ГИС в обеспечении эколого-рекреационной безопасности населения

УДК 004.921+528.94+504.54.062.4 И.Н. Ротанова, О.П. Николаева ИВЭП СО РАН, Барнаул

ГИС В ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭКОЛОГО-РЕКРЕАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

В связи с активным развитием индустрии здорового отдыха и туризма в Алтайском крае актуальными становятся оценка природно-ресурсного потенциала территории и обеспечение эколого-рекреационной безопасности. Специализированные ГИС предназначены для обеспечения информационной поддержки и обработки пространственных данных на основе создания единой информационно-картографической среды в эколого-рекреационной области.

I.N. Rotanova, O.P. Nikolaeva IWEP SB RAS, Barnaul

GIS FOR ECOLOGICAL-RECREATIONAL SAFETY OF POPULATION

The assessment of a natural-resource potential of the territory and the provision of ecological-recreational safety gain the importance due to rapid development of recreation and tourism industry in the Altai Krai. Targeted GISs are meant for providing the information support and spatial data processing based on the development of the unified information-cartographic environment for an ecological-recreational domain. The experience gained in the development of ecological-recreational GIS for Altai Krai has been presented.

Рекреация как оздоровление и отдых, а рекреационная деятельность как хозяйственная отрасль непосредственно связаны с природой и

природопользованием. Необходимым для обоснования рекреационной

деятельности является комплекс представлений об экосистемах и их компонентах, процессах функционирования, свойствах, ценности, последствиях изменений вследствие рекреационного воздействия на них. С другой стороны, необходимо знать экологические факторы с точки зрения их воздействия на человека, т.е. экологические опасности и возможности получения пользы для здоровья. Развитие рекреационной деятельности как бизнеса, непосредственно связанное с размещением и строительством комплексов отдыха, культурнооздоровительных центров, объектов инфраструктуры, а также с воздействием рекреантов на окружающую среду, обусловливает необходимость

регулирования рекреационных нагрузок на природные комплексы, снижения возникающих рисков, поддержания эколого-рекреационной безопасности. Воздействию же рекреационной деятельности подвергаются наиболее

живописные, привлекательные и комфортные для отдыха территории, нередко характеризующиеся определенным уровнем ценности или уникальности.

В классическом понимании рекреационный потенциал - это совокупность природных, культурно-исторических и социально-экономических предпосылок для организации рекреационной деятельности на определенной территории. Междисциплинарные исследования рекреационных проблем, основанные на привлечении больших массивов разноплановых сведений, приводят к необходимости создания информационных систем в данной сфере человеческой деятельности и, в первую очередь, к разработке специализированных геоинформационных систем (ГИС).

Сохранение природной среды как рекреационного ресурса включает природоохранную деятельность и достигается, прежде всего, с помощью регулярного контроля за состоянием территории и согласованных действий всех заинтересованных субъектов. Развитие рекреационной индустрии предполагает использование управленческого подхода, т.е., наряду с планированием количества отдыхающих и туристов на текущий и перспективный периоды, постановку долгосрочных целей и задач, оценку спектра рекреационных возможностей, форм и видов рекреационной деятельности, различных моделей оценки оздоровительных ресурсов окружающей среды и оздоровления населения. Основой такого планирования является изучение спроса на рекреационные услуги, анализ воздействия туристов на экосистемы, разработка природоохранных мероприятий на основе эколого-рекреационного мониторинга и др.

Работы по созданию специализированных ГИС для обеспечения информационной поддержки и обработки пространственных данных на основе создания единой информационно-картографической среды в экологорекреационной предметной области получают развитие в связи с активным становлением индустрии здорового отдыха и туризма в Алтайском крае. В первую очередь они направлены на обеспечение эколого-рекреационной безопасности, в том числе через оценку эколого-природно-ресурсного потенциала территории.

Эколого-рекреационная оценка природных ресурсов проводится с учетом следующих факторов: их экологического состояния, природоохранной

ценности, функциональной пригодности, степени комфортности, эстетических качеств, предпосылок природных опасных процессов и явлений и пр.

