Урбоэкология. Учебное пособие (Курс лекций)

ǼǭǬǭǸǨdzȄǵǶǭ ǫǶǹǻǬǨǸǹǺǪǭǵǵǶǭ ǩȆǬǮǭǺǵǶǭ ǶǩǸǨǯǶǪǨǺǭdzȄǵǶǭ ǻǿǸǭǮǬǭǵǰǭ ǪȃǹȀǭǫǶ ǶǩǸǨǯǶǪǨǵǰȇ «ǹǺǨǪǸǶǷǶdzȄǹDzǰDZ ǫǶǹǻǬǨǸǹǺǪǭǵǵȃDZ

ǨǫǸǨǸǵȃDZ ǻǵǰǪǭǸǹǰǺǭǺ»

Ɍ. Ƚ. Ɂɟɥɟɧɫɤɚɹ ȿ. ȿ. ɋɬɟɩɚɧɟɧɤɨ ȼ. Ⱥ. ɏɚɥɢɤɨɜɚ

ɍɊȻɈɗɄɈɅɈȽɂə

ǻǿǭǩǵǶǭ ǷǶǹǶǩǰǭ

(DzțȘș ȓȍȒȞȐȑ)

ǹȚȈȊȘȖȗȖȓȤ

2024

ɍȾɄ 577.4(075) ȻȻɄ 20.1ɹ73

Ɂ-48

ǸȍȞȍȕȏȍȕȚȣ:

ȌȖȒȚȖȘ șȍȓȤșȒȖȝȖȏȧȑșȚȊȍȕȕȣȝ ȕȈțȒ, ȗȘȖȜȍșșȖȘ ǫ. Ǹ. ǬȖȘȖȎȒȖ; ȌȖȒȚȖȘ șȍȓȤșȒȖȝȖȏȧȑșȚȊȍȕȕȣȝ ȕȈțȒ, ȌȖȞȍȕȚ, ȏȈȊȍȌțȦȡȈȧ ȉȈȏȖȊȖȑ ȒȈȜȍȌȘȖȑ ȖȉȡȍȋȖ ȏȍȔȓȍȌȍȓȐȧ, ȘȈșȚȍȕȐȍȊȖȌșȚȊȈ,

șȍȓȍȒȞȐȐ Ȑ șȍȔȍȕȖȊȖȌșȚȊȈ ȐȔ. ȗȘȖȜȍșșȖȘȈ Ǽ. ǰ. ǩȖȉȘȣȠȍȊȈ

Ƕ. ǰ. ǪȓȈșȖȊȈ

Ɂɟɥɟɧɫɤɚɹ, Ɍɚɦɚɪɚ Ƚɟɨɪɝɢɟɜɧɚ.

Ɂ-48 ɍɪɛɨɷɤɨɥɨɝɢɹ : ɭɱɟɛɧɨɟ ɩɨɫɨɛɢɟ (Ʉɭɪɫ ɥɟɤɰɢɣ) / Ɍ. Ƚ. Ɂɟɥɟɧɫɤɚɹ, ȿ. ȿ. ɋɬɟɩɚɧɟɧɤɨ, ȼ. Ⱥ. ɏɚɥɢɤɨɜɚ. – ɋɬɚɜɪɨɩɨɥɶ:. -, 2024. – 80 ɫ.

ɋɨɫɬɚɜɥɟɧɨ ɜ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫ ɎȽɈɋ ȼɉɈ ɩɨ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɸ ɩɨɞɝɨɬɨɜɤɢ 35.03.10 – Ʌɚɧɞɲɚɮɬɧɚɹ ɚɪɯɢɬɟɤɬɭɪɚ (ɤɜɚɥɢɮɢɤɚɰɢɹ – ɛɚɤɚɥɚɜɪ). ȼɤɥɸɱɚɟɬ ɤɪɚɬɤɢɣ ɤɭɪɫ ɥɟɤɰɢɣ, ɤɨɬɨɪɵɣ ɩɨɡɜɨɥɹɟɬ ɫɮɨɪɦɢɪɨɜɚɬɶ ɩɪɨɮɟɫɫɢɨɧɚɥɶɧɵɟ ɤɨɦɩɟɬɟɧɰɢɢ ɜ ɧɚɭɱɧɨ-ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɫɤɨɣ, ɩɪɨɟɤɬɧɨ-ɩɪɨɢɡɜɨɞɫɬɜɟɧɧɨɣ ɞɟɹɬɟɥɶɧɨɫɬɢ.

