Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

Дмитрук Олександр юрійович

УДК 911.5/.9+712.2

ландшафтно-урбанізаційні системи України

11.00.11 – Конструктивна географія

і раціональне використання природних ресурсів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора географічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі географії України географічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Науковий консультант доктор географічних наук, член-кореспондент АПН України Шищенко Петро Григорович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри географії України

Офіційні опоненти: доктор географічних наук, професор Денисик Григорій Іванович, Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського, завідувач кафедри фізичної географії

доктор географічних наук, професор Некос Володимир Юхимович, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, завідувач кафедри геоекології та конструктивної географії

доктор географічних наук Нудельман Володимир Ілліч, Київський національний університет будівництва і архітектури, професор кафедри міського будівництва

Провідна установа: Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича Міністерства освіти і науки України, м. Чернівці

Захист відбудеться “30” травня 2005 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.07 при Київському національному університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 90, географічний факультет, ауд. .

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01017, м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий “27” квітня 2005 р.

Вчений секретар

cпеціалізованої вченої ради

доктор географічних наук, професор С.І. Іщук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Ландшафтознавче вивчення міст веде свій початок від середини 50-х років ХХ століття. Дослідження міських ландшафтів започатковується в межах географії міст (Покшишевський, 1952) і антропогенного ландшафтознавства (Мільков, 1957). Згодом окреслюється декілька напрямків розвитку міського ландшафтознавства. Виокремлюються геокомплексний (Койнов, 1964; Дорфман, 1966; Геренчук, 1972, 1975; Григорьєв, 1975; Куракова, 1976; Косаревський та ін., 1982; Двінських та ін. 1997), геосистемний (Глазачев, 1973; Тарасов, 1977; Владіміров та ін., 1986; Merrill, 1990; Пащенко, 2000; Тютюнник, 2002), інтегрально-геосистемний (Ретеюм, 1986; Lutz, 1990; Круглов, 1992; Дмитрук, 1993, 1998; Ніколаєв, 2003), геотехсистемний (Дьяконов, 1975; Хільмі, 1975; Преображенський, 1982; Денисик, 1998, 2002), геоекологічний (Шищенко, 1986, 1999; Швебс, 1987; Гродзинський, 1993; Ліхачева та ін. 1996; Miller, 1997; Некос, 1998; Кучерявий, 1999; Позаченюк, 1999; Черваньов, 2000; Боков, 2000; Макаров, 2001; Гуцуляк, 2002), соціоекономіко-географічний (Пітюренко, 1972, 1977; Степаненко, 1988; 2000; Пістун, 1989, 1996; Голіков, 1992, 2001; Заставний, 1993; Доценко, 1994, 2003; Топчієв, 1996, 2001; Олійник, 2000, 2003; Шаблій, 2001; 2003) та планувально-проектний (Крюков, 1970; Harvey, 1973; Doxiadis, 1974; Garn’e, 1974; Дьомін, 1975; Перцик, 1975, 1999; Lynch, 1982; Білоконь, 2003; Нудельман, 1993, 2002; Посацький, 2001) напрями у дослідженні міських ландшафтів. У межах цих напрямів формуються відповідні теоретичні (концептуальні) і методичні засади сучасного міського ландшафтознавства, або урболандшафтознавства, та джерельна база даного дисертаційного дослідження.

З початком ХХІ століття в межах урболандшафтознавства спостерігається посилення міжнаукової інтеграції, увиразнюється конструктивно-географічний характер досліджень, спрямованих переважно на оптимізацію і забезпечення сталого розвитку урбанізаційного природокористування, раціональну організацію території, охорону природи і збереження ландшафтної різноманітності, вдосконалення системи внутріміського та міжміського регіонального управління. Дослідження структури, динаміки, особливостей функціонування і розвитку урбанізованих ландшафтів у межах України упродовж останнього десятиліття також помітно актуалізувалось як у науковому, так і в практичному аспектах. Це обумовлено складною геоекологічною ситуацією в межах великих урбанізованих територій і новими соціально-економічними умовами розвитку країни, що великою мірою визначають сучасний стан урбанізаційного природокористування.

Актуальні проблеми природокористування на великих урбанізованих територіях сьогодні виходять далеко за межі предметно-об’єктного поля урболандшафтознавства. Успіх їх розв’язання залежить від рівня наукового осмислення і теоретичного узагальнення на єдиних методологічних засадах значного масиву різнохарактерної урболандшафтознавчої, урбоекологічної, геоурбаністичної, урбосоціо-економіко-географічної та іншої інформації. Регулювання господарської діяльності в даній сфері, спрямоване на забезпечення збалансованого соціально-економічного та геоекологічного розвитку України, потребує визначення напрямів і тенденцій розвитку та геопросторової організації урбанізаційного природокористування, розширення теоретико-методологічної бази і розробки нових інтегративних конструктивно-географічних підходів і методів урбанізаційно-ландшафтознавчого дослідження, переходу від топічного і локального рівня вивчення урболандшафтів окремих міст до дослідження ландшафтно-урбанізаційних систем (ЛУС), міських агломерацій і міських систем розселення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження безпосередньо пов’язане з основними напрямами наукової роботи кафедри географії України і з проблематикою науково-дослідної роботи географічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка – зокрема, з держбюджетними темами “Регіональні геоекологічні проблеми України” (номер держреєстрації 01БФ050-01) та “Розробка концепції вищої географічної освіти в Україні” (номер держреєстрації 02БФ13-03-ДП-2), співвиконавцем яких і науковим керівником відповідного підрозділу був автор дисертації.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є теоретико-методологічне обгрунтування урбанізаційного ландшафтознавства як інтегративного конструктивно-географічного напряму сучасної географічної науки, а також розробка концептуальних підходів до визначення ландшафтно-урбанізаційних систем (ЛУС), методики їх дослідження, принципів і стратегій оптимізації їх функціонування, організації, управління і забезпечення збалансованого соціально-економічного та геоекологічного розвитку.

