Геоэкология города: модели качества среды

ГЕОЭКОЛОГИЯ 
ГОРОДА  

МОДЕЛИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ

Е.В. СОКОЛЬСКАЯ
Б.И. КОЧУРОВ

Москва 
ИНФРА-М 
2021

МОНОГРАФИЯ

Под редакцией И.В. Ивашкиной

УДК 504.06(075.4)
ББК 20.18
 
С59

Сокольская Е.В.

С59  
Геоэкология города: модели качества среды : монография / Е.В. Со
кольская, Б.И. Кочуров ; под ред. И.В. Ивашкиной. — Москва : 
ИНФРА-М, 2021. — 185 с. — (Научная мысль). — DOI 10.12737/1205961.

ISBN 978-5-16-016643-8 (print)
ISBN 978-5-16-109228-6 (online)
В монографии рассмотрены особенности изучения геоэкологического 

состояния урбанизированных территорий, выявлено применение комплексной оценки и картографирования в урбоэкодиагностике, найдено 
решение геоэкологических проблем на примере городов мира, лидирующих в рейтинге по качеству жизни.

Изложены составляющие информационно-аналитической модели го
родской среды для оценки геоэкологической ситуации; алгоритма комплексного исследования геоэкологического состояния, направленного 
на адекватную оценку качества городской среды. Особое внимание уделено методике геоэкологической оценки качества городской среды на основе многофакторного моделирования, позволяющей давать рекомендации 
для улучшения комфортности проживания населения.

Предназначена для широкого круга специалистов в области геоэколо
гии города, а также может быть использована в качестве учебного пособия 
для студентов экологических, естественно-географических, инженерных 
специальностей.

УДК 504.06(075.4)

ББК 20.18

Р е ц е н з е н т ы:

Красовская Т.М., доктор географических наук, профессор, Москов
ский государственный университет имени М.В. Ломоносова;

Фирсова Н.В., доктор географических наук, доцент, Воронежский 

государственный технический университет

ISBN 978-5-16-016643-8 (print)
ISBN 978-5-16-109228-6 (online)

© Сокольская Е.В., Кочуров Б.И., 

Ивашкина И.В., 2021

Данная книга доступна в цветном  исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium.com

Введение

Процессы урбанизации, проявляющиеся в росте численности 
населения и масштабах потребления, увеличении площади застроенных территорий, приводящие к загрязнению окружающей среды 
вследствие функционирования промышленных и коммунальных 
предприятий, стремительном росте транспортных нагрузок, развитии сферы услуг формируют неблагоприятную для проживания 
населения городскую среду. Комплекс геоэкологических проблем 
наиболее часто возникает в крупных городах и промышленных 
центрах. В процессе трансформации городской среды совокупность источников антропогенных воздействий изменяет все компоненты природных геосистем. Это приводит к необходимости 
комплексного изучения техногенного влияния на составляющие 
природного комплекса и выявлению неблагоприятных геоэкологических ситуаций в городах.
С другой стороны, городская система, обладая сложной многоуровневой территориальной и социально-экономической организацией, создает среду для нормального существования человека. Достижение соответствия геоэкологических условий городской среды 
задачам обеспечения устойчивого социально-экономического, территориального развития города, сохранения здоровья населения, 
формирования благоприятных и комфортных условий для жизнедеятельности человека, сохранения и преумножения природного 
и рекреационного потенциала территории является актуальной 
задачей.
Современные методики геоэкологической оценки качества городской среды недостаточно разработаны, поскольку отдельные их 
аспекты существуют фрагментарно и по ним сложно осуществлять 
комплексную оценку качества городской среды. В монографии 
применен междисциплинарный подход на основе объединения методов мониторинга, математического и компьютерного моделирования при выполнении геоэкологической оценки, ранжирования 
и картографирования городских районов с разной степенью антропогенной нагрузки с целью улучшения комфортности проживания 
населения.
В первой главе приводятся основные термины и понятия, особенности комплексной оценки и картографирования геоэкологических ситуаций, обосновывается выбор критериев и показателей 
геоэкологической комфортности проживания населения, подходов 
к оценке качества городской среды, а также показан рейтинг городов мира по уровню жизни.

