авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«  Б.С. Истомин, Н.А. Гаряев, Т.А. Барабанова              ЭКОЛОГИЯ  В СТРОИТЕЛЬСТВЕ  ...»

-- [ Страница 2 ] --

Учение Вернадского о биосфере – это целостное фундамен тальное учение, органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как разви вающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем.

По представлениям В.И. Вернадского, биосфера включает в себя живое вещество, образованное совокупностью организмов;

биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятель ности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.);

косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (магматические горные породы);

биокосное вещество, представляющее собой совместный резуль тат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы), а также радиоактивное вещество, вещество космического происхождения (метеориты и др.) и рассеяные ато мы. Все эти типы веществ геологически связаны между собой.

Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организ мов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от по верхности планеты и ограничена слоем озона, который задержи вает губительную для жизни коротковолновую часть ультрафио летового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы.

В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана – до 10 - 11 км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5 - 7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и условием проникновения воды в жидком состоянии.

Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влия ние на физические, химические и биологические процессы на по верхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов 44   наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыха ния и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения.

Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород - в ре зультате фотосинтеза.

Вода - важнейший компонент биосферы и один из необходи мых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн км3. Поверх ностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн км3, а коли чество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн км3.

Значительные запасы воды (24 млн км3) содержат ледники.

Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьируется от темпе ратуры и присутствия живых организмов. Диоксида углерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере.

Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла боль шое количество водяного пара.

Основная масса организмов, обитающих в пределах литосфе ры, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, об разующиеся при разрушении горных пород, и органические ве щества - продукты жизнедеятельности организмов.

Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой вы соте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встреча ются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океа на. Общую массу живых организмов оценивают в 2,431012 т.

Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представле на зелеными растениями и на 0,8% - животными и микроорга низмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов - 93,7% всей биомассы.

Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная био   масса океана составляет всего 0,031012 т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле. В распределении живых ор ганизмов по видовому составу наблюдается важная закономер ность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов - беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых десятая часть - млекопитающие. Масса живого вещества состав ляет всего 0,01 - 0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благода ря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы.

Сущность учения В.И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего об лик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологи ческий период времени огромен. Вторым главнейшим аспектом учения В.И. Вернадского является разработанное им представле ние об организованности биосферы, которая проявляется в согла сованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспо собляемости организма и среды.

Важнейшей частью учения Вернадского являются представле ния о возникновении и развитии биосферы. Современная био сфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотиче ских факторов. В сжатом виде идеи В.И. Вернадского об эволю ции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

• Вначале сформировалась литосфера – предвестник окру жающей среды, а затем после появления жизни на суше – био сфера.

• В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишенные жиз ни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

• Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы 46   ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью»

(В. Вернадский).

• Грандиозный геологический эффект деятельности обуслов лен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

• Основным движущим фактором развития процессов в био сфере является биохимическая энергия живого вещества.

Венцом творчества В.И. Вернадского стало учение о ноосфе ре, т.е. сфере разума. В целом учение Вернадского о биосфере заложило основы современных представлений о взаимосвязи и взаимодействии живой и неживой природы. Практическое значе ние учения о биосфере огромно. В наши дни оно служит естест венно-научной основой рационального природопользования и охраны окружающей природной среды.

В.И. Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что наблюдается переход биосферы в новое состоя ние – в ноосферу – под действием новой геологической силы, на учной мысли человечества. Однако в трудах В.И. Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности ма териальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он писал о ноосфере в будущем времени (она еще не на ступила), в других в настоящем (мы входим в нее), а иногда свя зывал формирование ноосферы с появлением человека разумного или с возникновением промышленного производства.

Центральной темой учения о ноосфере является единство био сферы и человечества. В.И. Вернадский в своих работах раскры вает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль ис торического развития человечества в эволюции биосферы, зако номерности ее перехода в ноосферу.

Согласно одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о ноосфере, человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он со существует внутри природы и является частью ее. Человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли.

  1.3.4. Понятия биогеоценоза и биотопа Биогеоценоз (от греч. bios - жизнь + ge - земля + koinos - об щий) - система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах определенной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии. Биогеоценоз представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологи ческую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва).

Примеры: озеро, сосновый лес, горная долина. Учение о биогео ценозе разработано В. Сукачёвым в 1940 г.

Биогеоценоз – естественная, исторически сложившаяся систе ма, способная к саморегуляции и поддержанию своего состава на определенном постоянном уровне. Для биогеоценоза характерен круговорот веществ. Это открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник которой - Солнце.

Основными показателями биогеоценоза являются:

• видовой состав – количество видов, обитающих в биогео ценозе;

• видовое разнообразие – количество видов, обитающих в биогеоценозе на единицу площади или объема. В большинстве случаев видовой состав и видовое разнообразие количественно не совпадают и видовое разнообразие напрямую зависит от иссле дуемого участка;

• биомасса - количество организмов биогеоценоза, выражен ное в единицах массы. Чаще всего биомассу подразделяют на:

биомассу продуцентов, биомассу консументов, биомассу реду центов;

• продуктивность, устойчивость, способность к саморегуля ции.

Одним из свойств биогеоценозов является способность к са морегуляции, т.е. к поддержанию своего состава на определен ном стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круго ворота обеспечивается несколькими механизмами:

48   • достаточностью жизненного пространства, т.е. таким объе мом или площадью, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами;

• богатством видового состава: чем он богаче, тем устойчи вее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ;

• многообразием взаимодействия видов, которые также под держивают прочность трофических отношений;

• средообразующими свойствами видов, т.е. участием видов в синтезе или окислении веществ;

• направлением антропогенного воздействия.

Таким образом, механизмы обеспечивают существование не меняющихся биогеоценозов, которые называются стабильными.

Стабильный биогеоценоз, существующий длительное время, на зывается климаксическим. Стабильных биогеоценозов в природе мало, чаще встречаются устойчивые - меняющиеся биогеоцено зы, но способные, благодаря саморегуляции, приходить в перво начальное, исходное положение.

Биотоп (от греч. bios – жизнь + topos – место) – относительно однородный по абиотическим факторам среды участок суши или водоёма, заселённый живыми организмами (занятое одним био ценозом). Биотоп совместно с биоценозом составляет единый биогеоценоз. Биотоп характеризуется местоположением в гео пространстве и определенным сочетанием абиотических факто ров среды. Совокупность геологических условий образует лито топ, совокупность почвенных условий - педотоп, климатических климатоп и т. д. Согласно моноклимаксной концепции, в преде лах каждого биотопа с нарушенным в результате антропогенной деятельности или стихийных природных процессов биоценозом со временем формируется стабильное во времени климаксовое сообщество (биоценоз). Этот процесс (сукцессия) проходит через несколько стадий (например, стадий вторичного луга, кустарни ка, леса).

  2. Урбоэкология (градостроительная экология) 2.1. ПОНЯТИЕ ОБ УРБОЭКОЛОГИИ 2.1.1. Методы и область применения урбоэкологии У рбоэкология – (от лат. urbanus - городской) - новое на правление в экологии, область знания, объектом иссле дования которой являются человек в урбанизированной среде, человеческие поселения в природном окружении и многообраз ные прямые и обратные связи между окружающей средой и чело веком как биологическим и социальным существом (рис. 9).

Урбоэкология – комплекс градостроительных, медико биологических, географических, социальных, экономических и технических наук, которые в рамках экологии человека изучают взаимодействие производственной и непроизводственной дея тельности людей с окружающей природной средой на территории населенных мест и их систем.

Главная цель урбоэкологии состоит в поиске путей и разра ботке решений в рамках градостроительства и организации тер ритории в более широком смысле, направленных не только на обеспечение приемлемых гигиенических и других условий жизни населения, но и одновременно с этим - на всемерную рационали зацию природопользования в границах данной территории.

Об ласть применения урбоэкологии достаточно широка, она направ лена на решение целого ряда проблем в сфере взаимодействия биосферы и ее отдельных элементов с урбанистическими струк турами регионального и локального уровня - системами расселе ния, сетью населенных мест, приуроченной к различным природ но-экономическим зонам стран и континентов, городскими агло мерациями, городами, другими поселениями, а также с наиболее крупными градостроительными подсистемами - рекреационны ми, социального обслуживания, инженерно-техническими и др.