Досягнення поставленої мети передбачає розв’язання таких завдань теоретико-методологічного, методичного і прикладного характеру:

розробка теорії та методології урбанізаційного ландшафтознавства, визначення його предметно-об’єктного поля, міжпредметних наукових зв’язків та інтеграційного потенціалу;

конкретизація об’єкта урбанізаційного ландшафтознавства, визначення основних понять і термінів, розробка і вдосконалення концептуальних моделей урбанізованих ландшафтів, вичленення ЛУС як певних цілісностей з-поміж інших географічних об’єктів та виявлення їх характерних особливостей;

структуризація ЛУС, визначення блоків, підсистем та окремих елементів, що входять до їх складу, і виявлення основних системоутворюючих, атрибутивних, ієрархічних та функціональних відношень і зв’язків між ними;

параметризація ЛУС, якісний і кількісний аналіз їх системно-структурної організації, систематизація і класифікація ЛУС, розробка принципів їх картографічного моделювання;

формалізація ЛУС і подання основних процесів і явищ, які в них відбуваються, у вигляді математичних залежностей, формул і спеціальних символічних позначень, побудова комп’ютерних картографічних (математично-просторових) моделей;

оптимізація ЛУС, формулювання результатів дослідження у вигляді нових залежностей, гіпотез, емпіричних даних і практичних рекомендацій, а також визначення принципів і стратегій оптимізації функціонування та організації управління ЛУС із розробкою відповідної моделі і визначенням умов і напрямів її реалізації.

Об’єктом дослідження є ландшафтно-урбанізаційні системи України. Предметом дослідження – закономірності формування і розвитку ЛУС, особливості їх функціонування і динаміки, критерії та принципи оптимізації управління ними.

Методи дослідження. Методологічні засади дослідження визначаються системним організаційно-управлінським підходом, сутність якого полягає в поєднанні принципів системного вивчення урбанізованих ландшафтів як цілісних ландшафтно-урбанізаційних систем, сформованих з метою і під впливом урбанізаційного природокористування, з сучасними принципами організації та управління природокористуванням. Відповідно базовими методами дослідження виступають системно-структурний, системно-функціональний, математико-статистичний, порівняльно-географічний, класифікації і типології, картографічний, моделювання, інформаційного (соціального) та геоінформаційного (просторового) управління, інтерактивний комп’ютерний сітьовий аналіз, та ін.

При виконанні роботи використанні: численні наукові публікації, присвячені різним аспектам урбанізаційного природокористування; емпіричні дані польових і натурних урбанізаційно-ландшафтознавчих досліджень автора, здійснених упродовж 1994 – 2004 рр.; статистичні збірники, довідники, нормативно-правові документи, науково-аналітичні та проектні розробки державних планів і програм.

Наукова новизна одержаних результатів. В результаті виконаного дисертаційного дослідження отримані такі наукові результати:

розроблено теорію і методологію урбанізаційного ландшафтознавства як інтегративного конструктивно-географічного напряму сучасної географічної науки;

визначено предметно-об’єктне поле, міжпредметні наукові зв’язки та інтеграційний потенціал урбанізаційного ландшафтознавства;

виявлено і проаналізовано основні закономірності геопросторової організації та особливості функціонування ландшафтно-урбанізаційних систем;

розроблено і обгрунтовано класифікацію ЛУС;

сформульовано принципи і підходи до математично-просторового і комп’ютерного моделювання ЛУС;

уперше розроблено і реалізовано на практиці методику регіонального урбанізаційно-ландшафтознавчого дослідження території України, розроблено картографічну модель ЛУС України;

виявлено і проаналізовано регіональні геоекологічні особливості і територіальні диспропорції у формуванні та розвитку ЛУС України;

систематизовано принципи і стратегії оптимізації урбанізаційного природокористування і вдосконалення управління ним, запропоновано системно-структурну геоінформаційну модель геоменеджменту ЛУС;

визначено основні умови реалізації моделі геоменеджменту ЛУС, а також завдання і напрями розвитку і вдосконалення її підсистем;

здійснено ландшафтно-урбанізаційне районування території України, що доповнює і розвиває існуючі схеми суспільно-географічного та економічного районування, дає змогу врахувати весь комплекс чинників – ландшафтних, геоекологічних, екістичних, соціально-економічних та інформаційно-регулятивних, – що забезпечують збалансований розвиток урбанізаційного природокористування;

розроблено зміст і завдання професійної підготовки фахівців з геоменеджменту ЛУС, визначено їх основні виробничі функції, типові задачі діяльності, необхідні знання і вміння за змістовими блоками фахового навчання.

Практичне значення одержаних результатів. Результати, отримані в ході виконання дисертаційного дослідження, можуть бути використані органами державного управління при розробці планів соціально-економічного розвитку країни в аспекті забезпечення збалансованого розвитку урбанізаційного природокористування та охорони природи, а також містобудівними науково-дослідними і проектними організаціями з метою оптимізації їх планувальної та проектної діяльності.

Наукові розробки, що представлені в дисертації, використані при виконанні держбюджетних тем на географічному факультеті Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Результати роботи впроваджені в навчальний процес кафедри географії України, де автором читаються розроблені ним спецкурси “Урбанізаційне ландшафтознавство”, “Основи урбоекології”, “Основи геоменеджменту”, “Інформаційні системи та технології в географії”.

Особистий внесок здобувача. Дане дисертаційне дослідження є самостійно виконаною науковою працею, в якій розроблено теоретико-методологічні основи урбанізаційного ландшафтознавства, викладено авторську концепцію ландшафтно-урбанізаційної системи. Результати багаторічних наукових досліджень, викладені в дисертації, отримані автором самостійно і відображені у списку публікацій. Зміст наукових праць, опублікованих у співавторстві, висвітлений у дисертації лише тією мірою, якою він відображає результати особистого пошуку здобувача.

