Эффективность снижения загрязнения атмосферного воздуха в зависимости от структуры озеленения

Ионизация воздуха. Существенной качественной особенностью кислорода, вырабатываемого зелеными насаждениями, является насыщенность его отрицательно заряженными ионами (благоприятно влияющими на здоровье человека). Число легких ионов в 1 см³ воздуха над лесами составляет 2000-3000, в городском парке - 800, в промышленном районе - 200-400 в закрытом многолюдном помещении - 25-100.

На ионизацию воздуха влияет как степень озеленения, так и природный состав растений. Лучшими ионизаторами воздуха являются смешанные хвойно-лиственные насаждения. Сосновые насаждения только в зрелом возрасте оказывают благоприятное воздействие на его ионизацию, так как вследствие выделяемых молодняком паров скипидара концентрация легких ионов в атмосфере снижается.

Фитонцидные свойства. К санитарно-гигиеническим свойствам растений относится их способность выделять особые летучие органические соединения, называемые фитонцидами, которые убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Эти свойства приобретают особую ценность в условиях города, где воздух содержит в 10 раз больше болезнетворных бактерий, чем воздух полей и лесов.

В чистых сосновых лесах и лесах с преобладанием сосны (до 60%) бактериальная загрязненность воздуха в 2 раза меньше, чем в березовых. Из древесно-кустарниковых пород, обладающих антибактериальными свойствами, положительно влияющими на состояние воздушной среды городов, следует назвать акацию белую, барбарис, березу бородавчатую, грушу, граб, дуб, ель, жасмин, жимолость, иву, калину, каштан, клен, лиственницу, липу, можжевельник, пихту, платан, сирень, сосну, тополь, черемуху, яблоню. Фитонцидной активностью обладают и травянистые растения - газонные травы, цветы и лианы.

Защита от шума. Недостаточное озеленение городских микрорайонов и кварталов, нерациональная застройка, интенсивное развитие автотранспорта и другие факторы создают повышенный шумовой фон города. Борьба с шумом в городах - острая гигиеническая проблема, обусловленная усиливающимися темпами урбанизации.

Различные породы растений характеризуется разной способностью защиты от шума: хвойные породы (ель и сосна) по сравнению с лиственными (древесные и кустарниковые) лучше регулируют шумовой режим. По мере удаления от магистрали на 50 метров лиственные древесные насаждения (акация, тополь, дуб) снижают уровень звука на 4,2 дБА, лиственные кустарниковые - на 6 дБ, ель - на 7 дБА, сосна - на 9 дБА; при удалении от магистрали на 250 метров - соответственно - 10; 14; 15,5 и 17,5 дБ. Лиственные породы способны поглощать до 25 % звуковой энергии, а 74 % её отражать и рассеивать. Наилучшими в этом отношении являются (из хвойных пород): ель, пихта, туя; из лиственных - липа, граб и другие.

5.Фитомелиорация городской среды. Принципы создания насаждений в городах и пригородных зонах.

Фитомелиорация – направление прикладной экологии, состоящее в исследовании, прогнозировании и использовании растительных систем для улучшения геофизических, геохимических, ботанических, пространственных и эстетических характеристик окружающей человека среды, проектировании и создании искусственных растительных группировок (включая целенаправленное использование природных растительных сообществ) с высокими преобразующими физическую среду свойствами. Любое растительное сообщество естественного или искусственного происхождения, используемое в целях фитомелиорации окружающей человека среды, является фитомелиоративной системой.

Классификация фитомелиоративных систем:

I. В зависимости от жизненных форм, преобладающих в составе фитомелиоративной системы, различают:

- древесно-кустарниковые насаждения;

- травянистые наземные сообщества;

- водно-болотные сообщества.

II. По происхождению и степени участия человека в контроле функционирования растительных систем различают:

культурфитоценозы - растительные сообщества, созданные человеком для получения первичной продукции (поля, сады, газоны);

искусственные растительные группировки, не обладающие фитоценотической структурой (искусственные уличные или внутриквартальные насаждения, с искусственными покрытиями между отдельными деревьями);

спонтанные фитоценозы — нарушенные естественные сообщества и сообщества синантропных растений;

природные фитоценозы.

