Глава 9

Городские экосистемы

Первые космонавты из иллюминаторов своих кораблей уви­дели на поверхности Земли зеленые леса, голубые моря, жел­тые поля, а на фоне этой красоты — нарушающие природную гармонию города, которые, как раковые опухоли с метастаза­ми, расползаются по поверхности планеты инфраструктура­ми пригородов и дорог. Города, по словам американского эколога Ю. Одума, — это паразиты биосферы, которые нахо­дятся вне всякого равновесия с окружающей средой: потреб­ляют огромное количество ресурсов и производят только за­грязнение окружающей среды.

Задача городской экологии — уменьшить отрицательное влияние больших городов на окружающие их естественные и сельскохозяйственные экосистемы и сделать более благо­приятными условия для жизни горожан.

§37 Общая характеристика городских экосистем. Перспективы развития городов

• Что представляет собой город как место жизни людей?

• Назовите экологические проблемы городов.

• В чем, по-вашему, противоречивость городской жизни?

Управление городскими экосистемами

Городские экосистемы — гетеротрофные антропогенные экосистемы. Процессы саморегуляции, которые есть в естественных экоси­стемах и в какой-то мере воспроизводятся в сельскохозяйственных экоси­стемах, в городах отсутствуют. Потоки вещества и энергии регулирует сам человек. От его действий зависит как потребление городом энергии и ресур­сов — сырья для промышленности и пищи для людей, так и количество отхо­дов, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности про­мышленных предприятий и транспорта. Человек определяет и размеры го­родских экосистем.

Энергопотребление и потоки веществ

Доля солнечной энергии, фиксируемая городскими растения­ми или солнечными батареями, которые расположены на крышах домов, не­значительна. Основные источники энергии для работы предприятий, для обогрева и освещения квартир расположены за пределами города. Это ме­сторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции.

Город потребляет огромное количество минеральных ресурсов, причем на десять единиц материалов, поступающих в город, за его пределы вывозится не более единицы продукции. По этой причине города являются аккумули­рующими экосистемами. Поступающие в них вещества концентрируются в строениях, твердых покрытиях улиц и площадей, а также накапливаются на свалках как отходы. Некоторые отходы токсичны, содержащиеся в них опасные ядовитые вещества вымываются потоками воды и загрязняют вод­ные экосистемы. В атмосферу городов выбрасываются ядовитые газы и пыль.

Городам нужно очень много воды, лишь незначительную часть которой употребляет непосредственно человек. Основной объем расходуется на про­изводственные процессы и бытовые нужды. Личное потребление воды в го­родах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на од­ного горожанина приходится до 1000 л в сутки. Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии: она насыщена тя­желыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т. д. В ней могут содержаться болезне­творные микроорганизмы.

Чтобы накормить одного горожанина, требуется не менее 1 га сельскохо­зяйственных угодий, включающих пашню, сенокосы и пастбища. (В России на одного горожанина приходится около 2 га сельскохозяйственных уго­дий.) Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в городе незначительно.

Характеристика биоты

Растения в составе городских экосистем растут в лесопарках, парках, садах, на газонах. Их главное назначение — не производство органи­ческого вещества, а регулирование газового состава атмосферы. Они выде­ляют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в нее при работе промышленных пред­приятий и транспорта. Растения также имеют большое эстетическое и деко­ративное значение.

Из животных в экосистемах наших городов встречаются птицы: гори­хвостка, соловей, трясогузка, зяблик, славки — и млекопитающие: полев­ки, белки и другие. Однако животный мир в городе представлен не столь­ко этими выходцами из естественных экосистем, сколько группой живот­ных — спутников человека. В ее составе птицы (воробьи, скворцы, ласточки, вороны, галки, голуби), грызуны (крысы и мыши), насекомые (тараканы, клопы, моль, мухи). Многие из них питаются отбросами на по­мойках, играя роль уборщиков в экосистеме города. Так, разложение орга­нических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорга­низмы.

Наконец, горожане разводят домашних животных — собак и кошек, деко­ративных животных (попугаев, голубей, хомячков, аквариумных рыбок), в конюшнях ипподромов — лошадей.

Влияние городской среды на здоровье человека

В современном городе на человека воздействует много факторов, неблаго­приятно сказывающихся на здоровье. Это химическое загрязнение воздуха и воды, физическое загрязнение (шумо­вое, электромагнитное и радиационное загрязнение, видеозагрязнение — влия­ние однообразной архитектуры), накоп­ление бытовых отходов. Уменьшение от­рицательного влияния этих факторов (рис. 75) — задача городской экологии.

Экологические принципы градостроения

В 2008 г. количество людей, проживающих в городах, состави­ло 50 % всего населения земного шара. Активное развитие городов во мно­гих странах мира началось в XIX в. Если в 1830 г. в городах проживало около 3 % людей, то в 1960 г. — уже 34 %. Рост доли городского населения в общем народонаселении, сопровождаемый ростом значения городов в развитии человечества, называют урбанизацией (от латинского урбанус — «городской»). Начиная с 1970 г. прирост населения городов в три раза превышает прирост народонаселения планеты. Сегодня в Европе, Се­верной и Латинской Америке, Восточной Азии горожанами уже являются восемь из десяти граждан. В недалеком будущем из пяти землян четверо будут горожанами.