Апробація результатів дисертації. Результати дослідження пройшли апробацію в ході роботи VII, VIII і IX з’їздів Українського географічного товариства, міжнародних наукових конференцій “Регіон – 2003: стратегія оптимального розвитку” (Харків, 2003), “Ландшафтознавство: традиції та тенденції” (Львів, 2004), наукових та науково-практичних конференцій “Людина в ландшафті ХХІ століття: гуманізація географії. Проблеми постнекласичних методологій” (Київ, 1998), “Ландшафт як інтегруюча концепція ХХІ сторіччя” (Київ, 1999), “Проблеми ландшафтного різноманіття України” (Київ, 2000), “Географічна наука і освіта в Україні” (Київ, 2000), наукових конференцій професорсько-викладацького складу Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Публікації. Результати дослідження опубліковані в 36 наукових працях (у тому числі 21 – в рекомендованих ВАК України наукових виданнях) загальним обсягом 76,4 друкованих аркушів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, 5-ти розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг роботи – 428 сторінок (314 сторінок друкованого тексту основної частини, 24 рисунки, 17 авторських картосхем, 15 таблиць, 8 додатків). Список використаних джерел налічує 442 найменування.

основний зміст роботи

У першому розділі – “Урбанізаційне ландшафтознавство як наука” – розглядаються теоретичні та методологічні основи урбанізаційного ландшафтознавства як інтегративного конструктивно-географічного напряму. Конкретизуються його зміст і завдання, визначаються міжнаукові зв’язки, об’єкт і предмет дослідження. Розглядаються основні поняття і терміни та їх визначення. Обгрунтовується алгоритм дисертаційного дослідження.

Урбанізація є багатоаспектним суспільно-культурним процесом, цивілізаційна роль якого визначається зростанням міст і підвищенням їх ролі в житті суспільства, а також концентрацією і диференціацією міських видів діяльності, утворенням нових агломераційних форм і геопросторових структур міського розселення, поширенням міського способу життя тощо. Середовищем соціокультурного та економічного вияву сучасних урбанізаційних процесів є суспільство в цілому, а їх результатом – розвиток екістичного (розселенського) природокористування та його геопросторових структур – міст, формування мереж міських поселень, урбанізаційно-екістичних систем окремих регіонів, країн та глобального урбанізаційно-екістичного континууму – ойкуменополісу (Doxiadis, 1974). Сучасний розвиток екістичного природокористування дозволяє виокремити його особливий інтегративний тип – урбанізаційний, що формується на основі міського, але нерозривно взаємопов’язаний із сільським.

Характеризуючи урбанізаційне природокористування, необхідно зазначити, що воно є інтегративним і поліфункціональним і включає практично всі основні типи природокористування. Безумовно провідна системоутворююча роль належить екістичному міському (урбанізаційному) природокористуванню, характерному для міст та міських агломерацій. Його геопросторовим виявом є урбанізовані ландшафти.

Дослідження сучасних проблем урбанізаційного природокористування можливе лише на основі інтеграції різних наукових напрямів, що формує специфічне предметно-об’єктне поле урбанізаційного ландшафтознавства.

Для з’ясування об’єктивної картини, здатної дати реальне уявлення про актуальність, пріоритетність і рівень міжнаукової інтеграції в дослідженні різних аспектів урбанізації, урбанізаційного природокористування та урбанізованих ландшафтів, було здійснено інтерактивний комп’ютерний аналіз засобами сітьових (Internet) технологій. Джерельною базою такого аналізу обрані найбільші в Україні електронні пошукові бібліотечні системи національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського та наукової бібліотеки ім. М. Максимовича.

В результаті аналізу і моделювання предметно-об’єктного поля урбанізаційного ландшафтознавства встановлено, що найвищий рівень пріоритетності досліджуваної проблематики і найбільший міжнауковий інтеграційний потенціал для її вивчення мають географічні науки (Рис. .).

Рис. . Предметно-об’єктне поле урбанізаційного ландшафтознавства в загальній системі наук.

Стабільно високим рівнем пріоритетності досліджуваної проблематики та міжнаукового інтеграційного потенціалу для її вивчення характеризуються архітектура і сфера державного управління. Середнє положення за цими показниками займають соціологічні науки, сфера національної безпеки та історичні науки. Саме вони формують тісні міжпредметні зв’язки і визначають актуальні напрями в дослідженні урбанізації, урбанізаційного природокористування та урбанізованих ландшафтів. Серед інших наукових дисциплін, для яких означена проблематика дослідження урбанізації не є провідним напрямом, хоча зберігає певну актуальність, можна назвати медичні, педагогічні, біологічні, геолого-мінералогічні, технічні, економічні, сільськогосподарські та філологічні науки.

У межах трьох провідних галузей географічної науки, що відзначаються найвищим рівнем пріоритетності даної наукової проблематики і міжнаукового інтеграційного потенціалу для її вивчення (конструктивна географія і раціональне використання природних ресурсів; економічна та соціальна географія; фізична географія, геофізика і геохімія ландшафтів), окреслюються три базові напрями дослідження урбанізації, урбанізаційного природокористування та урбанізованих ландшафтів: геоекологічний (до нього віднесено також еколого-ландшафтознавчий та еколого-соціоекономіко-географічний), територіально-організаційний та ландшафтознавчий (власне ландшафтознавчий та антропогенно-ландшафтознавчий).

Таким чином, саме на основі інтеграції природничо-географічних (урболандшафтознавчих) та суспільно-географічних (геоурбаністичних) наукових напрямів відбувається сучасний розвиток урбанізаційного ландшафтознавства. Дієвим чинником формування предметно-об’єктного поля урбанізаційного ландшафтознавства є також його інтенсивні міжнаукові зв’язки і поглиблення інтеграції з архітектурою та суміжними з нею інженерно-технічними науками і сферою державного управління в аспекті забезпечення збалансованого соціально-економічного та геоекологічного розвитку урбанізаційного природокористування.

