Антропогенная преобразованность ландшафтов это

Библиографическая ссылка на статью:
Михайлов В.А. Оценка антропогенной преобразованности ландшафтов с помощью ГИС (на примере Крымского Присивашья) // Современные научные исследования и инновации. 2012. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2012/10/17103 (дата обращения: 03.03.2021).

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 12-05-90900)

Оценка антропогенной преобразованности ландшафтов является одним из наиболее распространенных способов оценки экологической ситуации регионов. Она заключается в определении степени отклонения современных (природно-антропогенных) ландшафтов от первичных (восстановленных, девственных, природных) ландшафтов [1]. При этом использование современных технологий (ДЗЗ, ГИС) дает возможность более быстро и объективно выполнить такую оценку, которая в свою очередь является важнейшей основой для планирования развития любого региона.

Одна из наиболее распространенных методик оценки антропогенной преобразованности предложена П.Г.Шищенко (1988). Она предполагает расчет по формуле:

где – коэффициент антропогенной преобразованности; r – ранг антропогенной преобразованности ландшафтов i_m видом использования; ρ – площадь ранга (%); q – индекс глубины преобразованности ландшафта; n – количество выделов в пределах контура ландшафтного региона.

При этом П.Г.Шищенко предлагает такие виды землепользования и соответствующие им значения ранга и индекса глубины: леса (1; 1), сады, виноградники (5; 1,2), пашни (6; 1,25), жилая сельская застройка (7; 1,3), земли промышленного использования (10; 1,5) и пр. Расчетные значения коэффициента преобразованности изменяются от 0 до 10 – от наименее преобразованных к наиболее преобразованных ландшафтов.

Для Крымского полуострова (равниной его части) оценка антропогенной преобразованности была выполнена H.A.Драган, Ф.С.Альшевби (1997). При этом в качестве расчетных операционных единиц использовались хозяйственные субъекты – бывшие колхозы и совхозы (рис. 1). Очевидно, что на современном этапе такая оценка является неактуальной и не имеющей смысла, как в связи с отсутствием оцениваемых хозяйственных единиц, так и из-за значительной площади расчетных единиц и неоднородностью структуры современных ландшафтов в пределах их. Поэтому разработка более универсального подхода к оценке антропогенной преобразованности является актуальным вопросом.

Рис. 1. Оценка степени антропогенной преобразованности ландшафтов (земель) северо-восточной части равнинного Крыма [3].

Такой универсальный подход может быть реализован посредством предложенного алгоритма оценки, использующего возможности ГИС и ДЗЗ. Он предполагает использование в качестве операционных единиц квадратов, площадь которых подбирается в зависимости от подробности и масштаба исследования; в данной работе использованы квадраты площадью 4 км². Алгоритм был апробирован на примере участка в северо-восточной части равнинного Крыма (Присивашье), общей площадью 671,7 км 2 .

В качестве исходных данных для оценивания антропогенной преобразованности использовались составленные карты природной и хозяйственной подсистемы современных ландшафтов масштаба 1:100 000. Карта восстановленных ландшафтов (природной подсистемы) было составлена по картографическим и литературным данным, материалам полевых исследований (рис. 2). В ее основе лежит парагенетический тип организации, который более адекватно отражает особенности приморских ландшафтов, т.к. лежащее в основе этого типа организации парагенетическое и парадинамическое взаимодействие между сушей и морем является основным системоформирующим фактором пространственной организации ландшафтов приморских равнин.

Рис. 2. Природная подсистема современных ландшафтов ключевого участка.

1 – ветровые осушки, периодически осушаемые и затапливаемые, в тыльной части с отложениями водорослевого мата, штормовыми валами и разреженными галофитной растительностью на солончаках;

2 – высыхаемые днища озер, с отложениями водорослевого мата, штормовыми валами и разреженной галофитной растительностью;

3 – аккумулятивные террасы и острова, сложенные илисто-ракушечными отложениями, плоские, с полынно-злаковой растительностью на солончаках;

4 – пересыпи песчано-ракушечные с псаммофитной растительностью и примитивными дерновыми песчаными почвами.

