Урбанизация как мощный экологический фактор
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение Образования «Витебский государственный университет им. П.М.Машерова»
Литвенкова И.А.
ЭКОЛОГИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ: УРБОЭКОЛОГИЯ
Курс лекций
Витебск
Издательство УО «ВГУ им.ю П.М.Машерова»
2005
УДК 504(075)
ББК 20.1 я73
Л64
Авторы: старший преподаватель кафедры экологии и охраны природы УО «ВГУ им. П.М.Машерова», кандидат биологических наук И.А.Литвенкова
Рецензенты: доцент кафедры фармакогнозии и ботаники с курсом ФПКС и ПК УО «ВГМУ» кандидат биологических наук Н.П.Кузнецова; доцент кафедры анатомии, физиологии и валеологии человека УО «ВГУ им. П.М. Машерова» кандидат биологических наук Г.Г.Сушко
Литвенкова И.А.
Л 64 Экология городской среды: Урбоэкология: Курс лекций /И.А.Литвенкова. – Витебск: Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2005 – 163 с.
Рассмотрены теоретические вопросы урбоэкологии, основные антропогенные факторы, влияющие на экологию городской среды, методы нормирования качества окружающей среды в условиях урбоэкосистем. Уделено внимание вопросам экологии жилища: определяющие факторы внутренней среды помещений, экологическая характеристика строительных материалов. Обсуждаются концепции устойчивого развития города, вопросы и экологические проблемы развития городов в будущем.
|
|
|
Курс лекций предназначен для студентов биологических специальностей.
УДК504(075)
ББК 20.1 я73
ISBN 985-425-562-x Литвенкова И.А. 2005
УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2005
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение………………………………………………………………… | |
| Тема 1. Город и городская среда…………………………………..… | |
| Тема 2. Город как урбоэкосистема…………………………........... | |
| Тема 3.Экология городской среды: история вопроса и перспективы развития городов в будущем…………………........... | |
| Тема 4.Функциональное зонирование территории города……… | |
| Тема 5.Экология городских почв…………..………………………. | |
| Тема 6. Экология водной среды города………………………......... | |
| Тема 7.Экология воздушной среды города……………………… | |
| Тема 8.Бытовые и производственные отходы. Санитарная очистка городов……………………………………………………….. | |
| Тема 9.Экология флоры в условиях городской среды……........... | |
| Тема 10. Экология фауны в условиях городской среды……....... .. | |
| Тема 11Экология жилища человека………………………………... | |
| Тема 12. Экологические проблемы городов Беларуси……………. | |
| Тематика заданий для лабораторных занятий…………………... | |
| ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………. |
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время города являются преимущественным местообитанием человека. Город это не только место сосредоточения культуры, комфорта, индустрии услуг, но и загрязнения всех сред жизни человека.
Курс включает 12 тем лекций, в которых рассматриваются проблемы взаимодействия городов и природы. Кратко и глубоко изложены вопросы экологии воздушной, водной, почвенной среды, экологии флоры и фауны в условиях урбоэкосистем. Рассматриваются проблемы новых экологических направлений, связанных с изучением городской среды: аркологии, видеоэкологии, градостроительной экологии и др. Предложена тематика лабораторных занятий по данной дисциплине.
Достаточно широко освещены вопросы нормирования загрязнения городской среды и мероприятия по защите атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвенного покрова. Уделяется внимание экологическим проблемам городов Беларуси.
|
|
|
Данный курс лекций предназначен в качестве учебного пособия для студентов дневного и заочного обучения биологических специальностей университета.
ТЕМА 1
ГОРОД И ГОРОДСКАЯ СРЕДА
1. Среда жизни человека. Понятие «городская среда».
2. Научные основы урбоэкологии.
3. Урбанизация как мощный экологический фактор.
Среда жизни человека. Понятие «Городская среда».
Для обозначения совокупности экологических условий широко используются понятия «окружающая среда» и «среда обитания». При этом, прежде всего, подразумевается среда жизни человека. Термин «окружающая среда» принято применять только по отношению к человеку или человеческому обществу. Применительно к другим организмам используются термины «внешняя среда», «среда обитания».