Аналіз основних концепцій, підходів, понять і термінів у межах досліджуваної проблематики засвідчує, що практично всі сучасні напрями міського та урбанізаційного ландшафтознавства мають своєю методологічною основою системний підхід. На базі системного підходу та його модифікацій сформовані сучасні урбанізаційно-ландшафтознавчі концепції міського ландшафту (урболандшафту) як урбанізаційної системи, урбогеосистеми. урбогеотехсистеми, урбоекосистеми, урбогеоекосистеми, урбогеоекотехсистеми. Ці концепції є інтегративним науковим продуктом конструктивної співпраці різних наукових напрямів у дослідженні проблем урбанізаційного природокористування і докладно висвітлюють різні його аспекти.

Одним із найважливіших питань урбанізаційного ландшафтознавства є розробка понятійно-термінологічного апарату і визначення його базового поняття – “урбанізований ландшафт”. На сьогодні в географічній науці відсутнє однозначне розуміння урбанізованого ландшафту, його співвіднесеності з міським ландшафтом (урболандшафтом, урбогеосистемою і ін.), передумов його виникнення, будови, геопросторової декомпозиції та ординації (горизонтальних і вертикальних структур), а також особливостей його функціонування, шляхів його оптимізації та управління ним. Певну термінологічну плутанину створює розширене, іноді некоректне, вживання терміну “урболандшафт” (від англ. Urban landscape – міський ландшафт). В англомовній літературі цим терміном позначаються власне міські ландшафти, точніше – ландшафти міст як окремих просторово-територіально і функціонально-організаційно локалізованих географічних об’єктів індивідуального і типологічного рівнів. Слід зазначити, що проблема вивчення урбанізованих ландшафтів є актуальною і в зарубіжній географічній науці. В процесі цих досліджень розширюється і вдосконалюється термінологічний апарат.

Аналіз змісту і сфери застосування цих понять і термінів засвідчує наявність певних змістових розбіжностей, зокрема, між термінами “урболандшафт” (міський ландшафт, геопросторова структура топічного та локального рівнів у межах певного міста) і “урбанізований ландшафт” (геопросторова структура регіонального рівня, що утворюється внаслідок розвитку урбанізаційного природокористування в межах міст і смуг їх впливу, міських агломерацій та міських систем розселення). Найпростішим урбанізованим ландшафтом є місто із смугами його впливу – поєднання урболандшафту з іншими ландшафтно-господарськими системами (промисловими, агровиробничими, транспортними, рекреаційними та ін.), що виникли в результаті урбанізаційного природокористування. У процесі розвитку останнього відбувається агломерування (групування, з’єднання) кількох міських ландшафтів і смуг їх впливу, внаслідок чого формуються ще складніші полікомпонентні та поліфункціональні геопросторові структури – урбанізовані ландшафти більш високого порядку.

Отже, змістове наповнення поняття “урбанізований ландшафт” є значно ширшим, ніж “міський ландшафт” (урболандшафт): воно охоплює практично всі класи антропогенних ландшафтів. При цьому міський ландшафт (урболандшафт) є необхідною і достатньою умовою формування урбанізованого ландшафту, його невід’ємною і найбільш важливою складовою частиною (блоком) – урбанізаційним ядром. Крім урбанізаційного ядра, в межах урбанізованого ландшафту виокремлюються субурбанізаційна та урбокомпенсаційна смуги, що мають інтегративний, багатофункціональний, полікомпонентний і поліструктурний характер і відзначаються наявністю різноманітних типів природокористування і відповідних ландшафтно-господарських систем. При цьому всі вони функціонально та організаційно пов’язані з урбанізаційним ядром.

Виходячи з наведеного вище, можна визначити зміст поняття “урбанізований ландшафт” як резидентальної багатофункціональної, полікомпонентної і поліструктурної інтегральної природогосподарської геосистеми нуклеарного типу, сформованої на основі провідних форм урбанізаційного природокористування. Такі системи пропонується називати ландшафтно-урбанізаційними.

Визначення предметно-об’єктного поля, міжнаукових зв’язків, інтеграційного потенціалу і термінологічно-понятійного апарату урбанізаційного ландшафтознавства дозволяє обгрунтувати методологічну основу дослідження ландшафтно-урбанізаційних систем. Вона визначається системним організаційно-управлінським підходом і концепціями ландшафтознавства (антропогенного ландшафтознавства, міського ландшафтознавства – урболандшафтознавства, історичного ландшафтознавства), ландшафтної екології (геоекології), екології (екології людини, соціоекології), суспільної географії, геоурбаністики, картографії, геоінформатики та геоінформаційних систем, концептуальним апаратом теорії ймовірностей і математичної статистики в його застосуванні до моделювання урбанізованих ландшафтів, а також сучасними концепціями соціального і просторово-територіального управління – геоменеджменту.

Системний організаційно-управлінський підхід у дослідженні ландшафтно-урбанізаційних систем передбачає такий алгоритм його реалізації: визначення ЛУС структуризація ЛУС параметризація ЛУС формалізація ЛУС оптимізація ЛУС. Кожний із цих етапів забезпечується відповідними теоретико-методологічними розробками, що мають цілком самостійне значення.

Другий розділ – “Ландшафтно-урбанізаційні системи” – присвячений аналізу методичного аспекту дослідження ЛУС, визначенню структури ЛУС, виявленню основних системоутворюючих, атрибутивних, ієрархічних і функціональних зв’язків, якісній і кількісній характеристиці системно-структурної організації ЛУС, їх систематизації, класифікації та формалізації.

ЛУС є геопросторовим виявом урбанізаційного природокористування. Їх формування і розвиток можна розглядати як одну з основних форм сучасної взаємодії між суспільством і природним середовищем, що відбувається на рівні ієрархічно побудованих інтегральних геосистем, які складаються з тріади системних блоків: природа – населення – господарство. Важливою особливістю таких геосистем є нерівнозначність їх основних підсистем: “суспільство” і “природа”. Визначальна роль у них належить суспільству, здатному осмислити шляхи розвитку геосистеми в цілому і впливати за допомогою організаційно-управлінських методів на її функціонування і динаміку. ЛУС властиві також значна просторово-територіальна диференціація, інтеграція і тенденція до агломерування. До їх складу в різних співвідношеннях входять техно-економічні, соціально-економічні і природні блоки. Це обумовлює значно більшу складність і різноманітність територіальної диференціації та структурної організації ЛУС порівняно з природними ландшафтами.