5 – низменности илистые (морские террасы) с солонцами луговыми и каштаново-луговыми солонцеватыми почвами под полынно-злаковой степной растительностью.

6 – плоские суглинистые низменности с каштаново-луговыми почвами и солонцами каштановыми под полынно-типчаковой и полынно-житняковой степной растительностью;

7 – балки, пологие, с делювиально-пролювиальными супесчано-суглинистыми отложениями, с лугово-каштановыми солонцеватыми почвами в комплексе с солонцами лугово-каштановыми и каштановыми слабосмытыми и намытыми под луговой растительностью.

8 – плоские и слабоволнистые суглинистые водораздельные пространства и слабонаклонные поверхности с лугово-каштановыми солонцеватыми почвами и солонцами лугово-каштановыми под полынно-типчаковой и полынно-житняковой степной растительностью.

9 – плоские и слабоволнистые суглинистые водораздельные пространства с темно-каштановыми слабо- и среднесолонцеватыми почвами и солонцами каштановыми под полынно-типчаково-ковылковой и полынно-житняковой степной растительностью.

Карта хозяйственной подсистемы ландшафтов составлялась на основании полевых исследований, картографических данных (топографических карт масштаба 1:100 000, 1: 50 000) и материалов ДЗЗ, при этом последним отводилась основная роль по идентификации в пространстве выделенных типов землепользования. Использованные материалы ДЗЗ представлены космическими снимками высокого и сверх высокого разрешения, выполненными спутниками QuickBird и Landsat. Снимки были получены из общедоступного некоммерческого архива в сети Internet на сайте http://glovis.usgs.gov и с помощью программы SASplanet . По результатам визуального дешифрирования, и в меньшей мере автоматизированного, выполненного с помощью программного комплекса ENVI 4.7. (классификация цифрового изображения с обучением), была составлена карта хозяйственной подсистемы ландшафтов (рис. 3). Она отражает следующие типы землепользования на исследуемой территории: сады, виноградники, кладбища, залежи, курганы и насыпи, пашни, орошаемые сенокосы, рисовые чеки, огороды, жилая застройка, дачные массивы, фермы, лесополосы, каналы и пруды, промышленные объекты, тростниковые заросли.

Рис. 3. Хозяйственная подсистема современных ландшафтов ключевого участка.

Непосредственно расчет коэффициента антропогенной преобразованности производился с помощью программного комплекса ArcGIS 10.0 для векторных слоев в таблицах атрибутивных данных. На карте хозяйственной подсистемы ландшафтов производится группировка выделов с присвоением полученным контурам ранга и индекса глубины антропогенной преобразованности. С помощью функции оверлея происходит слияние слоев природной и антропогенной подсистем с образованием нового слоя и сохранением за полученными контурами данных исходных слоев. В этом новом слое контурам условно коренных ландшафтов присваивается ранг и индекс (1 и 1 соответственно). Для ключевого участка ландшафтам полынно-злаковых степей присваивался ранг 2 и индекс 1,05, т.к. они, согласно представлениям многих ученых, имеют антропогенный генезис, связанный с длительным усиленным выпасом.
Для исследуемой территории строится сетка равнозначных расчетных квадратов, для которых вычисляется площадь (в км²). С помощью функции оверлея сливаются обобщающий слой природной и хозяйственной подсистемы со слоем сетки квадратов с сохранением за полученными контурами исходных данных. Для каждого выдела суммарной карты определяется площадь (в км²) и рассчитывается доля (в %) по площади в квадрате (или его фрагменте), к которому они приурочены. Для каждого контура происходит вычисление элемента числителя коэффициента преобразованности (). Итоговое значение коэффициента получается путем слияния по атрибуту для расчетных квадратов фрагментов итогового слоя с вычислением числителя () и конечного результата. В зависимости от полученных значений происходит отображение исходных квадратов по известным градациям.

Карта распределения коэффициента антропогенной преобразованности современных ландшафтов ключевого участка, выполненная по предложенному алгоритму, представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Карта распределения коэффициента антропогенной преобразованности современных ландшафтов.