Рекреационная деятельность всегда осуществляется в границах природных комплексов. Это предопределяет использование для эколого-рекреационной оценки территории ландшафтного метода исследований и ландшафтной карты с соответствующей характеристикой комплексов. Ландшафтная карта служит моделью, отражающей природообусловленную структуру территории с её пространственными отличиями и различной ценностью для рекреационной деятельности. Дифференциация оцениваемых природных систем и детальность оценки зависят от целевого назначения проводимых исследований. При изучении рекреационного природопользования анализу подвергаются геосистемы регионального и среднемасштабного топологического уровня.

Используемые ландшафтные карты в полной мере отражают закономерности и специфику природных условий региона и, следовательно, позволяют достаточно полно учесть в эколого-рекреационной оценке природных систем все многообразие возможностей рекреационной деятельности. Например, в качестве оценочных территориальных единиц для Алтайского края приняты природные комплексы уровня местностей. Картографической основой экологорекреационной оценки послужила компьютерная версия ландшафтной карты Алтайского края, составленная ИВЭП СО РАН, в масштабе 1:500000 (картографический фонд ИВЭП СО РАН). База данных ландшафтной карты имеет два их типа - графический и тематический атрибутивный.

Оценка экологического состояния природных комплексов включает оценку степени их антропогенной преобразованности и природоохранной ценности. В качестве базовых картографических материалов использованы созданные в ИВЭП СО РАН электронные версии карт земельного фонда (масштаб 1:500000) и особо охраняемых природных территорий (ООПТ).

Оценка степени антропогенной преобразованности природных комплексов Алтайского края базируется на данных, позволяющих выполнить ранжирование различных категорий земель по степени антропогенной нагрузки на основе дифференциации видов землепользования, рассчитать индекс антропогенной преобразованности природных систем в условных единицах и провести ранжирование природных комплексов согласно рассчитанному индексу. В результате была составлена карта оценки антропогенной преобразованности природных комплексов Алтайского края. Согласно данным карты лишь 0,2% и 14,8% от общей площади территории края занимают природные комплексы с очень низкой и низкой степенью антропогенной измененности, соответственно. К этой группе местностей относятся территории, которые практически не используются в хозяйственных целях, т.к. являются заповедными или территориями с ограниченными режимами использования (защитные леса, водоохранные зоны и пр.). 85% территории Алтайского края значительно преобразовано: более 40% территории края - местности со средней и практически столько же - с высокой антропогенной нагрузкой. Средней антропогенной нагрузкой оценены территории лесопользования и используемые в качестве кормовых угодий. Высокая степень нагрузки и, соответственно, большая антропогенная преобразованность характерна для распаханных земель и населенных пунктов. Существующая ситуация способствует нарушению экологического равновесия и снижению рекреационного потенциала территории. В связи с этим актуальной является деятельность по выявлению территорий, функции которых могли бы одновременно решить проблемы улучшения состояния окружающей природной среды и обеспечить социально-экономическое развитие региона, в том числе в сфере рекреационной деятельности.

Важным показателем эколого-рекреационного благополучия территории служит оценка природоохранной (экологической) ценности природных систем, которая выражается одноименным индексом. Индекс корреляционно связан с

площадью и категориями ООПТ, расположенными в пределах природного комплекса. Для его расчета применима формула:

1р = да * Si) / S,

где 1р - индекс экологической ценности; R - коэффициент, зависящий от категории ООПТ; Si - площадь той или иной категории ООПТ внутри природного комплекса; S - общая площадь природного комплекса.

Оценка природоохранной (экологической) ценности природных комплексов создает условия для разработки эколого-рекреационного каркаса территории, выявления зон экологических рисков, перспективного рекреационного освоения, выработки природоохранных мероприятий.