ɉɪɟɞɧɚɡɧɚɱɟɧɨ ɞɥɹ ɫɥɭɲɚɬɟɥɟɣ ɛɚɤɚɥɚɜɪɢɚɬɚ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹ 35.03.10 – Ʌɚɧɞɲɚɮɬɧɚɹ ɚɪɯɢɬɟɤɬɭɪɚ ɜ ɤɚɱɟɫɬɜɟ ɨɫɧɨɜɧɨɝɨ ɥɢɬɟɪɚɬɭɪɧɨɝɨ ɢɫɬɨɱɧɢɤɚ ɩɨ ɞɢɫɰɢɩɥɢɧɟ.

ɍȾɄ 577.4(075) ȻȻɄ 20.1ɹ73

©ɎȽȻɈɍ ȼɈ ɋɬɚɜɪɨɩɨɥɶɫɤɢɣ ɝɨɫɭɞɚɪɫɬɜɟɧɧɵɣ ɚɝɪɚɪɧɵɣ ɭɧɢɜɟɪɫɢɬɟɬ, 2024

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основная особенность современной цивилизации – это рост численности городского населения, лавинообразное увеличение доли крупных промышленных городов, возникновение острых экологических проблем, напрямую связанных с урбанизацией. Под урбанизацией понимают создание городов, постоянное увеличение их площади и численности населения, приобретение сельскими поселениями городских черт, повышение роли городов в социально-экономическом развитии общества, формирование специфического городского населения и особых сообществ растений и животных. Городской ландшафт является наиболее энергоемкой системой. Это единственный ландшафт, который для своего существования требует непрерывного притока энергии и вещества из природных экосистем, по существу представляя собой огромный поглотитель, который требует постоянного снабжения природными ресурсами из внешней среды.

Урбоэкология в последние десятилетия приобрела особую важность, поскольку урбанизация выступает в качестве доминирующего во всем мире демографического тренда, который в полной мере оказывает влияние на человеческое общество, глобальный поток энергии, биогеохимические циклы и трансформацию поверхности Земли.

Цель предлагаемого учебного пособия помочь студенту в самостоятельном изучении материала.

Пособие представлено в виде конспектов лекций. Изложение материала в доступной форме должно помочь студентам усвоить основные положения в сроки, предусмотренные учебным планом.

4

Курс лекций

Лекция 1. «Введение»

Цель изучения темы: ознакомить студентов с основами урбокологии.

1.Предмет и задачи урбоэкологии.

2.Определение города Ф. Ратцелем, характерные черты поселений городского типа.

3.Урбанизация как процесс, основные причины и закономерности образования урбанизированных территорий.

1. Предмет и задачи урбоэкологии.

Объекты урбоэкологии представляют собой пространственные системы расселения разного уровня.

Предметом урбоэкологии является исследование процессов взаимодействия в системе «человеческая деятельность — окружающая среда на урбанизированной территории». Таким образом, урбоэкология — это комплекс градостроительных, медикобиологических, географических, социально-экономических и технических наук. В рамках этой дисциплины изучают взаимодействия искусственной и природной сред на территориях городов и зон их влияния.

Урбоэкология как область человеческой деятельности характеризуется высокой степенью природопотребления. Города используют ресурсы всех геосфер: литосферы, гидросферы, атмосферы

ибиосферы — флору, человеческие резервы и, опосредованно, фауну.

Врезультате урбанизации создается новая среда обитания. В ней геосфера активно взаимодействует с техносферой, поскольку градостроительные системы представляют собой совокупность природных и искусственно-планировочных образований. В этих системах изменяются природные условия, нарушается экологический баланс, сложившийся в результате протекающей уже много миллионов лет эволюции.

