Уже почти полвека к изучению шельфа приковано внимание ученых многих стран, так как он представляет собой зону моря, наиболее богатую биологическими и неорганическими ресурсами.
Большинство прибрежных государств объявило суверенные права на эксплуатацию ресурсов шельфа, прилегающего к их территории. Но прежде чем использовать эти богатства, необходимо детально и комплексно их изучить.
Физико-географическая среда морского дна очень сильно отличается от условий суши, что объясняет и своеобразие природных ресурсов шельфа. Последние находятся в сложной взаимозависимости и характеризуются повышенной «ранимостью» при неправильной их эксплуатации.
Шельф — это не просто богатая кладовая, но весьма сложная природная система. Не зная основ строения и функционирования этой системы, можно легко разрушить ее своим вмешательством. Существенную часть ресурсов шельфа составляют биологические объекты. Проблема пищевой базы океана привлекает всеобщее внимание. Однако до самого последнего времени мы не располагали необходимыми для этих целей картографированием биомассы океана и подсчетами. Это привело к тому, что оценки биомассы океана оставались туманными или неверными. Лишь в самое последнее время картографы И. А. Суетова и Т. С. Лукьянова установили, что биомасса океана в 200 раз меньше биомассы суши. В частности, расчеты картографов показали, что биомасса донной фауны океана в 2 раза меньше той, которая предполагалась. Приведенное свидетельство показывает исключительно важную роль в деле познания биологических ресурсов моря картирования по всем правилам картографической науки.
Картирование является не только методом познания, но и способом внедрения научных разработок в практику работ народного хозяйства. Как показывает опыт освоения природных ресурсов суши, в том числе и продукции наземной биоты, развивать планомерное промышленное их освоение возможно только на основе соответствующих специальных карт, отражающих пространственную локализацию этих ресурсов.
Соответственно, успешная организация плантаций марикультур в промышленных масштабах может быть осуществлена только при наличии карт, передающих главные особенности строения и функционирования экосистем шельфа.
Экосистеме, как и другим природным системам, свойственно наличие дискретных и непрерывных признаков. Конечно, такое разделение относительно: один и тот же признак при переходе от одного уровня организации к другому может менять свой характер с дискретного на непрерывный, и наоборот. Авторы настоящей книги сосредоточили основное внимание на дискретных признаках, так как полагают, что использование их свойств при составлении карт (графических моделей) в значительной мере облегчает исследование структуры экосистемы.
Выделение в этом случае разных структурных уровней позволяет дать характеристику экосистемы набором разномасштабных карт, составленных с единых позиций. Такой подход к изучению наземных экосистем успешно реализован в учении о наземных ландшафтах.
Ландшафт составляет основу для картографических моделей природных систем. С одной стороны, он отражает состояние системы в целом, а с другой — воспринимается через зрительный образ, в котором могут быть найдены характерные признаки, позволяющие адекватно проводить границы между разными ландшафтами при различной степени генерализации. Такие характерные признаки, называемые нами интегрирующими, должны отражать совокупную характеристику возможно большего числа компонентов природных систем разного ранга, четко выражаться в ландшафте, обладать определенной дискретностью. Очевидно, что единого интегрирующего признака для ландшафтов разных рангов не существует. Поэтому должна быть выявлена иерархия интегрирующих признаков, но так, чтобы интегрирующий признак более высокого ранга входил в качестве радикала в ландшафтные единицы более низких рангов.
Подобно тому как в геологии металлогеническая карта, являющаяся основой для прогнозирования месторождений полезных ископаемых, представляет собой синтез серии специальных карт (геологических, тектонических, карт полезных ископаемых, геоморфологических и т. п.), так и ландшафтная карта экосистем морских мелководий должна создаваться путем обобщения серии специальных карт шельфа. В том случае когда возможно непосредственное наблюдение объекта съемки, ландшафтная карта составляется при выполнении натурных исследований.
Существуют различные подходы к картированию экосистем шельфа. Один из них исходит из положения, что основой картирования экосистем шельфа должна быть ландшафтная съемка на базе разработки иерархической и типологической классификации подводных ландшафтов путем анализа интегрирутощих признаков. Его авторам удалось наметить пути разработки иерархической системы аквальных ландшафтов. Согласно другому принципу важнейшими картируемыми признаками считаются интегральные количественные характеристики экосистем, изображаемые в виде изолиний.