Наибольшее значение в качестве методологической основы решения задач по охране окружающей среды урбоэкология имеет в комплексных научно-проектных работах по региональному рас 50   селению, районной планировке, градостроительству. Урбоэколо гия тесно связана с гигиеной, географией, рядом технических дисциплин, охраной природы, общей экологией и др. и использу ет присущие им методы и подходы, не подменяя и тем более не заменяя их и оставаясь в целом градостроительной и организую щей пространство дисциплиной. Гигиенические исследования урбоэкологии направлены главным образом на получение коли чественных критериев, которые характеризуют оптимальность того или иного фактора с точки зрения здоровья человека путем учета предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ, за грязняющих водный и воздушный бассейны и почвенно растительный покров, предельно допустимых выбросов (ПДВ) и др., а также других важнейших показателей в качестве ограниче ний, критериев зонирования и т.д.

Рис. Будучи одним из конструктивных направлений в экологии че ловека, урбоэкология является одновременно специфическим на правлением и в градостроительной науке. В урбоэгологии ис пользуются многие принципы и методы географической, биоло гической, медицинской и других наук. Вместе с тем, она является простой их суммой, поскольку отбирает из этих наук лишь самое необходимое для решения градостроительных, преимущественно конструктивных, задач и оперирует всем многообразием урбани стических структур, градостроительных понятий, закономерно   стей и методов, что в рамках любой другой дисциплины практи чески невозможно. Таким образом, развиваясь в рамках экологии человека, урбоэкология обогащает градостроительство экологи ческим подходом, одновременно вводя в экологию человека гра достроительные представления, понятия, термины и методы. Ур боэкология – прикладная дисциплина, возникла она из потребно стей практики, и практический, планово-предметный аппарат в ней разработан гораздо более детально, чем ее теоретические ос новы.

Целью урбоэкологии является поиск путей и разработка реше ний в рамках градостроительства и организации террирории в более широком смысле этого слова, направленных не только на обеспечение приемлемых гигиенических условий жизни населе ния, но и на всемирную рационализацию природопользования, охрану окружающей природной среды и экологизацию важней ших социально-экономических процессов в пределах регионов, городских агломераций, городов и отдельных их частей.

Объекты урбоэкологии – это системы расселения разного ран га, городские агломерации, города, сельские населенные пункты, городские районы, жилые микрорайоны и кварталы вплоть до отдельных зданий и сооружений.

Предмет урбоэкологии составляют исследование процессов взаимодействия урбанизированной и природной среды, а также разработка градостроительных предложений, направленных на охрану здоровья населения городов и других поселений, охрану литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы от негативного воздействия урбанизации и городской застройки.

Урбоэкология использует законы экологии, которые необхо димо учитывать при рассмотрении взаимодействия урбанизиро ванной и природной сред, а также методы ландшафтоведения, поскольку его объектами являются целостные природные и при родно-хозяйственные системы, характеризующиеся взаимодейст вием слагающих компонентов. Для урбоэкологии важны различ ные направления путей экологической компенсации: развитие технологии очистки сточных вод, выбросов в атмосферу, твердых промышленных и коммунально-бытовых отходов;

внедрение в производство малоотходных технологий, более глубокой перера ботки сырья, всемерной утилизации отходов и др.;

разработка 52   прогрессивных, более "экологичных" систем транспорта, энерге тики, водоснабжения, связи;

внедрение в практику новых мето дов инженерной подготовки территории. Эстетические основы урбоэкологии в аспекте формирования качества среды обитания людей включают категории и положения эстетики, искусствове дения, социальной психологии, социологии искусства, призван ные способствовать изучению закономерностей художественного осмысления и обогащения окружающей среды, а также формиро ванию методов борьбы с психологическим "загрязнением" ланд шафта.

2.1.2. Научные основы урбоэкологии и подходы к ее изучению Термин “экология” в известной мере утратил свое единствен ное, чисто биологическое значение. Современная экология - нау ка не только биологическая, но и социально-политическая, по скольку отношение человека к природной среде определяется социальным строем и политическими установками общества. Это также и экономическая наука, так как необходимо считать ущерб, наносимый деятельностью человека природной среде и, напро тив, определять тот эффект, который можно получить при рацио нальном природопользовании. Несомненно, экологию можно считать в известной степени и географической, и педагогической, и гигиенической, и технической наукой, что, конечно, не означа ет, что все науки или сама экология теряют свое основное значе ние. Напротив, обогащаясь экологическим подходом, они разви вают тем самым и экологию, и себя самих. Оставлять за экологи ей место только биологической дисциплины было бы ошибочным и потому, что исследовать среду обитания человека, например, невозможно, не используя методы физической и социально экономической географии;

изучать экстремальные условия жизни современного человека нельзя без знаний, накопленных климато логией, метеорологией, гигиеной и т.д. Точно так же, не привле кая для решения вопросов экологии города методологию градо строительства, нельзя обеспечить успешное решение вопросов взаимодействия человеческих поселений и их систем с природ ной средой.

  Урбоэкология опирается на многие научные направления, ис следующие различные аспекты взаимодействия общества и при роды на урбанизированных территориях. Эти направления со ставляют научные основы урбоэкологии.

Экологические основы для урбоэкологии имеют первостепен ное значение. Значение экологического подхода к градострои тельству определяется той исключительной ролью, которую иг рает живое вещество в планетарных процессах. Основополагаю щие труды В.И. Вернадского, В.Н. Сукачева, С.С. Шварца и дру гих крупнейших ученых показали, что развитая жизнь стала ве дущим фактором геологического развития планеты. Биологиче ские закономерности более других определяют темпы и формы превращения вещества и энергии на Земле. И поскольку эволю ция биосферы все в большей степени определяется деятельно стью человека, будущее экологии - в теории создания измененно го мира. Экология становится теоретической основой поведения человека индустриального общества в природе.

Из обширного свода законов, закономерностей, правил общей экологии (в первую очередь биоэкологии) урбоэкология исполь зует, конечно, лишь те (в достаточно обобщенной и упрощенной форме), которые необходимо учитывать при рассмотрении осо бенностей взаимодействия урбанизированной и природной сре ды. Интерес для урбоэкологии представляют понятия о конку ренции видов, трофических цепях, энергетических пирамидах, продуктивности экосистем, экологических нишах и некоторые другие. В сильно обобщенном виде эти понятия, принципы и за кономерности, исследованию которых посвящена обширная ли тература, можно сформулировать как ряд следующих положений, существенных для урбоэкологии:

• правило 10%, устанавливающее, что в трофических цепях каскадный перенос энергии на следующий, более высокий, уро вень не должен превышать 10% энергии исходного уровня;

пре вышение этой доли свидетельствует о начале деградации экоси стемы;

• правило 1%, гласящее, что изменение энергетики экосисте мы в пределах от нескольких десятков до трех процентов выво дит систему из состояния гомеостаза;

54   • важное значение в экологии имеют малые величины, по скольку даже незначительные изменения в единичном и частном могут оказать существенное влияние на поведение экосистемы в целом (например, считается, что слабые загрязнения окружаю щей среды оказывают менее пагубное влияние, чем концентриро ванные;

однако радиоактивные вещества имеют способность концентрироваться в живых тканях, яды – накапливаться в пище вых цепях, а тяжелые металлы, чем более раздроблены, тем более ядовиты);

• существенное значение имеют любые вмешательства в при роду, т.е. наличие эффекта обратных связей (в вещественно замк нутой системе биосферы вмешательства, связанные с получением определенных экономических выгод, всегда сопровождаются об ратными отрицательными реакциями со стороны природной сре ды);

• необходимость учета воздействия соседних экосистем, ко торым во многом объясняется резистентность биосферы;

• важность учета эффекта “привыкания” (нарушенные антро погенной деятельностью и успешно самовосстанавливающиеся крупные природные комплексы более устойчивы к антропоген ным нагрузкам, чем девственная природа);

• значимость эффекта “опушки” (разнообразие растительного и животного мира в пограничных зонах биогеоценозов различно го вида значительно выше, чем в самих биогеоценозах и, следо вательно, природная среда в пределах стыковых зон обладает ус тойчивостью и пластичностью).

Для урбоэкологии особенное значение имеют прикладные ас пекты синэкологии и в основном на биогеоценотическом уровне.

