Геозоологическая идентификация территорий: история, принципы, традиционные и высокотехнологичные методы

т

Ш Лиховид А.А., Кызылалиева М.М. _Геозоологическая идентификация территорий: история, принципы..._

ЦШИ О ЗЕМЛЕ

ГЕОЗООЛОГИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕРРИТОРИЙ: ИСТОРИЯ, ПРИНЦИПЫ, ТРАДИЦИОННЫЕ И ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЕ

МЕТОДЫ*

А.А. Лиховид, М.М. Кызылалиева

GEOZOOLOGICAL INENTIFICATION OF TERRITORIES: HISTORY, PRINCIPLES, TRADITIONAL AND HIGH-TECH METHODS

Likhovid A.A., Kyzylalieva M.M.

The article considers the basic traditions and contemporary high-tech approaches to the geozo-ological identification of territories. The problems of geozoological zoning and mapping are closely connected. In point of fact, the former is the basis of the latter. In its turn, geozoological zoning is connected with the problems of fauna classification.

В статье рассматриваются основные традиции и современные высокотехнологические подходы к геозоологической идентификации территорий. Проблемы геозоологического районирования и картографирования тесно переплетаются. По существу, первое - это основание для второго. В свою очередь, геозоологическое районирование связано с вопросами классификации животного населения.

Ключевые слова: геозоология, классификация, районирование, картографирование, животное население, геоинформационные методы, аэрокосмические средства, атласная информационная система

*Исследования проведены при поддержке гранта Президента России МД-665.2008.5

УДК 913:591.9

Проблема геозоологической идентификации территорий, несмотря на достаточно долгую и богатую научными событиями историю изучения населения животных (Лиховид, 2001а; Ю.С. Равкин, Ливанов, 2008), остаётся в стороне от существующих в зоогеографии теоретических, методологических и эмпирических обобщений. В то же время достаточно обоснованные на первый взгляд попытки разработать теоретические основания знаний о животном населении, в первую очередь в виде пространственно-типологических сегментов разрабатываемых классификаций, страдают зачастую излишними обобщениями эмпирических данных. Это, в свою очередь, влечёт за собой создание неверифицированных пространственных (в том числе и картографических) моделей.

Трудности теоретического и методологического характера усугубляются отсутствием единых терминологических трактовок. В отличие от существующих подходов (Лопатин, 1980; Ю.С. Равкин, Лукьянова, 1976; Ю.С. и Е.С. Равкины, 2004, 2005; Ю.С. Равкин, Ливанов, 2008 и др.) рассмотрения зоогеографии и геозоологии ("зоологической географии" и "географической зоологии") в качестве своего рода научных дисциплин - визави, мы рассматриваем геозоологию в качестве одного из разделов зоогеографии (Лиховид, 2001а,б). Как нам представляется, под геозоологией следует понимать раздел зоогеографии, изучающий совокупности популяций разных видов животных, их хорологию, организационную струк-

туру и особенности функционирования в различных частях географической оболочки. Объектом геозоологических исследований выступает животное население как качественно-количественная совокупность популяций разных видов животных. Предметом же исследования - все многообразие процессов, связанных с его размещением и пространственной организацией структуры и функционированием.

Одной из основных и первоочередных задач геозоологии мы считаем геозоологическую идентификацию территорий, под которой понимаем выявление свойственного для каждой территории животного населения и создание на этой основе схем геозоологического районирования и геозоологических картографических моделей.

Проблемы геозоологического районирования и картографирования тесно переплетаются. По существу, первое - это основание для второго. В свою очередь, геозоологическое районирование связано с вопросами классификации животного населения. Как было показано ранее (Лиховид, 1999, 2001в), решение проблем классификации животного населения в целом затруднено несовершенством существующих методов количественных учетов для разных групп животных. В связи с этим возникает своего рода логическая цепь: методы - классификация - районирование - картографирование, которая составляет, если так можно выразиться, основную методологическую проблему геозоологии.

