Глава 1. Состояние изученности проблемы зеленого строительства в России и за рубежом.

Зеленые насаждения как элемент экологической системы города были определены еще в 19 веке. Изначально как декоративный элемент городской среды, призванный выполнять только декоративную функцию, элементы древесно-кустарниковой растительности в процессе развития научных изысканий стали восприниматься как один из главных элементов окружающей среды в городах. Были исследованы и доказаны взаимодействия в процессе жизнедеятельности деревьев и кустарников со всеми средами жизни. Но в то же время подобное взаимодействие зависело от антропогенного фактора. Постепенная урбанизация вытеснила дикорастущие массивы элементов древесно-кустарниковой растительности. Посадки приобрели характер антропогенных. В процессе развития урбанизации основной акцент исследований сместился в сторону установления механизмов взаимодействия зеленых насаждений со средами и подбора оптимального состава деревьев и кустарников.

1.1. Состояние изученности проблемы в России.

Озеленение населенных пунктов является проблемой, изучаемой с древних времен. В результате развития городов возросла социально-экономическая и демографическая напряженность.

В древние времена озеленение территорий носило преимущественно характер садово-паркового хозяйства. Геродот (V в. до н.э.) упоминал о садах, расположенных на р. Днепр. Летописец Нестор (XI-XII вв.) упоминал о садах Киева на Днепре. Основные сведения за этот период крайне разрозненны и неполны.

Основным источником озеленения территорий до XIV в. являлись сады, закладываемые религиозными учреждениями (монастырями). В "Домострое" (XVI в.) говорится о московских "утилитарных" (плодовых) садах. С XVI в. начинают упоминаться в литературе аптекарские сады и огороды, где выращивались лекарственные растения. Письменные источники того времени отмечают законченный проект зеленого строительства садового комплекса Московского Кремля и загородной царской усадьбы в Измайлове.

С началом правления Петра I в XVIII в. проекты зеленого строительства также нашли свое отражение в закладке садов – Летний сад СПб (1703). Площадь первого сада составляла 11,2 га. Для озеленения Михайловского сада и Марсового поля применялись зарубежные культуры наряду с отечественными: березы и яблони поставлялись из Подмосковья, кедры и пихты – из Соликамска, каштаны – из Гамбурга, тюльпаны – из Голландии.

В 1710г. для акклиматизации и посадок растений учреждена "Садовая контора". Проектами зеленого строительства, реализованными в это время являются: Петергоф (1709г.), Стрельно (1710г.), Ораниенбаум (Ломоносов) (1710г.). В 1716г. закладываются Царскосельские (г. Пушкин) парки.

Во второй половине XVIII в. регулярные сады и парки сменяются пейзажными парками. "Комиссия для устройства городов С.-Петербурга и Москвы" за 34 года составила около 400 генеральных планов. Проекты зеленого строительства включали парки, совмещенные с естественными территориями лугов и лесов.

Во второй четверти XIX в. в проекты озеленения городов, размещения элементов ДКР включаются декоративные элементы, коллекции растений, предпринимаются попытки акклиматизации экзотических видов. Во второй половине XIX в. в проектах появляются объемно-пространственные решения, нарушается композиционное пространство. В конце столетия проекты озеленения городов становятся второстепенным элементом, который по существу являлся приложением к коммерческим проектам.

В XX в. в СССР преобладающим становится озеленение городов для ликвидации последствий техногенных выбросов. Основными мероприятиями являлись:

− полное озеленение городских кварталов, улиц, территорий промышленных предприятий, участков общественных зданий, пригородных дорог, облесение пустырей, оврагов, заброшенных карьеров, терриконов, а также создание специальных ландшафтных посадок при въездах в города и вокруг них;

− улучшение общего санитарного состояния городов и рабочих поселков путем увеличения площади озеленения территории застройки не менее чем до 30% в старых и до 40—50% в новых районах городов и создание градозащитных насаждений в промышленных центрах и крупных городах безлесной степной части;

− увеличение площади садов пригородных хозяйств, развитие приусадебного и коллективного садоводства рабочих и служащих, а также широкое внедрение плодовых пород деревьев и придорожные, мелиоративные, градозащитиые и другие насаждения зеленых зон городов и рабочих поселков;

− создание системы городских и пригородных садов и парков, лесных массивов, дачных мест, прудов, водоемов, пляжей и мест массового отдыха.

