Урбоэкология экосистемы мегаполисов: проблемы и цели

Основной проблемой 21-го века обещает стать экологическая ситуация в городах. Урбанизация в последнее время приобретает массовый характер. Начиная с 1939 года, население крупных городов выросло в 4 раза и продолжает увеличиваться. Экологические последствия хозяйственной деятельности человека, которые наблюдаются везде, особенно заметны на урбанизированных территориях. Это объясняет интерес к исследованию городских позиций в экологии и развитию такой науки как урбоэкология.

Данная дисциплина ─ совокупность наук (медицинских, биологических, градостроительных), которые изучают экологическое взаимодействие человеческой деятельности с окружающей средой города. На базе данных урбоэкологии и техносферы разрабатываются пути нового экологичного градостроительства.

Что такое урбоэкология?

Урбанизация ─ глобальный социально-экономический процесс, связанный с усиленной концентрацией производительных сил в условиях научно-технического прогресса. Город использует разные виды энергоносителей, исходные материалы для предприятий. После переработки сырья, в окружающую среду поступает масса отходов. Город-миллионник тратит до 500 млн тонн воды за год, потребляет до 50 млн тонн О₂, 4 млн тонн нефти.

Исследование таких процессов взаимодействия окружающей среды и ее урбанизированной части составляет предмет урбоэкологии. Данная прикладная дисциплина возникла из практических потребностей решения задач по охране здоровья горожан, защите литосферы, гидросферы, биосферы от негативного воздействия урбанизации и городской застройки.

Урбоэкология включает такие направления развития как совершенствование системы очистки сточных вод, регуляции загрязнения атмосферы, глубокая переработка сырья, утилизация отходов, разработка более «экологичных» систем транспорта, энергетики, водоснабжения.

Город как среда обитания

В мире происходит переорганизация территориального распределения человеческой жизнедеятельности из-за появления более совершенных средств перемещения, передачи и хранения информации. Все это характеризуется заменой старых поселений (городков, поселков) современными объединениями в виде городов-агломераций. Пока мы живем в мире транснациональных корпораций, рост мегаполисов необратим.

Особенности новой среды обитания заключаются в:

Скоплении массы людей на сравнительно небольшой территории.
Большом количестве автомобилей, высокой интенсивности дорожного движения.
Сосредоточении зданий и сооружений.
Плотном расположении коммуникаций (электрических, водопроводных) на ограниченной территории.
Расположении на городских площадях потенциально опасных промышленных объектов.

Городская среда обитания формируется благодаря действию антропогенных, биотических и абиотических факторов. Антропогенные ─ создаются человеческой деятельностью, абиотические неживой природой, биотические ─ живыми объектами. Изучаются данные факторы учеными-урбанистами. Целью их работ, и урбоэкологии в целом, является создание программ по развитию территорий, которые будут максимально экологичны для всех биогеоценотических элементов.

Комплексное воздействие городов на окружающую среду

Развитие городов приводит к неизбежному изменению всех компонентов природной среды. Чрезмерная концентрация людей, транспорта, промышленных объектов на небольшой площади приводит к экологическим проблемам. Урбоэкология подразумевает техногенное давление на природу мегаполиса: угнетение всех компонентов природного ландшафта, появлению искусственного рельефа, модификации растительного, животного мира.

Изменение рельефа

Одним из последствий урбанизации становится усиленное воздействие на литосферу, углубление в нее. Следствием таких процессов становится:

появление карстовых пустот;
изменение бассейнов наземных и подземных рек;
опустынивание площадей, которые становятся непригодными для обитания.

Деградация природного ландшафта

На городских территориях радикально изменен почвенный покров, уничтожен он полностью в областях магистралей и кварталов. Размеры земельных угодий, отданных под застройку, в наши дни удваивается через 15 лет. Ландшафт продолжает страдать на территориях парков, скверов, дворов. Под давлением поверхностных конструкций нарушаются недра. Воздействие проявляется в поверхностных слоях почв, на глубину 100-600 м, в некоторых случаях до 2 км.

Почва на территории города является универсальным природным адсорбентом, накапливающим: тяжелые металлы, мусор, бытовые отходы. Ветровой эрозии способствует обнаженность почв. Явление подтопления городских площадей происходит из-за ликвидации естественного дренажа почв, уменьшения уклонов, интенсивного орошения газонов, бульваров, перераспределения снежного покрова.

Загрязнение воздуха

Огромный ущерб окружающей среде, как следствие человеку, наносят выбросы двигателей внутреннего сгорания, а также промышленные и энергетические объекты. Эти загрязнения содержат такие вредные вещества как: окись азота, свинец, пыль, серу. Данные соединения вызывают рак, врожденные патологии, разрушение иммунной системы. Урбоэкология подтверждает, что в 40% случаев, причиной смерти людей становятся загрязнения окружающей среды: воды, почвы, воздуха.

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. Низкая подвижность воздушных масс, температурные контрасты приводят к повышенному загрязнению, туману, смогу. Из-за роста городов, доля загрязнения воздуха от выхлопных газов также увеличивается. Выбросы автотранспорта более токсичны, чем выбросы из стационарных источников.

Проблемы водоснабжения

Урбоэкология характеризуется нехваткой водных ресурсов, вследствие того, что использование воды в мегаполисах в 10 раз больше, чем в сельской местности. Объем стоков на одного человека доходит до 1 м3 за сутки. Один город-миллионник в год сбрасывает до 365 млн тонн отработанных сточных вод.

Процесс загрязнения водоемов отходами промышленности и быта людей достиг катастрофических масштабов. Это ведет к вымиранию речных животных и растений. Подземные водные артерии городов значительно истощены из-за постоянных откачек и загрязнения на большую глубину.

Результатом таких процессов является дефицит питьевой воды планетарного масштаба. Нехватку чистой воды испытывают более миллиарда человек на Земле, при том, что 80 % всех инфекционных патологий передаются через воду.

Образование отходов

Существенным источником загрязнения воды и почвы является мусор. Время разложения каждого отдельного материала в определенных климатических условиях различается. Распад некоторых синтетических элементов длится до 500 лет. Город с миллионным населением ежегодно накапливает около 3,5 млн тонн твердых отходов (шлак, зола, строительный мусор, пластик, бумага).

Проблемы современных городов

Урбоэкология мегаполисов характеризуется рядом проблем в экономической, экологической, социальной и других сферах.

Технические проблемы

Стремительный рост и развитие городских территорий ведет к проблемам технического характера. К ним относится решение вопросов энергоресурсооборота, транспортных, информационных задач. В процессе своего формирования и преобразования любой город испытывает недостаток рабочей силы, площади, дорог и т.п. Поэтому каждый такой объект привлекает все больше ресурсов из отдаленных мест.

Социальные проблемы

К социальным проблемам городов можно отнести вопросы безопасности его обитателей и неравенства личного и общественного характера. Разрешение вопросов производственно-трудового неравенства состоит в перераспределении условий труда, национального дохода между субъектами трудового процесса, районами, регионами.

Однако, пока что, мы имеем отдельные «миры благополучия». Концентрация капитала приводит ко все большему разрыву между социальной востребованностью, индивидуальными способностями и интересами.

Экологические проблемы

Данная категория урбоэкологических проблем включает вопросы чистоты окружающей среды на урбанизированных территориях, сохранения и гармонизации природных комплексов.

Развитие некоторых структурных элементов имеет противоречивое влияние на городскую среду и ее жителей. Так, например, транспортные средства оптимизируют условия жизни людей, улучшают быт, но при этом, загрязняют атмосферу токсичными выхлопными газами.