Окружающая человека среда по Н.Ф. Реймерсу (1994) состоит из четырех взаимосвязанных компонентов-подсистем:
1. собственно природной среды,
2. порожденной агротехнической среды - «второй природы»,
3. искусственной среды – «третьей природы»,
4. социальной среды.
Природная среда, окружающая человека – факторы чисто естественного или природно-антропогенного системного происхождения прямо или косвенно воздействующие на человека. К этим факторам относят энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитное и гравитационное поля); химический и динамический характер атмосферы; водный компонент, биологическая часть экологических систем (растительность, животный мир), плотность населения и взаимовлияние самих людей как биологический фактор.
|
|
|
Среда «второй природы», или квазиприродная среда – все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характерезующиеся свойством отсутствия системного самоподдержания (пахотные земли, культурные ландшафты, грунтовые дороги, внешнее пространство населенных мест, зеленые насаждения). Все эти образования представляют собой видоизмененную природную среду и не являются чисто искусственными.
«Третья природа» или артеприродная среда - весь искусственный мир, созданный человеком, не имеющий аналогов в естественной природе и без непрерывного обновления немедленно начинающий разрушаться. Например: асфальт и бетон современных городов, внутреннее пространство мест жизни и работы, транспортные объекты, технологическое оборудование, синтетика и т.д. Современного человека главным образом окружает артеприродная среда.
Социальная среда – культурно-психологический климат социальных групп и человечества в целом, создаваемый самими людьми и слагающийся из влияния людей как социально-биологических существ друг на друга.
Социальная среда интегрируется с природной, квазиприродной и артеприродной средами в общую совокупность окружающей человека среды. Все факторы каждой из рассматриваемых сред взаимосвязаны между собой и определяют качество среды жизни.
Понятия “окружающая среда города”, “городская среда”, «урбанизированная среда» в разных их модификациях в последнее время стали очень распространенными и приобрели значение ключевых. Термин “городская среда” и вообще “среда” употребляется в разных значениях. В наибольшей степени ориентировано на человека понятие городской среды, как - совокупности условий жизнедеятельности населения. В настоящее время можно говорить о двух взаимосвязанных сторонах городской среды:
1. Она выступает как комплекс условий жизни людей, “потребляющих” среду, удовлетворяющих свои потребности, что находится в прямой зависимости от качества среды.
2. Одновременно городская среда является совокупностью условий для творческой деятельности, формирующей новые направления в науке, искусстве, культуре и т.д. Общая тенденция развития и роста городов - прогрессирующее ухудшение в них условий жизни.
В более широком значении городская среда и среда населенных пунктов городского типа – это часть техносферы, т.е. биосферы, коренным образом преобразованной человеком в технические и техногенные объекты.
Городская среда включает в себя природные и искусственные компоненты, а также людей и их социальные группы. Таким образом, городская среда подразделяется на (1) абиотическую, (2) биотическую, (3) искусственную техническую, (4) искусственную духовно-культурную, и (5) социально-психологическую среду.
Научные основы урбоэкологии.
Экологические последствия хозяйственной деятельности человека наблюдаются повсеместно, однако наиболее ярко они проявляются на урбанизированных территориях, и особенно в крупных городах. На картах планеты появились так называемые «усталые города» - крупные промышленные центры, где явно растет число заболеваний седечно-сосудистой системы, аллергических болезней, психических расстройств, синдрома стресса у жителей этих поселений.
Темпы роста населения мира в 1,5-2 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится более половины людей планеты. Это объясняет интерес к исследованию города с позиции экологии. Вопросами экологии городской среды в настоящее время занимаются многие новые экологические направления, такие как:
· Экологическая архитектура – новейшее направление в архитектуре, районной и городской планировке, стремящееся максимально учесть экологические и социально-экологические потребности конкретного человека от его рождения до глубокой старости.
· В 50-х годах XX века появилась экистика – урбанистическая наука, изучающая формирование и эволюцию человеческих поселений. Целью экистики является создание моделей поселений (городов) различной величины с оптимальным сочетанием элементов их планировочной структуры и окружающей природной среды. Предметом экистики является также внутренняя среда помещений.