Главный экологический принцип в условиях неизбежного про грессирующего антропогенного изменения природной среды, обоснованный акад. С.С. Шварцем, состоит в том, что биогеоце нозы и другие экосистемы в индустриальном и урбанизирован ном мире не могут быть сохранены в естественном состоянии (кроме особо охраняемых природных территорий – заповедников и заказников, национальных парков и др.).

Однако нет никаких объективных причин для неизбежной де градации и утраты ими биосферных функций.

  По мнению С.С. Шварца, преобразования биогеоценозов (БГЦ) на урбанизированных территориях должны быть основаны на выполнении следующих условий:

• Биомасса всех основных трофических уровней БГЦ макси мальна. Преобладание фитомассы над зоомассой, характерное для антропогенных ландшафтов, выражено не резко, что обеспе чивает синтез большого количества кислорода и продуктов жи вотного и растительного происхождения.

• Большому объему продуктов БГЦ соответствует его высо кая продуктивность. Произведение продуктивности и биомассы максимально, что является главной предпосылкой для быстрой компенсации возможных потерь биомассы на отдельных трофи ческих уровнях, возможных в результате случайных или предна меренных внешних воздействий. Это обстоятельство особенно важно, так как высокая продуктивность сама по себе не гаранти рует высокую компенсаторную активность.

• Сложная структура БГЦ в целом и разнородность отдель ных его трофических уровней, что обеспечивает высокую ста бильность БГЦ в широком спектре внешних условий. При этом важно сохранить состояние гомеостаза не только для популяций доминирующих видов животных и растений, но и для экосисте мы в целом. Поддержание БГЦ в состоянии динамического рав новесия обеспечивает состояние гомеостаза и абиотических со ставляющих БГЦ (гидрологического режима, газового состава атмосферы и др.), что делает экосистему более устойчивой к внешним воздействиям.

• Высокая скорость обмена веществом и энергией в БГЦ как предпосылка вовлечения в биотический круговорот всей продук ции биомассы в течение короткого времени, что может обеспе чить максимальную скорость биологического самоочищения эко системы.

• Высшая продуктивность и стабильность экосистемы как предпосылка самой высокой степени ее резистентности и гибко сти, т.е. способности к быстрой перестройке структуры сообще ства живых организмов и к быстрым эволюционным преобразо ваниям популяций их доминирующих видов при направленном изменении внешней среды. Все это может обеспечить поддержа ние БГЦ в оптимальном состоянии при изменении среды.

56   Приведенные выше положения, как и территориальные прин ципы сохранения динамического экологического равновесия, сформулированные Н.Ф. Реймерсом, открывают новые горизон ты в экологической оптимизации особо сложных (характеризую щихся разнообразными конфликтными ситуациями) территорий – городских агломераций, пригородных зон, сильно переуплот ненных прибрежных курортных районов и т.д.

Окружающую природную среду характеризует высокая про странственная изменчивость, что имеет очень большое экологи ческое значение. Поскольку важнейшей территориальной наукой является география, географическое изучение окружающей среды – необходимая предпосылка для любых экологических исследо ваний.

Особенно важное значение для урбоэкологии имеют методы физической географии (включая климатическую, метеорологию, биогеографию и т.д.) и, в первую очередь, ландшафтоведение, геохимия ландшафтов, некоторые разделы социально экономической и медицинской географии, географии природных ресурсов, населения и др.

Ландшафтоведение в комплексе географических наук, иссле дующих окружающую природную среду, имеет особое значение, поскольку его объектами являются целостные природные и при родно-хозяйственные системы, характеризующиеся взаимодейст вием слагающих их компонентов. Каждому типу ландшафта со ответствует определенное сочетание факторов превращения и перемещения вещества. Горные ландшафты, например, отлича ются проявлением гравитационных сил миграции твердого и рас творенного вещества, пустынные равнины - ветровым переносом твердых частиц, заселенные равнины - преимущественным во влечением в круговорот веществ, являющихся основой построе ния фитомассы, и т.д. Поэтому географические методы делают в принципе возможным определение устойчивости природных ландшафтов к загрязнениям по сопоставлению характера пре вращения и объема миграции вещества внутри самого ландшаф та, а также интенсивности обмена его веществом со смежными территориями. Знание выявленных геохимических особенностей территорий (в том числе устойчивость ее к антропогенным на грузкам), использование результатов геохимических исследова   ний в практических целях позволяют в рамках урбоэкологии бо лее обоснованно выполнить соответствующее зонирование тер ритории и наметить необходимые мероприятия по охране окру жающей природной среды.

Для урбоэкологии также важно определение устойчивости ландшафтов к физическим антропогенным нагрузкам - рекреаци онным, транспортным и другим, выявление динамики ландшаф та, что без использования специальных методов физической гео графии весьма сложно из-за неоднозначности картины последст вий воздействия на различные ландшафты. Например, в ланд шафтах лесостепной зоны от длительного механического воздей ствия (вытаптывание травяного покрова, езда без дорог и т.д.) песчаные, лессовидные и супесчаные почвы быстро теряют свя занность и распыляются. При интенсивном вытаптывании в бере зово-осиновых лесах исчезает подлесок, в травяном ярусе появ ляются злаки, березово-осиновые леса преобразуются в остеп ненные березняки и осинники с преобладанием видов растений, характерных для луговой степи, остепненные дубняки уступают место зарослям степных кустарников и т.д.

Одной из важнейших экологических дисциплин является гигиена.

Задача гигиены - разработка теоретических основ оптимизации условий окружающей человека среды с позиций его здоровья.

Гигиена объединяет все существующие знания о здоровье чело века в целостную систему, позволяющую управлять процессом сохранения и укрепления здоровья людей с учетом многообраз ных социальных и биологических факторов. Гигиенические ис следования направлены главным образом на получение количест венных критериев, которые характеризуют оптимальность тех или иных условий проживания с точки зрения здоровья человека.

Гигиенические критерии широко учитываются в градострои тельных исследованиях и проектировании посредством учета ПДК тех или иных загрязняющих воздух, воду и почву веществ, а также других важнейших показателей в качестве ограничений, критериев зонирования и т.д. В градостроительстве используются достижения гигиенической науки, а также достижения в области нормирования различных санитарных разрывов, очистки произ водственных выбросов и сточных вод, утилизации и обеззаражи вания бытового мусора и т.д.

58   Это важно по следующим причинам. Главной задачей урбо экологии является обеспечение условий для сохранения и укреп ления здоровья людей градостроительными средствами. Без ги гиенических нормативов разработать соответствующие предло жения практически невозможно. Гигиенические нормативы по установлению санитарно-защитных, водоохранных и других зон, по медицинскому зонированию курортов и др. - необходимые элементы пространственной организации городской среды. Ме роприятия по очистке сточных вод, производственных выбросов, организации мусороудаления, по борьбе с локальными проявле ниями эпидемиологических и эндемичных заболеваний и многие другие входят как важнейшая составная часть в систему приро доохранных мер, разрабатываемых в рамках урбоэкологии.

Таким образом, гигиенические методы и нормативы в градо строительных исследованиях и проектных работах весьма важны.

Вместе с тем, при биосферном, экологическом подходе к пробле ме (и об этом говорилось выше) этого далеко недостаточно. Ги гиенические нормативы не всегда адекватно отражают характер обратных отрицательных связей между человеком и природой.

Так, вода в плавательном бассейне, отвечающая гигиеническим требованиям, нуждается перед ее спуском в водоем в не менее тщательной очистке, чем производственные стоки (главным об разом из-за повышенного содержания в ней хлора). Сернистый газ оказывает ощутимое влияние на органы дыхания человека при его концентрации в воздухе не менее 100 мг/м3, но хвойные породы деревьев погибают при концентрациях этого газа, не превышаю щих 20 мг/м.

Следовательно, научные основы урбоэкологии далеко не ис черпываются гигиеной. В частности, развитие науки и техники открывает новые возможности для решения экологических про блем в сфере материального производства, дает большие воз можности для защиты природной среды инженерными и техно логическими средствами.

Наибольший интерес для урбоэкологии представляют сле дующие направления в экологической компенсации инженерно техническими средствами: развитие технологии очистки сточных вод, выбросов в атмосферу твердых промышленных и комму нально-бытовых отходов, внедрение в производство малоотход   ных технологий, более глубокая переработка сырья, всемерная утилизация отходов, проработка более "экологичных" систем транспорта, энергетики, водоснабжения, связи, внедрение в прак тику новых методов инженерной подготовки территории и др.