III. По признаку целевого использования фитомелиоративные си­стемы делят на следующие категории:

специальные, не используемые с целью получения первичной продукции или эксплуатируемые в определенном режиме (парки, скверы, за­щитные полосы, насаждения охраняемых территорий в пределах зеленых зон городов);

продукционные, фитомелиоративные функции которых используются без ущерба для производства первичной продукции (поля, плодовые сады, виноградники, фитоаквакультура и т.д.);

рудеральные, фитомелиоративные функции, которыми выполняются спонтанно.

Эффективность фитомелиоративной системы определяется как:

отношение количества поглощенного загрязняющего вещества, к общему количеству поступающего извне за определенное время (в случае фильтрующей функции по механизму сопротивления внешним воздействиям);

отношение количества выделенного растениями за определенное время в определенном объеме вещества с мелиоративными свойствами к количеству вещества в некоторый исходный момент времени в том же объеме до начала работы фитомелиоративной системы (в случае работы системы по принципу усиления);

отношение количества выделенного растениями вещества в определенном объеме за определенное время к количеству этого вещества в том же объеме, потребленного человеком за тот же период времени (в слу­чае компенсирующего действия).

При определении фитомелиоративной эффективности рекультивирующих систем используются косвенные показатели, такие как, например, содержа­ние гумуса в почве до рекультивации и по прошествии определенного пери­ода после введения в действие фитомелиоративной системы, т.е. скорость гумусообразования в новых условиях. Наибольшей эффективностью отличаются многовидовые, многоярусные фитомелиоративные системы древесно-кустарниковых насаждений. Травя­нистые рудеральные сообщества в целом уступают по эффективности при­родным травянистым и древесно-кустарниковым, но, тем не менее, выпол­няют ряд важных функций в урбоэкосистеме: закрепляют нарушенные суб­страты, препятствуя запылению атмосферы, поглощают значительное количество токсичных веществ, поступающих в окружающую среду с выбро­сами предприятий и выхлопными газами от автотранспорта, например. Различные фитомелиоративные системы функционально дополняют друг друга, поэтому в каждом крупном городе целесообразно использовать все возможные в данных условиях фитомелиоранты в комбинациях, позволяю­щих максимизировать желаемый эффект.

Свойства растений, используемых в составе городских и пригородных насаждений. Среди различных свойств видов растений, использующихся в фитомелиоративных системах, выделяют следующие характеристики, которые имеют наибольшее значение для достижения высокой эффективности фитомелиоративных мероприятий:

способность произрастать в широком диапазоне условий почвенного богатства, определяемых механическим составом и запасом питательных веществ; широкий диапазон толерантности к условиям почвенного увлажнения;

в ряде случаев, когда фитомелиоративные системы создаются в специ­фических эдафических условиях, для достижения желаемого эффекта необходимо использовать растения, специализированные в произрас­тании на очень богатых или, наоборот, очень бедных местообитаниях, или в условиях одновременного затопления и засоления; растения засоленных местообитаний проявляют и свойства высокой устойчивости к газо-аэрозольным выбросам;

высокая устойчивость (соответственно, низкая чувствительность) к про­мышленным газо-аэрозольным загрязнениям; как правило, листопад­ные деревья умеренных широт и травянистые растения засушливых местообитаний демонстрируют более высокую устойчивость к этому фактору, чем, соответственно, хвойные растения и растения более влажных местообитаний;

способность поглощать загрязняющие вещества из атмосферы или водной среды;

хорошо выраженные фитонцидные свойства; хорошо выраженная способность к ионизации атмосферного воздуха;

ветвистые кроны с густой листвой или плотной хвоей, что является необходимым условием для использования растений в целях шумопоглощения;

высокие эстетические качества: растения с красивыми, декоративными кронами, побегами, цветками, плодами используются в архитектурно- планировочной фитомелиорации.

Главные принципы создания насаждений в различных функциональных зонах городов. Принцип комплексности: растительные системы проектируются, создаются и используются для достижения не одной, а комплекса фитомелиоративных целей. Принцип соответствия насаждения типу местообитания, который предполагает в свою очередь использование следующего комплекса принципов: экологические и лесотипологические. Подбирается ассортимент видов, способных произрастать в условиях данно­го лесохозяйственного района и данного местообитания. Интродуцированным видам отдается предпочтение в случае, если их экологические характеристики близки к таковым местных видов, но устойчивость к промышлен­ному загрязнению значительно выше. Из полученного списка исключаются виды с ярко выраженными аллелопатическими свой­ствами, которые подавляют другие виды при совместном произрастании в смешанных насаждениях.

