Книга: Ландшафтное планирование с элементами инженерной биологии

4.2. Оценка значимости и чувствительности основных компонентов ландшафта

4.2. Оценка значимости и чувствительности основных компонентов ландшафта[7]

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).