Очистка стоков, выбросов и отходов - мощное средство в борьбе за сохранение природной среды, и ее значение еще долго будет весьма большим. Вместе с тем, очистка - далеко не опти мальная мера. Ведь очистные сооружения и устройства сами представляют область загрязнения окружающей среды. Поэтому будущее не за очисткой отходов жизнедеятельности, а за малоот ходной технологией, которая развивается в основном по трем ос новным направлениям: разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов;

внедрение систем переработки производственных и бытовых отходов, кото рые должны рассматриваться прежде всего в качестве вторичных сырьевых ресурсов;

создание принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, исключающих тех нологические стадии, на которых происходит образование основ ного количества отходов.

Урбоэкология должна учитывать в первую очередь все те воз можности, которые открывают перед ней главные направления в развитии малоотходной технологии. Особый интерес при этом представляют системы, предусматривающие использование от ходов непосредственно в пределах производственной площадки.

Перспективным представляется, например, использование до менных шлаков в качестве сырья для цементной промышленно сти или для производства строительных блоков, улавливание се ры и других ценных продуктов, производство на этой основе ки слот и других химических продуктов и др.

Внедрение в практику "экологичных" инженерных систем, в том числе "чистых" и бесшумных видов транспорта, прогрессив ных методов водоподготовки, эффективных приемов защиты ок ружающей среды от воздействия электромагнитных колебаний, радиации, теплового загрязнения особенно эффективно в сочета нии с градостроительными методами, обеспечивающими рацио нальную прокладку инженерных коммуникаций, а также разме щение соответствующих инженерно-технических устройств в пределах той или иной территории. Урбоэкология должна дать рекомендации по наиболее эффективным приемам сочетания ин 60   женерно-технической и планировочной экологической компенса ции, которые могут быть использованы при проектировании ин женерно-технических коридоров, формировании на территории специальных инженерно-технических секторов и т.д.

Эстетическая составляющая формирования окружающей сре ды - также важный показатель качества среды обитания людей.

Рис. Застройка городов безликими зданиями, киосками, палатками психически травмирует человека, подавляет его, делает безраз личным к среде обитания (рис. 10). Эстетическое (психологиче ское) "загрязнение" городов на первый взгляд представляется не столь губительным, как традиционные и нетрадиционные загряз нения, имеющие материальную основу. Унылые, лишенные гу манистического содержания жилые районы, безликие фасады одинаковых типовых зданий, плохое озеленение и благоустройст во городских территорий создают тягостное впечатление. Наука еще не сказала своего слова по поводу воздействия антиархитек туры на здоровье людей, но можно предполагать, насколько от рицательно влияют на настроение, самочувствие, работоспособ ность нормального человека унылые проезды и улицы.

To же можно сказать и о межгородских пространствах, бук вально на глазах превращающихся в поля свалок, товарных дво ров, пустошей. Природные ландшафты все более утрачивают не только экологические, но и эстетические свойства, что также влияет на настроение, а следовательно, и на самочувствие людей.

  Получены данные о бесспорном вреде для органов зрения че ловека так называемых гомогенных и агрессивных полей. Поэто му художественное оформление зданий, застройки в целом имеет не только эстетическое, но и функциональное значение. Гомоген ные, однородные поля окружают человека не только на улицах городов, но и в помещениях (гладкие детали интерьеров, приме нение пластиков, древесно-стружечных плит и др.). Не менее опасны для людей и агрессивные поля, равномерно рассредото ченные на одной поверхности.

Урбанизация привела к резкому изменению видимой среды обитания человека в связи с большой распространенностью од нородных и агрессивных полей, господством прямых линий и углов, огромных плоскостей и других символов современной эс тетики. Реакцией на губительные визуальные изменения в окру жающем мире можно считать новое научное направление, зани мающееся исследованием видимой среды как экологического фактора - видеоэкологию, у которой несколько важных задач:

разработка допустимых норм агрессивных и гомогенных полей, рекомендаций по оптимизации видимой среды, контроль за но выми проектами, строительными материалами, оценка допусти мой продолжительности пребывания человека в визуальной сре де, обедненной зрительными элементами, и др. Эстетические ос новы урбоэкологии нельзя представить себе без включения в них фундаментальных категорий эстетики, искусствоведения, соци альной психологии, социологии искусства. Главной задачей при этом остается изучение закономерностей художественного ос мысления и обогащения окружающей среды. Важнейшие поня тия, например категории "прекрасное", "соразмерность", "единст во", "разнообразие" и т.д., необходимо учитывать как в аспекте восприятия и отражения, так и в аспекте ее формирования и про ектирования (рис. 11).

Урбоэкология развивается как часть градостроительной науки и во многом основана на ее методологии. Для методологии гра достроительства характерны несколько научных подходов, из которых наиболее существенны для урбоэкологии - территори ально-градостроительный, комплексный, системный и биоэколо гический.

62   Рис. Остановимся на этих подходах подробнее:

• Территориально-градостроительный подход. Примени тельно к решению задач урбоэкологии этот подход определяется особенностью мероприятий по охране окружающей природной среды, намечаемых в научных и проектных работах по градо строительству. Эти мероприятия образуют определенную систе му, пространственные границы и характер функционирования которой обусловлены конкретной территорией, особенностями и структурой ее планировочной организации. Территория выступа ет в данном случае как интегрирующая категория, и от того, на сколько рационально она организована и используется, зависит не только гармоничное развитие и размещение производства, со циальной сферы, но и действенность природоохранных меро приятий. В свою очередь, территориально сбалансированное при родопользование - одна из важнейших предпосылок рациональной планировки и застройки городов и их систем.

• Комплексный подход. При исследовании и проектировании градостроительных структур очень важно стремиться к достиже нию наибольшей полноты и комплексности как по горизонтали (охват возможно большего числа представленных на данной тер ритории отраслей хозяйства), так и по вертикали (стремление   наиболее полно и всесторонне рассматривать эти вопросы). Это одинаково важно и для аналитических, и для конструктивных разделов, для антропогенной и природной составляющих данной территории, поскольку только совместное рассмотрение всех многообразных проблем может привести к принятию действи тельно обоснованных и серьезных проектных решений.

• Системный подход. Идея системного подхода - рассмотре ние того или иного явления как сложного целого, состоящего из совокупности взаимосвязанных элементов - не новая для многих отраслей знания. Крупнейшие открытия в биологии К. Линнея, Ж.Д. Ламарка, Ч. Дарвина, периодическая таблица элементов Д.И.

Менделеева, учение о биосфере В.И. Вернадского представляют блестящие образцы системного подхода к исследуемым пробле мам. В частности и градостроительство (включающее урбоэколо гию) по своей сущности является системной дисциплиной, по скольку главное его содержание состоит в том, чтобы на основе анализа и синтеза взаимосвязей природных, социально экономических и технических составляющих территории создать интегрированную модель района и в конкретных условиях наме тить систему мероприятий для ее реализации.

Число способов системного представления объекта может быть очень большим, поскольку это представление субъективно.

Но в любом случае необходимо учитывать два наиболее важных условия: первое - комплексный охват всех существенных природ ных, экономических и экологических факторов и второе - расчле нение любой сложной проблемы на ряд проблем более низкого уровня, требующих своего особого подхода и имеющих наилучшее решение для рационального функционирования системы в целом.

Как управляющая система (т.е. система, содержащая комплекс проектных решений и рекомендаций) градостроительство должно опираться в первую очередь на системный анализ (методологию решения крупных комплексных проблем в сфере управления), способный упорядочить логику разработки градостроительных (в том числе и урбоэкологических) проблем, соизмерить поставлен ные цели с имеющимися ресурсами и достаточно надежно вы брать необходимый вариант проектного решения.

• Биоэкономический подход. Большие масштабы хозяйствен ной деятельности наносят природной среде огромный ущерб. Но 64   существуют и интенсивные отрицательные обратные связи - уг нетение и деградация природы оборачивается для экономики, социальной сферы, общества в целом колоссальными потерями.

Чем выше уровень загрязнений окружающей среды, тем больше соответствующие затраты на их предотвращение. Дальнейший рост этих затрат, в конце концов, может сделать убыточным лю бое производство. С другой стороны, чем ниже затраты на очист ку среды, тем больше ущерб от загрязнений и других нарушений в природной среде. В этом заключается экономическое содержа ние проблемы поиска оптимальных воздействий на природу. Же лаемый оптимизм может быть достигнут тогда, когда дополни тельные издержки на предотвращение отрицательных последствий антропогенного пресса на природу по меньшей мере уравновесятся экономией от снижения ущерба, наносимого подобным давлением.