Характерними особливостями ЛУС є: багатофакторність їх розвитку; активна системоутворююча роль антропогенного фактора; гетерогенність; поліморфність; полісистемність; поліструктурність; поліхронність розвитку підсистем; динамічність; мінливість; різноманітність внутрішніх і зовнішніх просторово-часових зв’язків; підвищена міра диференційованості, дискретності, контрастності, змінюваності територіальної структури; рухливість меж тощо.

За характером внутрішньої взаємодії між системними блоками ЛУС поділяються на збалансовані та розбалансовані. Більшість сучасних ЛУС є розбалансованими. Збалансованість ЛУС, що наближає їх до стану адаптованих природно-господарських систем традиційного природокористування, може бути досягнута за допомогою науково обгрунтованого проектування нових ЛУС і оптимізації управління наявними ЛУС. Надійною теоретико-методологічною основою такої організації, оптимізації функціонування та ефективного управління природогосподарськими (ландшафтно-господарськими) системами, що вже існують або ще тільки проектуються, є їх всебічне урбанізаційно-ландшафтознавче вивчення в історичному аспекті, що забезпечить бачення перспективи їх розвитку.

Структуризація ЛУС на основі блокової моделі дозволяє виокремити основні типи системоутворюючих відношень і зв’язків, розкрити їх сутність і обгрунтувати принципи регулювання таких відношень у процесі урбанізаційного природокористування.

Блокова модель ЛУС (Рис. .) складається з основних та інтегральних блоків (підсистем). Основними блоками ЛУС є: “Л”ландшафт), “Н”населення), “М”міста); інтегральними – “Л  Н” (урбокомпенсаційний), “Л  М” (субурбанізаційний), “Н  М” (урбосоціальний).

Рис. . Блокова модель ЛУС.

Основний ресурсний блок ЛУС “Л – ландшафт” – територія, що виконує резидентальні функції в процесі життєдіяльності і життєзабезпечення населення. Вона характеризується природно-ландшафтною, антропогенно-ландшафтною і ландшафтно-техногенною структурою, певним геоекологічним станом, стійкістю, продуктивністю, що визначають ефективність виконання господарських функцій, їх різноманітність, співвідношення і тривалість господарського використання території.

Блок організації та управління ЛУС “Н – населення” – специфічне соціальне утворення, що складається з відносно автономних поселенських спільнот агломерованих міст, які формують і контролюють територію ЛУС. Основними характеристиками цієї підсистеми є чисельність, густота міського населення, його динаміка, система міського розселення, соціальна структура тощо.

Функціональний блок ЛУС “М – міста” – агломерація кількох (як мінімум двох) міст. Специфічний тип резидентального природокористування (ландшафтокористування), який поєднує різноманітні способи, засоби і технології життєзабезпечення значних мас населення, зосереджених на невеликій території. Кількість агломерованих міст, характер і рівень агломерування є найважливішими характеристиками цієї підсистеми і ЛУС в цілому.

Взаємодія основних блоків ЛУС обумовлює їх взаємопроникнення і взаємодоповнення, внаслідок чого утворюються специфічні інтегральні блоки, що набувають якісно нових, відмінних від основних блоків, властивостей. Їх змістове наповнення може бути дуже різноманітним. У межах даної моделі розглядаються лише ті відношення і зв’язки, що мають найбільш важливе значення для урбанізаційного природокористування.

Так, однією з найбільш активних форм взаємодії міського населення і природних ландшафтів є короткочасна рекреація – відпочинок на природі за межами міста і т. п. Весь комплекс взаємовідношень, які при цьому виникають, формує особливий урбокомпенсаційний блок “Л  Н”.

Взаємодія міста з навколишньою територією також створює специфічний субурбанізаційний блок “Л  М”. Його функціональні особливості і характер внутрішньої організації визначають функціональну організацію, антропогенно-ландшафтну і ландшафтно-техногенну структуру, тип ЛУС.

Міський спосіб життя – так можна стисло визначити зміст урбосоціального блоку “Н  М”. Його виключна важливість для управління урбанізаційним природокористуванням визначається тим, що він виступає одним із головних організаційно-мотиваційних чинників формування і розвитку ЛУС.

Уся сукупність відношень і зв’язків ЛУС може бути об’єднана у 5 основних груп (Топчієв, 2001): внутрікомпонентні; парні (бінарні) міжкомпонентні; потрійні (тернарні) міжкомпонентні; інтегральні міжкомпонентні; інтегральні міжсистемні. Ці групи, в свою чергу, поділяються на 15 основних типів, що реалізуються через систему прямих і зворотних зв’язків між людиною і середовищем її існування. Такі зв’язки мають складний характер і великою мірою впливають як на стан середовища, так і на життєдіяльність людини. Їх всебічний аналіз дозволяє визначити найбільш адекватні геопросторові моделі ЛУС і обгрунтувати принципи їх оптимізації, забезпечити ефективність управління ними.

Дослідження численних геопросторових моделей засвідчує системоутворюючу роль ландшафтознавчих даних в організації урбанізаційного природокористування (ресурсокористування), і передусім землекористування як основи просторово-територіальної організації міста і приміського середовища.

Концентрична кругова модель є базовою для географічного дослідження міст і урбанізованих територій. В основу її будови покладене специфічне концентричне зонування – виділення концентричних смуг (зон) різного функціонального призначення. В таких моделях інтенсивність вияву досліджуваних явищ, як правило, знижується в напрямі від центральної частини до периферії. Інші подібні моделі, що існують у великій кількості, можна розглядати як модифікації базової. Слід зазначити, що поділ урбанізованих територій на структурно-функціональні зони, відмінні за своїми життєзабезпечуючими можливостями, класифікаційними і типологічними характеристиками, є загальним для всіх міст світу. Аналіз цих моделей доводить, що за своєю просторовою організацією практично всі вони є різними варіантами моделювання нуклеарних геосистем (ландшафтних хоріонів).