· Еще одной научной дисциплиной, затрагивающей вопросы экологии городской среды, и в частности, вопросы экологии жилища, является аркология. Аркология– наука о взаимодействиях искусственных объектов, в том числе архитектурны, с окружающей средой, о методах проектирования «экологичных» зданий и сооружений.
· Градостроительная экология – комплекс градостроительных, медико-биологических, географических, социально-экономических и технических наук. В рамках этой дисциплины изучают взаимодействия искусственной и природной сред на территориях городов и зон их влияния; исследуют особую экосистему – город. Она объединила знания о регионах и агломерациях, городах и их элементах. Некоторые ученые называют ее урбоэкологией. Объекты урбоэкологии – это системы расселения разного ранга, 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 биоты от негативного воздействия урбанизации и городской застройки.
Город занимает определенную часть земной поверхности, имеет в составе популяцию человека с высоким показателем плотности, производственный комплекс, инфраструктуру и специфическую природную, искусственную и социально-культурную среду обитания и, таким образом, представляет собой урбогеосоциосистему. Города являются открытыми системами, элементы которых связаны между собой и с внешней средой потоками энергии, вещества и информации. Город формируется на основе природной экосистемы, которая изменяется и функционирует под влияние техногенных и социальных факторов. Таким образом, в состав комплексной урбогеосоциосистемы входят:
-урбоэкосистема, т.е. видоизмененная под воздействием человека природная экосистема городской территории;
-социальная подсистема, т.е. функционально дифференцированная совокупность людей, или социосфера города;
-промышленный комплекс или техносфера города.
Из обширного свода законов, закономерностей, правил биоэкологи, урбоэкология использует те, которые необходимо учитывать при рассмотрении особенностей взаимодействия урбанизированной и природной среды. Интерес для урбоэкологии представляют понятия о конкуренции видов, трофических цепях, энергетических пирамидах, продуктивности экосистем, экологических нишах и некоторые другие. В сильно обобщенном виде эти понятия, принципы и закономерности, можно сформулировать как ряд следующих положений, существенных для урбоэкологии:
- правило 10%, устанавливающее, что в трофических цепях каскадный перенос энергии на следующий, более высокий уровень, не должен превышать 10% энергии исходного уровня; превышение этой доли свидетельствует о начале деградации экосистемы;
- правило 1%, устанавливающее, что изменение энергетики экосистемы в пределах от нескольких десятых процента до трех процентов выводит систему из состояния гомеостаза;
- важность учета эффекта «привыкания» (нарушенные антропогенной деятельностью и успешно самовосстанавливающиеся крупные природные комплексы более устойчивы к антропогенным нагрузкам, чем девственная природа);
- значимость эффекта «опушки» - (разнообразие растительного и животного мира в пограничных зонах биогеоценозов различного вида (экотонах) значительно выше, чем в самих биогеоценозах и, следовательно, природная среда в пределах стыковых зон обладает большей устойчивостью и пластичностью);
- для урбоэкологии особое значение имеют прикладные аспекты синэкологии, в основном на биогеоценотическом уровне. Главный экологический принцип в условиях неизбежного прогрессирующего антропогенного изменения природной среды, обоснованный академиком С.С. Шварцем, состоит в том, что биогеоценозы и другие экосистемы в индустриальном и урбанизированном мире не могут быть сохранены в естественном состоянии (кроме особо охраняемых природных территорий – заповедников, заказников, национальных парков и др.).
Методологические подходы в урбоэкологии.
Наиболее существенные научные подходы урбоэкологии – территориально-градостроительный, комплексный, системный и биоэкологический.
Территориально-градостроительный подход. Применительно к решению задач урбоэкологии этот подход определяется особенностью мероприятий по охране окружающей природной среды, намечаемых в научных и проектных работах по градостроительству. Эти мероприятия образуют определенную систему, пространственные границы и характер функционирования которой обусловлены конкретной территорией; особенностями и структурой ее планировочной организации. Территория выступает в данном случае как интегрирующая категория и от того, насколько рационально она организована и используется, зависит не только гармоничное развитие и размещение производства, социальной сферы, но и действенность природоохранных мероприятий. В свою очередь территориально сбалансированное природопользование – одна из важнейших предпосылок рациональной планировки и застройки городов и их систем.