Во второй главе представлена геоэкологическая информационно-аналитическая модель городской среды, предложен алгоритм 
комплексной геоэкологической оценки состояния и качества городской среды с использованием мониторинга, математического 
и компьютерного моделирования, ГИС-технологий, рассмотрены 
методика и результаты геоэкологической оценки компонентов городской среды, а также комплексная оценка геоэкологической ситуации г. Тирасполя.
В третьей главе разработана методика оценки геоэкологической 
комфортности проживания населения с использованием анализа 
экспертных мнений, а также методика геоэкологической оценки 
качества городской среды на основе многофакторного моделирования, апробирована многофакторная модель на примере г. Тирасполя и сформулированы рекомендации в виде плана мероприятий 
для улучшения качества городской среды.
Предлагаемые в монографии методики имеют большое значение для принятия управленческих решений, которые нацелены 
на обеспечение сбалансированного развития городских территорий 
и на минимизацию ущерба от техногенных воздействий на городскую среду и здоровье населения.

Глава 1 
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ 
УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

1.1. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ 
УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Развитие географической науки способствует зарождению геоурбанистики, в которой акцент делается на рассмотрении урбанистических образований — городских агломераций, мегаполисов, 
опорных каркасов расселения и др. География изучает урбанизацию, ее пространственный динамизм в тесной связи с территориальной структурой стран и городов [119]. Российский географурбанист Г.М. Лаппо подчеркивает, что урбанизация проявляется 
выборочно, неравномерно с различной силой и в неодинаковых 
формах в разных местах [90]. Урбогеосистемы создают множество проблем, включая загрязнение природных компонентов 
окружающей среды, деградацию природно-территориальных комплексов, истощение природных ресурсов, обострение социальных 
противоречий и др. [159].
В настоящее время сформировалось научное направление — 
экология города (также используются другие названия: градостроительная экология или урбоэкология), описывающая многообразные тенденции процесса урбанизации [24, 90]. В.В. Владимиров 
дает следующее определение научного направления: «Урбоэкология — комплекс градостроительных, медико-биологических, 
географических, социальных, экономических и технических наук, 
которые в рамках экологии человека изучают взаимодействие производственной и непроизводственной деятельности людей с окружающей природной средой на территории населенных мест и их 
систем» [24, с. 6].
Таким образом, урбоэкология объединяет многие научные направления, изучающие разнообразные стороны взаимодействия общества с природой в городских условиях, что обусловливает применение таких научных подходов, как комплексный, системный, 
территориально-градостроительный и биоэкологический [24].
Проблемы взаимодействия городских структур с природной 
средой всегда были в центре внимания отечественных и зарубежных экологов. Наиболее предметно эти проблемы исследовались зарубежными учеными Ч. Бойденом, Б. Коммонером, Ф. Фестером, Р. Леггетом, Л. Кратцером.

Поскольку природная среда характеризуется высокой пространственной изменчивостью, особая роль в изучении урбанизированных 
территорий отводится географической науке. Создание географической теории урбанизации позволяет осуществлять долгосрочное 
прогнозирование, необходимое для проектирования городов и расселения. Географические подходы к исследованию городских территорий занимают ключевую позицию при построении глобальных 
и региональных стратегий урбанизации. Обладая современными методами комплексной оценки взаимосвязей всех составляющих, существующих внутри отдельно взятого географического ландшафта, 
возможностью описания пространственно-ландшафтной дифференциации территории, география выступает в качестве важного инструмента, позволяющего максимально точно исследовать экологические 
проблемы в контексте «устойчивого развития» [24, 119].
Немецкий географ К. Тролль ввел в науку понятие «геоэкология», подразумевая под ней географическую, то есть ландшафтную экологию. К. Тролль высказал идею о том, что геоэкология должна уделять основное внимание региональной дифференциации и картированию «жизненных ассоциаций». Как указывал 
ученый, геоэкология сочетает горизонтальный подход, заключающийся в изучении природных явлений и их функциональных взаимодействий, и вертикальный, направленный на изучение их взаимоотношений внутри экосистемы [154].
В России концепция геоэкологии развивалась академиком 
В.Б. Сочавой, который ввел термин «геосистема» для более глубокого познания тенденций развития природных комплексов 
в тесной связи с человеческой деятельностью, отмечая значимость 
изучения антропогенной динамики геосистем и их экологических 
особенностей. Ученый подразумевал под термином «геосистема» — 
«земное пространство всех размерностей, где отдельные компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и как 
определенная целостность взаимодействуют с космической сферой 
и человеческим обществом» [143, с. 292].
Сегодня можно встретить значительное число трактовок термина «геоэкология». Так, Н.Ф. Реймерс определил, что «геоэкология — это раздел экологии (по другим воззрениям — географии), 
исследующий экосистемы (геосистемы) высоких иерархических 
уровней — до биосферы включительно. Синонимы: ландшафтная 
экология, иногда биоценология» [129, с. 95]. Ученый закрепил 
за классической экологией название «биоэкология» для отличия 
от нее социальной экологии и геоэкологии [128]. Согласно академику В.И. Осипову, геоэкология — это междисциплинарная наука 
об экологических проблемах геосфер, основанная на знаниях географии, геологии и экологии [107].

