Мелкомасштабное картографирование размещения наземных позвоночных для комплексных атласов

КАРТОГРАФИЯ И ГЕОИНФОРМАТИКА

УДК 591.5 528.94

В.Ю. Румянцев1, А.К. Даниленко2

МЕЛКОМАСШТАБНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ

НАЗЕМНЫХ ПОЗВОНОЧНЫХ ДЛЯ КОМПЛЕКСНЫХ АТЛАСОВ

В статье перечисляются и кратко обсуждаются карты наземных позвоночных животных, разработанные авторами и опубликованные в Национальном атласе России, в ряде комплексных атласов регионов России и в Большом атласе Казахстана. В 2004—2011 гг. в девяти атласах авторами опубликовано более 50 карт соответствующей тематики. Эти карты можно в основном отнести к четырем типам: местообитаний, населения наземных позвоночных, количественных характеристик фауны и населения наземных позвоночных, а также распространения конкретных видов или групп видов наземных позвоночных. В перспективе возможно создание аналогичных карт для других сопредельных России территорий.

Ключевые слова: наземные позвоночные; зоогеографическое картографирование; комплексные атласы; геоинформационные технологии.

Введение. Картографирование — эффективный способ пространственной организации данных о животном мире. Но методические аспекты зоогеографи-ческого картографирования на сегодняшний день разработаны неравномерно в отношении разных групп животных и различных характеристик животного мира. Существуют относительно универсальные приемы, применимые практически к любым группам, например картографирование ареалов конкретных таксонов на основе кадастровой информации [12, 13]. Значительно сложнее картографирование населения животных (НЖ). Для наземных позвоночных (НП) — млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий — известны и применяются разработанные достаточно давно принципы картографирования населения наземных позвоночных (ННП) [21—24], однако эти принципы трактуются неоднозначно.

Трудности картографирования животного мира в конце ХХ в. имели как объективные, так и субъективные причины. Объективна (до сих пор) сложность животного мира в качестве объекта картографирования. К субъективным же факторам следует отнести в первую очередь недостаточную востребованность карт животного мира, а значит, технические и финансовые проблемы их публикации.

На рубеже XX и XXI вв. ситуация изменилась. На фоне общей стабилизации экономики в России началась работа по созданию комплексных атласов ряда субъектов Российской Федерации, одновременно стартовал проект создания Национального атласа России (НАР). Все эти издания предполагали наличие карт животного мира. Участие авторов статьи в подготовке комплексных атласов позволило применить

оригинальные методические приемы картографирования, как разработанные ранее, так и апробированные впервые.

К сожалению, подобные атласы обычно издают сравнительно небольшими тиражами, что ограничивает их доступность для заинтересованных пользователей. Поэтому здесь лишь кратко характеризуются зоогеографические карты, составленные авторами в таких атласах. В этих атласах имеются карты животного мира, разработанные другими специалистами на иной методической основе [2, 17], которые, несомненно, заслуживают специального внимания. В рамках статьи не сделан обзор этих карт, как и обзор проблем зоогеографического картографирования в целом.

Постановка проблемы и методика. В начале 1990-х гг. авторы поставили цель создать карту ННП России (М 1:8 000 000). Составление подобных карт для крупных таксономических групп (отдельных классов, а тем более нескольких классов) требует очень больших затрат сил и времени для обработки огромных массивов весьма разнородных данных по разным группам животных. Практическое решение этой проблемы стало возможным лишь с использованием современных геоинформационных систем (ГИС), которые примерно в это же время стали доступны для использования на кафедре биогеографии МГУ имени М.В. Ломоносова. Важнейшими методическими задачами, решение которых определяет саму возможность картографирования ННП с использованием ГИС-технологий, были:

— создание цифровой карты местообитаний сообществ НП России;

— разработка эколого-морфологической классификации НП России;

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра биогеографии, ст. науч. с., канд. геогр. н., e-mail: vyurum@biogeo.ru

2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра биогеографии, ст. науч. с., канд. геогр. н., e-mail: danilenko@biogeo.ru

— унификация показателей обилия НП России на основе этой классификации;

— разработка принципов организации и создание базы данных (БД) ННП России;

— разработка способов картографической визуализации данных о ННП средствами ГИС.