Многообразные природные и антропогенные процессы в на стоящее время так тесно взаимосвязаны, что давно уже появилась объективная необходимость подходить к современному произ водству как к сложной эколого-экономической системе, не про тивопоставляя экономическую и природную системы друг другу.

Ясно, что подобный подход требует осуществления производст венных процессов с учетом сохранения равновесия окружающей среды, т.е. по существу реализации принципа рационального природопользования.

Успешное управление современным общественным производ ством невозможно без объединения методов управления эконо мическим развитием с методами управления естественными био логическими процессами в единую методологию управления био экономической системой, под которой следует понимать инте грацию экономики и природы, представляющую собой взаимо увязанное и взаимообусловленное функционирование производ ства и протекание естественных процессов в природе.

Любой процесс, связанный с деятельностью людей, как и лю бой естественный процесс, протекает в пространстве и времени.

Поэтому особое значение в их гармонизации имеют территори альные дисциплины, в том числе и градостроительство, в кото ром пока еще преобладает сугубо утилитарный социально экономический подход. В новых условиях экологическая состав ляющая градостроительства, т.е. анализ, прогноз, синтез состоя ния всех компонентов природной среды того или иного города,   должна быть значительно усилена. Необходимо по-новому под ходить к вопросам рационального природопользования на урба низированных территориях, достаточно надежно учитывать по тенциальные возможности экосистем. Традиционный подход к градостроительству должен уступить место более прогрессивно му, более соответствующему современной экологической ситуа ции в городах достаточно широкому биоэкономическому подхо ду, предполагающему рассмотрение "на равных" как антропоген ной, так и природной составляющих городов и их систем. Такой подход в рамках урбоэкологии способен обеспечить достижение совокупной эффективности планировочных мероприятий, на правленных как на рациональную организацию в городе произ водства, так и на сохранение и обогащение его природной среды.

2.2. БИОПОЗИТИВНЫЙ УСТОЙЧИВЫЙ ГОРОД (ЭКОСИТИ) 2.2.1. Концепция создания экосити При новом строительстве может быть рекомендовано возведе ние принципиально нового устойчивого экосити или экорайона с максимальным использованием экосовместимых решений, по зволяющих минимизировать или полностью исключить внесение загрязнений в среду, повысить качество жизни, приблизить жите ля к природе, улучшить понимание поддержки природной среды, снизить энергопотребление и др.

Концепция (идеология) устойчивого экосити является основой для разработки принципиальных решений и поэтому представля ет особый интерес. Отметим, что в разных работах концепция экосити несколько варьируется и различается степенью детализа ции, но имеются некоторые общие положения:

Смысл создания экосити состоит:

• в обеспечении устойчивости города;

в сокращении гло бальных и региональных воздействий города на природную сре ду, достижении состояния экологического равновесия;

• в создании высокого качества жизни людей и достойного жилища для каждого человека, в создании устойчивых и хороших условий для жизни животных и растений.

66   К направлениям создания устойчивого города относятся:

• совершенствование сложившихся мест расселения;

• экореконструкция города и зданий;

визиоэкология;

перевод под землю ряда объектов;

энергосбережение;

использование не традиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ);

• экологическое зонирование, благоприятное размещение промышленности;

экологизация транспорта;

• фитомелиорация;

озеленение всех вертикальных и горизон тальных поверхностей;

• глубокая очистка сточных вод и система сбора отходов;

сбор и использование дождевой воды;

• разработка новых экологичных решений для мест расселе ния, зданий и сооружений;

• достижение экологического равновесия, миниатюризация мест расселения;

• решение проблем сенсорной экологии (зрение, запах, звук);

• глубокая очистка загрязнений, система утилизации и по вторного использования;

• полностью устойчивое биопозитивное место расселения (экосити);

• принципиально новые решения экологичных мест расселе ния;

• достижение экологического равновесия на Земле;

• биопозитивные места расселения на шельфе;

• биопозитивные места расселения на Луне и в космосе;

• биопозитивные места расселения на других планетах.

Степень устойчивости и экологичности города можно оценить следующими критериями:

• минимизирует ли город глобальные воздействия (миними зация использования энергии и ресурсов, исключение отходов и загрязнений);

• минимизирует ли город региональные воздействия (загряз нения водных бассейнов, рек, воздуха, земли и др.);

• обеспечивает ли город наличие многообразных и обширных естественных территорий для животных и растений;

• предоставляет ли город каждому человеку широкие воз можности и широкий выбор для реализации его нужд;

  • приспособлен ли город для удобной, приятной, спокойной, здоровой, устойчивой жизни каждого жителя, обеспечивает ли возможности для постоянного общения жителей;

• обеспечивает ли город равные возможности для различных этнических, возрастных, культурных, профессиональных и дру гих групп;

• является ли город саморегулирующейся структурой, разви вающейся как комплексная система и реагирующей на изменения с помощью прямых и обратных связей;

не прерывает ли город природные потоки веществ и энергии;

• обеспечивает ли город наличие достаточного жизненного пространства для каждого жителя (достаточно ли мала плотность населения);

• достаточно ли экологичны все формы жизни и деятельности человека в городе (транспорт, промышленность, энергетика и др.);

• экологичны (биопозитивны) ли все решения зданий и ин женерных сооружений, сохраняется ли почвенно-растительный слой от застройки;

• обеспечивает ли город экологическое воспитание жителей и формирование новой экологичной этики путем новых урбоэколо гических и архитектурно-строительных решений.

Устойчивый экосити создается, с одной стороны, для жителей (повышение качества жизни, приближение к природе, экономия энергии, поощрение передвижения на велосипеде или пешком и др.) и, с другой стороны, для поддержки природы. Можно выде лить цели создания экосити:

для жителей:

• повышение качества жизни (более чистый воздух, зелень, малая этажность, чистая вода, экологичные материалы и др.);

• постоянное экологическое воспитание жителей, прибли жение к природе;

• поощрение коммун, общения жителей в коммунах (в эко сити предусмотрено все для максимального общения);

• обеспечение здоровья и безопасности жителей;

• обеспечение общественной справедливости (нет резкого отличия в размерах и качестве жилья);

• поощрение мелких товаро-производителей и торговцев (1-й этаж дома - мастерские или магазин, кафе, 2-й этаж - квартира);

68   • достижение экономии энергии, экономичности жилья;

по ощрение естественных технологий;

• уважение к историческому наследию;

• повышение эстетических качеств города. восприятие го рода как естественного компонента природной среды, вклю чение его в экосистему;

для природы:

• восстановление, исцеление биосферы (воздуха, воды, почвы, биоразнообразия, экосвязей), пополнение энергии, био массы, пищи;

• озеленение, создание зеленых коридоров для свободной миграции животных;


• сокращение или исключение загрязнений природы от го рода;

• использование возобновимой энергии и сокращение по требления невозобновимой энергии, невозобновимых мате риалов;

• сокращение площади города, недопущение "расползания" городов, сохранение естественных ландшафтов от застройки;

• сокращение загрязнений и разрушения природы от транс порта;

• постепенное изменение в позитивном направлении отно шения людей к природе;

• сохранение природы;

поддержание участков «дикой»

природы;

• осуществление строительства экосити - поддержание эко логического равновесия между освоенными и естественными территориями.

2.2.2. НАПРАВЛЕНИЯ СТРАТЕГИИ СОЗДАНИЯ ЭКОСИТИ К основным направлениям стратегии создания устойчивого города на основе идеологии экосити относятся:

• Генплан. Озеленение значительной части города, района (озеленение должно быть рассчитано с учетом очистки воздуха и частичной очистки дождевой воды) и создание зеленых коридо ров для прогулок жителей, свободной миграции животных;

соз   дание сети улиц с учетом устройства велодорожек и пешеходных дорожек, не пересекающихся с автомобильным транспортом;

сбор дождевой воды с проезжей части и тротуаров для вторично го применения;

полное использование подземного пространства для устройства складов, гаражей, стоянок, аккумуляторов тепло вой энергии и др.;

в центре района - экоцентр образования и вос питания, зал собраний и культурно-коммерческий центр;

при возможности - отдельно сохраняются старые здания и сооруже ния (культурное наследие), которые могут быть реконструирова ны и использованы;

большой парк (сквер) в составе озеленения с игровыми площадками и аттракционами для детей;

участки "ди кой природы" (небольшие пруды, речки, болота, луга, рощи и др.) с возможностью спокойного проживания небольших диких жи вотных, удаленные от транспортных магистралей и жилья;

пло доносящие сады и огороды для производства продукции, внесе ния вырабатываемого из биоотходов биогумуса;

включение этих решений в систему экологического воспитания.