Комплексный подход. При исследовании и проектировании градостроительных структур очень важно стремиться к достижению наибольшей полноты и комплексности как по горизонтали (охват возможно большего числа представленных на данной территории 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 действительно обоснованных и серьезных проектных решений.
Системный подход. Идея системного подхода – рассмотрение того или иного явления как сложного целого, состоящего из совокупности взаимосвязанных элементов – не нова для многих отраслей знания. В частности и градостроительство (включающее и урбоэкологию) по своей сущности является системной дисциплиной поскольку 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 наметить 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 природных, экономических и экологических факторов и второе – расчленение любой сложной проблемы на ряд проблем более низкого уровня, требующих своего особого подхода и имеющих наилучшее решение для рационального функционирования системы в целом.
Биоэкономический подход. Большие масштабы хозяйственной деятельности наносят природной среде огромный ущерб. Но существуют и интенсивные отрицательные обратные связи – угнетение 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 любое производство. С другой стороны, чем ниже затраты на очистку среды, тем больше ущерб от загрязнений и других нарушений в природной среде. В этом заключается экономическое содержание проблемы поиска оптимальных воздействий на природу.
Урбанизация как мощный экологический фактор.
Урбанизацией (от лат. Urbs - город) называется рост городов, повышение удельного веса городского населения, возникновение и развитие все более сложных сетей и систем городов. Общие черты урбанизации, характерные для большинства стран:
1. Быстрые темпы роста городского населения, особенно в менее развитых странах.
2. Концентрация населения и хозяйства в основном в больших городах.
3. «Расползание» городов, расширение их территории. Это происходит тогда, когда вокруг крупных городов возникают пояса городов – спутников. Такие образования называются городскими агломерациями. Агломерация в пределах страны или региона характеризуется функциональными связями, сформировавшимися в результате производственной деятельности и производственных отношений. Конурбация— группа близко расположенных и экономически связанных между собой городов. Примерами конурбаций являются Большой Лондон; Большая Москва.
Следует отметить, что агломерации являются важным, но промежуточным этапом в пространственной эволюции урбанизации. Их скопления, территориально сближаясь, образуют в развитых или плотно заселенных странах обширные надагломерационные системы – урбанизированные районы, урбанизированные зоны, мегалополисы. Формирование этих систем – одна из наиболее важных особенностей территориально-урбанистического развития мира во второй половине XX века. Под урбанизированным районом понимают сравнительно обширный ареал расселения с высокой плотностью населения и высоким уровнем развития городских поселений, который образует систему взаимосвязанных и взаимодополняющих друг друга агломераций и многофункциональных центров разного ранга. Основу урбанизированного района составляют обычно несколько крупных городских агломераций. Урбанизированная зона – сложная и обширная структура мегалополисного типа, особенно важная для перспективной пространственной организации расселения страны. Урбанизированная зона как правило включает несколько урбанизированных районов. В наиболее развитых странах в результате разрастания городских агломераций появились гиперурбанизированные районы — мегалополисы.Мегалополис — очень крупная городская агломерация, включающая многочисленные жилые поселения, т.е. функциональное соединение ряда городских агломераций.
Темпы урбанизации зависят от уровня экономического развития страны. В развивающихся странах урбанизация растет вширь, а городское население быстро увеличивается. Это явление получило название городского взрыва и является неконтролируемым. Рост населения городов в этих регионах намного опережает их реальное развитие. В большинстве экономически развитых странах, где урбанизация достигла достаточно высокого уровня, процесс взят под контроль, и доля городского населения не увеличивается, а даже немного уменьшается. Но урбанизация продолжает расти внутрь, приобретая новые формы. Процесс урбанизации стабилизируют два направления: субурбанизация и джентрификация. Но они оказывают различное влияние на городскую среду.
