3.4. Показатели экологического картографирования и их репрезентативность

Исследования природных объектов практически всегда имеют выборочный характер. Поэтому их результаты бывают корректны настолько, насколько удается обеспечить репрезентативность, т.е. отображение в выборке всех свойств полной совокупности [163]. Обеспечение репрезентативности включает в себя метрологические и методические аспекты.

Метрологические аспекты репрезентативности. Они касаются непосредственного получения показателей путем наблюдений и измерений. Наблюдения и измерения в интересах экологического картографирования, как и любые другие, должны отвечать классическим общенаучным требованиям: быть точными, сравнимыми и воспроизводимыми [115], что является предметом регламентации ГОСТов, методических руководств и иных нормативных документов. Вопросы регламентации измерений в наибольшей степени разработаны для контроля загрязнения атмосферы [46, 47, 92, 128, 129, 143], гидросферы [45] и систем водоснабжения [113], где строго закреплены методы отбора, анализа проб и представления результатов. В меньшей степени стандартизировано определение характеристик, относящихся к педосфере [44, 48, 94] и состоянию здоровья населения [26, 149]: методы отбора проб и получения количественных характеристик закреплены на уровне ГОСТов. Методы обработки данных и получения обобщающих характеристик разработаны теоретически и в значительных масштабах опробованы на практике, но не закреплены в государственных нормативных документах, и вследствие этого имеются различия в способах обработки и представления данных [85]. Не регламентированы находящиеся в стадии разработки методы определения показателей, относящихся к биосфере [56, 95], а также приемы межингредиентной и межкомпонентной интеграции (см. ниже).

Методические аспекты репрезентативности. Они касаются возможностей использования элементарных и интегрированных показателей в качестве характеристик степени трансформи-рованности геосистем. Сложность, синтетичность данного понятия исключает, по крайней мере в обозримой перспективе, детальную регламентацию этой составляющей репрезентативности. Значимость показателей экологической обстановки в принципе может быть экспериментально определена путем синхронного отслеживания геофизических, геохимических и биологических характеристик ландшафтов, путем дополнения выполняемых на стационарах детальных ландшафтно-динамических исследований [15, 86], определением концентраций возможно более широкого круга поллютантов в аэро-, фито-, морт-, педо- и гидромассах, в том числе по разным геогоризонтам, с последующей статистической обработкой результатов и анализом взаимосвязей. Альтернативой такому подходу может быть использование общенаучного принципа «черного ящика»: контроль входных (определение количеств поллютантов по компонентам среды) и выходных (продуктивность экосистем, состояние здоровья населения) параметров, а также связей между ними.

Методические аспекты репрезентативности включают в себя также выбор точки пространства и момента времени для проведения наблюдений и измерений. Цель выбора — обеспечение типичности результатов, поскольку «если практические выводы распространяются на площади, то научные привязаны к точке» [5, с. 167], причем данное положение может быть распространено и на время.

Для обеспечения пространственной составляющей репрезентативности показателей экологического картографирования большое значение имеет идея Ю. К. Ефремова [59] и Д. Л. Арманда [5] об очагировании ландшафтов, или о выделении в них ядер типичности. Данная идея вполне приложима не только к природным, но и к техногенным ландшафтам. Ядра типичности могут быть выделены и внутри городов, районов, микрорайонов и т.д., а также агро-ландшафтов.

Типичные точки желательно выбирать при проведении полевых маршрутов. В первом приближении типичность может быть оценена по внешним (физиономическим) особенностям ландшафта, однако для большей точности целесообразно рассматривать типичность по компонентам среды. При этом признаки типичности достаточно субъективны и регламентации не поддаются. Вполне очевидна предпочтительность определения показателей именно в ядрах типичности ландшафтов любого происхождения и ранга, с последующим распространением результатов на соответствующую территориальную единицу.

Временная составляющая репрезентативности изучена в меньшей степени. В практике организации мониторинга пока преобладает ориентация на стандартизированные моменты времени и «круглые» цифры интервалов опробования. Такая организация наблюдений сложилась исторически и сыграла большую роль в обеспечении сопоставимости результатов, но в настоящее время пришла в противоречие с достигнутым уровнем исследования динамики ландшафтов. Каждый процесс и явление в ландшафте характеризуются своей временной структурой, из чего складываются состояния природно-территориальных комплексов разной продолжительности [19], сказывающиеся в том числе и на устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействием и, следовательно, на характеристиках экологической обстановки. Поэтому определение характеристик динамичных геокомпонентов в стандартные сроки (если таковые установлены) целесообразно дополнять наблюдениями (измерениями, опробованием) в типичные моменты природных и производственных циклов. Однако на практике, к сожалению, в рамках существующей организации контроля загрязнения атмосферы [128] с отбором проб в стандартные сроки 7, 13, 19 или 1, 7, 13, 19 часов по местному времени остаются неохарактеризованными наиболее резко выраженные на автомагистралях утренние часы «пик». Более того, все указанные сроки приходятся на часы, когда большинство предприятий, работающих в одну смену, не функционируют.

Учет в сроках наблюдений ритмики природных процессов наиболее важен при изучении фоновых характеристик и динамики вещественно-энергетических потоков. Необходимость учета производственных циклов выходит на первый план при практическом картографировании, особенно в районах с высокой антропогенной нагрузкой.