Научные основы урбоэкологии

Ранее неизвестная в истории Земли быстрая урбанизация (застройка и иное освоение территории планеты человеком) существенно влияет на природу. Сможет ли выдержать природа эти воздействия? Для ответа на этот вопрос необходимы глубокие знания о развитии природы.

Научный фундамент урбоэкологии составляют экологические основы устойчивого развития урбанизированных территорий и сокращения размеров экологического следа, территориально-планировочные, инженерно-геологические, географические, биологические, гигиенические, инженерно-технические и эстетические основы (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Основы урбоэкологии

Экологические основы представляют собой комплекс знаний об экологических постулатах, которые необходимо соблюдать на территории в целях экологизации всей деятельности, достижения хорошего состояния природы, восстановления экосистем и получения высокого, экологически обоснованного качества городской среды. Большую роль в экологических основах играют поддержание необходимой экологической инфраструктуры в городе и на прилегающих территориях и мероприятия по сокращению размера экологического следа. Устойчивое строительство и его экологические основы направлены на создание устойчиво развивающихся городов как социально-экологических систем. В связи с этим интересны урбоэкологические решения в устойчивом строительстве для крупнейших мегаполисов по полицентричным городам, сокращению площади застройки, транспорту.

Территориально-планировочные основы – это региональное расселение, районная планировка, планировка населенных мест. Они непосредственно связаны с экологией ландшафтов. Рациональная интеграция экономических, социальных и природных объектов возможна только на основе увязки проблем развивающейся промышленности, сельского хозяйства, инженерно-технической инфраструктуры в районе и городе с учетом ограниченности территории и устойчивого развития. Планировочная организация района и города влияет на его гармоничное развитие, рациональное использование территорий и охрану природы.

Инженерно-геологические основы используются в урбоэкологии для оптимизации влияния градостроительных структур на литосферу, так как урбанизация нарушает рельеф, инженерно-геологические и гидротехнические условия. Физико-механические свойства в верхнем горизонте литосферы города изменяются на глубине от 20…50 до 100…300 м (при высотном строительстве); гидрогеологические условия (уровень грунтовых вод, их состав и т.п.) – на глубинах от 100…150 м до 400…800 м. В грунтах происходят необратимые антропогенные процессы: суффозия, образование карстов, оттаивание, обводнение, заболачивание и другие, - влияющие на деформации поверхности. В зонах градостроительного освоения активизируются оползни. В последнее время урбанизация все активнее действует на литосферу, так как застраиваются территории с неровным рельефом и сложными инженерно-геологическими условиями, растет этажность, высота и масса зданий и сооружений, осваиваются подземное пространство и шельф, районы с вечной мерзлотой, сейсмические, где влияние строительства и эксплуатации зданий на процессы в литосфере особенно велико.

Окружающую природную среду характеризует высокая пространственная изменчивость, что имеет очень большое экологическое значение. Поскольку важнейшей территориальной наукой является география, географическое изучение окружающей среды - необходимая предпосылка для любых экологических исследований.

Особенно важное значение для урбоэкологии имеют методы физической географии (включая климатологию, 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, исследующих окружающую природную среду, имеет особое значение, поскольку его объектами являются целостные природные и природно-хозяйственные системы, характеризующиеся взаимодействием слагающих их компонентов, Каждому типу ландшафта соответствует определенное сочетание факторов превращения и перемещения вещества Горные ландшафты, например, отличаются проявлением гравитационных сил миграции твердого и растворенного вещества, пустынные равнины - ветровым переносом твердых частил, залесенные равнины - преимущественным вовлечением в круговорот веществ, являющихся основой построения фитомассы, и т.д. Поэтому географические методы делают в принципе возможным определение устойчивости природных ландшафтов к загрязнениям по сопоставлению характера превращения и объема миграции вещества внутри самого ландшафта, а также интенсивности обмена веществом его со смежными территориями Знание выявленных геохимических особенностей территорий (в том числе устойчивость ее к антропогенным нагрузкам), использование результатов геохимических исследований в практических целях позволяют в рамках урбоэкологии более обоснованно выполнить соответствующее зонирование территории и наметить необходимые мероприятия по охране окружающей природной среды.