• Устойчивые архитектурно-планировочные решения зданий.

Используется только малоэтажная высокоплотная застройка, зда ния не выше деревьев (2-5 этажей);

первый этаж - как правило, мастерские, магазины, кафе, второй этаж - жилое помещение;

кровля-газон или гелиоколлектор, солнечная батарея;

широко используются пространственные конструкции покрытий как формы, наиболее близкие к природным формам;

энергоактивные здания;

форма зданий наиболее приспособлена для утилизации солнечной (и ветровой) энергии и энергосбережения (утепленные северные стены с минимумом проемов, теплицы и зимние сады с южной стороны, энергосберегающие окна, двери, стекла, фор точки, жалюзи);

места расположения жилых зданий выбираются с учетом исключения вредных воздействий электромагнитных полей земли (в стороне от геопатогенных зон);

в конструкциях (кровля, стены) предусмотрены меры по наиболее полному озе ленению горизонтальных и вертикальных поверхностей;

в отдел ку зданий введены элементы национального искусства, настен ной живописи. Имеется достаточно широкий набор зданий - от дельно стоящие индивидуальные дома, сгруппированные, коопе ративные и др., но все они - недорогие, "неприбыльные".

70   • Устойчивые конструктивные решения зданий и сооружений:

надземно-подземные, подземные, здания на неудобъях, биопози тивные «умные» здания и инженерные сооружения, обеспечи вающие сохранение почвенно-растительного слоя, очистку и вос становление природной среды.

• Повышение устойчивости путем обеспечения общения, связей и равных возможностей по качеству жилья и обслужива ния жителей. В составе экокварталов города предусматривается строительство залов общественных собраний (театров), экологи ческого центра образования и воспитания с видеозалом, неболь шим зоопарком, аквариумом, террариумом, оранжереей;

многие жилые дома соединены на уровне 2-го этажа верандами, играю щими роль тротуаров, отделенных от проезжей части;

отдельные здания имеют общие кровли-газоны или площадки-газоны на уровне 2-го этажа для общения и прогулок соседей;

некоторые жилые дома имеют общие сети сбора и очистки сточных и дож девых вод и общие установки для утилизации биоотходов и про изводства биогумуса.

• Устойчивая энергия. Приняты все возможные решения по устойчивости энергопотребления, экономии энергопотребления и использованию возобновимой энергии: энергосберегающие объ емно-планировочные и конструктивные решения зданий, гелио коллекторы и солнечные батареи на кровлях и экранах лоджий, регуляторы тепла на каждой батарее и счетчики тепла, пассивное солнечное отопление и летнее охлаждение, использование стра тегии "зеленого проектирования"("green design strategy"), аккуму лирование энергии, утилизация внутреннего тепла;

солнечные батареи на кровлях отдельных зданий, объединенные в общую электростанцию;

при возможности - использование подземного тепла, ветровой энергии, биогаза, поступающего от метантенка с биоотходами, и др.

• Устойчивые материалы. Максимально используются при родные (главным образом имеющиеся в большом количестве в данном регионе и традиционные для него) материалы (кирпич, природный камень, дерево, черепица, стекло и др.), не вредные для человека. Поощряется использование материалов, которые могут быть в наибольшей степени рециклируемы (повторно ис пользованы) с минимальными потерями после выполнения своих   функций, при реконструкции или разборке - естественный ка мень, кирпич, дерево, стекло, алюминий, и др. Не рекомендуется использование выделяющих вредные вещества синтетических отделочных материалов, любых других материалов с вредными выделениями (гранитный щебень с повышенной радиоактивно стью и др.). Ограничивается использование железобетона и стали.

• Устойчивая деятельность в городе. Использование только экологичной техники и технологий, безотходность, природопо добие.

• Устойчивый транспорт. В экосити поощряется общест венный транспорт, не загрязняющий среду или создающий малые загрязнения, причем преимущество отдается электротранспорту (идеальным является электротранспорт в подземной трубе - типа метро) или личным электромобилям или автомобилям на газе;

всячески поощряется пешеходное движение (для этого устраива ется специальная сеть дорожек, не пересекающихся с транспорт ными путями, с озеленением), велотранспорт (для чего также уст раивается сеть удобных велодорожек, стоянок). На первом месте при проектировании сети дорог стоят пешеходные и велодорож ки, а не автодороги;

все стоянки личного транспорта находятся на границах экокварталов, чтобы не было проезда внутри кварталов;

в особо нагруженных участках рекомендуется устройство дви жущихся тротуаров.

• Устойчивое водопотребление. Вводятся меры по эконом ному использованию воды: предусматривается сбор и использо вание дождевой воды, стекающей с крыш (после небольшой очи стки - как питьевой воды), сбор и использование дождевой воды с покрытий автодорог и проездов (после небольшой очистки - для полива зеленых насаждений, смыва в туалетах), сбор и повторное использование сточных бытовых вод после глубокой очистки (для полива зелени, смыва в туалетах), устройство подземного резервуара чистой воды для района;

предлагается устройство не большого центра внутри экокварталов по подготовке, использо ванию и очистке всей воды внутри этого квартала (центр рецик линга воды всех соседей в экоквартале), причем в этом центре могут быть установлены и некоторые сооружения и устройства, требующие повышенного расхода воды, - бассейны для плавания, стиральные машины для всего квартала и др.;

в подземном про 72   странстве под этим центром располагаются резервуары чистой воды, устройства глубокой очистки стоков и небольшой очистки дождевой воды. Используются и простые способы экономии во ды: счетчики, умывальники, душевые, краны с пониженным рас ходом воды и др.

• Устойчивая система отходов. Внутри экосити действует система сбора и утилизации всех твердых бытовых отходов с це лью, во-первых, их минимизации и, во-вторых, полного рецик линга. Для этого отходы сортируют при их сдаче (в развитых странах принята сортировка бытовых отходов населением на го рючие, утилизируемые и бросовые, причем только последние идут на свалку). Как правило, в экоквартале все жители должны собирать отходы бумаги, стекла, металла, пластмасс в раздельные сборники. Отдельно собирают органические отходы. Если все же есть часть отходов, которые надо направить на свалки, то для со кращения объемов свалок отходы, которые туда направляются, прессуют на маленьких домашних прессах (они серийно выпус каются за рубежом). Это также исключает возгорание, развитие грызунов, выделение запахов. Растительные остатки и органиче ские отходы компостируют и используют для получения биогу муса с помощью разных видов дождевых червей (вермикультура).

• Очистка, рециклинг, восстановление свойств. Предусмот рена очистка всех загрязнений, сокращение (минимизация) по ступления отходов и их повторное использование в результате рециклинга и переработки;

очистка воздуха от пыли и загрязне ний и улучшение его состава с помощью озеленения и сокраще ния выбросов, очистка воды, очистка и восстановление свойств почвы с помощью растений и биогумуса и др.

• Устойчивые ландшафты и устойчивое озеленение;

воз можное производство биопродукции (овощей и др.). Устойчиво му озеленению и фитомелиорации города и экокварталов уделено специальное внимание: высокий индекс озелененности (много взрослых деревьев), специально подобраны виды деревьев, кус тарников, трав с целью наиболее продуктивной очистки воздуха и дождевой воды и поступления в воздух целебных фитонцидов, создания наиболее эстетичных, и наиболее биопродуктивных (много зеленой массы) ландшафтов;


озеленение всех доступных для этого горизонтальных и вертикальных поверхностей зданий и   сооружений (кровли-газоны, стены-газоны, шумозащитные и подпорные стены-газоны, озелененные ограды, столбы освеще ния);

создание системы ухода за этой зеленью;

возможное отве дение небольшой части территории для плодоносящего сада и огорода, куда и поступает компост и гумус.