Расчет индекса природоохранной ценности природных комплексов Алтайского края выполнен с применением стандартных инструментов ArcGIS 9.x. ESRI, Ма По полученным значениям индекса природоохранной ценности природные комплексы были ранжированы на четыре группы: малоценные, среднеценные, высокоценные и наиболее ценные. По результатам ранжирования составлена карта природоохранной ценности природных комплексов Алтайского края. Пространственный анализ показывает, что большую часть территории края занимают малоценные природные местности с низкими значениями индекса природоохранной ценности. Это связано преимущественно с тем, что в крае количество ООПТ существенно недостаточно, некоторые их категории совсем отсутствуют, либо занимают крайне небольшую площадь.

Для оценки эколого-рекреационных ресурсов используется показатель экологической емкости, т.е. возможности природной среды выдерживать нагрузку, создаваемую рекреантами без существенных трансформаций природных комплексов. Рекреационная емкость определяет норму использования территории в рекреационных целях с установлением необходимого времени для периода восстановления первоначальных природных свойств.

Для оценки рекреационной емкости в базу данных включаются ранжированные показатели, характеризующие основные компоненты природных комплексов и отражающие лимитирующие факторы их использования. Так, для оценки рекреационной емкости территории Алтайского края в целях лечебно-оздоровительного отдыха база данных включает следующие ранжированные показатели рекреационной пригодности компонентов (табл.).

Для оценки допустимых рекреационных нагрузок природные комплексы оцениваются по критериям устойчивости к данному виду воздействия. В перечень показателей оценки устойчивости входят: угол наклона поверхности, гидротермический коэффициент, механический состав почв, доминирующая растительность, лесистость территории и лесообразующие породы.

Результаты эколого-рекреационных исследований необходимы при проектировании и организации рекреационного природопользования, а также для разработки системы природоохранных мероприятий. Дисбаланс экологорекреационного потенциала и нагрузок влечет появление рекреационной

дигрессии территории, развитию неблагоприятных природных процессов и явлений, возникновению эколого-рекреационных рисков.

Развитие индустрии отдыха обусловливает необходимость регулирования рекреационных нагрузок на природные комплексы. Важным условием является сочетание не только благоприятных природных, санитарно-эпидемиологических, медико-географических, экологических, но и социально-экономических аспектов в пределах конкретной территории. Проработанными должны быть и технологии, связанные с использованием энергии, воды, других природных ресурсов, утилизации отходов, развития строительной и транспортной инфраструктуры. Использование ГИС позволяет решать задачи, связанные с вопросами формирования не только эколого-географической основы и обработкой данных проблемных областей эколого-рекреационной безопасности, но и обеспечивать информационную поддержку в системах принятия управленческих решений рекреационного развития регионов.

Таблица. Показатели для оценки рекреационной емкости природных

комплексов

Оценочные показатели Степень рекреационной пригодности

наименее пригодные мало пригодные пригодные Наиболее пригодные

Абсолютная высота рельефа (м) > 1500 1000-1500 500-1000 0-500

Горизонтальная расчлененность (км/км2) > 2,5 2,5-1,2 1,2-0,8 < 0,8

Вертикальная расчлененность (м) > 600 600 - 800 300 - 600 < 300

Угол наклона поверхности (градусы) > 12 6-12 3-6 0-3

Комфортность климата (баллы) дискомфортный умеренно дискомфортный мало комфортный умеренно комфортный, комфортный

Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова (дни) < 140 140-150 150-160 >160

Густота речной сети (км/км2) < 0,1 > 0,31 0,21-0,3 0,1-0,2

Заозеренность (%) 0-10; > 90 11-20 21-30 31-90

Солевой состав (мг/л) <400 400-600 600-2000 > 2000

Залесенность (%) < 15;> 85 16-30 61-85 31-60

Разнообразие полезных растений (число видов) < 2 3-4 5-6 > 7

Разнообразие охотничьих видов животных (число видов) < 4 5-8 9-12 > 13

Разнообразие видов рыб (число видов) < 3 4-6 7-9 > 9

Наличие ООПТ < 1 2 3 > 4

Культурно-исторические объекты (число) < 1 2 3 > 4

© И.Н. Ротанова, О.П. Николаева, 2011