Так же важно для урбоэкологии определение устойчивости ландшафтов к физическим антропогенным нагрузкам - рекреационным, транспортным и другим, выявление динамики ландшафта, что без использования специальных методов физической географии весьма сложно из-за неоднозначности картины последствий воздействия на различные ландшафты.

Биологические основы позволяют выяснить и оптимизировать взаимодействие урбанизированной и природной сред. Техногенная деятельность приводит к ухудшению экосистем и биоценозов, они в условиях урбанизации не могут быть сохранены в естественном состоянии. Стабильность, устойчивость экосистем должны быть обеспечены высокими продуктивностью и скоростью обмена веществ и энергии, сложностью структуры и разнообразием трофических уровней. Подчеркнем, что в градостроительстве необходимо учитывать действие известных экологических постулатов, так как только при их знании и учете возможно сохранение экосистем и биоценозов.

Гигиенические основы. Одной из важнейших экологических дисциплин является гигиена. Задача гигиены - разработка теоретических основ оптимизации условий окружающей человека среды с позиций его здоровья. Гигиенические исследования направлены главным образом на получение количественных критериев, которые характеризуют оптимальность тех или иных условий проживания с точки зрения здоровья человека.

Гигиенические критерии широко учитываются в градостроительных исследованиях и проектировании посредством учета предельно допустимых концентраций (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 и в области нормирования различных санитарных разрывов, очистки производственных выбросов и сточных вод утилизации и обеззараживания бытового мусора и т.д.

Это важно по следующим причинам. Главной задачей урбоэкологии является обеспечение условий для сохранения и укрепления здоровья людей градостроительными средствами. Мероприятия по очистке сточных вод, производственных выбросов, организации мусороудаления, по борьбе с локальными проявлениями эпидемиологических и эндемичных заболеваний и многие другие входят как важнейшая составная часть в систему природоохранных мер, разрабатываемых в рамках урбоэкологии.

Наибольший интерес для урбоэкологии представляют следующие направления в экологической компенсации инженерно-техническими средствами: развитие технологии очистки сточных вод, выбросов в атмосферу, твердых промышленных и коммунально-бытовых отходов, более глубокая переработка сырья, всемерная утилизация отходов, проработка более "экологичных" систем транспорта, энергетики, водоснабжения, связи, внедрение в практику новых методов инженерной подготовки территории, внедрение в производство малоотходных технологий, которые развиваются в основном по трем основным направлениям: разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов; внедрение систем переработки производственных и бытовых отходов, которые должны рассматриваться прежде всего в качестве вторичных сырьевых ресурсов; создание принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, исключающих технологические стадии, на которых происходит образование основного количества отходов.

Индустриальные и транспортные основы урбоэкологии – сравнительно новые направления, ставшие актуальными в последние годы в связи с резким ростом транспорта и индустриальных перемещений (переноса промышленных предприятий). Они направлены на решение сложнейших экологических проблем, связанных с ростом загрязнений от транспорта, перемещением предприятий, созданием новых промышленных зон, индустриальных парков.

Эстетические основы. Эстетическая составляющая формирования окружающей среды - также важный показатель качества среды обитания людей.

Подавляющая человека застройка городов безликими зданиями, киосками, палатками психически травмирует человека, делает его безразличным к среде обитания. Эстетическое (психологическое) "загрязнение" городов на первый взгляд представляется не столь губительным, как традиционные и нетрадиционные загрязнения, имеющие материальную основу. Унылые, лишенные гуманистического содержания жилые районы, безликие фасады одинаковых типовых зданий, плохое озеленение и благоустройство городских территорий создают тягостное впечатление. Наука еще не сказала своего слова по поводу воздействия антиархитектуры на здоровье людей, но можно предполагать, насколько отрицательно влияют на настроение, самочувствие, работоспособность нормального человека унылые проезды и улицы.

То же можно сказать и о межгородских пространствах, буквально на глазах превращающихся в поля свалок, товарных дворов, пустошей. Природные ландшафты все более утрачивают не только экологические, но и эстетические их свойства, что также влияет на настроение, а, следовательно, и на самочувствие людей. Новая отрасль архитектурно-строительной экологии – сенсорная экология – занимается исследованием и решением проблем улучшения воздействия среды на органы чувств.