Таким образом, представленный в статье алгоритм позволяет более объективно определять степень антропогенной преобразованности для любых территорий. При этом в зависимости от размеров территории и подробности исследования могут быть выбраны различные размеры территориальных единиц.

Источник статьи: http://web.snauka.ru/issues/2012/10/17103

Антропогенные ландшафты — что это такое, виды, классификация, характеристика

Ландшафт – это определенный природно-территориальный комплекс, для которого характерно однотипное сочетание климатических условий, рельефа, почв, животного и растительного мира. Ландшафты делят на две категории: природные и антропогенные.

Природный и антропогенный ландшафт

Природные ландшафты – это территории земной поверхности, которые сформировались без участия человека под воздействием природных процессов:

климатических (изменение температуры, выветривание);
геологических (землетрясение, вулканическая деятельность).

Антропогенные ландшафты – это природные комплексы, сформированные в результате целенаправленной и осознанной деятельности человека для решения социально-экономических вопросов. Для этого вида ландшафта характерны изменения биологических, климатических, геологических, почвенных процессов.

Виды и классификации антропогенных ландшафтов

Антропогенные ландшафты – это ландшафты, которые подверглись изменениям человеком в различных целях.

Измененные природные комплексы классифицируются по ряду основных признаков:

по выполнению социально-экономических функций (целевому использованию);
по степени изменения в результате деятельности человека;
по целенаправленности их возникновения;
по длительности их существования и степени саморегулирования;
по хозяйственной ценности.

По целевому использованию и содержанию:

Промышленные	Антропогенные ландшафты этого типа сформированы в индустриальных целях: строительство дорог, дамб, трубопроводов, добыча природных ископаемых.
Сельскохозяйственные	Предназначены для выращивания овощных, фруктовых, зерновых культур, а также для разведения скота. Примеры: пастбища, поля, луга.
Лесные	Представляют собой вторичные, возобновленные лесные массивы, которые выросли на месте вырубленных или сгоревших лесов.
Водные	Предназначены для обеспечения водой людей в населенных пунктах и сельскохозяйственных угодий, выработки электроэнергии, обслуживания водного транспорта и рекреационных комплексов, защиты от наводнений. Примеры: пруды и водохранилища.
Селитебные	Созданы в результате строительства населенных пунктов: городов, сел, деревень. Этот вид антропогенного ландшафта включает в себя не только строения, но и всю инфраструктуру поселения: улицы, дороги, парки.
Рекреационные	Созданы в рекреационных целях, то есть для отдыха и оздоровления населения. Примеры: искусственные пляжи, базы отдыха, санатории.

По степени изменения:

Условно-неизмененные	Для этого вида характерны слабые следы косвенного воздействия хозяйственной деятельности человека (оседание техногенных выбросов на горных вершинах).
Слабоизмененные	Появились в связи с вмешательством человека, но природные связи нарушены незначительно (заповедники, национальные парки).
Сильнонарушенные	Возникли в результате длительного и интенсивного нерационального использования природных ресурсов территорий (заболоченные местности, полупустыни, образованные из-за выпаса скота). Природные связи нарушены, изменения необратимы.

По целенаправленности возникновения:

Прямые	Целенаправленно созданные по определенной схеме ландшафты (водохранилище).
Сопутствующие	Появились в результате косвенного влияния человека (образование оврага на месте борозды).

По длительности существования и степени саморегулирования:

Долговечные	Могут существовать самостоятельно без участия человека (курганы).
Многолетние	Нуждаются в частичном регулировании со стороны человека (лесные массивы).
Кратковременные	Могут существовать только при регулярной поддержке человека (возделываемые поля с сельскохозяйственными культурами: рисовые поля в Южной Азии).

По хозяйственной ценности:

Культурные	Создаются в целях решения хозяйственных, эстетических, защитных вопросов (поля, базы отдыха, водохранилища).
Акультурные	Возникают в результате нерационального ведения хозяйства (овраги, заболачивание).

