Урбанизация и экология

Урбанизация и экология

   Появление на Земле созданной человеком  искусственной среды (городов и  поселков, инженерных сооружений и  т. п.) стало одной из важнейших  особенностей процесса взаимодействия человека и природы. Урбанизированные ландшафты (города, пригородные территории) постоянно растут, расширяются, а территория Земли остается постоянной, возрастает только ее ценность в связи с уменьшением незастроенных площадей. Для градостроительства любой ландшафт – природный ресурс, влияющий на градообразование. Вместе с тем в градостроительстве для создания необходимых гигиенических условий проживания людей необходима охрана среды, как в самом городе, так и вокруг него, поскольку без определенной естественной окружающей среды города не могут существовать. При этом одно из ключевых условий обеспечения устойчивого социально-экономического развития – рациональная организация расселения в стране и регионах. Главными задачами здесь являются:

• адаптация процессов распределения населения по стране, демографических и расселенческих процессов в регионах, развития и изменения территориальных и. функциональных форм расселения к новым рыночным условиям (преобладанию негосударственных форм собственности и появлению в связи с этим новых форм экономического поведения хозяйствующих субъектов);
• обеспечение адекватного учета новых геополитических условий (резкое увеличение числа приграничных регионов, появление большого числа вынужденных мигрантов из стран СНГ, из очагов межнациональных конфликтов);
• регулирование стихийного оттока населения из северных и восточных регионов;
• изучение этнополитической ситуации и предупреждение межнациональных конфликтов;
• преодоление кризиса крупных городов, как центров сосредоточения преимущественно обрабатывающей и наукоемкой промышленности, испытавшей наиболее глубокий спад производства;
• преодоление кризиса малых и средних городских поселений, моноотраслевая структура которых оказалась особенно уязвимой в условиях резких изменений рыночной конъюнктуры (проблемы закрытых территориальных образований, конверсии центров ВПК, закрываемых угольных шахт);
• сохранение сельских поселений, страдающих от аграрного кризиса и усиления разобщенности в условиях удорожания транспорта и других коммуникаций;
• создание широкой сети временных поселений горожан в сельской местности («второе жилище» на дачных, садовых участках);
• переселение из зон экологических бедствий и техногенных катастроф (зоны влияния Чернобыля, Семипалатинского полигона, радиационных аварий на Южном Урале, землетрясений);
• нарастающее ухудшение условий жизни и среды обитания коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока;
• обеспечение функционирования рекреационно-курортных зон общероссийского значения в связи с потерей многих прежних общесоюзных зон отдыха.

   Принципиальные  направления решений расселенческих проблем намечены в утвержденной Генеральной схеме расселения на территории Российской Федерации.

   Активизация экономической базы поселений как  основы благосостояния их жителей связана  не только с ростом производства, но и с формированием других направлений экономической деятельности. Важное значение в этом направлении имеет создание технополисов, технопарков, развитие наукоемких производств, рекреационное использование территорий. Такой подход обеспечивает решение как экологических (сохранение естественной среды), так и экономико-социальных проблем (занятость населения, доходы бюджета и др.). Необходима последовательная экологическая реконструкция городских земель, окраинных и рекреационных зон промузлов, сельских поселений, в целях создания на этой основе благоприятной среды обитания.

   При оценке будущего взаимодействия урбанизированной территории и ландшафта учитывают  следующий основной аспект: обусловленность  принимаемого градостроительного решения природной ситуации с утилитарно практических позиций (природными ресурсами – в первую очередь, рельефом, его расчлененностью, склонами и т.д., а также инженерно-геологическими условиями, инженерно-сырьевыми ресурсами, почвой, растительностью, животным миром, подземными и поверхностными водами, климатом, ветровым режимом, инсоляцией, температурным режимом и др.), в том числе с точки зрения эстетической оценки ландшафта (эстетические ресурсы активно воспринимаемые, эстетически ценные компоненты ландшафта, видовые точки, трассы и т.д.). Проектируя урбанизированные территории, необходимо помнить простые законы экологии: все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа знает лучше; ничто не дается даром.