Ещё в работах основоположника зоологического картографирования Б. М. Житкова (1932, 1937, 1940 и др.) упоминаются карты, отражающие численность и плотность населения вида в различных частях ареала. В 1950 году на конференции «Массовые размножения животных и их прогноз», состоявшейся в Киеве, А. П. Кузякин (1950) предложил использовать для картографического отображения плотности популяций видов приближенные характеристики по шкале: многочисленный, обычный, редкий. Учитывая колебания численности, предложено было на карте показывать материалы, иллюстрирующие численность в го-

ды максимальных подъемов, а в тексте указывать периодичность таких подъемов и численность видов в годы депрессии. Однако на этой же конференции Ю.А. Исаков (1950) на примере водяной полевки (Arvícola terrestris) показал трудность картирования численности животных, имеющих динамичные ее показатели. Позже, в марте 1963 года в Москве состоялось совещание по вопросам зоологического картографирования, на котором была подчеркнута важность составления различных карт животного населения, которые имеют существенное значение для практики, в частности охотоведения, сельского хозяйства и здравоохранения.

При существующих подходах, используемых в зоогеографических исследованиях - фаунистическом и популяционном (зооце-нотическом) - возникают трудности сопоставимости полученных результатов. Это связано с тем, что исследователи, решая зоо-географические задачи, не одинаково оценивают роль различных групп видов (многочисленных, обычных, редких); фаунистиче-ское районирование производится путем выделения сначала более крупных областей, затем мелких, а районирование животного населения, наоборот, происходит от частного к общему.

Конкретное геозоологическое районирование и картографирование животного населения проводили многие авторы (Кар-тушин 1958; Вернандер и др., 1959; Дубровский, 1959, 1963; Никифоров, 1959; Кузякин, Второв, 1963; Неронов, Раковская, 1963; Пу-заченко, 1963, 1964; Чельцов-Бебутов, 1963, 1964; Разумова, 1965; Е.С. Равкин и др., 2001а,б, 2003, 2005; Ю.С. Равкин, 1963, 1967, 1984, 2002; Ю.С. Равкин и др., 1994, 2004, 2006, 2008 и др.). Проведенные работы имеют неодинаковые подходы к оценке животного населения, его классификации, а следовательно и районирования, а также отображения результатов на карте.

Н.В. Тупикова (1969), проанализировав большое количество карт геозоологического содержания, показала, что эти карты можно разделить на две группы с подгруппами:

Лиховид А.А., Кызылалиева М.М.

Геозоологическая идентификация территорий: история, принципы

1. Карты ландшафтных или геоботанических выделов с их дополнительной зоологической характеристикой. В пределах этой группы имеются две подгруппы карт: а) отражающие только контуры природно-территориальных образований, когда характеристика животного населения приводится в тексте, таблицах, диаграммах; б) карты, где на фоне природно-территориальных комплексов картограммой, картодиаграммой или ареалами дана либо суммарная, либо повидовая численность животных (аналитические карты).

2. Карты, отражающие размещение классификационных единиц животного населения.

Подробно разобрав достоинства и недостатки большого числа геозоологических карт, Н. В. Тупикова показала, что проблема составления комплексных карт животного населения требует своего решения в будущем. Большинство случаев из имеющегося опыта геозоологического районирования и картографирования отражают особенности населения отдельных таксономических групп животного мира.

Большой вклад в разработку вопросов картографирования животного населения внес Александр Михайлович Чельцов-Бебутов. В качестве индикатора, отражающего викарирование в пространстве и времени совокупностей особей разных видов животных, А. М. Чельцов-Бебутов выбрал признаки территории, физиономически выраженные и экологически обусловленные (Флинт, Даниленко, Рустамов, 1999). Поэтому необходимым промежуточным этапом при картографировании животного населения он считал создание «карт местообитаний». А. М. Чельцов-Бебутов в основу картографирования клал совокупность местообитаний животных и их населения, тем самым подчеркивал важность рассмотрения не априорных элементов районирования, а связанных с конкретной средой обитания, конкретной территорией. Итоги исследований были отражены в защищенной в 1973 году докторской диссертации "Зоогеографиче-ское картографирование населения птиц и

млекопитающих и его применение в комплексных региональных атласах".