Причины изменения природных пейзажей

Результатом промышленной революции, начавшейся в начале XVIII века и закончившейся в начале XX века, стал переход от аграрного общества к индустриальному. Эта трансформация дала толчок сразу нескольким процессам, одним из которых стала урбанизация.

Массовый отток жителей из сельской местности в промышленные и культурные центры, а также преобразование сельских поселений в города привели к расширению границ населенных пунктов, дополнительной жилой застройке, строительству транспортных коммуникаций, изменивших естественный ландшафт.

Эта тенденция прослеживается и в 2019 году: в столицах стран и регионов ежегодно строятся новые спальные районы, занимая все большую территорию природных комплексов.

Антропогенное воздействие на ландшафты усилилось из-за социально-экономического развития.

Строительство заводов, концернов, железнодорожных путей и автомагистралей, добыча полезных ископаемых, иррациональное использования природных ресурсов, применение химических удобрений для выращивания большего количества урожая, вырубка лесов, увеличение площади городов — все это стало следствием развития международных экономических отношений и повышения уровня жизни населения планеты.

Подобные преобразования природных ландшафтов имеют негативные последствия, так как нарушения природных процессов становятся необратимыми и ведут к экологическим кризисам (заболоченность, эрозия почв, исчезновение представителей флоры и фауны).

Антропогенное ландшафтоведение как наука

Антропогенное ландшафтоведение – это наука, предметом изучения которой является измененный деятельностью человека природный комплекс, а также степень и последствия этого влияния на него.

Изначально данная дисциплина была составляющей частью ландшафтоведения. Но уже к концу XX века она сформировалась как самостоятельная наука. Современное антропологическое ландшафтоведение сталкивается с трудностями в проведении исследований. Это связано с тем, что на сегодняшний день на планете почти не осталось природно-территориальных комплексов, которые бы не подверглись изменениям под влиянием деятельности человека, прямо или косвенно.

Примеры измененных природных комплексов ХХ века на карте мира

Антропогенные ландшафты – это измененные человеком природные комплексы. География подобных ландшафтов широка, так как человек проживает на всех континентах, кроме Антарктиды, с общей площадью (с учетом архипелагов) 136 386 393 км 2 — это 91,5 % суши планеты.

Антарктида — единственное место на земле где антропогенных ландшафтов нет

Природный пейзаж, который окружает человека сейчас: города с современной инфраструктурой, леса, горнодобывающие шахты, национальные парки и заповедники, рисовые поля на террасах холмов, горнолыжные курорты – пример измененного природного ландшафта.

В мире насчитывается более 2,5 миллиона городов. Самые большие по площади располагаются в Евразии (Ухань, Китай), Африке (Киншаса, Конго) и в Австралии (Мельбурн).

Самые большие города по численности населения:

Евразия: Токио (Япония), Гуанчжоу и Шанхай (Китай), Джакарта (Индонезия), Сеул (Южная Корея), Дели и Мумбаи (Индия), Карачи (Пакистан);
Северная Америка: Мехико (Мексика), Нью-Йорк и Лос-Анджелес (США);
Южная Америка: Сан-Паулу (Бразилия), Буэнос-Айрес (Аргентина).

Под сельскохозяйственными угодьями занято 51 млн км 2 площади суши. Большая часть обрабатываемых земель находится в Евразии (Россия, странах ЕС и Азии), Северной Америке (США и Канада), большая площадь пастбищных земель, используемых для выпаса травоядных животных, сосредоточена в Северной и Южной Америке (США, Бразилия, Аргентина), Евразии (Монголия, Китай, Россия) и Австралии.

Промышленность развита на каждом из пяти континентов:

топливная отрасль (добыча нефти, газа, угля, электроэнергии) сосредоточена в Евразии (Россия, страны Европы и Азии) и Северной Америке (США);
металлургическая промышленность (добыча черных и цветных металлов) развита в России, Китае, США, Германии, Японии, Бразилии, Австралии, Чили, Перу, Замбии;
лидеры в лесной и деревообрабатывающей промышленности северного полушария – это Канада, Россия, Финляндия, Швеция; южного – Бразилия, страны тропической Африки и Юго-Восточной Азии;
крупнейшие регионы химической промышленности находятся в Евразии (Германия, Китай, Россия, Беларусь, Япония) и Северной Америке (США).