   Преобразованные человеком урбанизированные экосистемы вносят помехи в процесс обмена веществ  и энергии. Антропогенные и природные ландшафты тесно взаимосвязаны, причем селитебная и производственная функции градостроительных образований оказывают наибольшее влияние на природный ландшафт. Последствия антропогенного воздействия города на ландшафт больше всего сказываются в зоне, непосредственно прилегающей к городу – зоне наибольшей хозяйственной активности. Далее следуют зоны экологического равновесия и буферные.

   Проектирование  систем расселения с учетом рационального  взаимодействия человека и природы рассматривает урбоэкология. Ее основная цель – разработка градостроительных решений, обеспечивающих приемлемые гигиенические, социальные и другие условия жизни населения и одновременно рационализацию природопользования, обеспечение условий функционирования экосистем, их необходимого улучшения. Научный фундамент урбоэкологии составляют территориально-планировочные, инженерно-геологические, географические, биологические, гигиенические, инженерно-технические и эстетические основы урбанизации территорий.

   Территориально-планировочные основы, в первую очередь рассматриваемые урбоэкологией – это региональное расселение, районная планировка, планировка населенных мест. Рациональная интеграция экономических, социальных и природных объектов возможна только на основе увязки проблем развивающейся промышленности, сельского хозяйства, формирующейся инженерно-технической инфраструктуры в районе, городе с учетом ограниченности территории и непрерывного развития хозяйства. Планировочная организация района или города влияет на его гармоничное развитие, рациональное использование территории и охрану природы.

   Инженерно-геологические  основы используются в урбоэкологии для исследования будущего влияния градостроительных структур на литосферу, так как урбанизация нарушает рельеф, инженерно-геологические и гидротехнические условия, может привести к изменению направленности геологических процессов в литосфере. Физико-механические свойства в верхнем горизонте литосферы города изменяются на глубине 20–50 м, иногда – до 100–300 м (при высотном строительстве), гидрогеологические условия (уровень грунтовых вод, их состав и т.д.) – при застройке на глубине до 100–150 м, иногда – до 400–800 м. В грунтах происходят необратимые антропогенные процессы – суффозия, карстообразование, оттаивание, обводнение, заболачивание и другие процессы, в свою очередь влияющие на деформацию поверхности. В зонах градостроительного освоения активизируются оползни: 60–85% случаев движения оползней вызвано деятельностью человека.

   В последние десятилетия урбанизация все активнее действует на литосферу, так как застраиваются все территории с неровным рельефом и сложными инженерно-геологическими условиями, растет этажность, высота и масса зданий и сооружений, что вызывает деформации грунта на большой глубине. Осваивается для целей градостроительства подземное пространство и шельф, районы с вечной мерзлотой, сейсмические, где влияние строительства и эксплуатации зданий на процессы в литосфере особенно велико.

   Географические  основы служат для определения устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействиям. Изучается устойчивость и изменение ландшафтов под действием физических и химических загрязнений с разработкой рекомендаций по обеспечению устойчивости, исследуется обмен веществ между обществом и природой, разрабатывается проектирование геотехнических систем и ландшафтов с повышенной устойчивостью.

   Биологические основы позволяют выяснить взаимодействие урбанизированной и природной среды.

   Эстетические  основы – это сохранение и увеличение эстетической ценности урбанизированной среды Они связаны с соразмерностью разнообразием единством восприятия урбанизированной среды, с социальным эффектом духовного «потребления» среды, рассматриваемыми как показатель качества среды.

   Районная  планировка должна помочь достижению целей: экономических (комплексное использование ресурсов, эффективное развитие производства), социальных (оптимальное развитие градостроительства, сохранение природной среды и памятников), экологических (улучшение природной среды, отсутствие загрязнений). Экологические цели необходимо достигать не общими указаниями в проектах об «учете интересов охраны природы», а более четкими принципами, соблюдаемыми при проектировании. В их число входит в первую очередь экологическое равновесие.

   Взаимодействие  урбанизированной и природной сред должно происходить в условиях равновесного состояния – динамического гомеостаза, когда антропогенные изменения носят постепенный характер, а биосфера успевает адаптироваться к ним. Для этого необходимо выдержать четыре принципа:

• сохранение гарантированного минимума видов простейших абиотических образований в экосистеме;
• сохранение оптимального состояния экологических компонентов;
• нежелательность потери видового разнообразия биогеоценозов в экосистемах;
• недопустимость нарушения баланса между интенсивно и экстенсивно эксплуатируемыми участками.

