Среди многочисленных примеров применения космических методов в географии остановимся на результатах комплексных географических исследований Приаралья и пустыни Кызылкум — района с критической экологической ситуацией. В последние десятилетия в Приаралье наблюдается ухудшение состояния природной среды, вызванное как изменением климатических факторов, так и практикуемой системой природопользования. Для оценки реального состояния и тенденций нарушения природной среды в регионе проводятся комплексные исследования ландшафтных особенностей территории, специфики природопользования и процессов опустынивания. Осуществление подобных исследований в оперативном режиме на региональном уровне наиболее эффективно с помощью космического мониторинга.
Создание системы комплексного космического мониторинга современных ландшафтов, природопользования и опустынивания Приаралья осуществляется в целях обеспечения постоянного наблюдения за изменениями природной среды, выявления конкретных причин нарушений ландшафтов, разработки научно обоснованных рекомендаций по предотвращению негативных последствий опустынивания и проведения контроля их выполнения.
Создание системы космического мониторинга предусматривает разработку классификации, методов, структуры и программы исследований. В основе мониторинга лежат комплексные космическая, аэро- и наземные съемки, обеспечивающие исследования на региональном и локальном уровнях: Выделены три основные блока мониторинга: съемки Земли, обработки информации и управления. Комплексная программа включает три подпрограммы мониторинга: ландшафтов, природопользования и процессов опустынивания. В рамках подпрограмм определен конкретный набор объектов исследования и их характеристики, устанавливаемые с помощью дистанционных методов. Разработаны требования к космической съемке для решения различных задач мониторинга.
В целях проведения комплексных исследований Приаралья и пустыни Кызылкум были использованы мелкомасштабные черно-белые космические фотоснимки с орбитальной станции «Салют» в масштабе 1:2400000 за 1975—1980 гг., обеспечивающие сплошное покрытие территории. Применялись также многозональные черно-белые, синтезированные спектрозональные фотоснимки с ИСЗ «Ресурс-Ф» в масштабе 1:1000000 с многократным покрытием района исследования и 1:200000 на отдельные территории за 1980—1989 гг. Кроме космических снимков, были проанализированы многочисленные текстовые и картографические источники, а также результаты собственных выборочных наземных исследований.
Комплексные географические исследования Приаралья и пустыни Кызылкум в рамках космического мониторинга включали фундаментальное, специальное и оперативное картографирование территории по космическим снимкам. В основу положено дешифрирование и картографирование современных ландшафтов в масштабах 1:2500000 и 1:1000000. На базе ландшафтных созданы карты процессов опустынивания, многолетней динамики, геоэкологической обстановки, природной очаговости болезней, мероприятий по борьбе с опустыниванием в основном в тех же масштабах. Кроме того, на ключевых участках по материалам разновременной космической и аэросъемки в масштабах 1:200000 и крупнее с использованием собственных наблюдений на местности созданы крупномасштабные карты современных ландшафтов и их динамики.
В основе комплексных географических исследований территории лежит составление фундаментальных карт современных ландшафтов, послуживших базой для последующего специального картографирования. Карты современных ландшафтов отражают фактическую ландшафтную дифференциацию территории с учетом характера их антропогенной измененности, в основном, на уровне видов ландшафтов. На них выделены природные ландшафты в Центральном Кызылкуме и их антропогенные модификации, сформировавшиеся в основном под воздействием длительного орошения в дельтах и долинах Амударьи и Сырдарьи и выпаса скота в песчаных, солончаковых и глинистых пустынях, а также ландшафты обсохшего дна Аральского моря.
Составленные на ландшафтной основе карты процессов опустынивания характеризуют распространение групп негативных процессов, протекающих в различных компонентах ландшафтов и приводящих к деструктивным изменениям природной среды. На картах показано около 30 процессов, вызывающих изменения в рельефе, поверхностных и подземных водах, почвах и растительном покрове. Выделены группы процессов, связанные с обсыханием морского дна и дельтово-аллювиальных равнин, пастбищной дигрессией, ирригационным и постирригационным опустыниванием. Выявлена четкая приуроченность конкретного набора процессов к определенным ландшафтам и типам использования земель.