Нами опубликованы специальные работы, посвященные решению перечисленных задач [5—8, 19]. Результаты достаточно подробно изложены в обобщающей статье [10]. Поэтому здесь авторы намеренно не останавливаются на методических вопросах. Хотя работа над картой ННП России (М 1:8 000 000) пока не завершена, существенно то, что на промежуточных этапах работы подготовлены и опубликованы многочисленные и разнообразные мелкомасштабные карты животного мира России в целом и ее регионов, а также Казахстана [4]. При этом разрабатывались

различные аспекты зоогеографического картографирования — тематика, сюжеты, организация легенд и др.

Результаты и обсуждение. Решение обозначенных выше методических задач позволило разработать значительное число мелкомасштабных зоогеографиче-ских карт для ряда комплексных атласов. Всего начиная с 2004 г. в 9 атласах авторами опубликовано более 50 карт (таблица), посвященных НП.

Все карты, созданные для этих атласов, представляют собой многоцветные изображения, что осложняет помещение их здесь полностью или фрагментарно. Поэтому перечислим эти карты (таблица) и кратко охарактеризуем. В качестве примера все же приведена карта местообитаний НП Казахстана с фрагментом легенды, схематично представленная в оттенках серого цвета (рисунок).

Список составленных авторами карт животного мира в комплексных атласах в соответствии с последовательностью публикации

Атласы Название и масштаб карты

Атлас Московской области [16] Население наземных позвоночных, масштаб 1:2 000 000

Атлас Ханты-Мансийского автономного округа [2] Разнообразие среды обитания наземных позвоночных, масштаб 1:5 000 000 Наземные позвоночные, масштаб 1:5 000 000 Млекопитающие (летнее распределение), масштаб 1:5 000 000 Птицы (летнее распределение), масштаб 1:5 000 000 Видовое разнообразие наземных позвоночных, масштаб 1:5 000 000 Видовое разнообразие млекопитающих, масштаб 1:5 000 000 Видовое разнообразие птиц, масштаб 1:5 000 000 Экологическая структура видового разнообразия наземных позвоночных, масштаб 1:5 000 000. Доля редких видов в населении наземных позвоночных, масштаб 1:5 000 000

Атлас Республики Татарстан [3] Наземные позвоночные животные, масштаб 1:2 250 000

Атлас Республики Башкортостан [14] Наземные позвоночные, масштаб 1: 2 500 000 Видовое разнообразие, масштаб 1:6 000 000 Редкие виды, масштаб 1:6 000 000 Количество охотничьих видов, масштаб 1:6 000 000

Атлас Мурманской области [1] Животный мир, масштаб 1:3 000 000

Атлас Сибири [20] Наземные позвоночные животные, масштаб 1:30 000 000 Видовое разнообразие наземных позвоночных, масштаб 1:40 000 000 Типичные виды наземных позвоночных, масштаб 1:40 000 000 Виды животных, обитающих в зонах контактов, масштаб 1:40 000 000 Животные — эндемики Сибири, масштаб 1:40 000 000

Национальный атлас России, т. 2 [17] Наземные позвоночные, масштаб 1:15 000 000 Млекопитающие, масштаб 1:15 000 000 Птицы, масштаб 1:15 000 000 Видовое разнообразие наземных позвоночных, масштаб 1:40 000 000 Суммарное обилие наземных позвоночных, масштаб 1:40 000 000

Национальный атлас России, т. 3 [18] 20 карт (масштаб 1:30 000 000), характеризующих добычу видов и групп охотничьих животных в России на рубеже XX—XXI вв.