   В проекте районной планировки следует  предусматривать рациональное зонирование  территории и размещение населенных мест, инженерно-технические мероприятия  по безотходным технологиям, очистке и утилизации загрязнений, а также природоохранные мероприятия по созданию заповедников, парков и т.д. В результате должны быть обеспечены саморегуляция и воспроизводство воздуха, чистой воды, почвенно-растительного покрова, животного мира. Для достижения равновесного состояния необходимо соблюдать ряд условий:

• обеспечить баланс межрайонных потоков вещества и энергии путем воспроизводства основных компонентов природной среды;
• привести в соответствие геохимическую активность ландшафтов и объем загрязнений природной среды, в том числе обеспечить более низкий уровень загрязнений по отношению к биохимической активности экосистем района, а также физическую устойчивость ландшафтов к транспортным, рекреационным и другим антропогенным воздействиям;
• осуществлять районную планировку с сохранением ненарушенных участков экосистемы, которые могут воспроизвести необходимое количество кислорода, очистить загрязненную воду, произвести нужный объем биомассы.

   В качестве примера экологического равновесия рассмотрим необходимую среду вокруг города с населением 1 млн. жителей, имеющего территорию 20 тыс. га (200 км²). При достаточно хорошем озеленении улиц, наличии парков и садов территория такого города производит в год около 25–30 тыс. т кислорода при затратах кислорода на нужды промышленности и транспорта около 10 млн. т. Дефицит кислорода восполняется поступлением его с прилегающих не урбанизированных территорий, причем для рассматриваемого города необходимо не менее 15–20 тыс. км² естественного ландшафта – лесов, лугов, полей, акваторий – для воспроизводства кислорода. Потребление воды составляет 400–500 млн. м³ в год при сбросе сточных вод 350–450 млн. м³. Для их регенерации нужна площадь водосборного бассейна не менее 15–20 тыс. км² при среднем модуле поверхностного стока 0,2 л с 1 км² в сутки. Рядом с городом должны быть рекреационная зона площадью около 15–20 тыс. км ² с учетом лесистости 15–20 % и сельскохозяйственная для производства продуктов питания из расчета 1 га на одного жителя при распаханности до 50 % – площадью 15–20 тыс. км². Экологическое равновесие, следовательно, может быть достигнуто не в городе, а только в пределах обширного района или в групповой системе населенных мест, в которой города рассматриваются в неразрывном единстве с ненарушенными или слабо нарушенными природными ландшафтами.

   Следовательно, уровень районной планировки (мезотерриториальный  уровень) и является первичным материалом для обеспечения экологического равновесия, которое может быть иметь три уровня удовлетворения его условий: полный, условный и относительный. Полное экологическое равновесие достигается только в случае удовлетворения всех условий, что возможно лишь при достаточно больших территориях с плотностью населения не более 50–60 чел. на 1 км² и лесистости не менее 20–30%, а также благоприятном климате. Условное экологическое равновесие наблюдается при соблюдении только первого принципа, на территориях с плотностью населения не более 100 чел. на 1 км², при лесистости не менее 20–30%. Относительное экологическое равновесие достигается и при большей плотности населения и меньшей лесистости, причем в этом случае основную роль играют гигиенические, инженерно-планировочные, технологические мероприятия, компенсирующие загрязнение среды.

   При проектировании района с экологическим  равновесием рекомендуется исходить из основных принципов:

• мозаичности – для сохранения гомеостаза природной среды наряду с мероприятиями в пределах одного ландшафта следует целенаправленно перераспределять антропогенные нагрузки, так как разные ландшафты обладают различной степенью устойчивости;
• иерархичности – при большой территории страны достижимо полное экологическое равновесие в пределах больших областей, районов и всей страны, так как районы с условным и относительным равновесием могут быть уравновешены районами с полным равновесием;
• динамичности – развитие промышленности, урбанизация, рост населения могут привести к трансформации района с полным экологическим равновесием в районы с условным и относительным равновесием, а прогресс науки, техники, социальные достижения в более редких случаях могут вызвать обратный процесс повышения степени экологического равновесия.