Индустриально-городские экосистемы (урбанизированные территории)

Город от большинства природных экологических систем отличается следующими особенностями:

1) более интенсивным метаболизмом на единицу площади, что связано с использованием не солнечной энергии, а энергии горючих материалов и электричества;

2) более активной миграцией веществ, в которую вовлечено перемещение металлов, пластмасс и т.п., причем не столько в пределах системы, сколько на входе и на выходе из нее;

3) более мощным потоком отходов, многие из которых вообще не утилизируются и являются более токсичными, чем естественное сырье, из которого они получены.

Без постоянных поступлений пищи, строительных материалов, горючего, электричества и воды город вскоре прекратил бы свое существование. Для функционирования города как экологической системы необходима его тесная связь с окружающей средой и большая зависимость от нее. Город влияет на окружающие его биогеоценозы не только как потребитель вещества и энергии, но и как мощнейший загрязнитель, действующий нередко на огромные расстояния.

Для современного состояния развития человеческого общества характерна интенсивная урбанизация. Урбанизация– это рост и развитие городов, увеличение доли городского населения в стране за счет населения сельской местности, процесс повышения роли городов в развитии общества. Стремясь улучшить условия жизни, повысить ее комфортность, человек создает новую искусственную среду: урбанистические системы(урбосистемы). Урбосистема – это неустойчивая прородно-антропогенная система, представляющая собой сосредоточие населения, жилых и промышленных зданий и сооружений. В состав урбосистемы входят резко нарушенные элементы естественной экосистемы. Существование урбосистемы зависит от энергии горючих ископаемых и атомноэнергетического сырья, искусственно регулируется и поддерживается человеком.

Рост численности населения и его плотности – характерная черта развития городов. Исторически самым первым городом с миллионным населением был Рим во времена Юлия Цезаря (44-10 гг. до н.э.). Самым большим городом мира в наше время является Мехико – 14 млн человек (по данным на 1990 г.). Первыми по численности населения являются также Бомбей, Каир, Джакарта, Карачи, Сан-Паулу, Калькутта, Сеул.

Общая площадь урбанизированных территорий Земли в 1980 г. составила 4,69 млн км2, а к 2007 г. она достигнет 19 млн км2, что составляет более 20% всей жизнепригодной территории суши. К 2030г. практически все население мира будет жить в поселках городского типа.

Темпы роста города, его демографические показатели, функциональные структуры и экологические свойства зависят от его величины. По одной из распространенных классификаций, малыми называются города с числом жителей до 50 тыс., средние – 50-100 тыс., большие - 100-500 тыс., крупнейшие – 500 тыс. - 1 млн, города-миллионеры – более 1 млн.

Плотность населения крупнейших городов и городов-миллионеров составляет от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч человек на 1 км2. В отличие от животных, на человека не распространяется действие факторов, зависящих от плотности популяции: интенсивность роста населения ими автоматически не снижается, но высокая плотность ведет к ухудшению здоровья населения.

Одной из характерных черт современного этапа урбанизации является повышение концентрации населения в крупных городах и утрачивание малыми городами своего социально-экономического значения. Это обстоятельство является важным с экологической точки зрения, так как малые города не вызывают резкого нарушения природных ландшафтов и имеют существенно меньшее влияние на окружающую среду.

На фоне повышения концентрации населения в крупных городах происходит увеличение занимаемой ими площади, которая у ряда городов может достигать 500-1000 км2, что ведет к образованию обширных территорий с высоким уровнем урбанизации – мегаполисов. Развитие современных городов-мегаполисов происходит путем неконтролируемого роста одного города, а не конгломерата близко расположенных городов.

По мере развития города в нем все более дифференцируются его функциональные зоны: промышленная, селитебная и лесопарковая.

Промышленные зоны–это территории сосредоточения промышленных объектов различных отраслей. Они являются основными источниками загрязнения окружающей среды.

Селитебные зоны–это территории сосредоточения жилых домов, административных зданий, объектов культуры и просвещения.

Лесопарковая зона – это зеленая зона вокруг или внутри города, окультуренная человеком, т.е. приспособленная для массового отдыха, спорта, развлечения. Участки лесопарковой зоны внутри городов называются городскими парками, в отличие от естественных лесов они не являются самоподдерживающими и саморегулируемыми системами. Лесопарковая зона, городские парки и другие участки территории города, отделенные и специально приспособленные для отдыха людей, называются рекреационными зонами.

Углубление процессов урбанизации ведет к усложнению инфраструктуры города. Значительное место начинает занимать транспорт и транспортные сооружения. Транспортные системыпересекают все функциональные зоны города и оказывают влияние на всю городскую среду.

Урбанизация – прогрессирующий процесс, который, при отсутствии должного управления им, приводит к существенным нарушениям равновесия в природе, вызывает диспропорцию в экологическом развитии стран и регионов, что находит отражение в преобразовании ландшафтов, гидрологического цикла, в ухудшении здоровья населения. В современных городах отчетливо проявляются новые, нетипичные для природных условий, средообразующие факторы. К ним относятся промышленные объекты, транспорт, источники теплового и электромагнитного излучений. Влияние их на происходящие изменения условий жизни человека огромно. Так, например, функционирование в городах промышленных комплексов оказывает отрицательное воздействие на атмосферный воздух и поверхностные воды, свалки промышленных отходов загрязняют не только городскую территорию, но и смежные с ней природные ландшафты.

В зависимости от преобладания в городе различных функциональных зон выделяют:

1) города с крупными промышленными предприятиями;

2) города с небольшими промышленными предприятиями;

3) центры кооперативной промышленности;

4) транспортные центры;

5) города – научно-экспериментальные центры;

6) города-курорты.

Каждый тип городской системы будет оказывать особое воздействие на окружающую среду, наиболее существенно неблагоприятное экологическое влияние будет наблюдаться в городах с крупными промышленными предприятиями. Однако воздействие и других урбосистем может иметь весьма пагубное влияние на экологическую обстановку.

По степени экологической безопасности выделяют три категории городов. К первой категории относятся экологически благополучные города, т.е. такие города, где выбросы вредных загрязняющих веществ антропогенного происхождения не превышают предельно допустимых концентраций, установленных для природных сред. В 1996 г. к ним относили Анапу, Горно-Алтайск, Горячий Ключ и ряд других малых городов.

Вторая категория – экологически сложные города, в них концентрация вредных выбросов превышает предельно допустимые концентрации, но в природных средах еще не отмечаются необратимые изменения. В этом случае скорость восстановительных химических реакций природных сред города выше скорости эмиссии загрязняющих веществ во внешнюю среду, однако и здесь происходят существенные перестройки биоценозов. К таким городам, по данным 1996 года, относили Петропавловск-Камчатский, Благовещенск, Якутск.

Третья категория – экологически неблагополучные города, в которых фоновые показатели степени загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов и городских земель указывают на устойчивую динамику отрицательных изменений, угрожающих здоровью горожан и нарушающих природное равновесие экосистем. В 1996 году среди таких городов были Братск, Липецк, Магнитогорск, Стерлитамак.