Субурбанизация –развитие пригородов. Первоначально она проявляется в возникновении вокруг крупных городов пригородов. В итоге формируются городские агломерации. Затем начинается более быстрое развитие пригородов (прежде всего демографическое) по сравнению с центральным городом. Наконец, пригороды начинают развиваться за счет центрального города: идет интенсивное переселение в пригородную зону жителей из центрального города, перенос туда промышленных и других функций. Численность населения в центральных районах постепенно сокращается. За субурбанизацией населения следует субурбанизация промышленности и других сфер занятости. Процесс субурбанизации имеет как положительное, так и отрицательное значение. Положительные черты заключаются в выносе крупных промышленных предприятий за черту города, что способствует снижению количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу города. Отрицательное влияние проявляется в интенсивном развитии "челночного" автотранспорта, доставляющего жителей пригородных территорий к местам работы в центр города, что приводит к увеличению выбросов выхлопных газов.
Джентрификация –ключевой процесс современной внутригородской динамики населения, предполагающий возвращение богатых людей в большие города. По своей сути означает явление, противоположенное субурбанизации: строительство элитного жилья и офисов в престижных районах города. Отрицательные последствия данного процесса для городской среды: бесконтрольная реконструкция центральной части городов, ограничивающаяся застройкой еще свободной территории без сопутствующего сноса ветхого жилья на сопредельных участках. При этом под строительство отводятся лучшие участки вблизи рек, местных водоемов, парков, лесных массивов.
Наряду с ростом населения мира, урбанизация являлась доминирующей тенденцией развития человечества в ХХ веке. Массовая урбанизация - это феномен ХХ в.: до 1900 г. в городах жило всего около 14 % населения. В настоящее время процент городского 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. В значительной мере рост городов характерен и для стран третьего мира. По прогнозам в первой половине XXI века численность городского населения в промышленно менее развитых регионах мира будет расти экспоциально, в то время как в промышленно более развитых – почти линейно. Среднее время удвоения численности городского населения в промышленно менее развитых регионах составит 20 лет. Отсюда сохранение природной среды в промышленно менее развитых регионах мира станет весьма актуальным. Таким образом, городская среда превращается в преобладающий тип среды жизнедеятельности. Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах.
Проблемы урбанизации можно подразделить на следующие группы:
- изменения в природных экосистемах;
- изменения в образе жизни, здоровье и психологическом статусе человека;
- прогрессирующее загрязнение и деградация природной среды.
Урбанистическая система (урбанизированная среда обитания) – неустойчивая природно-антропогенная система, состоящая из архитектурно-строительных объектов и резко нарушенных экосистем (Реймерс, 1990). Среда урбасистем сильно изменена и по сути дела стала искусственной, здесь возникают проблемы утилизации и реутилизации вовлекаемых в оборот природных ресурсов, загрязнения и очистки окружающей среды, происходит все большая изоляция хозяйственноо-производственных циклов от природного обмена и потока энергии в природных экосистемах. Города являются также центрами, влияющими на антропогенную трансформацию прилегающих территорий вокруг города и вдоль крупнейших транспортных магистралей. Степень и характер влияния городов на природные экосистемы зависят от многих факторов: численности и плотности городского населения; его экономического положения; от специфики промышленных предприятий; типа застройки; а также от климата и географического положения.
Все населенные пункты подразделяются на две категории: города и поселки городского типа; сельские населенные пункты. Для признания населенного пункта городом необходимы два условия: 1) численность населения, постоянно проживающего в данном населенном пункте, не менее 10—12 тыс. человек; 2) социальный состав — не менее 85% проживающих должны составлять рабочие и служащие. В иных случаях населенный пункт признается сельским (если большинство его жителей занимается сельским хозяйством), либо рабочим поселком (если большинство его жителей заняты в промышленности или на транспорте), дачным поселком (если большинство его жителей используют данный пункт в качестве базы для отдыха) или курортным поселком (если не менее половины его жителей, являются приезжающими для отдыха или лечения).
Города и поселки в зависимости от численности населения подразделяются на крупнейшие, крупные, средние и малые (таблица 1).
Таблица 1
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1601; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!