Роль зеленых насаждений в формировании внешней среды

1. Влияние насаждений на микроклимат

Насаждения и тепловой режим. Суммарная солнечная радиация состоит из: прямой солнечной радиации (инсоляции); рассеянной, поступающей от всего небосвода; коротковолновой радиации, отраженной поверхностями; длинноволнового (теплового) излучения нагретых естественных и искусственных поверхностей.

Если в период солнечной радиации покрытия аллей, дорого, площадок, инженерные и архитектурные сооружения подвергаются прямому солнечному облучению и нагреваются, то после захода солнца они еще длительное время излучают тепло, которое существенно влияет на микроклимат и вызывает перегрев окружающей среды и повышение температуры воздуха. Очень большое значение имеет теплоотдача дорожных покрытий. Летом температура воздуха среди городской застройки значительно выше, чем среди растительности.

Интенсивность излученной и отраженной поверхностью радиации и радиус ее отрицательного воздействия определяется количеством поступающей солнечной радиации или величиной альбедо этой поверхности.

Этот коэффициент характеризует отражательную способность поверхности. Чем сильнее поверхность отражает радиационную энергию, тем меньше она нагревается и тем больше его альбедо.

Таблица 2. Альбедо некоторых поверхностей

щебень кирпичный	2
щебень гранитный	2,5
булыжник	3
асфальт черный	4
земля	4,5
мрамор белый полированный	5,5
кровельное железо	6
штукатурка	8
бетон	8,5
кирпич красный	10
гранит серый	11,5
песок желтый	14,5
мрамор белый шероховатый	16

Из таблицы видно, что альбедо одних и тех же материалов зависит от фактуры обработанной поверхности и ее состояния (влажности, запыленности, степени изношенности).

Зеленые насаждения способны существенно влиять на микроклимат, понижая температуру и увеличивая скорость движения воздуха, что в условиях жаркого лета благоприятно действует на организм человека и создает комфортность теплоощущения. Растения прежде всего воздействуют на радиационный режим, снижая интенсивность прямой солнечной радиации.

Охлаждающее действия зеленых насаждений в значительной степени объясняется расходом большого количества тепла на испарение и повышение относительной влажности воздуха. Листья имеют температуру значительно ниже температуры окружающего воздуха.

Различные виды растений обладают способностью по-разному отражать, поглощать и пропускать солнечные лучи в зависимости от физиологического строения листьев, структуры и размеров крон и так далее. Лучший эффект по снижению температуры дают деревья с крупными листьями (каштан, дуб, липа крупнолистная, тополь серебристый). Следует учитывать, что альбедо всей кроны на 12 – 15% меньше альбедо отдельно взятых листьев, и что альбедо хвойных пород значительно ниже лиственных; альбедо газона равно 20,5%.

Листья на дереве располагаются в виде листовой мозаики, не затеняя друг друга. Если листья создают сплошную поверхность, то отражение увеличивается по сравнению с рыхлым расположением листьев. Через просветы в кроне проходит значительная часть поступающей энергии, то есть листва деревьев и кустарников пропускает солнечную радиацию за счет прозрачности кроны. Коэффициент прозрачности кроны определяется как отношение интенсивности прямой солнечной радиации под кроной к потоку прямой радиации, падающей на открытое место.

Таблица 3. Характеристика прохождения световой энергии сквозь кроны деревьев, %

Деревья	Коэффициент прозрачности кроны	Поглощение	Альбедо
Береза бородавчатая	6,5	55,5	38
Боярышник сибирский	1	62	37
Дуб летний	8,5	41,2	50,5
Каштан конский	10	38,5	51,5
Клен остролистный	6	44	50
Липа крымская	5	72	23
Ольха черная	5	58	37
Осина	9,5	29	61,5
Орех маньчжурский	1	71	28
Сирень венгерская	5	63	32
Тополь бальзамический	5,5	55	39,5
Черемуха обыкновенная	2	78,5	19,5
Яблоня сибирская	10	36,5	53,5

Таким образом, на территории зеленых насаждений радиационный режим, а вследствие этого и температура воздуха меняются в зависимости от ассортимента деревьев. По полученным данным солнечная радиация задерживается растительностью в молодом дубовом лесу на 96, 8%; в сосновом лесу – на 96%; в смешанном лесу из ели, дуба и тополя – на 97 – 98%; густом еловом лесу – на 99%.

В южных районах для озеленения территорий, используемых с 9 до 15 часов, рекомендуются высокие деревья с плотными кронами, способными затенять парковые дороги, спортплощадки и предохранять от перегрева стены архитектурных и инженерных объектов. Деревья с сильно развитой и высокой ажурной кроной снижают радиационные и конвекционные температуры и за счет лучшего проветривания увеличивают влияние растений в 1,3 – 1,5 раза

На озелененных территориях средней полосы и севера, где солнечная радиация не так велика, целесообразно создавать больше открытых, освещаемых солнцем полян на южных склонах.