По мнению экологов-реалистов, города не должны увеличивать свою пло­щадь (расползаться) и уменьшать долю биосферы, участвующую в естест­венных круговоротах веществ. Они должны расти вверх за счет многоэтаж­ной застройки и вниз — за счет развития подземной инфраструктуры. Это позволит увеличить площадь зеленых насаждений. Территориальная струк­тура городов должна соответствовать принципу создания микрокосмов — микрорайонов, в которых есть все нужное для жизни горожанина: магазины, школы, детсады, поликлиники, концертный зал, кинотеатр, предприятия бы­тового обслуживания и другое. Это исключит необходимость в частых даль­них поездках, которые отнимают много времени и ведут к дополнительному загрязнению окружающей среды.

Некоторые экологи видят будущее городских экосистем в создании эко­сити — небольших городков, находящихся в экологическом равновесии с природой, с населением 50-100 тыс. человек, утопающих в зелени, с безо­пасной низкоэтажной застройкой, с дорогами, которые вынесены за преде­лы жилой территории, инфраструктурой (линиями электропередачи, теп­лотрассами, водопроводом), расположенной под землей, системами перера­ботки бытовых отходов и получения дешевой энергии (солнца, ветра и т. п.). Жители экосити ходят пешком или ездят на велосипедах. Как прообраз экосити можно рассматривать наукогра­ды (городки ученых, где совмещены на­учные институты и жилые кварталы), например Академгородок под Новоси­бирском (рис. 76) или Пущино под Мо­сквой, а также коттеджные поселки в пригородах крупных городов, где про­живает наиболее состоятельная часть населения. Однако основная доля насе­ления мира, и России в частности, про­должит жить в крупных городах, так как площадь, необходимая для одного оби­тателя экосити, примерно в 20 раз боль­ше, чем для жителя обычного города. Расселить всех горожан в экосити не удастся.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

• городские экосистемы

• потоки минеральных веществ в городах

• городская флора и фауна

• влияние городской среды на человека ш урбанизация

■ микрокосмы

■ экосити

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Почему в городских экосистемах невозможно экологическое равно­весие?

2. Как представлены в городской экосистеме продуценты и какова их роль?

3. Какие виды животных входят в фауну города?

4. Чем опасен процесс «расползания» городов?

5. Каков общий прогноз развития городов?

6. В чем заключается смысл принципа создания микрокосмов?

7. Раскройте сущность концепции экосити.

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Процесс урбанизации активно протекает в Российской Федерации с первой четверти XX в. К 2008 г. зарегистрировано 1099 городов и 2066 поселков городского типа. Доля населения, проживающего в этих условиях, приближается к 80 %. При этом в 33 крупных городах России плотность населения выходит за пределы оптимума — 300 человек на 1 га (для сравнения: в Париже проживает 291 человек на 1 га, в Берли­не — 189, в Лондоне — 128). Туманную завесу над промышленными предприятиями и городами, об­разованную пылью и газообразными отходами, в первую очередь диок­сидом серы, называют смогом. Различают зимний смог (лондонский тип) и летний смог (лос-анджелесский тип). Предпосылками для форми­рования зимнего смога является безветренная тихая погода, способст­вующая накоплению выхлопных газов транспорта и выбросов из невы­соких труб. Летний смог (его называют также фотохимическим) вызван оксидами азота и углеводородами. Из них под воздействием интенсив­ного солнечного света образуются активные летучие вещества (преиму­щественно озон), называемые фотооксидантами. Эти соединения раз­дражают слизистые оболочки рта, гортани, носовой полости. Смог вы зывает нарушения дыхательной и кровеносной систем, усугубляет хро­нические заболевания органов дыхания и повышает риск сердечного приступа. Его воздействие опасно для здоровья и жизни человека. В Лондоне в 1952 г. завеса смога держалась над городом несколько дней, что привело к гибели 4000 человек.

Шум измеряют в децибелах (сокращенно — дБ). Громкость звука, произ­водимого тикающими часами, составляет 10 дБ, шепота — 20-40, обыч­ного разговора — 50-75, шума на городской магистрали — 120, шума авиационного двигателя — 130 дБ. Болевой порог шума — 140 дБ. Нару­шение сна отмечается при шумовом загрязнении свыше 35 дБ, снижение продуктивности умственной деятельности — при 55 дБ, ухудшение слу­ха— при 70 дБ.

Видеозагрязнение, которое приводит к появлению у человека раздра­жительности и даже агрессивности, — это увеличение доли однород­ных полей, таких как голые стены, монолитное стекло, глухие заборы, асфальтовые покрытия, гладкие крыши домов, одинаковые и равно­мерно размещенные на поверхности элементы (окна на стене дома, плитки на тротуаре или стене, гофрированные материалы и т. п.). Поэтому так называемые «архитектурные излишества» могут служить положительным фактором, повышающим разнообразие городской среды.