В 1701г. исследователями Российского императорского научного общества было отмечено, что в районе расположения будущего г. Волжского наблюдается обилие тутового дерева. До 1720г. на территорию города было переселено в добровольном порядке более 7000 человек, трудившихся при государственном шелковом заводе. В 1773г. при образовании села Верхне-Ахтубинское (Безродное) по приказу императрицы Елизаветы Петровны к населению прибавилось еще 1300 семей. В течение 19 века вопросы озеленения территории не являлись приоритетными. Правительство предпринимало усилия по развитию шелкопрядства и получали небольшие количества шелка до 1950-х гг. В настоящее время об этом напоминают только тутовые заросли в Волго-Ахтубинской пойме, являющейся заповедной.

До периода массовой урбанизации территории Волгоградской области озеленение, реализация проектов зеленого строительства имели целью закрепление песков, при этом высказывались предложения о возможности использования зеленых насаждений (Бурмистров, 1915), для прокорма скота, а также целью использования зеленых насаждений являлось создание ветроупорных полос для защиты городов и прилегающих территорий от ветровой эрозии почв. В этот период главенствующими породами становятся тополь нарынский, шелковица, береза, акация песчаная, лох, тамарикс и другие породы. Посадки того времени сохранились частично в Волгоградской области.

После Великой октябрьской социалистической революции работы по озеленению городских территорий, выявлению роли зеленых насаждений в них приобрели научную основу, многоцелевое направление и масштабность. В этот период проводятся почвенно-гидрологические и ландшафтные исследования территории области (И.В. Новопокровский, А.С. Карасев, А.Д. Гожев), закладывается база для многолетних исследований. В ходе исследований А.Д. Гожева впервые предлагается породный состав для выращивания в городах, находящихся в аридной зоне.

В южных районах европейской части аридной зоны в период 1948-1953 гг. происходит массовая гибель насаждений, что явилось следствием недостаточной теоретической и методологической базы, дефицитом рабочей силы, недостатком посадочного материала необходимого ассортимента. В исследованиях А.С. Карасева и Г.Н. Высоцкого (1949), проведенных в Волгоградской области, отмечено, что исключительная бедность растительного покрова связана с дефицитом физиологически доступной для растений влаги. Особую теоретическую и практическую значимость приобретают исследования водного и солевого режимов данного региона.

Работы по изучению водного режима территории аридного пояса в Волгоградской области велись с 1953г. под руководством Н.Ф. Кулика. В ходе исследований изучены все элементы приходной и расходной частей водного баланса основных ландшафтных типов Прикаспия, а также арен аридной зоны СССР. В начале 1960-х гг. было установлено, что внезональные для аридных условий фитоценозы не могут существовать без дополнительного водного питания к атмосферным осадкам.

Начало изучения солевого режима территории относится к 1965г. В ходе исследования были определены общее солесодержание в почвогрунтах, минерализация грунтовых вод и почвенно-грунтовых растворов. Проведенные исследования позволили в работах И.С. Матюка, Т.Ф. Якубова, А.Г. Гаеля и других авторов получить научную основу прогнозирования жизнеспособности зеленых насаждений на изучаемой территории. Не до конца остается выясненным вопрос о закономерностях формирования надземной фитомассы древостоя в зависимости от режима и качества водного питания. Исследования В.И. Петрова (1972) выявили зависимость образования фитомассы не только от регулярного полива, но и от доступности грунтовых вод. По итогам проведенных исследований был сделан вывод о полной реализации биологических возможностей древесных пород на площадях с доступными грунтовыми водами или достаточным увлажнением. Установлена доля атмосферных осадков при недоступности грунтовых вод на уровне 10-20% от необходимого количества воды. Выявленные закономерности позволили заложить научные основы для прогнозирования важнейших характеристик зеленых насаждений на территории города, вычислять необходимую облесенность территории, оценивать экономическую эффективность лесопосадок на территории районов аридного пояса. В это же время закладываются основы для научно обоснованного подхода к выбору оптимального по биотаксационным требованиям ассортимента пород, видов, параметров и схем размещения элементов древесно-кустарниковой растительности на городской территории.

Почвенные условия и взаимодействие лесонасаждений с почвой изучены в ходе экспедиций В.В. Докучаева по испытанию и учету различных способов и приемов ведения лесного и водного хозяйства в степях России, в экспедициях Тумина Г.М. (1938), в работах Н.Н. Степанова (1938) по изучению лесной подстилки, лесорастительных свойств и биологической мелиорации почв. Под руководством Е.С. Павловского проведено районирование территории Российской Федерации по параметрам экологической напряженности, рекомендован ассортимент деревьев и кустарников для защитного лесоразведения в городах аридного пояса. Изучается режим грунтовых вод под лесной растительностью (В.М. Кретинин, 1995). Также в ряде работ Кретинина В.М. и других авторов отмечается аккумуляция, регуляция и снижение пространственной миграции вредных веществ зелеными насаждениями, улучшение санитарно-гигиенической среды, особенно в промышленной зоне урбанизированных территорий. Актуальными являются исследования по изучению трансформации веществ и энергии, определению параметров показателей загрязненных почв, разработке моделей почвообразования на урбанизированных ландшафтах.