Крупнейшие в мире заповедники расположены в:

США (Папаханаумокуакеа, площадь – 1,5 млн.км²);
Дания (Гренландский национальный парк – 972 тыс.км²);
Великобритания (район архипелага Чагос – 544 тыс.км²);
Африка (Трансграничный заповедник Каванго-Замбези – 444 тыс.км²);
Австралия (Большой Барьерный риф – 344,4 тыс.км²).

Устойчивость естественных ландшафтов и преодоление экологических кризисов

Естественный ландшафт – это единый живой организм, регулирующийся исторически сформированной взаимосвязью всех его компонентов: рельефа, почвы, водных ресурсов, флоры и фауны. Под устойчивостью естественных ландшафтов понимается их способность сохранять свою структуру и способность к самовосстановлению.

Природные ландшафты имеют разную степень устойчивости к одним и тем же факторам. Например, таежные и тундровые леса неустойчивы к кислотному загрязнению, тогда как лесостепи реагируют на этот фактор слабо; допустимая туристическая нагрузка на местности с песчаными почвами значительно ниже (2 человека на 1 га), чем на территориях с легкосуглинистыми почвами (20 человек на 1 га).

Изменение одного компонента ландшафта непременно ведет к изменению функционирования всего природного комплекса. Нарушение процессов в естественных ландшафтах приводят к сокращению или даже исчезновению видов и популяций, то есть к экологическому кризису.

В широком плане экологический кризис – это нарушение естественных процессов, которые приводят к изменению окружающей среды. Недостаток знаний в этой области уже привел к экологическим катастрофам, которые нанесли урон экосистеме планеты. Например, высыхание Аральского моря. В 1950-х года оно было четвертым по величине озером в мире.

Из-за увеличенного водозабора для полива и орошения сельскохозяйственных угодий из двух питающих озеро рек оно обмелело. Обитавшие в водоеме рыбы и организмы погибли. Осевшие на дно сливаемые в прошлом химикаты, использовавшиеся для выращивания хлопка, разносятся ветром и отравляют растительность в радиусе 500 м.

Примером экологического кризиса является образование антропогенных полупустынь. Границы пустыни Сахары ежегодно продвигаются на расстояние от 1,5 до 10 км к югу, уничтожая саванны со всеми обитающими в них животными и растениями.

Для того, чтобы не допустить истощения и полной трансформации естественных ландшафтов и иметь возможность восстановить природные связи, обществу необходимо принять следующие меры:

модернизировать промышленность: создание безотходных или малоотходных производств;
следовать правилам рационального пользования природными ресурсами и природоохранным принципам;
учитывать особенности каждого природного комплекса;
повышать экологическую дисциплину: дополнительное налогообложение, увеличение штрафов для предприятий за нарушение регламентированных природоохранных мер;
вовлекать в решение проблем большее количество людей: экологическое просвещение.

Характеристика антропогенных комплексов

Антропогенные комплексы являются неотъемлемой частью земной поверхности.

Они характеризуются:

изменением внешнего вида природного ландшафта: застраивание поверхности объектами жилого и промышленного предназначения, изменение русел рек, выравнивание склонов и вырубка лесов для формирования площадей для выращивания сельскохозяйственных культур и выпаса скота;
нарушением природных процессов в разной степени: изменение русел рек ведет уменьшению или исчезновению популяций живых организмов, использование пахотных земель приводит изменению состава почв;
сложным сочетанием природной самоорганизации и регулирования со стороны человека.

Иррациональное использование ресурсов природных комплексов может привести к исчезновению отдельных видов животного и растительного мира. Это же относится и к человеческой цивилизации. Поэтому изучение антропогенных ландшафтов и последствий влияния человека на природу является приоритетным в XIX веке.

Автор: Юля Оська

Оформление статьи: Владимир Великий

Видео про антропогенные ландшафты

Урок по географии про антропогенные ландшафты:

Источник статьи: http://touristam.com/antropogennye-landshafty.html