Г.Н. Голубев определяет геоэкологию как междисциплинарное 
научное направление, изучающее экосферу как взаимосвязанную 
систему геосфер в процессе ее интеграции с обществом [31]. 
В настоящее время геоэкология играет главную роль в изучении 
сложных урбанизированных систем. Исследования по этой проблеме также представлены в [21, 31, 33, 40, 59, 62, 78, 82, 130, 152, 
163, 173] и др.
Важным направлением проведения геоэкологических исследований урбанизированных территорий на современном этапе 
является экодиагностика. Согласно Б.И. Кочурову экодиагностика территорий сводится к выявлению и изучению признаков, 
характеризующих настоящее и прогнозируемое состояние геоэкосоциосистем, их антропогенную динамику и геоэкологические 
свойства. В процессе организации экодиагностики и определения 
конкретных геоэкологических ситуаций используют материалы 
исследований (мониторинговых и иных наблюдений) состояния 
отдельных природных сред на данной территории, выявленных 
в качестве экологически значимых, нарушение которых формирует природоохранные проблемы. Чрезвычайно важным моментом является отбор приоритетных критериев и показателей, 
обуславливающих геоэкологические особенности территории 
в тесной взаимосвязи с показателями природных и антропогенных факторов окружающей среды. Социально-экологическая 
опасность воздействующих на геоэкосистему источников оказывается весьма неодинаковой, что формирует пространственную 
дифференциацию окружающей среды [3].
При рассмотрении эколого-географического анализа территории А.В. Антипова отмечает следующие приоритетные задачи [3]:
 
• необходимость анализа причинно-следственных связей и идентификации факторов, приводящих к возникновению экологических проблем на конкретных территориях, нахождения 
реальных показателей, обеспечивающих предельные границы 
экологически безопасного и устойчивого природопользования 
территории человеком;
 
• важность разработки комплексных географических основ 
для системы рационального природопользования, принимая 
во внимание региональные особенности природы, социальноэкономические условия развития, национальные и исторические 
традиции конкретной территории.
Комплексная эколого-географическая характеристика территории, как указывает А.В. Антипова, формируется на основе геосистемного анализа и представлениях о функционировании современных природно-антропогенных геосистем, обладающих особыми 
экологическими свойствами. Такие геосистемы могут быть оценены 

по степени остроты геоэкологической ситуации как благоприятные 
и неблагоприятные для человека [3].
Применение географических методов в изучении сложных урбанизированных структур способствовало развитию геоэкологического 
картографирования в форме графической модели представления результатов [8, 10, 13, 60, 61, 65, 76, 91, 92, 133, 148]. Современным инструментом автоматизированного создания и анализа геоэкологических карт являются ГИС-технологии, позволяющие реализовывать 
пространственно-временной анализ территориальных комплексов, 
математико-картографическое моделирование, построение баз геоэкологических данных, использование экспертных систем и др.
Для решения проблемы обеспечения безопасного, комфортного, 
устойчивого развития урбанизированной среды в условиях значительных техногенных нагрузок возникло направление — «градостроительная экология». Согласно действующему градостроительному кодексу РФ от 29.12.2004 № 190-ФЗ (ред. от 03.08.2018) 
основной задачей планирования градостроительной деятельности 
является обеспечение благоприятных и безопасных условий проживания городского населения при учете экологических и природных особенностей городских территорий. Геоэкологические аспекты и научно-обоснованные подходы территориального планирования градостроительной деятельности представлены в работах [4, 
15, 43, 49, 53, 55, 56, 70, 89, 93, 118].
И.В. Ивашкина отмечает, что «градостроительная экология научно обосновывает территориальные и локальные методы управления градостроительной средой и мониторинг состояния ее компонентов. В целом, градостроительная экология является в большей 
мере планировочно-технической дисциплиной, где анализируются 
методы достижения экологически оптимального компромисса 
между антропогенными системами разного уровня и природной 
средой» [49, с. 12–13].
Задача повышения геоэкологической комфортности городской 
среды требует подготовки и реализации механизма управления 
ее качеством. Вопросы качества городской среды и управления ее 
состоянием рассматривались в исследованиях [5, 25, 50, 52, 54, 83, 
121, 147, 168] и др.
Характерной особенностью природно-хозяйственных систем, 
изучаемых в экологии городских территорий, является их сложность, многообразие, масштабность и динамизм. Специфика экономико-экологических проблем требует разработки формализованных моделей принятия решений в области охраны окружающей 
среды, комплексного экологически ориентированного природопользования, оперативного прогноза и управления качеством окружающей среды [83, 84, 120, 168].