Всовременном мире численность горожан быстро возрастает. В начале третьего тысячелетия их доля составила 50% населения земли, которое уже сейчас перешло рубеж в 6 млрд. чел. Возрастают и потребности в природных ресурсах, причем не пропорционально численности населения, а более высокими темпами.

Последовательно увеличивается давление на геосферу. Значительные территории ранее нетронутой природы, сельскохозяйственных и лесных угодий осваиваются под города, жилые

5

районы, промышленные и коммунальные предприятия, транспортные и инженерные коммуникации.

Экологические проблемы заключаются не только в отчуждении территорий. Весьма отрицательное воздействие оказывает загрязнение природной среды различными выбросами и отходами, которое во многих регионах мира достигло критического уровня. В результате этого в дальнейшем экологические системы могут деградировать.

Мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу 200 млн. т оксида углерода, 150 млн. т диоксида серы, 120 млн. т золы, более 50 млн. т углеводов, большое количество оксидов азота, фтористых соединений, ртути и других токсичных веществ. По имеющимся оценкам общий объем выбросов в первые десять лет третьего тысячелетия может достигнуть 50 млрд. т.

Загрязнение атмосферы сопровождается массовой гибелью лесов

— «легких планеты», снижением урожайности сельскохозяйственных культур, сокращением поголовья скота и исчезновением многих видов фауны, уменьшением репродуктивности рек и морей. Все это наносит невосполнимый урон здоровью людей и пищевым ресурсам. При этом общий экономический ущерб исчисляется десятками миллиардов долларов в год.

Возникли неизбежные противоречия между человечеством и природой, между антропогенной деятельностью и естественными процессами. Диалектическое развитие взаимоотношений общества и природы заключается в смягчении этих противоречий и поиске разных методов их разрешения. Таким образом, необходимо рациональное природопользование, позволяющее удовлетворить жизненные потребности человечества в сочетании с охраной природной среды и ресурсосбережением.

2. Определение города Ф. Ратцелем, характерные черты поселений городского типа.

Человеческая деятельность наносит ущерб природе и в глобальном масштабе, и на местном уровне. Вырубка лесного покрова, этого производителя кислорода, оказывает весьма негативные последствия для жизни на всей земле. Человечество разрабатывает мероприятия, направленные на сохранение лесов в бассейне Амазонки и Сибири, единственных оставшихся на планете крупных лесных массивов.

Для экологии земли не менее важно ее предохранение от вредных выбросов промышленности в атмосферу на локальных территориях, которые являются причиной кислотных дождей, нарушения озонового слоя, повышения радиационного фона и других явлений, влияющих на

6

экологическую ситуацию на целых континентах. Все эти проблемы изучаются в общих курсах экологии и охраны окружающей среды.

В урбоэкологии исследуются «местные» территориальные проблемы на разных планировочных уровнях. Рассматриваются частные и интегральные отрицательные факторы, возникающие в неживой и живой природе в результате таких преобразований, как:

ξотчуждение территорий в результате роста городов и зон их влияния;

ξперераспределение атмосферных стоков, изменение режимов функционирования поверхностных вод, рек и водоемов;

ξинтенсивное потребление промышленностью полезных ископаемых

идругих ресурсов неживой природы;

ξнарушение геологического строения местности и гидрологических режимов;

ξзасорение вредными отбросами атмосферы, грунтов, поверхностных

иподземных вод;

ξчастичная или необратимая деградация живой природы, флоры и фауны;

ξнарушение сложившихся социальных условий жизнедеятельности коренного населения.

Города — это системы, функционирующие столетиями, и отличие градостроительной экологии заключается в оценке не только последствий строительства объектов и их комплексов. Важно постоянное корректирование методов функционального и технического содержания этих комплексов, развития планировочных структур.

Понятийный аппарат урбоэкологии формируется на стыке многих областей знаний. Ниже рассматриваются только основные из них, имеющие принципиальное значение для формирования прикладной теории и практики.

Основным понятием является «биогеоценоз» — совокупность взаимосвязанных природных явлений в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере (растительном и животном мире), имеющих внутреннее диалектическое единство. В отдельных зонах земной поверхности взаимодействие этих явлений имеют свою специфику, подчиняется определенным закономерностям своего развития, обеспечивающим природное равновесие. Рассматриваемое понятие отождествляют с природной средой.