Филогенетические и биосистематические. В основе использования этих принципов лежат представления о соответствии географических ареалов ви­дов растений их экологическим и филогенетическим особенностям: фило­генетически близкие таксоны занимают идентичные экологические ниши. На основе данного принципа создаются так называемые мо­нокультурные парки и сады из деревьев разных видов одного рода, обладающие высокими санитарно-защитными, рекреационными и эстетическими свойствами. Эти же принципы положены в основу селекционной работы по выведению новых форм (в рамках современных таксонов), обладающих та­кими свойствами, которые делают их пригодными для культивирования в специфических условиях города.

Эстетические принципы. Используются преимущественно в архитектурно-плани­ровочной, эстетической и рекреационной фитомелиорации при создании пей­зажных элементов насаждений.

Лишь на основе комплексного применения методических принципов и подходов лесоведения, биогеоценологии, физиологии, генетики и селекции растений, ландшафтной архитектуры возможно решение задач экологичес­кой оптимизации современного урбанизированного ландшафта.

Тема 9 экология фауны в условиях городской среды

1. Структура города как фактор формирования фауны.

2. Поведенческие адаптации животных к жизни в городской среде.

3. Феномен и формы синантропии.

4. Влияние урбанизации на ареал видов.

5. Специфика состава, распределения и некоторых черт экологии животных урбанизированных территорий.

1. Структура города как фактор формирования фауны.

Условно город делят на две подсистемы: природную и антропогенную. К природной подсистеме относится биологическая система, в которую входят биотические компоненты – биота. Процесс устойчивого освоения антропогенных ландшафтов обнаруживает определенные, эволюционного масштаба, сдвиги:

- в экологии животных. Фактически, животные реагируют на города как на конгломерат условий, имитирующие естественные: нагромождение скал, обрывы, леса, водоемы и т.п. На этой основе формируются специфические урбанизированные комплексы видов, использующих эти условия. Экологию животных в городах в значительной мере характеризует следующая классификация: 1) сельскохозяйственные (продуктовые); 2) комнатные; 3) служебные (сторожевые собаки, животные в зоопарках); 4) безнадзорные (собаки, кошки); 5) синантропные; 6) дикие.

- в поведении ряда видов животных в осваиваемой среде. В процессе освоения городского ландшафта животные не только используют благоприятные условия, но и вырабатывают определенные адаптации к ним.

В фауну городов существенные различия вносит их размер, различное географическое положение и исторические особенности. Ключевыми факторами, определяющими особый статус города как среды обитания животных, являются элементы экологической обстановки, присущие урбанизированному ландшафту. В качестве основных параметров выделения мест обитания используются ландшафтно-экологические различия участков территории:

• состояние растительности;

• общая застроенность;

• наличие открытых пространств;

• гидрологические условия;

• фактор беспокойства;

• интенсивность движения транспорта;

• плотность населения людей.

На основании этого для города характерно множество типов местообитаний, объединенных в 5 комплексов:

1. Комплекс техногенных местообитаний;

2. Комплекс застройки. Особенности городской архитектуры открывают широкие возможности для поселения многих видов птиц и других животных. Часть из них прямо связаны с каменными строениями, имеющими множество ниш, щелей, карнизов (голуби, стрижи).

3. Комплекс открытых пространств, в том числе и городские свалки, где концентрируются грачи, вороны, галки, голуби.

4. Комплекс зеленых насаждений (белки, дрозды, зяблики);

5. Комплекс водно-болотных мест обитания.

Важнейшие местообитания, исчезающие из урбанизиро­ванных областей, следующие: сырые или влажные участки (с застойным увлажнением); бедные питательными веществами почвы и воды; участки с густой растительностью; древесина различной степени разрушения; скальные породы и продукты их выветривания: ложбины, низины, склоны.

Следует отметить, что различие условий и места обитания в городе значительно разнообразнее, чем представленная выше классификации. Приведем примеры основных местообитаний, складывающихся в них условий и особенностей фауны.