В связи с тем, что для оценки одного таксона или экологической группы используется, как правило, одна методика исследований, появляется возможность адекватного районирования территории. В числе таких работ, интересно исследование А.К. Тембо-това «География млекопитающих Северного Кавказа» (1972) Рассматривая структуру и пространственное размещение терионаселе-ния региона, А.К. Темботов различает Западно- и Восточнокавказский подтипы поясности с Кубанским, Эльбрусским, Терским и Дагестанским ее вариантами. Например, территория Центрального Предкавказья укладывается в пределах выделяемого автором Эльбрусского варианта. По существу, в работе описываются категории терионасе-ления степной, лесостепной и полупустынной ландшафтных провинций Центрального Предкавказья с обозначением особенностей населения млекопитающих как зонально-азональных (целинные земли, степные участки, луговые степи, леса и кустарники Ставропольской возвышенности, а также района Кавказских Минеральных Вод), ин-тразональных (долины рек), так и антропогенных (агроценозы, лесополосы, селитьба) комплексов населения.

Особую ценность в анализируемой работе представляет тот факт, что в ней автор впервые на примере млекопитающих иллюстрирует, что формирование и распространение населения животных подвержено не только регионально-провинциальным закономерностям азонально-зонального характера, но и обусловлено сугубо местными, ограниченными условиями, определяющими «локальную зональность» и широкий спектр пространственного викарирования терио-комплексов. Причем такое состояние свойственно не только зонально-азональным комплексам, но также интразональным и что существенно - антропогенным. Несмотря на недостаточное использование в работе математических формализированных и статистических методов, А. К. Темботовым, по сути, впервые заложены основы комплексного ландшафтно-экологического подхода в

изучении животного населения Кавказа и намечены перспективы его классификации и районирования.

Успех данной работы отчасти основывается на том, что автором использована методологическая база физико-географических исследований, в том числе поиск коррелятивных связей особенностей структуры и хорологии терионаселения с физико-географическими закономерностями и процессами.

Работы, в которых осуществлялась попытка комплексного районирования животного населения, редки. Например, сведения, изложенные Ю. А. Исаковым с соавторами (1966) в разделе «Животный мир» монографического издания «Кавказ». Вся территория физико-географической страны Кавказ подверглась авторами «биоценотиче-скому районированию» с вычленением «основных комплексов животного населения Кавказа». Следует заметить, что для характеристики животного населения авторы используют «...не все виды, а лишь сравнительно немногие, наиболее типичные» (с. 264), при этом особое внимание уделяют выявлению «...функционально-трофических групп, деятельность которых наиболее существенна для формирования ландшафтов, нормального развития свойственного им растительного покрова, почвообразования и регулирования численности населения животных» (с. 264). Для унификации описания структуры зоокомплексов используется формализированный анализ биомасс, «взятых в сыром весе», различных трофических уровней. Вполне очевидно, что приводимые материалы основаны на приближенной оценке биомасс с высокой условной экстраполяцией данных. Тем не менее, необходимо подчеркнуть, что сведения о населении животных Кавказа, отраженные на страницах монографии, были одной из первых попыток оценки роли животного населения в природных процессах. Следовательно, в основе анализа положено не столько качественное (фауна) и количественное (население) обособление зоокомплексов, сколько описание продуктивности зооты природных территориальных комплексов Кавказа; данные о на-

селении и численности конкретных видов здесь фрагментарны.