ЛУС як нуклеарна інтегральна геосистема поєднує в собі властивості хоріона із ядром-скупчення (забудована частина території міста) та одночасно хоріона із ядром-потоком (основні міські та міжміські комунікації – автомобільні, залізничні, водні, повітряні та ін.). Поля впливу ядра такого ядерно-потокового урбанізаційного ландшафтного хоріона деформуються в напрямку основних потоків (комунікацій, магістралей). Відповідно складаються геопросторові особливості агломерування таких урбанізаційних ландшафтних хоріонів. Їх просторово-територіальний розвиток та агломерування відбуваються за основними напрямками комунікаційних потоків (Рис. .).

Рис. . Геопросторова структура та рівні агломерування ЛУС:

А – найпростіша 1-ядерна ЛУС; Б – рівні агломерування 2-ядерної ЛУС (1 – урбокомпенсаційне екзоагломерування; 2 – субурбанізаційне мезоагломерування; 3 – урбонуклеарне ендоагломерування).

Організаційним центром найпростішої ЛУС є окреме місто (міський ландшафт, урболандшафт) і основні комунікації (потоки). Навколо міста в процесі урбанізаційного природокористування формуються субурбанізаційна та урбокомпенсаційна смуги (підсистеми), що деформуються в напрямку основних потоків (комунікацій, магістралей). Ці підсистеми мають відповідні функціональні та організаційні зв’язки з центром і комунікаціями, що забезпечує територіальну цілісність і визначає відповідну геопросторову організаційно-функціональну структуру ЛУС. Слід зазначити, що субурбанізаційна та урбокомпенсаційна підсистеми також мають досить складну внутрішню структурно-функціональну і просторово-територіальну організацію, яка, в свою чергу, поділяється на промислову, агровиробничу, рекреаційну, природоохоронну та інші складові.

Великі потужні ЛУС мають складну ієрархічну будову. Потужність ЛУС визначається кількістю агломерованих міст, або урбанізаційних ядер. Агломеровані ЛУС розрізняються за рівнем агломерування (глибиною, щільністю з’єднання підсистем). За показником глибини можна визначити три основних рівні агломерування ЛУС (див. рис. 3.) – зовнішній (екзоагломерування, або урбокомпенсаційне агломерування), середній (мезоагломерування, або субурбанізаційне агломерування) і внутрішній (ендоагломерування, або урбонуклеарне агломерування).

Найважливішим джерелом інформації та одним з основних інструментів класифікації є карта ЛУС. На основі картографічного моделювання ЛУС опрацьовується та співставляється значний масив даних, одержаних у результаті урбанізаційно-ландшафтознавчих польових і натурних досліджень, здійснюється порівняльний аналіз ЛУС. Очевидною перевагою картографічного моделювання є те, що воно унеможливлює прогалини і накладання на карті ЛУС. Кожний контур карти отримує своє чітко визначене місце в легенді і, відповідно, у класифікації. Тому “випадання” таксономічних підрозділів або їх дублювання у складі будь-яких інших виключається. Отже, картографічне моделювання в поєднанні з порівняльно-картографічним методом дослідження забезпечують повноту і логічну послідовність класифікації ЛУС.

За вищий таксономічний підрозділ класифікації ландшафтно-урбанізаційних систем пропонується прийняти потужність ЛУС (Рис. ). Виходячи з теорії множин, потужність слід розуміти як кількість елементів певної множини (в даному випадку – урбанізаційних ядер, які формують конкретну ЛУС), що характеризує спільне для всіх подібних множин (інші ЛУС з однаковою кількістю урбанізаційних ядер). Потужність ЛУС можна також інтерпретувати як показник рівня розвитку урбанізаційних процесів. У залежності від конкретних ландшафтно-урбанізаційних умов території та потреб дослідження, ЛУС можуть диференціюватися за їх потужністю на: малі (1- і 2-ядерні ЛУС), середні (з 3- по 19-ядерні ЛУС), великі (з 20- по 200-ядерні ЛУС), найбільші (більше за 200-ядерні ЛУС). Так, найбільшою ландшафтно-урбанізаційною системою в Україні є 227-ядерна ЛУС.

Наступним класифікаційним підрозділом є рід, що виділяється на основі структурної організації ЛУС. Цей поділ зводиться до розмежування ЛУС на одноядерні та багатоядерні (їх ще можна назвати мононуклеарними та полінуклеарними). В межах цього поділу за особливостями будови урбонуклеарної підсистеми виділяються підроди. Так, до підроду елементарних ЛУС належать усі найпростіші одноядерні ЛУС. Більш потужні багатоядерні ЛУС (2-ядерні і більше) можуть належати до одного з двох підродів: прості, в яких урбонуклеарні підсистеми існують відокремлено, і складні, де урбонуклеарні підсистеми контактують з іншими чи утворюють разом з ними різноманітні просторово-територіальні поєднання. До складних мають бути віднесені також ЛУС, які мають одне ядро, утворене злиттям декількох міст, або міста з іншими населеним пунктами.

Рис. 4. Ієрархічна структура класифікаційних підрозділів ЛУС.

Важливою класифікаційною ознакою ЛУС є наявність у них агломераційних процесів. За цим критерієм здійснюється поділ на групи ЛУС. Так, елементарні 1-ядерні ЛУС відносяться до групи неагломерованих. Прості та складні багатоядерні ЛУС утворюють групу агломерованих.