Карты многолетней динамики ландшафтов за последние 30 лет передают характер и степень изменения природной среды в условиях нарастающего антропогенного воздействия. Многолетние изменения структуры и состояния ландшафтов выявлены с помощью ретроспективного дешифрирования многолетнего ряда космических снимков и их сопоставления с географическими картами района исследования, составленными с начала 60-х гг. На картах показаны территории, на которых произошло формирование первичных ландшафтов, смена одних ландшафтов другими; изменения структуры ландшафтов в пределах одного инварианта, изменение свойств и отдельных черт структуры ландшафтов; признаки изменений не обнаружены.
Эволюционные преобразования ландшафтов пустыни Кызылкум катастрофического характера прослежены с использованием материалов разновременной космической съемки на примере формирования антропогенного озера Айдаркуль с обширной зоной подтопления на месте бывшего солончака Айдар. На ключевом участке, включающем Голодную степь и юго-восточную окраину Кызылкума, составлена карта современных ландшафтов в масштабе 1:1 000000 и концептуальная модель эволюционных изменений в виде блокдиаграммы. На ней в качестве единой геосистемы представлены долина реки Сырдарьи с Чардарьинским водохранилищем, орошаемым ее водами массив сельскохозяйственных земель в Голодной степи и природная депрессия Айдар. На блок-схеме отражена смена ландшафтной структуры природной депрессии с процентным соотношением площадей ландшафтов, характерным для данной территории в 1954 и 1983 гг. (рис. 8). Системой стрелок переданы антропогенные факторы, вызвавшие эволюцию ландшафтов и многочисленные негативные последствия этого явления. Карты геоэкологической обстановки построены с учетом предыдущих карт. Геоэкологическая оценка проводилась в рамках выделенных ландшафтных единиц. Для них установлен преобладающий тип изменений: природный, природно-антропогенный; указаны преобладающие группы природно-антропогенных процессов. Проведена оценка степени изменений основных ландшафтных компонентов по пятибалльной шкале в соответствии с разнообразными классификациями. Отмечены современные тенденции изменений ландшафтов: восстановительные, дигрессионные.
На основе перечисленных сведений, используя разработанную геоэкологическую классификацию современных ландшафтов, на картах выделены пять основных категорий ландшафтов: естественные, оптимизированные (преобразованные в хозяйственных целях), компенсированные (восстановленные до исходного или близкого к нему состояния), угнетенные и нарушенные, а также их различные сочетания. Выявление нарушенных, сочетание нарушенных и угнетенных ландшафтов послужило обоснованием для выделения зон экологического бедствия.
Исходя из результатов проведенного картографирования, обширная зона экологического бедствия зафиксирована на большей части Приаралья, включая высохшие участки морского дна, периферические части дельт Амударьи и Сырдарьи, разделяющие их древнеаллювиальные равнины. В Кызылкуме выделены три района экологического бедствия: эоловые равнины на севере пустыни, древнеаллювиальные и эоловые равнины в периферической части Бухарского оазиса, а также эоловые и глинистые равнины в юго-восточной части Кызылкума.
В рамках комплексного картографирования на ландшафтной основе составлена схема распространения и динамики эпизоотии чумы среди грызунов в масштабе 1:4000000. При этом были использованы материалы разновременной космической съемки, а также данные Узбекской противочумной станции за 1948—1982 гг. В результате картографирования выявлены региональные особенности ландшафтной дифференциации и динамики природной очаговости болезней в условиях опустынивания. Статистическая обработка данных многолетних наблюдений позволила определить характерные динамические ряды эпизоотии в различных ландшафтах. Сопоставление результатов статистических и картографических исследований позволило уточнить природные и антропогенные предпосылки многолетних миграций эпизоотии чумы в пределах пустыни Кызылкум.
На базе приведенных карт составлена карта мероприятий по борьбе с опустыниванием в масштабе 1:2500000. На ней даны рекомендации по осуществлению комплексных мер на базе существующих предложений и регионального опыта с учетом реальной геоэкологической обстановки. В рамках ландшафтных выделов представлены комплексы водных, фито-, земельных, химических, рекультивационных, а также социально-экономических и научно-исследовательских мероприятий. Таким образом, возможно более полно и объективно учесть опыт внедрения эффективных мер на отдельных участках пустыни и распространить его на весь район исследования, основываясь на выделении ландшафтов-аналогов.
Проведенные комплексные географические исследования, включающие картографирование и составление концептуальных моделей функционирования и развития ландшафтов, представляют собой целостный ряд экспериментальных научных разработок космического мониторинга, осуществляемых в целях контроля и оптимизации природной среды различных регионов мира с использованием материалов, получаемых с разнообразных космических аппаратов.