Нами (Likhovid, 2000) также была предпринята попытка геозоологического районирования территории Центрального Предкавказья на основе типизации комму-наций животного населения. В результате проведенных исследований открылась возможность обосновать выделение в ретроспективе 6 групп комплексов и 15 комплексов коммунаций. Эти группировки представляют собой проявление зональных (степные и полупустынно-пустынные) и азональных (лесные) зоогеографических явлений. Полученные материалы показывают, что в большей части степных комплексов в фауне и животном населении доминирующее положение занимают виды, имеющие относительно узкую экологическую валентность и связанные с теми или иными типами растительных ассоциаций. Обособленно выглядят коммунации интразональных типов, хотя и здесь можно с уверенностью говорить о влиянии зональных комплексов на формирование животного населения.

Таким образом, очевидно, что проблема составления комплексных карт животного населения до сих пор не решена. Большинство случаев, из имеющегося опыта геозоологического районирования и картографирования, отражают особенности населения отдельных таксономических групп животного мира. Поэтому, используя современных арсенал геоинформационных и аэрокосмических технологий, актуальной представляется задача теоретического обоснования и разработки современных выско-технологичных методов геозоологического картографирования и районирования.

Для этого необходимо критически проанализировать существующие подходы к картографированию и районированию животного населения, на основе разработанных ранее методических приёмов классификации животного населения на примере модельных регионов апробировать геоинформационные и аэрокосмические средства, создать серию геозоологических карт. Определённое внимание следует уделять созданию геоинформационных систем по типу атласной инфор-

Лиховид А.А., Кызылалиева М.М.

Геозоологическая идентификация территорий: история, принципы

мационной системы (АИС). АИС в последние годы становятся действенным геоинформационным инструментом, представляющим собой экспертную систему, обеспечивающую сбор, хранение, анализ и интерпретацию кадастровых материалов, разработку сценариев развития территорий через создание ретроспективных, актуальных и прогнозных пространственно-временных моделей. АИС создаются и применяются в оценке различных процессов и явлений в природе, социально-экономическом и политическом контекстах. В конечном итоге предусматривается создание комплексной высокотехнологичной методической системы геозоологической идентификации территорий на основе сочетания оригинальных методов классификации животного населения - районирования - картографирования.

Основными методами решения указанной задачи необходимо признать процессы унификации представлений классификации, ретро- и прогностического моделирования, районирования и картографирования животного населения. При выполнении исследований по гранту Президента РФ МД-5.2003.05 «Создание методической системы и разработка классификации животного населения» нами были разработаны методические подходы к классификации животного населения территорий на основе единых теоретических и практических подходов. В дальнейшем, при выполнении исследований по гранту Президента РФ МД-4952.2006.5 «Историко-географическая реконструкция и прогностическое моделирование трансформации структуры животного населения (на материалах Предкавказья)» на основе методов геозоологических классификаций нам удалось установить зависимость хорологии комплексов животного населения от ретроспективной и актуальной структур природ-но-территориальных комплексов. Это даёт возможность на качественно новом уровне подойти к решению теоретических и практических задач геозоологического районирования и картографирования. В качестве индикатора, отражающего викарирование в пространстве и времени совокупностей особей разных видов животных предполагается