Диференціація за рівнем і характером агломерування обумовлює поділ ЛУС на підгрупи. За рівнем поширення агломераційних процесів та просторово-територіальним охопленням різних підсистем ЛУС виділяються такі їх підгрупи: екзоагломеровані ЛУС, у яких агломераційні процеси протікають у межах урбокомпенсаційної підсистеми; мезоагломеровані ЛУС, де агломераційні процеси охоплюють урбокомпенсаційну та субурбанізаційну підсистему; ендоагломеровані ЛУС, у яких агломераційні процеси відбуваються на рівні урбонуклеарної підсистеми і охоплюють усі три підсистеми.

За характером геопросторового поширення агломераційних процесів ЛУС поділяються на класи. Так, до класу локалізованих відносяться ті з них, які зазнають впливу певного фокусуючого чинника, що обумовлює досить компактний розвиток ЛУС у межах певних територій. Клас транскордонних складають ЛУС, геопросторовий розвиток яких спрямовується вздовж певних бар’єрів, що визначають їх територіальне обмеження.

Просторово-територіальні особливості і чинники, що обумовлюють формування і розвиток ЛУС, є основою для виділення підкласів у межах класів ЛУС. Так, підклас вузлових ЛУС утворюють ті, що локалізуються в місцях перетину і значного скупчення комунікацій – транспортних та енергетичних вузлів тощо. До підкласу територіально-сконцентрованих відносять ЛУС, утворені за рахунок просторово-територіальної обмеженості певного виду ресурсу (наприклад, регіони з покладами корисних копалин, унікальними бальнеологічними умовами тощо). Підкласи прирічкових, міжрічкових, приморських, пригірських та міжгірських ЛУС приурочені до відповідних природних кордонів, які визначають особливості їх розвитку. Підклас прикордонних утворюють ЛУС, розвиток яких обумовлений наявністю державних кордонів, що виступають певним суспільно-політичним та соціально-економічним регулятором.

Основою для формалізації ЛУС є математичне моделювання її просторових структур. Просторово-математичною моделлю найпростішої 1-ядерної ЛУС, що ілюструє залежність між чисельністю населення урбанізаційного ядра і територією урбанізаційного природокористування, може виступати модель розрідження щільності міського населення по мірі просування від центру урбанізаційного ядра до межі смуги урбокомпенсаційного природокористування. Щільність міського населення можна інтерпретувати як вияв демографічного тиску на певну територію і як один з основних критеріїв, що визначає екологічну рівновагу урбанізованої території. Так, відносна екологічна рівновага може бути досягнута за умови, що урбанізована територія зазнаватиме такого демографічного тиску, при якому зберігатиметься стійка взаємодія між компонентами екосистеми. У містобудівній екології припустимий показник демографічного тиску становить 100 чол/км2 (Маслов, 2002).

Таким чином, загальна територія урбанізаційного природокористування в межах певної ЛУС повинна мати площу, здатну витримати припустимий урбанізаційний тиск, а саме – 100 чол/км2. Даний підхід дозволяє делімітувати зовнішні межі ЛУС, але він не враховує їх суттєвих просторово-територіальних особливостей – спрямованості розвитку в напрямку основних комунікацій (потоків, шляхів сполучення, магістралей) і поділу на підсистеми (урбонуклеарну, субурбанізаційну та урбокомпенсаційну). Ця проблема може бути розв’язана на основі прострово-математичної моделі ЛУС як поля точок тяжіння у вигляді системи випадкових величин, розподілених за нормальним законом. Відповідно до основних математичних залежностей нормального розподілу (рис. 5., формула 3 – рівняння кругового нормального закону) межею просторової області ареалу екістичної життєдіяльності населення міста, радіус якого дорівнює у, можна вважати відстань R=3у, виходячи з того, що у трисигмовій смузі навколо центру урбонуклеарної підсистеми зосередиться 99,7% всіх точок тяжіння (Рис. 5-А.). Отже, межею субурбанізаційної підсистеми буде коло з радіусом 3R. Обсяги урбокомпенсаційної підсистеми ЛУС також розраховуються на основі вказаної закономірності нормального розподілу відносно розмірів субурбанізаційної підсистеми. Межі останньої і, відповідно, зовнішні межі ЛУС складатимуть 9R (Рис. 5-Б.)

Делімітація зовнішніх меж ЛУС на основі розрахунку поля розрідження щільності міського населення до припустимого рівня урбанізаційного тиску (100 чол/км2):

де S100 – площа урбанізаційного природокористування ЛУС із щільністю населення 100 чол/км2;

N – чисельність населення міста-ядра ЛУС.

де R100 – радіус загальної смуги урбанізаційного природокористування (зовнішня межа ЛУС).

Делімітація меж підсистем ЛУС на основі рівняння кругового нормального закону:

де x, y – координати (початок системи координат співпадає з центром міста);

величина f(х, у) інтерпретується як межа щільності точок тяжіння в елементарному контурі ЛУС;

R – радіальна віддаль певного пункту ЛУС від її центру.

де Su – площа забудови;

Ru радіус умовного кола забудови.

Рис. 5. Формалізація геопросторової структури ЛУС: А – поле точок тяжіння ЛУС на основі рівняння кругового нормального закону; Б – формалізована геопросторова структура ЛУС.

Для врахування просторово-територіальних деформацій підсистем ЛУС у напрямку основних комунікацій (потоків, шляхів сполучення, магістралей) межі субурбанізаційної та урбокомпенсаційної підсистем необхідно скоригувати: збільшити на 1у на комунікаціях і, відповідно, зменшити на 1у на бісектрисах між ними. Площа ЛУС та її підсистем при цьому залишається незмінною. Таким чином, для субурбанізаційної підсистеми межі на комунікаціях делімітуються на рівні 4R при відповідному їх зменшенні на бісектрисах між комунікаціями до 2R. Межі урбокомпенсаційної підсистеми на комунікаціях делімітуються на рівні 12R при відповідному їх зменшенні на бісектрисах між комунікаціями до 6R (див. рис. 5.).

