — Экваториальная Гвинея), то различия между средними значениями каждой группы будут минимальны.
Внутри каждой из выделенных групп есть страны с высоким ландшафтным разнообразием. Так, в лесной группе — это Демократическая Республика Конго (1,79), в редколесно-лесной группе — Нигерия (1,68), в ред-колесно-саванновой — Ангола (1,52), в пустынной — Судан (1,8), в группе стран со значительной долей ландшафтов внетропической зоны — ЮжноАфриканская республика (2,0). При этом внутри каждого типа определены подтипы стран с ландшафтным разнообразием ниже и выше среднего по подгруппе (табл. 2.4).
Влияние глобальных изменений на сдвиг ландшафтных границ в зоне саванн и редколесий (на примере озера Чад)
Бассейн озера Чад занимает около 8 % площади Африки (2 434 тыс. кв. км). Климат на большей его части сухой и жаркий, субэкваториальный и тропический, среднегодовое количество осадков сокращается от 1500 мм на юге до 50 мм на севере. В среднем при движении с юга на север количество осадков снижается на 100 мм каждые 100 км (Золотокрылин, 2003). Продолжительность сухого сезона составляет шесть–семь месяцев, его начало приходится на октябрь–ноябрь, окончание — на апрель-май. Сезон дождей обычно продолжается 2–4 месяца, в августе выпадает от 40 до 60 % годовой суммы.
Глобальные изменения климата в бассейне озера связаны с усилением аридизации (Bonnefille, 2010). Систематическое смещение годовых изогиет в южном направлении на севере бассейна в два раза превышает их смещение на юге по сравнению с наиболее влажным периодом 1950-х гг. Для изогиеты 200 мм характерна максимальная относительная изменчивость по отношению к ее среднему положению. Изогиета 600 мм более устойчива во времени, чем остальные. Изогиета 400 мм сдвинулась на 200–250 км к юго-юго-западу и на 100 км к юго-юго-востоку. Изогиета 800 мм сдвинулась на 200–300 км, а местность, которая в прошлом получала до 320 мм осадков, сейчас получает только 210 мм осадков (Золотокрылин, 2003).
Снижение годового количества осадков — максимальное в период 1980-х гг. — уже вызвало значительно снижение водности в озере Чад. Однако следует заметить, что столь резкое сокращение площади озера происходит не в первый раз. Современное озеро Чад образовалось при деградации крупного древнего водоема, размеры которого превышали 400 тыс. кв. км (больше современного Каспийского моря) (Bouchette et al., 2010). Циклические колебания климата вызывали и соответствующие изменения площади озера (Fairbridge, 1976). После максимального пополнения озера 35–40 тыс. лет назад начался спад водности, и около 27–33 тыс. лет тому назад уровень опустился до 300 метров. Очередное поднятие уровня до 350 метров было отмечено в период 20–26 тыс. лет назад, а в период 10–18 тыс. лет назад уровень был близок к современному. Следующее поднятие уровня произошло 5– 8 тыс. лет назад, после чего он опять начал понижаться. За последние 2 тыс. лет площадь озера Чад менялась от 10 до 25 тыс. кв. км. (Абоссоло, 1996). Более того, в XV в. водоем на несколько десятилетий совершенно исчезал с поверхности земли (Coe, Foley, 2002).
Многолетние изменения стока рек, питающих озеро, в 1971–1990 гг. также демонстрировали устойчивую тенденцию к сокращению. Средние значения стока в системе Шари-Логоне (96 % всего притока воды в озеро) за указанный период составили 21,8 куб. км в год (до 1970-х гг. — 39,8 куб. км в год) (Oyebande, 1997). Среднегодовое количество осадков над открытой поверхностью озера уменьшилось с 320 до 210 мм (World Bank, 2002). Ряд исследователей предполагает, что изменение уровня в озере связано также с собственным десятилетним циклом его функционирования (Alen-de, 2002; Lemualle et al., 2012). Указанные изменения в притоке речных вод и атмосферных осадках накладываются на сезонную цикличность водности, характерную для самого озера — максимальный уровень воды в нем наблюдается в сентябре–октябре, минимальный в феврале. Таким образом, современное состояние природных комплексов озера с точки зрения действия природных факторов характеризуется совместным действием как многолетней, так и сезонной изменчивости поступающих осадков. Влияние антропогенных факторов на колебание уро-венного режима озера оценить крайне сложно. За период 1980–2000 гг. произошло увеличение численности населения в странах бассейна, повлекшее за собой и рост интенсивности обезлесения, и некоторое увеличение масштабов ирригации, и может повлиять на водный баланс в бассейне. 127 Наиболее быстро изменения природной среды происходят в пределах озерной котловины, которая очень динамично реагирует на изменение водности в силу своих геоморфологических и гидрологических особенностей. Озеро лежит в неглубокой замкнутой котловине, а его средняя глубина в северном бассейне — 4–8 метров, в южном — 2–4 метра. Несмотря на свой небольшой объем и значительное испарение с открытой водной поверхности (ежегодно — 2032 мм) (Alende, 2002) озеро Чад — пресное. Это отличает его от абсолютного большинства бессточных водоемов во внутриматериковых районах земного шара. Его площадь испытывает значительные многолетние и сезонные колебания в зависимости от количества выпадающих осадков (Докубу, 2000). В 1963 г. площадь озера составляла 25000 кв. км, но к началу 2000 г. она сократилась до 1350 кв. км (Coe, Foley, 2002). Большинство работ, посвященных озеру Чад, рассматривает изменение водности в озере в условиях прошлых и настоящих глобальных изменений климата на основании гидрологических моделей (Bouchette et al., 2010). Однако уменьшение объема воды в озере вызывает не только истощение запасов ресурсов пресной воды, но и изменение структуры природных комплексов, что, в свою очередь, влияет на состояние биологического разнообразия, а также хозяйственное использование освободившихся в результате осушки земель.