использовать признаки территории, физио-номически выраженные и экологически обусловленные. Поэтому необходимым промежуточным этапом при картографировании животного населения мы считаем создание «карт местообитаний». В основу картографирования будет положена совокупность местообитаний животных и их населения, что подчеркивает важность рассмотрения не априорных элементов районирования, а связанных с конкретной средой обитания, конкретной территорией. Для реализации таких методов решения задач предполагается использовать современный арсенал геоинформационных и аэрокосмических технологий. Основным принципом комплексного системно-аэрокосмического и геоинформационного изучения животного населения территорий мы видим выявление и карториро-вание систем взаимосвязанных и соподчиненных структурных форм по ПТК. С помощью традиционных полевых зоогеогра-фических методов в большинстве случаев выявляются только отдельные элементы этих систем. Основное препятствие для перехода к системному картированию - неравномерный, «очаговый2 принцип распределения объёмов геозоологических работ. Традиционное планирование работ предполагает недостаточную степень изученности региона и неизбежные при этом пропуски информации между «очагами». И теоретически и практически это приводит к высокой условности картографических моделей. Всё это, как предполагается, удастся исключить средствами аэрокосмических и геоинформационных технологий и более менее верифицировать геозоологическую картину территорий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вернандер Т. Б. и др. Опыт среднемасштаб-ного биогеографического картирования // География населения наземных животных и методы его изучения. — М.: Изд-во АН СССР, 1959.

2. Дубровский Ю. А. Опыт зоогеографического районирования Актюбинских степей // География населения наземных животных и методы его изучения. — М.: Изд-во АН СССР, 1959.

3. Дубровский Ю. А. Районирование степей Казахстана по распределению и численности млекопитающих Автореф. дис. ... канд. геогр. наук. — М., 1963.

4. Исаков Ю. А. и др. Животный мир / Кавказ.

— М.: Изд-во АН СССР, 1966.

5. Исаков Ю. А. Теория и практика переселения перелетных птиц // Тр. 2 Прибалт. орнитол. конф. — М., 1957.

6. Кузякин А. П. О характеристиках распространения наземных животных // Тез. докл. 2 экол. конф. — Киев, 1950. Ч. 2.

7. Кузякин А. П., Второв П. П. К ландшафтной орнитогеографии охотской тайги // Орнитология. — 1963. — Вып. 6.

8. Лиховид А. А. К вопросу о внутриландшафт-ной дифференциации животного населения // Вопросы географии и геоэкологии. — Ставрополь: Изд-во СтавГУ, 1999. Вып. 2.

9. Лиховид А. А. Геозоология: истоки и современность (развитие представлений о животном населении). — М.: ИИЕТ РАН, 2001а.

10. Лиховид А. А. Современная зоогеография: структура, междисциплинарные парадигмы и место геозоологии в ней // Вестник Ставропольского государственного университета. — 2001б. — № 28.

11. Лиховид А. А. Классификации животного населения (исторический аспект) // Современная биогеография. — М.: ИИЕТ РАН, 2001в.

12. Лопатин И. К. Основы зоогеографии. — Минск: Вышэйшая школа, 1980.

13. Неронов В. М., Раковская Э. М. Мелкие млекопитающие Семинского перевала в Горном Алтае (опыт ландшафтно-зоогеографической характеристики небольшого участка территории) // Вестник МГУ.

— 1963. — № 4.

14. Никифоров Л. П. Опыт биосъемки населения млекопитающих Тоболо-Ишимской лесостепи // География населения наземных животных и методы его изучения. — М.: Изд-во АН СССР, 1959.

15. Пузаченко Ю. Г. Некоторые методические вопросы составления мелкомасштабных зоогеографических карт // Биогеографические очерки Кустанайской обл., 1963.

16. Пузаченко Ю. Г. Основные вопросы охот-таксации // Охота и охот. хоз-во. — 1964. — № 10.

17. Равкин Е. С., Равкин Ю. С. Птицы равнин Северной Евразии: численность, распределение и пространственная организация сообществ. — Новосибирск: Наука, 2005.

18. Равкин Е. С., Равкин Ю. С., Вартапетов Л. Г. и др. Классификация птиц по сходству летнего распределения на равнинах Северной Евразии // Бюл. МОИП. — 2003.

19. Равкин Е. С., Равкин Ю. С., Вартапетов Л. Г. и др. Классификация летнего населения птиц равнин Северной Евразии // Сиб. эколог. журн. — 2001. — Т. 8. — № 6.