Большой атлас Казахстана [4] (Е.А. Даниленко) Местообитания наземных позвоночных, масштаб 1:12 000 000 (рисунок) Население млекопитающих, масштаб 1:12 000 000 Летнее население птиц, масштаб 1:12 000 000 Число видов млекопитающих, масштаб 1:18 000 000 Число видов птиц, масштаб 1:18 000 000 Ареалы редких и характерных видов наземных позвоночных (6 карт), масштаб 1:18 000 000

Примечание. В скобках — соавторы.

Карты, поименованные в таблице, в основном можно отнести к следующим категориям.

1. Карты местообитаний НП как самостоятельные картографические произведения были подготовлены и опубликованы [2, 4] (рисунок) впервые за долгий период после создания комплексных региональных атласов Казахстана [22—24]. Отметим, что в атласе Московской области [16] такая карта не представлена, но она опубликована отдельно и обсуждалась в [11].

Отдельный интерес представляет условно отнесенная к этой же категории карта животного мира для Атласа Мурманской области [1]. Его назначение (учебный атлас для средней школы) определило необходимость упростить собственно зоологическое содержание и способы изображения. Но при этом была предпринята, возможно впервые, попытка отразить на карте не просто типы местообитаний НП, но зако-

номерные сочетания характерных местообитаний (например, лесотундровых, болотных и кустарниково-луговых).

2. Карты собственно ННП представлены во всех названных выше атласах и служат основными в соответствующих разделах. Это карты ННП в целом или населения отдельных классов НП. Отметим, что для всей территории нашей страны обзорные мелкомасштабные карты ННП — "Наземные позвоночные", "Млекопитающие", "Птицы" [17] опубликованы впервые. Вместе с некоторыми другими картами атласа [17] они были охарактеризованы как определенный этап и в некотором роде прорыв в развитии ряда направлений обзорного мелкомасштабного картографирования России [15], причем особо подчеркнуты новизна и особый интерес именно к зоогеографиче-ским картам по сравнению с картами подобной тематики, опубликованными ранее в других атласах [15].

Карта местообитаний наземных позвоночных Казахстана с фрагментом легенды [4]

Все перечисленные карты ННП (таблица) сопровождаются текстовыми (а в некоторых случаях и табличными) легендами. Методика построения этих легенд базируется на опыте самих авторов, а также их предшественников и учителей. Легенды достаточно традиционны и основаны на признаке доминирования. Их особенность заключается в том, что уровень доминирования (т.е. отнесение конкретных видов к доминантам, субдоминантам, второстепенным и т.д.) определяется не только конкретными результатами учета их численности тем или иным способом, но и положением этих видов в предложенной авторами эколого-морфологической классификации [8, 10].

3. Карты количественных характеристик фауны и ННП. Важный результат использования предложенных методов и разработанной БД — возможность автоматизированного создания средствами ГИС карт, которые отражают пространственное распределение различных расчетных характеристик фауны и ННП, так или иначе связанных с понятием "биоразнообразие". Были использованы традиционные показатели общего числа видов, а также оригинальные характеристики: различные индексы разнообразия, показатели доли редких или охотничьих видов в ННП, суммарное обилие НП [5, 9]. Карты этого типа присутствуют в 4-х из перечисленных атласов (таблица). В перспективе возможно картографическое отображение любых других количественных характеристик НП, содержащихся в БД, таких, как представленность различных таксонов или категорий эколого-морфологической классификации (весовые категории, трофические специализации, предпочитаемые типы убежищ и т.п.).