Так, озеро Чад — одно из крупнейших по площади водно-болотных угодий в Африке — важное для сохранения биологического разнообразия и, прежде всего, разнообразия орнитофауны (Andriesese, 1986). Озеро и его побережье традиционно были центром притяжения и товарообмена между народами Сахары и более южных районов материка (Lake Chad, 1983). Более 30 млн африканцев зависят от хозяйственной активности в акватории и бассейне озера Чад, прежде всего это жители Камеруна, Чада, Нигера и Нигерии, проживающие на берегах водоема (Levy et al., 2002). Основные отрасли хозяйственной деятельности, развивающиеся в пределах озера и осушенного днища озерной котловины, включают: рыболовство, в нем задействованы жители всех прибрежных государств; животноводство (основные пастбища расположены на сезонно затапливаемых землях); постепенно сокращающееся в объемах товарное сельское хозяйство на южных берегах озера в Нигерии (использует воду озера для ирригации, а также для охлаждения при производстве электроэнергии); остаточное польдерное сельское хозяйство (выращиваются кукуруза, просо, сорго, бобовые, овощи) на северо-восточных берегах озера (Ko-lawole, 1988; Transboundary Ecological…, 2002).
Исследование изменений природной среды в пределах озерно-болотного берегового комплекса позволяет более детально понять природно-антропогенные процессы, происходящие в условиях, с одной стороны, глобальных климатических изменений, с другой, в пределах интразональных комплексов, которые играют очень важную роль, как в ландшафтной структуре, так и в природопользовании территории (Andriesese, 1998).
Оценка достоверности выделения геоэкологических районов Африки
Были выделены относительно однородные по этническому составу регионы с монодоминантным характером воздействия (Туарегская Сахара, леса и редколесья идома и др.) и полиэтничные регионы с полидоминантным воздействием (Постколониальное французское Средиземноморье, Межозерный край и др.). В том случае, когда на смену традиционному типу хозяйства приходило интенсивное хозяйственное воздействие, это также учитывалось при выделении районов. Так, в пределах Пустынного пояса выделен регион Нефтегазоносной Сахары, а также Фосфоритный пояс, Прибрежный рекреационный и Прибрежный промышленный районы.
Единство (целостность) выделенных геоэкологических районов формируется ведущими факторами районообразования, их набор и значимость определяют тип геоэкологического района. На доиндустриальных этапах развития общества в зависимости от соотношения природных и историко-цивилиза-ционных факторов формируются геоэкологические районы природно-ландшафтного и хозяйственно-культурного типов. Именно они характерны для большей части Африки. На индустриальном этапе развития общества ведущими становятся производственно-техногенные факторы, определяющие формирование районов техногенного типа, приуроченных на материке к городским ареалам или ареалам горнопромышленных разработок и нефтедобычи.
Для оценки достоверности выделения геоэкологических районов мы использовали процедуру дискриминантного анализа. Для этого были использованы слои растровых данных, доступные на картографическом портале FAO-GeoNetwork, данные цифрового моделирования GTOPO 30, данные CIESIN (www.ciesin.org). Все использовавшиеся данные были преобразованы в изображения с размером ячейки 0,5 0,5 градуса. Далее для каждой ячейки были получены показатели плотности населения, абсолютной высоты, индекса аридности, различных категорий ландшафтного покрова, типов антропогенных биомов, затем при помощи программного пакета STATISTICA были определены средние значения указанных показателей для каждого геоэкологического района (Приложение 5). Полученная таким образом база данных по каждой ячейке была подвергнута дискриминантному анализу12. Дискриминантный анализ относится к методам многомерного анализа (Пузаченко, 2004). Аналогично главе 3, где он использовался для определения вероятности принадлежности каждой ячейки к тому или иному типу земельного покрова, в данном случае мы применили его для определения степени вероятности отнесения каждой пиксели к «своему» геоэкологическому району. Дискриминантный анализ как метод исследования позволяет оценивать вклад «чистый вес» каждой переменной в разделении классов через критерий Фишера для уровня удаления переменных (Пузаченко, 2004), что позволяет определить вклад той или иной переменной в формирование геоэкологических районов.
Из приведенной таблицы видно, что значение критерия Фишера (F) для средней по району плотности населения (pop_avg) более всего повлияло на выделение районов. Также высока роль и стандартного отклонения от средней плотности (pop_StDev), оно косвенно характеризует уровень урбанизации в районе, а точнее, наличие в нем крупных городов. Вклад морфолитогенной основы характеризует значение абсолютной высоты (gtopo_qd), его вклад ниже, чем плотности населения. Группа показателей с индексом lcv относится к различной дифференцирующей роли категорий земельного покрова; из них наиболее значимы в определении принадлежности к районам вечнозеленые леса (lcv_1) и мозаика лесов и сельскохозяйственных земель (lcv_7). Индекс a характеризует тип антропогенного биома (согласно классификации Ellis, Ra-mankutti, 2008). Из типов антропогенных биомов выше всего вклад в разделение на районы у пастбищ (a_40_44), что вполне сочетается с преимущественно пастбищным использованием территории в зонах саванн и редколесий. Менее значим он у категорий лесных земель (a_51_52) и пашен (a_31_35).
Далее на основе исходной базы данных были созданы рабочие базы данных для каждого района в отдельности. Каждая из полученных баз данных была также подвергнута процедуре дискриминантного анализа. В результате для каждой точки была получена вероятность ее отнесения к тому или иному геоэкологическому району.