20. Равкин Ю. С. Опыт картографирования зимнего населения птиц Северо-Восточного Алтая // Вопросы зоологической картографии. — М., 1963.

21. Равкин Ю. С. Структурные особенности населения птиц Северо-Восточного Алтая // Орнитология. — 1967. — Вып. 8.

22. Равкин Ю. С. К проблеме классификации населения птиц // Зоологические проблемы Сибири. — Новосибирск, 1972.

23. Равкин Ю. С., Доброхотов Б. П. К методике учета птиц лесных ландшафтов во внегнез-довое время // Организация и методы учета птиц и вредных грызунов. — М., 1963.

24. Равкин Ю. С., Ливанов С. Г. Факторная зоогеография: принципы, методы и теоретические представления. — Новосибирск: Наука, 2008.

25. Равкин Ю. С., Лукьянова И. В. География позвоночных южной тайги Западной Сибири (птицы, мелкие млекопитающие и земноводные). — Новосибирск: Наука, 1976.

26. Равкин Ю. С., Юдкин В. А., Вартапетов Л. Г. и др. Многомерный анализ животного населения (на примере земноводных, птиц и мелких млекопитающих) равнинной части Ханты-Мансийского автономного округа // Сиб. эколог. журн. — 2004. — № 5.

27. Равкин Ю. С., Юдкин В. А., Панов В. В. и др. Особенности картографирования и выявления пространственно-типологической структуры населения земноводных (на примере Западной Сибири) // Сиб. эколог. журн. — 2005. — № 3.

28. Равкин Ю. С., Юдкин В. А., Панов В. В. и др. Особенности картографирования и выявления пространственно-типологической структуры населения мелких млекопитающих (на примере Западной Сибири) // Биоразнообразие и динамика экосистем. Информационные технологии и моделирование: интеграционные проекты. — Новосибирск: Из-во СО РАН, 2006. Вып. 7.

29. Разумова О. В. Опыт мелкомасштабного картографирования населения мышевидных грызунов лесных биотопов на территории

Лиховид А.А., Кызылалиева М.М.

Геозоологическая идентификация территорий: история, принципы...

СССР. Дипл. работа / Каф. биогеографии МГУ. — М.: Изд-во МГУ, 1965.

30. Темботов А. К. География млекопитающих Северного Кавказа. — Нальчик: Эльбрус, 1972.

31. Тупикова Н. В. Зоологическое картографирование. — М.: Изд-во МГУ, 1969.

32. Флинт В. Е., Даниленко А. К., Рустамов Э. А. Александр Михайлович Чельцов-Бебутов / Московские орнитологи. — М.: Изд-во МГУ, 1999.

33. Чельцов-Бебутов А. М. Зоогеографическая карта / Атлас Кустанайской области. — М.: ГКГК, 1963.

34. Чельцов-Бебутов А. М. Некоторые вопросы зоогеографического картографирования // Биогеографические очерки Кустанайской области. — М.: Изд-во МГУ, 1964.

35. Likhovid A.A. Spatial vicariation of surface ver-tebrates'populations in Central Pre-Caucasus // Biodiversity and dynamics of Ecosystems in North Eurasia. — Novosibirsk, 2000.

Об авторах

Лиховид Андрей Александрович, доктор географических наук и кандидат биологических наук, профессор, первый заместитель проректора - начальник научно-исследовательской части и заведующий кафедрой экологии и природопользования Ставропольского государственного университета. Сфера научных интересов - история биогеографии, зоогеография, аэрокосмические и геоинформационные технологии в экологии и природопользовании. Автор 115 научных работ, в том числе 5 монографий. likhovid@mail.ru

Кызылалиева Мадина Манафовна, кандидат педагогических наук, доцент - доцент кафедры физической географии Карачаево-Черкесского государственного университета. Сфера научных интересов - разработка ландшафтных и экоси-стемных принципов сохранения биоразнообразия Кавказа, экологическое образование. likhovid@mail.ru