На основі викладеного вище, можна визначити формалізований критерій оптимальності мережі ЛУС, або критерій урбогеоекологічної оптимальності розміщення міст. Він полягає в тому, що смуги всіх форм урбанізаційного природокористування не повинні перетинатися. Тобто, оптимальний просторово-територіальний ресурс усіх форм урбанізаційного природокористування забезпечується відстанню між центрами рівнозначних ЛУС не менше 24R. Зазначимо також, що отримані шляхом відповідних обчислень дані є цілком репрезентативними стосовно смуг урбанізаційного природокористування ЛУС і підтверджуються емпіричними польовими дослідженнями і статистичними розрахунками. При цьому слід зауважити, що зовнішні межі ЛУС, делімітовані при визначенні поля розрідження щільності населення і поля точок тяжіння, практично збігаються, що засвідчує їх тісний взаємозв’язок (стійка позитивна кореляція 0,91).

Найбільш перспективним методом комп’ютерного моделювання геопросторової структури ЛУС є мультиоверлей – багатошарове накладання (Рис. 6.).

Рис. 6. Розвиток урбанізаційного природокористування на території України (інтегральний показник чисельності міського населення та містобудівельно освоєних площ):

А – до IV століття; Б – XII-XVI століття; В – початок XIX століття; Г – кінець XX століття.

Поступове накладання нових шарів на певні часові зрізи та коригування меж ЛУС відповідно до рівня і порядку агломерування дозволяє отримати ряд мультиоверлейних картографічних (математично-просторових) моделей, що візуалізують просторово-часову динаміку розвитку урбанізаційного природокористування і рівень урбанізаційної освоєності території (див. рис. 6.).

Третій розділ – “Ландшафтно-урбанізаційні системи України” – присвячений аналізу ландшафтно-урбанізаційної структури території України, визначенню її основних геопросторових та геоекологічних особливостей.

Картографічне моделювання та аналіз ландшафтно-урбанізаційної структури території України засвідчили її складність і контрастність. Вона сформована 78 ландшафтно-урбанізаційними системами, серед яких 63 малих (п’ятдесят 1-ядерних і тринадцять 2-ядерних), 12 середніх (шість 3-ядерних, дві 10-ядерні, по одній 5-, 6-, 9-, 13-ядерній), 2 великі (20- і 52-ядерні) та 1 найбільша 227-ядерна ЛУС (Рис. 7.).

Рис. 7. Ландшафтно-урбанізаційні системи України.

За даними картометричного аналізу, загальна площа ЛУС України складає 422,2 тис. км2 – 69,9% території України. В містах, що є урбанізаційними ядрами цих ЛУС, проживає 30,7 млн. чол. З урахуванням же сільських жителів субурбанізаційних та урбокомпенсаційних підсистем загальна чисельність населення в межах ЛУС перевищує 80% населення країни.

Розподіл ЛУС різної потужності за їх площею та чисельністю населення теж є досить контрастним (табл. 1.). Так, найбільшою за кількістю урбанізаційних ядер, площею і чисельністю міського населення є 227-ядерна ЛУС. Вона утворилася в результаті агломерування чотирьох великих, а також ряду середніх і малих ЛУС. Її загальна площа досягає 298 тис. км2 (70,6% сукупної площі всіх ЛУС). Чисельність міського населення, що проживає у 227 містах – урбанізаційних ядрах цієї ЛУС, – досягає 20 млн. чол. Параметри решти ЛУС варіюють у межах від 1% до 6% загальної площі всіх ЛУС та від 1% до 10% загальної чисельності міського населення.

Таблиця 1. Склад і потенціал ЛУС України.

Потужність ЛУС Кількість ЛУС Кількість міст - урбанізаційних ядер % Площа ЛУС

(тис. км2) % Міське

населення

(тис. чол.) % Площа підсистем ЛУС (тис. км2)

Урбо-нуклеарна Субурба-нізаційна Урбоком-пенсаційна

1 50 50 11,2 16,7 4,0 1072,7 3,5 0,2 1,7 14,9

2 13 26 5,8 8,8 2,1 575,2 1,9 0,1 0,9 7,9

3 6 18 4,0 10,9 2,6 739,1 2,4 0,1 1,1 9,7

5 1 5 1,1 4,4 1,0 350,8 1,1 0,03 0,4 3,9

6 1 6 1,3 3,1 0,7 302,2 1,0 0,04 0,3 2,7

9 1 9 2,0 4,9 1,1 356,6 1,2 0,06 0,5 4,2

10 2 20 4,5 17,5 4,2 1554,3 5,1 0,2 1,7 15,6

13 1 13 2,9 6,7 1,6 480,9 1,6 0,07 0,7 5,9

20 1 20 4,5 26,7 6,3 2336,9 7,6 0,4 2,6 23,8

52 1 52 11,7 24,6 5,8 2987,8 9,7 0,3 2,4 21,9

227 1 227 50,9 297,9 70,6 19989,3 65,0 3,7 29,4 264,8

Разом 78 446* 100 422,2 100 30745,8 100 5,2 41,7 375,3

*Без врахування міст зони відчуження ЧАЕС (Прип’ять; Чорнобиль)

Характерною особливістю територіального поширення ЛУС України є те, що 96,5% їх загальної площі зосереджено в межах рівнинних ландшафтів. Найбільш поширеними в межах ЛУС є степові ландшафти, які займають 220,6 тис. км2, або 52,3% загальної площі ЛУС. Це одинадцять 1-ядерних, дві 2-ядерні, по одній 3-, 10- та 20-ядерній, а також значна частина площі найбільшої 227-ядерної ЛУС. Лісостепові ландшафти займають 90,8 тис. км2 (21,5% загальної площі ЛУС) у межах п’ятнадцяти 1-ядерних, чотирьох 2-ядерних, двох 3-ядерних ЛУС та частково в межах 5- і 227-ядерної ЛУС. Ландшафти мішано-лісового типу поширені на території 51,6 тис. км2 (12,2% загальної площі ЛУС). Це вісім 1-ядерних, дві 2-ядерні та частково 3-, 10- і 52-ядерних ЛУС. Дещо менше поширення мають ландшафти широколистяно-лісового