В отличие от биогеоценоза биоценозом называют системную совокупность всего живого (биоты), которая характеризуется относительным равновесием внутри компонентов зеленой массы (флоры), а также между флорой и представителями животного мира (фауны).

7

Следующим по значимости понятием является «экологическая система», относящаяся к классу сложных систем, где люди и природа сосуществуют и их выживаемость зависит друг от друга. Как среда обитания человека, вносящего значительные коррективы в природные взаимосвязи, она имеет свои специфические особенности:

ξпротиворечивость поведения естественных и искусственных объектов, составляющих экосистему;

ξмногомерность формирующих и деградационных процессов, протекающих в системе;

ξпринципиальную неприменимость традиционных методов оптимизации по экономическим критериям хозяйственноэкономической целесообразности.

3.Урбанизация как процесс, основные причины и закономерности

образования урбанизированных территорий.

Экосистемы часто идентифицируют с окружающей средой, объединяющей природу и искусственно созданные материальные компоненты, где происходят производственные и социальноэкономические процессы человеческой деятельности. Здесь изменяются природные условия, и это влияет на надежность функционирования природно-градостроительных систем. Надежность зависит от устойчивости, равновесия, живучести и безопасности. В эти понятия вкладывается следующее.

Устойчивость — внутреннее свойство, характеризующее способность экосистемы (окружающей среды):

ξвыдерживать изменения, вызванные внешними факторами, например техногенными воздействиями на природу;

ξоказывать сопротивление внешним воздействиям, в основном техногенным;

ξпроявлять способность к самовосстановлению или принудительному восстановлению системы.

Равновесие— свойство экосистемы сохранять устойчивость в

пределах регламентированных границ антропогенных изменений ее параметров.

Живучесть — свойство экосистемы, характеризующее ее способность к самовосстановлению и экологической защите от антропогенного вмешательства в природу.

Безопасность — свойство, определяющее риск потерь устойчивости, равновесия и живучести экосистемы.

8

такого процесса может служить постепенное превращение лесного молодняка в спелый, а затем перестойный лес. Потом его заболачивание или саморазрежение (остепнение), затем естественное разболачивание или загущение молодняком того же видового состава.

Климакс — устойчивая фаза развития растительности, находящейся в полном единстве с почвенными и климатическими условиями местности. Иногда понятие трактуют шире, как финальную сукцессионную стадию развития биоценоза в данных условиях существования. Эта стадия характерна большой замедленностью процессов развития.

Кризисное состояние — потеря устойчивого взаимодействия элементов экосистемы, когда параметры этой системы приближаются к допустимым пределам изменений, переход через которые ведет к деградации.

Деградация природной среды — разрушение экосистемы,

вызванное хозяйственной деятельностью за пределами норм ПДК (предельно допустимых концентраций) и ПДВ (предельно допустимых воздействий). Потеря устойчивого взаимодействия элементов геосферы, нарушение природного обмена веществ и энергии между природными и техногенными объектами (системами).

Экологический кризис—интегральные последствия накопления рисков до предельного состояния (деградации). Такой кризис выражается в неспособности преобразованной естественной среды выполнять функции обмена веществ и энергии, а социальной среды — исправлять это положение, опираясь на экологические законы. Экологический кризис является социальным явлением, вызванным отсутствием инвестиций в охрану окружающей среды. Он может быть и следствием экологической необразованности общества, влекущей за собой несоблюдение правил охраны природы и законов, регламентирующих хозяйственную деятельность людей.

Экологический риск — степень вероятности неблагоприятных для экологических ресурсов потерь любых естественных связей — последствий любых антропогенных изменений, нарушающих обмен веществ и энергии. Такие изменения могут быть преднамеренными или случайными, постепенными или катастрофическими. Охрана окружающей среды является практической реализацией целенаправленных действий, необходимых для обеспечения устойчивости градостроительных систем. Сюда относят управление состоянием городской среды на базе ее экологической оценки. Не менее важна обратная связь — экологический мониторинг городской деятельности. Опираясь на оперативную информацию, можно принимать управленческие решения по ресурсопотреблению,

10