Итак, размещая растения с учетом ориентации дорог и аллей, расположения инженерных сооружений, применяя покрытия с оптимальными гигиеническими характеристиками, используя вертикальное озеленение, можно оказывать существенное влияние на комфортность теплового режима.

Насаждения и влажность воздуха. Микроклиматические условия считаются благоприятными для человека при относительной влажности воздуха 30 – 70%.

Растительность, обладая большой испаряющей способностью, оказывает заметное влияние на влажность и температуру воздуха, вызывая положительные теплоощущения человека.

Повышенная влажность воздуха внутри зеленых насаждений по сравнению с открытыми территориями отличается равномерностью, не имеет резких колебаний. Зеленые насаждения как бы регулируют влажность: в засушливый период растения усиливают испарения, при высокой влажности водяные пары конденсируются на листьях – более прохладных поверхностях.

Следует отметить, что относительная влажность в городе, как правило, ниже, чем в естественных природных условиях, что является следствием радикальных изменений свойств подстилающей поверхности (крыши, мостовые способствуют быстрому удалению с территории города осадков).

Приемы размещения зеленых насаждений и их сочетаний с открытыми пространствами в значительной степени определяют относительную влажность воздуха. Наилучшие результаты в создании комфортной обстановки достигается при чередовании деревьев и кустарников, располагаемых компактными массивами, с полянами, имеющими плотный травяной покров. В этом случае существующий перепад радиационных температур между открытыми участками и затененными территориями достигает 30°C, а влажность 20%, что способствует перемещению воздуха.

Насаждения и подвижность воздуха. Движение воздуха является важнейшим фактором, определяющим микроклимат участков городской территории, особенно в летний период, когда оно оказывает существенное влияние на теплоощущение человека в условиях перегрева окружающей среды. Наиболее благоприятный для человека ветровой режим от 0,5 до 3 м/с.

Используя древесно-кустарниковые растения, можно улучшить проветривание всей городской территории или отдельных ее частей, защитить городскую застройку от неблагоприятных ветров, регулировать движение воздуха – ослаблять и увеличивать скорость его перемещения, менять направление потока.

Чередование озелененных и открытых участков позволяет усилить проветривание территории и создать благоприятный микроклимат, что особенно важно для городов, расположенных в южных климатических зонах.

В условиях жаркого климата приобретают значение размеры листьев в кроне деревьев и кустарников. Чем меньше лист, тем больше тепловой энергии способна поглотить крона. Биологические процессы, происходящие в растениях, вызывают значительное охлаждение воздуха, который опускается вниз и вытесняет нижний слой более теплого воздуха. Вследствие разницы (до 10 – 12°C) температуры воздуха между озелененной и открытой или застроенной территорией происходит горизонтальное перемещение воздушных масс от зеленых массивов к окружению, то есть нагретый воздух открытых территорий устремляется вверх, а на его место притекает более холодный воздух от зеленого массива.

Схема 1. Процесс конвекционного воздухообмена между инсолируемой и затененной площадками в жилой зоне

Когда зеленые массивы располагаются на более высоких отметках по отношению к застройке, интенсивность образования ветра возрастает, а скорость движения воздуха доходит до 1 м/c – такие воздушные течения (бризы) возникают при наличии крупного массива зеленых насаждений (как правило, на окраине города) или водоема.

Существует мнение, что вблизи источников выбросов в атмосферу различных загрязняющих веществ необходимо создавать хорошо продуваемые насаждения в групповых ажурных посадках, так как санитарно-защитные зоны промышленных предприятий предполагают насаждения в виде системы зеленых полос, способствующих значительному снижению скорости ветра, задерживанию и осаждению аэрозолей. Но наилучшими по ветроослабляющему влиянию являются плотные или слабоажурные в верхней и средней частях насаждения со сквозными просветами внизу; могут быть с низкорослым кустарником или без него.

Схема 2. Рекомендуемый способ посадки защитных полос из деревьев и кустарников: а) – профиль и план конструкции лесозащитной полосы, состоящей из четырех рядов кустарника (1, 2), деревьев вспомогательных пород (3) и основных пород (4); общая ширина полосы 21 м; б) – профиль озеленения из трех лесозащитных полос; расстояние между полосами 40 м.

Вообще, наблюдения показывают, что ветрозащитные посадки могут снижать скорость ветра на 50 – 80%. Ветрозащитный пояс размещается под прямым углом к направлению господствующего ветра на расстоянии 20 – 40 м от границы защищаемой территории. Его края должны перекрывать защищаемый объект не менее чем на 15 м в обе стороны. Только в этом случае обеспечивается достаточная степень эффективности мероприятий.