4. Карты распространения видов и групп НП. Важный аспект применения организации данных о ННП в виде компьютерной БД — возможность оперативно создавать средствами ГИС карты распространения любых видов (групп видов), включенных в БД, на основе карты местообитаний и данных из БД. Карты такого типа опубликованы [4, 20] или находятся в печати. Подобные карты, по существу, представляют собой не вполне карты ареалов в традиционном понимании [12, 13], так как отражают не фактические пункты находок вида, но выделы карты местообитаний, в которых этот вид зафиксирован. При этом вид может обитать не в пределах всего выдела, а лишь в какой-то его части, что особенно существенно для периферийных частей ареалов. Поэтому рисунок ареалов на таких картах необходимо корректировать в соответствии с реальными данными о местах нахождения вида. В то же время этот подход позволяет быстро создавать не просто карты очертаний ареалов,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Атлас к учебным пособиям "География Мурманской области", "Животный мир Мурманской области", "Растительный мир Мурманской области". М.: Изд-во Моск. ун-та, 2007.

но дифференцировать область распространения вида по уровням обилия.

Вне перечисленных категорий находится серия карт, опубликованных в III томе Национального атласа России [18]; это карты, характеризующие использование ресурсов (добычу) охотничьих видов и групп НП в РФ на рубеже XX—XXI вв. В связи с этим их основное содержание, отражающее динамику добычи животных по годам способом столбчатых диаграмм, традиционно организовано по выделам сетки административно-территориального деления России. Однако, в отличие от большинства карт сходной тематики, в данном случае в качестве "фона" использованы оригинальные карты распространения соответствующих животных в пределах России, дифференцированные по уровням их обилия. Это позволяет достаточно наглядно сопоставить использование ресурса в рассматриваемый период с его потенциальным обилием на данной территории.

Заключение. Развитие компьютерных технологий внесло существенные коррективы в методику картографирования животного мира. Появилась возможность организации в базы данных больших массивов исходных материалов по различным группам животных, что позволило существенно сократить время обработки этих данных. Уже созданы крупные БД о животных России, ориентированные на разные аспекты использования информации о животном мире в целом или о разных группах животных. Они основаны на разных принципах, но в любом случае при их создании необходима организация очень разнородной информации о животных и среде их обитания.

Использование разработанной на кафедре биогеографии географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова базы данных о наземных позвоночных, построенной на основе эколого-морфологиче-ской классификации НП, в сочетании с компьютерной картой местообитаний открывает широкие возможности для создания карт разнообразных характеристик НП. В результате проделанной работы создана серия мелкомасштабных зоогеографических карт в Национальный атлас России, в ряд атласов регионов России и в Большой атлас Казахстана. Начиная с 2004 г. авторами в 9 атласах опубликовано более 50 карт, посвященных НП России и Казахстана. В перспективе возможно и предполагается создание аналогичных карт для других сопредельных с Россией территорий.

Необходимо отметить, что помимо авторов в работе на разных ее стадиях и в различной степени участвовали Е.А. Даниленко, А.В. Куприна, О.А. Леонтьева, М.В. Мирутенко, Е.С. Равкин, которым авторы искренне благодарны за плодотворное сотрудничество.

2. Атлас Ханты-Мансийского автономного округа — Югры. Т. 2. Природа. Экология. Ханты-Мансийск; М.: ООО НПФ "ТАЛКА-ТДВ", 2004.

3. Атлас Tartarica: История. Культура. Экономика: Спра-вочно-энциклопедическое издание. Казань; М.; СПб.: Фео-рия, 2005.

4. Большой атлас Казахстана. М.: Феория, 2011.

5. Даниленко А.К., Румянцев В.Ю. Биологическое разнообразие населения наземных позвоночных и его отражение на карте // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1999. № 5. С. 20—24.

6. Даниленко А.К., Румянцев В.Ю. Принципы создания специализированной картографической основы для карт населения наземных позвоночных // Там же. 2000. № 3. С. 9—14.

7. Даниленко А.К., Румянцев В.Ю. Роль карты местообитаний животных при картографировании их биологического разнообразия // Биогеография. Вып. 8. География биоразнообразия. М., 2000. С. 31—35.