• Устойчивая фауна (мероприятия по сохранению биологи ческого разнообразия, создание "ниш" для животных). Отвод не большой части территории в зоне парка для создания участка "дикой природы" и расселения мелких животных, характерных для данного ландшафта и климата;

устройство в конструкциях зданий и инженерных сооружений специальных "ниш" и скво речников для привлечения и расселения мелких животных и птиц;

поддержание "зеленых коридоров", чистой среды, отсутст вия шумового загрязнения для привлечения, обеспечения суще ствования, размножения и свободной миграции животных;

вве дение этого хозяйства в общую систему экологического воспита ния детей.

• Экологическое образование и воспитание, проверка пер спективных экологичных решений. Выделение участков на терри тории города и экокварталов для возведения новых типов пер спективных экологичных зданий: например, полностью энерге тически автономный дом, энергоактивные здания, здания с при строенными вертикальными теплицами с южной стороны, здания с полной утилизацией внутреннего тепла, надземно-подземные жилые дома (вся поверхность почвы не занята застройкой, кроме опор), активно - биопозитивные здания с очисткой воздуха и во ды через все поверхности, контактирующие с воздухом и грунто вой водой, "умные" здания с автоматическим слежением за со стоянием здоровья жильцов и поддержанием нормального их со стояния, здания с естественными и не требующими энергозатрат технологиями (например, технологией вентиляции) и др. Возве дение экоцентров для экологического образования и воспитания всего населения экокварталов с кинозалом, лекционной аудито рией, выставкой, видео-центром, экоигротекой, зооуголком, ак вариумом, оранжереей, теплицей и др.

Оригинальной частью экосити является идея "самостроя" (окончания строительства и отделки каждого жилого дома его будущим владельцем) с целью внесения элемента индивидуаль 74   ности в отделку зданий. Участие будущего владельца может на чинаться и раньше возведения "коробки", на стадии разработки объемно-планировочных решений. Таким образом поддержива ется участие и заинтересованность будущих жителей в наиболее приемлемом для них жилье.

В экосити используется нестандартное направление в архитек туре - "архитектура с постоянной агрокультурой" ("architecture with permaculture = permanent agriculture"). При этом архитектур ном проектировании экополиса рекомендуется учитывать целый ряд "частных стратегий" - физической и природоохранной (на пример, реабилитация и восстановление почв, создание ниш и др.), биологической (создание полезных сообществ растений и животных и др.), пространственной (создание пространственных форм в гармонии с природой и др.), технической (проектирова ние энергоэффективных структур и др.), культурной (снятие барьеров для использования необычных ресурсов и др.), админи стративной (создание эффективных структур управления ресур сами и др.), общественной (общественное финансирование и под держка рециклинга и др.), проектной (создание гармоничных свя зей между отдельными компонентами и природной системой) и др.

2.3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГОРОДОВ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравни тельно небольших территориях населения, транспорта и про мышленных предприятий, с образованием антропогенных ланд шафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения мира в полтора-два раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1949 - 1989 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних - в 3 и малых - в 2 раза.

Социально-экономическая обстановка привела к неуправляе мости процесса урбанизации во многих странах. Процент город ского населения в отдельных странах равен: Аргентина - 83, Уругвай - 82, Австралия - 75, США - 80, Япония - 76, Германия 90, Швеция - 83. Помимо крупных городов-миллионеров быстро   растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон, Бостон и Лос-Анджелес, Сан-Франциско в США;

города Рура в Германии;

Москва и Кузбасс в России, Донбасс на Украине.

Круговорот вещества и энергии в городах значительно пре восходит таковой в сельской местности. Средняя плотность есте ственного потока энергии Земли - 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем – 0,1 Вт/м2. В городах она возрастает до 30 - 40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен) – рис. 12.

Рис. Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60 - 70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная кон денсация влаги приводит к увеличению осадков на 5 - 10%. Са моочищению атмосферы препятствует снижение на 10 - 20% сол нечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над го родом охватывают слои атмосферы в 250 - 400 м, а контрасты температуры могут достигать 5 - 6°С. С ними связаны темпера турные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, ту манам и смогу.

76   Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов дости гает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1 м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все круп ные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

Водоносные горизонты под городами сильно истощены в ре зультате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами он физически уничтожается, а в зонах рекреаций (парки, скверы, дворы) сильно уничтожается, загрязняется быто выми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащает ся тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует вод ной и ветровой эрозии.

Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” - парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фито ценозов не соответствует зональным и региональным типам есте ственной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддер живается человеком. Многолетние растения в городах развива ются в условиях сильного угнетения (рис. 13).

Экологические проблемы крупных городов более детально и конкретно можно рассмотреть на примере Москвы. Исчерпы вающую оценку экологического состояния столь крупного и сложного объекта как Москва дать затруднительно по следую щим основным причинам:

• оценка должна учитывать множество самых разных показа телей по всем районам и предприятиям, производственным зонам, магистралям, системам связи, рекреационным площадям и т.д.;

• полученные сведения должны быть систематизированы, сведены в единую легко интерпретируемую систему;

• система сбора и обобщения имеющихся данных пока что не имеет единой научной концепции и разрозненна.

  Рис. Обобщенные данные проводимых исследований свидетельст вуют о сложном экологическом состоянии Москвы. Город стре мительно растет, переходит за кольцевую дорогу, сливается с го родами-спутниками. Средняя плотность населения 8,9 тыс. чел.

на 1 км2. Сотни тысяч источников выбрасывают в воздух огром ное количество вредных веществ, так как частичная очистка вне дрена только на 60% предприятий. Особый вред наносится авто мобилями, технические параметры которых не соответствуют требованиям к качеству воздуха. Выхлопные газы автомашин дают основную массу свинца, износ шин - цинк, дизельные мото ры - кадмий. Эти тяжелые металлы относятся к сильным токси кантам. Промышленные предприятия производят много пыли, окислов азота, железа, кальция, магния, кремния. Эти соединения не столь токсичны, однако снижают прозрачность атмосферы, 78   дают на 50% больше туманов, на 10% больше осадков, на 30% сокращают солнечную радиацию. В целом на 1 москвича прихо дится 46 кг вредных веществ в год.

Тепловое воздействие увеличивает температуру в городе на 3 - 5°С, безморозный период на 10 - 12 дней и бесснежный - на 5 - 10 дней. Нагрев и подъем воздуха в центре вызывает подток его с окраины - как из лесопаркового пояса, так и из промышлен ных зон.

Расход воды в Москве на 1 жителя - около 700 л/сутки. При огромных расходах на очистку даже водопроводная вода содер жит некоторое количество вредных соединений, главным обра зом удобрений и ядохимикатов. Водные ресурсы используются нерационально - более 20% воды уходит неиспользованной. В районах со счетчиками (г. Зеленоград) водопотребление в 2 - раза меньше.

Сточные воды города на 98,6% подвергаются биологической очистке, однако в водоемы все же попадает очень много песка, соли, подкисленной и теплой воды. Дефицит воды - один из фак торов сдерживания жилищного строительства. Из 1650 главных промышленных предприятий систему оборотного водоснабжения имеют лишь 160.

В пределах города почвы значительно отличаются от своих аналогов в данной природной зоне - кислых дерново подзолистых. В первую очередь надо отметить повышение pH до 8-9, что связано с поступлением из атмосферы карбонатов каль ция и магния. Почвы обогащены также органическими вещества ми, главным образом сажей - до 5% вместо 2 - 3%. Содержание тяжелых металлов в 4 - 6 раз превышает фоновое.

Зеленые насаждения занимают 30% площади города, что дает 25 - 30 м2 на человека (Париж - 6, Лондон – 7,5, Нью-Йорк – 8,6).

Вместе с тем, насаждения внутри города мало связаны с лесопар ковым поясом, да и последний слишком узкий – 15 - 20 км. Толь ко с севера Москва относительно защищена зеленым поясом. До 30 - 40% насаждений затронуто болезнями, угнетено и потеряло способность к самовозобновлению. Лесопарковый пояс в дни от дыха ежедневно принимает до 4 млн человек. Эти нагрузки выше допустимых.

  3,5 млн человек в Москве живут в условиях экологического дискомфорта, а около 1 млн - в районах предельного дискомфор та. Загрязнение отдельных частей города различно. Две трети всех вредных выбросов приходится на 6 районов. Сложная об становка в кварталах вдоль Садового кольца.