Картографирование представляет собой частный случай моделирования сложных природных систем. Ведущим фактором формирования пространственной структуры морской донной экосистемы является поле распределения интегральных силовых нагрузок на морское дно с учетом всех многолетних и сезонных явлений.
Поэтому в качестве конечной цели моделирования мы ставим компьютерное формирование расчетного поля динамических нагрузок на морское дно, расчет ширины и конфигурации гидродинамических полей, увязку их с литодинамическими ловушками и транспортными коридорами, установление основных продукционных трофодинамических полей бассейна, предсказание базовой ландшафтной и трофодинамической структуры пространства акватории. Эти построения должны выполняться на базе существующего топографического абриса берега, точного знания рельефа дна и основных гидроклиматических характеристик акватории. В качестве основного механизма расчета динамических полей берется коэффициент Эйди, с учетом конкретной топографической ситуации и ветроволновой обеспеченности побережья по всем сезонам года.
Подобные исследования вполне поддаются организации на базе разработки общих принципов и приемов подводного ландшафтного картографирования. Сегодня его разумнее всего было бы называть картографирование бентем или бентемное картографирование.
В настоящее время на повестке дня стоит разработка новой, неистощительной стратегии использования природных ресурсов России. В основу такой стратегии закладывается составление полной реестровой ведомости наличных ресурсов. В морском природопользовании точно так же, как и в традиционном землепользовании на суше, принятие решений базируется на составлении кадастров подводных угодий. Работы такого плана являются прерогативой государства и должны быть обязательным элементом в системе государственного планирования. В свое время вся территория Советского Союза была покрыта планомерной сетью топографического и геологического картирования в разных масштабах.
В нынешние времена, в связи с лавинообразным и практически повсеместным нарастанием экологического кризиса как регионального, так и планетарного масштаба, наиболее животрепещущим становится экологический прогноз, который может базироваться на специальном геоэкологическом картировании.
Всем опытом поисковых исследований, обязательных при любых геолого-съемочных работах, наиболее подготовленной к разработке принципов и методических приемов картирования территорий и акваторий в экологических целях оказалась геологическая служба и этим она занялась в первую очередь. В результате многочисленных технологических аварий, происходящих в различных уголках страны, включая систематические аварии в топливно-энергетическом комплексе и в атомной энергетике, в природные экосистемы поступают огромные массы чужеродного вещества и энергетических потоков, что приводит к глобальному загрязнению. Картировочная и лабораторная служба в геологии оказалась методически вполне подготовленной к проведению геохимического мониторинга территорий и акваторий. Собственно, этим пока и ограничивается сегодня так называемое экологическое и геоэкологическое картографирование.
Карты распространения загрязняющих агентов по территориям и по различным природным средам стали называться «экологическими картами», поскольку имеется в виду прямое и косвенное воздействие искажения геохимического фона на состояние всех элементов экосистем. Для большинства крупных промышленных центров России такие карты уже составлены, опубликованы большими тиражами и стали доступными широким слоям населения. Первые из них были распространены после аварии в Чернобыле. На основании подобных карт стал возможен прогноз, основанный на сведениях о функционировании подвижных компонентов географической оболочки Земли и их участии в формировании экосистем. Для морских (так же как и для наземных) экосистем такой прогноз должен основываться на ландшафтном картографировании морского дна и пелагиали. В связи с этим государственным картографическим службам предстоит провести целую серию поисковых исследований, результатом которых должна стать первичная документация всех важнейших типов бентем. Морская специфика работ предполагает активное участие в этих работах разных ведомств — геологического, топогеодезического, космического и морского гидрографического. Такое исследование должно охватывать подводные угодья как регионов, так и всех природно-климатических и формационных зон Мирового океана.
Прежде чем говорить об особенностях картографирования бентем. необходимо кратко остановиться на некоторых положениях теории картографирования в целом. Считая картографирование одной из разновидностей географического моделирования. К. А. Салищев подчеркивает, что для построения полноценной картографической модели необходимы два условия — знание специфики и правил построения моделей этого класса, что дает картография, и понимание существа моделируемых явлений, что немыслимо вне соответствующих конкретных наук.
Содержание любой карты определяется ее назначением, а задачи карт разного масштаба никогда не могут быть одинаковыми, ведь карты являются не просто формой документации собранных фактов, но и тем инструментом, который широко используется для будущих обобщений. Поскольку собственно картографирование является не целью, а лишь одним из методов познания, то, образно говоря, форма карты в бесконечной цепи познания должна соответствовать форме того последующего звена, к которому мы собираемся перейти.