1.2. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ 
В УРБОЭКОДИАГНОСТИКЕ

На современном этапе необходимым условием урбоэкодиагностики является проведение комплексной геоэкологической оценки 
состояния территории для выявления степени благоприятности ее 
для проживающего населения и живых существ [3, 45, 52].
Б.И. Кочуров сформулировал определение: «Экологическая 
оценка — это определение степени пригодности (благоприятности) 
природно-ландшафтных условий территории для проживания человека и какого-либо вида хозяйственной деятельности» [81, с. 13].
Ученый предложил рассматривать окружающую среду как 
по отдельным компонентам (атмосфера, вода, почва, биота), так 
и применительно к ландшафтам как цельным многокомпонентным 
геосистемам. Многокомпонентный (ландшафтный) подход в комплексной экологической оценке позволяет учитывать комплекс 
существующих взаимодействий и внутренних связей, фиксировать и прогнозировать изменения и последствия, происходящие 
в геосистеме. Также согласно Б.И. Кочурову информационной 
базой для экологической оценки территории является урбоэкодиагностика, направленная на выявление и исследование признаков, характеризующих современное и перспективное состояние 
окружающей среды (экосистем или ландшафтов), на разработку 
способов и средств обнаружения, предупреждения и ликвидации 
негативных экологических явлений и процессов. Выполнение комплексной экологической оценки территории направлено на анализ 
качественного состояния компонентов окружающей природной 
среды и их трансформации под антропогенным воздействием, определение экологических ситуаций и оценку степени их остроты, разработку рекомендаций по улучшению экологической обстановки 
и др. [52, 78, 82].
Б.И. Кочуров предлагает проводить комплексную оценку экологического состояния территории по схеме, представленной на 
рисунке 1.1.
Оценка остроты экологической ситуации, по мнению Б.И. Кочурова, основана на анализе территориальных сочетаний экологических проблем, находится в прямой зависимости от региональных 
особенностей территории и специфики существующих проблем. 
Ученый выделяет следующие категории экологических ситуаций 
по степени остроты: катастрофическая, кризисная, критическая, напряженная, конфликтная, условно удовлетворительная. Изучение 
экологической ситуации может рассматриваться с позиции условий 
проживания населения и состояния его здоровья, сохранности природных ресурсов и генетической целостности ландшафтов [52, 78, 
82].

Риc. 1.1. Схема комплексной оценки экологического состояния территории 
(Б.И. Кочуров) [82]

Идеи В.Г. Заиканова, Т.Б. Минаковой сводятся к использованию антропогенно-геосистемного подхода в геоэкологической 
оценке территории (рисунок 1.2). Основным объектом изучения 
выступают геосистемы, измененные в процессе хозяйственной 
и природоохранной деятельности, а также условия сохранения комфортности проживания населения [45].
Ученые обосновывают значимость природного-ресурсного потенциала геосистемы и геологических процессов, а также антропогенного 
фактора в качестве показателей геоэкологической оценки и геоэкологической стабильности как ее основного критерия. Они указывают 
на то, что геоэкологический фактор является научной основой долгосрочной стратегии устойчивого развития территории [45].
Работы по комплексной оценке экологической обстановки 
в густонаселенных районах в центре Европейской части России 
в рамках Государственной научно-технической программы «Глобальные изменения природной среды и климата» выполнялись 
коллективом ученых — Б.И. Кочуровым, Л.Л. Розановым, А.В. Антиповой и др. [79].
Идентификация территорий экологического неблагополучия 
базировались на компонентно-проблемном методическом подходе, 
что позволило детально описать специфичность экологической ситуации регионов с высокой степенью антропогенизации природных 
ландшафтов [3].