Заболеваемость москвичей в среднем выше, чем по другим районам страны: распространены болезни органов дыхания, аст ма, различные виды аллергии, сердечно-сосудистые заболевания, болезни печени, желчного пузыря, органов чувств. Из 94 круп нейших городов мира Москва по рождаемости находится на 62-м, по смертности - на 70-м, по естественному приросту - на 71-м месте. Выживаемость детей во многих столицах мира в 2 - 3 раза выше, чем в Москве.

Экология Москвы тесно связана с фоном, природными усло виями Подмосковья и климатом европейской территории России.

Важнейшее значение имеет так называемый “западный перенос” - преобладание в течение года ветров западных румбов. При этом, западные и северо-западные районы города получают более свежий воздух, который дополнительно очищен над лесными массивами западной части Московской области. В восточные районы Москвы поступает воздух, загрязненный над городской территорией. В периоды преобладания восточных и юго восточных ветров Москва получает менее чистый воздух, по скольку юго-восток области залесен на 25-30%, значительно рас пахан и более индустриальный. Северо-запад столицы имеет бо лее чистые водоемы, поскольку основные водотоки Подмосковья текут с северо-запада на юго-восток. Общие особенности почв и рельефа также обусловливают дифференциацию экологических условий. Северо-запад Москвы более возвышенный, холмистый, имеет более тяжелые, глинистые и суглинистые почвы. Это спо собствует активному поверхностному смыву, горизонтальной миграции загрязнения, его концентрации в водоемах и малому проникновению в грунты. На юго-востоке большее распростра нение имеют песчаные равнинные поверхности с малыми укло нами. Здесь лучшие условия для вертикальной миграции загряз нений, заражения грунтовых вод.

Москва заметно влияет на прилегающую местность: атмо сферное загрязнение распространяется на восток на 70 - 100 км, 80   депрессионные воронки от забора артезианских вод имеют ра диусы 100 - 120 км, тепловое загрязнение и нарушение режима осадков наблюдается на расстоянии 90 - 100 км, а угнетение лес ных массивов - на 30 - 40 км.

Наиболее обстоятельный анализ комплексного воздействия городов на природную среду реализуется в настоящее время Ин ститутом географии СО РАН в Иркутске и Центром практиче ской геоэкологии (ЦПГ) в Москве. В частности, ЦПГ осуществ ляет такой анализ на основе оценки экологического состояния и функционального зонирования городской территории Москвы.

Основная цель функционального зонирования - выделение в пределах города относительно однородных по природным осо бенностям и техногенной нагрузке участков на предмет их хозяй ственного использования с учетом геоэкологической ситуации.

Предложенная методика функционального зонирования бази руется на природоохранных принципах:

• степени естественной защищенности территории от нега тивных процессов и явлений, сопровождающих техногенное вмешательство;

• степени воздействия различных объектов городской инфра структуры на элементы природного комплекса.

Подобный подход к зонированию городской территории, опи рающийся не только на анализ условий застройки, но также и на характер природных условий, определен как функционально геоэкологическое зонирование.

Состав и напряженность экологических проблем города зави сит от: его масштаба, природных условий городской территории и окружающей местности, характера и масштабов производства, особенностей геоэкологической ситуации, совершенства инже нерных сетей и коммуникаций, уровня культуры горожан.

Биосферная компонента города включает в себя, помимо че ловека, все виды зеленых насаждений, городские популяции жи вотных - голубей, воробьев, ворон, галок, водоплавающих птиц, зимующих на проталинах водных объектов, крыс и мышей, «одо машненных» насекомых, таких как комары, блохи, тараканы, клопы, наконец микробное и вирусное «население» многоэтаж ных зданий и городских квартир.

  Преобразования геоэкологических условий в пределах город ских территорий выражаются в изменении: водного баланса меж ду поверхностными, грунтовыми и глубокими подземными вода ми, теплового баланса и температурного режима атмосферы, гео динамической ситуации, почвенно-грунтовых условий, состояния подземного пространства в основании города.

Рис. Пpотивоpечия, осложняющие оптимизацию экологических ус ловий городской среды, формируются между: планиpовочными подходами, тpебующими сближения пpоизводств и селитебных зон, сокpащения буферных и рекреационных территорий;

много сторонними и не всегда совпадающими социальными потребно стями горожан, позициями стpоительных фиpм, интеpесы котоpых во многом опpеделяются тpанспоpтной доступностью стpойучастков, близостью или отдаленностью существующих коммуникаций, также стоимостью земли, диспропорцией имуще ственного обеспечения горожан. Расползание гоpодов вызывает:

сокращение сельскохозяйственных угодий;

интенсификацию ис пользования энеpгетических pесуpсов, вплоть до их истощения;

ухудшение состояния воздушной сpеды;

дегpадацию водных pесуpсов;

утpату и сокpащение мест отдыха, а также зеленых 82   массивов внутpи и по пеpифеpии гоpодов;

возникновение и воз действие на организм человека электpомагнитных излучений;

изменение микpоклиматических условий;

осложнение инженеpных геоэкологических условий pазвития и эксплуатации гоpода, жилых и пpомышленных зданий, сооpужений и инженеpных систем;

активизацию и появление многих новых, не свойственных данной местности, инженеpно-геологических пpоцессов;

осложнение зооэкологической обстановки;

осложне ние санитаpно-гигиенической и эпидемиологической обстановки;

возникновение и усиление социальной напpяженности (рис. 14).

2.4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГОРОДОВ С АБИОТИЧЕСКИМИ КОМПОНЕНТАМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ 2.4.1. Города и литосфера Города и другие техногенные образования на Земле занимают примерно 2,5 - 3% ее суши. И их количество постоянно растет.

Считают, что уже к середине XXI в. более 15% суши будет занято городами, промышленными устройствами.

Земля имеет огромную потребительскую ценность, главным образом потому, что ее верхний слой является почвой. Почвы характеризуются высокой концентрацией в них живого вещества, продуктов его жизнедеятельности и отмирания, обладают высо кой химической активностью. Через почвенный покров осущест вляются сложнейшие процессы обмена веществ и энергии лито сферы, атмосферы и гидросферы.

Запасы почвы достаточно велики, но условия для дальнейшего почвообразования существуют лишь на 22% площади планеты.

Разрушение почвы происходит достаточно быстро вследствие естественных и антропогенных причин. А на создание слоя поч вы толщиной 3 см уходит порядка 1000 лет.

Ежегодно из недр Земли извлекается около 100 млрд т горных пород, причем большая часть – открытым способом. Из-за этого разрушается не только почвенный покров, но и меняются гидро геологические условия.

  Многие нарушенные земли находятся близко от городов, где развито сельское хозяйство, сосредоточены места загородного отдыха людей. При этом, большие нарушения почвенного покро ва происходят из-за строительства различного рода выемок, на сыпей, образования террикоников. Сама градостроительная дея тельность невозможна без срезки почвенного слоя, перемещения грунта.

Большую опасность представляет неумеренное применение пестицидов. Пестициды являются чужеродными организму веще ствами. Они оказывают токсичное действие на организм, пора жают центральную нервную систему, внутренние органы, обла дают мутагенным эффектом. Особенно к их действию чувстви тельны дети в возрасте до года. Пестициды опасны для здоровья и обладают канцерогенными свойствами. Организация по защите окружающей среды (ЕРА) допускает, что из 320 пестицидов, раз решенных к применению в агрономии, по меньшей мере 66 – предполагаемые канцерогены. Токсические свойства пестицидов зависят от их химической структуры, а также от концентрации, длительности воздействия и путей поступления в организм.

Проблема ликвидации твердых бытовых отходов (ТБО) была известна еще на заре человеческих поселений. С тех пор масшта бы образования мусора на планете выросли в сотни тысяч раз. По своему составу ТБО неоднородны и содержат макулатуру, чер ные и цветные металлы, пищевые отходы, пластмассу и т.д.

Значительное место в бытовом мусоре занимают отбросы из синтетических материалов, которые практически не расщепляют ся естественным путем, накапливаются в окружающей среде и загрязняют почву и воду. На каждого жителя Земли приходится более 20 т опасных отходов. Значительные объемы бытовых от ходов хранятся на свалках.

В разных частях планеты широко известно явление геохимиче ских аномалий в ландшафте. Известны геохимические аномалии, характеризующиеся избыточным содержанием тех или иных элементов. До настоящего времени на Земле выплавлено не ме нее 20 млрд т железа. В России из-за коррозии и истирания теря ется не менее 2 млн т железа, т.е. около 10% от выплавляемого ежегодно металла.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.