8. Даниленко А.К., Румянцев В.Ю. Унификация показателей обилия наземных позвоночных России для целей картографирования // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2001. № 2. С. 15—20.

9. Даниленко А.К., Румянцев В.Ю. География ресурсов охотничьих животных России // География, общество, окружающая среда. Т. III. Природные ресурсы, их использование и охрана. Ч. 3. Биоразнообразие и биологические ресурсы. М.: Городец, 2004. С. 528—538.

10. Даниленко А.К., Румянцев В.Ю. Картографирование населения наземных позвоночных России с использованием геоинформационных технологий // Биогеография в Московском университете. 60 лет кафедре биогеографии. М.: ГЕОС, 2008. С. 119—133.

11. Даниленко А.К., Румянцев В.Ю, Равкин Е.С. Компьютерная карта местообитаний наземных позвоночных животных Московской области // Тез. докладов Первого Междунар. рабочего совещания "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование" (WITA'2001) (Новосибирск, 9—14 июля 2001 г.). Новосибирск: ИЦиГ, 2001. С. 76.

12. Емельянова Л.Г. Картографирование ареалов видов млекопитающих — основные направления, результаты,

перспективы // Биогеография в Московском университете. 60 лет кафедре биогеографии. М.: ГЕОС, 2008. С. 107—118.

13. Емельянова Л.Г., Огуреева Г.Н. Биогеографическое картографирование: Учеб. пособие. М., 2006. 132 с.

14. Историко-культурный энциклопедический атлас Республики Башкортостан. М.: ИПЦ "Дизайн. Информация. Картография", 2007.

15. Котова Т.В. Успехи обзорного картографирования: II том Национального атласа России // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2007. № 1. С. 72.

16. Московская область: История. Культура. Экономика: Справочно-энциклопед. издание. М.: ИПЦ "Дизайн. Информация. Картография", 2004.

17. Национальный Атлас России: В 4 т. Т. 2. Природа. Экология. М.: Роскартография, 2007.

18. Национальный Атлас России: В 4 т. Т. 3. Население. Экономика. М.: Роскартография, 2008.

19. Румянцев В.Ю., Даниленко А.К. Информационная система "Население наземных позвоночных животных" // Проблемы экоинформатики: Мат-лы III Междунар. симпозиума. М., 1998. С. 126—129.

20. Сибирь. Атлас Азиатской России. Новосибирск; М.: Феория, 2007.

21. Тупикова Н.В. Картографирование животного населения // Итоги науки и техники. Сер. Биогеография. Т. 1. М., 1976. С. 98—218.

22. Чельцов-Бебутов А.М. Зоогеографическое картографирование и ландшафтоведение // Ландшафтный сборник. М., 1970. С. 49—94.

23. Чельцов-Бебутов А.М. Зоогеографическое картографирование населения птиц и млекопитающих и его применение в комплексных региональных атласах: Авто-реф. докт. дис. М., 1973.

24. Чельцов-Бебутов А.М. Зоогеографическое картографирование: основные принципы и положения // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1976. № 2. С. 50—56.

Поступила в редакцию 09.03.2010

V.Yu. Rumyantsev, A.K. Danilenko

SMALL-SCALE MAPPING OF THE DISTRIBUTION OF TERRESTRIAL MAMMALS

FOR COMPLEX ATLASES

The article lists and discussed in brief original maps of terrestrial vertebrates published in the National Atlas of Russia, a number of complex atlases of Russian regions and in the Large Atlas of Kazakhstan. During 2004-20011 the authors published more than 50 relevant maps in nine atlases. The maps could be classified into four types: maps of habitats, maps of terrestrial vertebrate communities, maps with quantitative parameters of the fauna and terrestrial vertebrate communities, maps of distribution for particular species or groups of species of terrestrial mammals. In the future it will be possible to compile similar maps for other countries neighboring the territory of Russia.

Key words: terrestrial vertebrates, wildlife mapping, complex atlases, geoinformation technologies.