В то же время введение искусственных насаждений в степных районах приводит к формированию новых биоценозов, в которых складывается благоприятная обстановка для жизнедеятельности и размножения полезных организмов (опылители, паразитические и хищные насекомые, птицы, полезная микрофлора и т.д.), регулирующих численность вредителей и пораженность растений болезнями. Установлено, что общая численность полезных видов в экосистеме городского ландшафта на 25-40% выше по сравнению с открытыми ландшафтами. Представленные теоретические положения получили свое подтверждение в исследованиях Г.С. Судейкина (1933), М.А. Квятковской (1938). Работы В.С. Плохих (1966) показали, что в древесных массивах, подвергающихся неблагоприятному антропогенному воздействию, энтомофауна обеднена. Возможно появление видов с повышенной численностью, способных к массовому размножению. Плотность популяций при этом может достаточно долгое время сохраняться на критическом уровне. Возникает угроза сильного ослабления или даже гибели искусственных насаждений. Применение в 1960-е гг. высокотоксичных пестицидов не являлось решением проблемы, так как в результате воздействий токсинов разрушаются механизмы регуляции численности вредных видов, что ведет к массовому появлению хорошо адаптированных к антропогенному ландшафту организмов, в том числе видов, ранее не имевших хозяйственного значения. В качестве решения был предложен метод микробиологии, основанный на естественных взаимоотношениях в системе патоген-хозяин. Предложенный метод нашел свое применение в работах Л.Т. Персидской и М.Н. Белицкой (1985). Крюкова Е.А. и Плотникова Т.С. (1986) отмечали, что видовой состав вредителей определяется ассортиментом древесных и кустарниковых пород и по мере роста зеленых насаждений состав и структура вредного комплекса меняются. Было установлено, что период смены составляет порядка 5 лет.

Помимо разработанного перечня рекомендуемых пород древесных и кустарниковых культур актуальным является вопрос о заменяемости и обеспеченности посадочным материалом городских коммунальных хозяйств или иных органов, занимающихся вопросами зеленого строительства. Стандарты на посевные качества лиственных пород были разработаны в довоенный период в 1937-1939гг. В области размножения деревьев и кустарников была разработана технология выращивания сеянцев в механизированных питомниках по природным районам страны. В эти же годы на основе данных о фазах роста сеянцев были даны практические предложения о сроках и нормах полива и внесения удобрений. В области акклиматизации и селекции древесных пород были начаты опыты по межвидовому скрещиванию пород. В 1950-е гг. разрабатываются методы межвидовой гибридизации древесных пород – лиственницы, тополя, вяза, дуба, клена, ясеня. В 1960-х гг. С.Н. Крючков получает интродуцированные породы дуба черешчатого. В 1965г. организуются хозяйства основных древесных пород. Г.Я. Маттис и авторы (1973) организуют централизованную закладку географических культур основных лесообразующих пород.

В 1990-е годы основной акцент сместился на разработку комплекса мер по повышению жизнеустойчивости защитных насаждений в засушливых условиях Волгоградской области. А.В. Семенютиной и авторами (1999) разработан ассортимент древесных пород многофункционального назначения. В исследованиях различных авторов в период 1938-1999гг. отмечается, что в степной, особенной в сухостепной и полупустынной зонах, где растительность в открытых местах естественно не произрастает, для высадки культур используются исключительно семена инрайонного происхождения. Перед включением в список рекомендованных культур деревья и кустарники проходят длительную акклиматизацию в дендрариях в течение нескольких поколений. В то же время ассортимент требует доработки в части интродукции новых видов, так как в период разработки указанных рекомендаций основной идеей было использование быстрорастущих пород в целях ускоренного получения эффекта от посаженных насаждений. Инновационные методы предполагают дифференциацию городских районов и высадку в каждом районе отдельных видов деревьев и кустарников.

В связи с экономическими реформами в России 2000-х гг. проекты зеленого строительства меняют свое содержание. Работы по озеленению территорий имеют тенденцию к свертыванию, снижению количества селекционно улучшенного посадочного материала и организации мелких питомников площадью 1-2 га, рассчитанных на производство высококачественных саженцев в относительно небольшом количестве. Работы по организации подобного заповедника организованы Б.А. Бухаевым (2001).