close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

95

код для вставкиСкачать
Э К О С И С Т Е М Ы В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ:
СТРУКТУРА, СОСТОЯНИЕ,
УСТОЙЧИВОСТЬ, УПРАВЛЕНИЕ
ECOSYSTEMS IN THE URBAN
ENVIRONMENT:
THE STRUCTURE, STATE, STABILITY
I
-
— "
' ^ y ™
llll
Illl I IT
" "
1
Г""
II " ЩИ'
1
1
П1
ISBN 97 8-5-7
6 38-2 8 7 6-4
9 7 8 5 7 6 3 828764
1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
Центральный европейский университет
ЭКОСИСТЕМЫ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ:
СТРУКТУРА, СОСТОЯНИЕ,
УСТОЙЧИВОСТЬ, УПРАВЛЕНИЕ
Учебное пособие
Красноярск
СФУ
2013
1
УДК 502(07)
ББК 20.1я73
Э404
Рецензенты:
Л.С. Шугалей, доктор биологических наук,
профессор кафедры агрохимии и почвоведения КрасГАУ;
В.Г. Суховольский, доктор биологических наук, профессор,
ведущий научный сотрудник Института леса
им. В.Н.Сукачева СО РАН
Э404
Экосистемы в городской среде: структура, состояние, устойчивость, управление: учеб. пособие / под общ. ред.
О.В. Тарасовой. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. –
204 с.
ISBN 978-5-7638-2876-4
В настоящем учебном пособии рассматриваются подходы и методы построения системы environmental governance для урбоэкосистем, начинающиеся с
этапов анализа функционирования таких систем и продолжающиеся этапами социального-экономического анализа, и разработки структур системы
environmental governance.
Предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся
по направлению «Экология и природопользование».
УДК 502(07)
ББК 20.1я73
ISBN 978-5-7638-2876-4
© Сибирский федеральный университет, 2013
© Центральный европейский университет, 2013
2
The Ministry of Education and Science of the Russian Federation
Siberian Federal University
Central European University
ECOSYSTEMS
IN THE URBAN ENVIRONMENT:
THE STRUCTURE, STATE, STABILITY
A Study Guide
Krasnoyarsk
SibFU
2013
3
Acknowledgement: This textbook was published in the framework of the EC TEMPUS Joint Project 511390-TEMPUS-12010-1-SK-TEMPUS-JPCR Environmental Governance for Environmental Curricula funded with support from the European
Commission. The publication reflects the views only of the author, and the Commission cannot be held responsible for any use
which may be made of the information contained therein.
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ....................................................................................................... 9
Введение ............................................................................................................ 13
Глава 1. Город и урбанизация....................................................................... 19
1.1. Экологическая эффективность различных видов и форм
расселения населения ................................................................................... 19
1.2. Города как экосистемы, экологическая история городов ................. 22
Глава 2. Экологические проблемы городов.............................................. 32
2.1. Загрязнение атмосферного воздуха городов ....................................... 32
2.2. Загрязнение воздуха на территории Красноярска ............................. 36
2.3. Микроклимат городов ........................................................................... 41
2.4. Воздействие физических факторов в городах ..................................... 45
2.5. Геоэкологические условия в городах ................................................... 49
Глава 3. Растения в городской среде .......................................................... 54
3.1. Роль зеленых насаждений в городах .................................................... 54
3.2. Формирование городской флоры ......................................................... 56
3.3. Влияние городских условий на растения ............................................ 58
3.4. Оценка состояния зеленых насаждений г. Красноярска ................... 61
3.4.1. Химический анализ хвои растений ............................................... 62
3.4.2. Зимний покой растений .................................................................. 66
3.5. Анализ морфологической асимметрии покрытосеменных
древесных растений в городской среде ..................................................... 72
3.6. Устойчивость растений к поллютантам .............................................. 75
Глава 4. Особенности комплекса насекомых-фитофагов
зеленых насаждений ....................................................................................... 82
Глава 5. Городские почвы: состояние и активность
биологических компонентов ......................................................................... 94
Глава 6. Экосистемы пригородных рекреационных водоемов:
бактериальные сообщества как индикаторы их состояния ................ 103
Глава 7. Геоэкологическая оценка круговорота углерода
в урбанизированных геосистемах .............................................................. 115
7.1. Теоретические и методологические предпосылки
моделирования круговорота углерода в урбанизированных
экосистемах. ................................................................................................. 115
7.2. Баланс углерода в урбанизированных геосистемах
г. Могилева................................................................................................... 121
5
Глава 8. Управление состоянием окружающей среды в городах....... 125
8.1. Административные, экономические и общественные
инструменты управления состоянием окружающей среды
в городах....................................................................................................... 126
8.1.1. Административные механизмы управления .............................. 128
8.1.2. Экономические механизмы управления ..................................... 133
8.1.3. Общественные механизмы управления ...................................... 140
8.1.4. Комплексное планирование и повышение устойчивости
и качества окружающее среды в городах ............................................. 155
8.1.5. Красноярск: состояние окружающей среды
и административно-правовое регулирование
в сфере охраны окружающей среды ..................................................... 159
8.2. Комплексные подходы к оценке качества окружающей среды
в городах....................................................................................................... 167
8.2.1. Экологический мониторинг ......................................................... 167
8.2.2. Экологические нормативы качества окружающей среды ....... 171
8.2.3. Оценка санитарно-гигиенической комфортности
городской среды ...................................................................................... 173
8.2.4. Эколого-экономическое районирование в городах ................... 176
8.2.5. Подходы к комплексной оценке экологической ситуации
городов: индикаторы устойчивого развития городских
поселений ................................................................................................. 182
Приложение .................................................................................................... 199
6
CONTENTS
Introduction ....................................................................................................... 16
Chapter 1. City and Urbanization ................................................................... 19
1.1. Ecological Efficiency of Different Kinds and Forms
of Population Settlement ................................................................................. 19
1.2. Cities as Ecosystems, Ecological History of Cities ................................. 22
Chapter 2. Environmental Problems in Cities ............................................... 32
2.1. Atmospheric Air Pollution in Cities......................................................... 32
2.2. Air Pollution in Krasnoyarsk ................................................................... 36
2.3. Urban Microclimate ................................................................................. 41
2.4. Impact of Physical Factors in Cities ........................................................ 45
2.5. Geo-Ecological Conditions in Cities........................................................ 49
Chapter 3. Plants in Urban Environment ....................................................... 54
3.1 Role of Landscaped Areas in Cities .......................................................... 54
3.2. Creation of Urban Flora ........................................................................... 56
3.3. Impact of Urban Conditions on Vegetation ............................................. 58
3.4. Estimation of Vegetation State in Krasnoyarsk ....................................... 61
3.4.1 Chemical Analysis of Fir Needles ..................................................... 62
3.4.2. Winter Dormancy of Plants............................................................... 66
3.5. Analysis of Morphological Asymmetry
of Angiospermous Ligneous Plants in Urban Environment ........................... 72
3.6. Plant Resistance to Pollutants .................................................................. 75
Chapter 4. Characteristics of Phytophagous Insects
in Landscaped Areas ......................................................................................... 82
Chapter 5. Urban Soils: State and Activity of Biological Components ....... 94
Chapter 6. Ecosystems of Suburban Recreational Water Reservoirs:
Bacterial Communities as Indicators of Reservoir State ............................ 103
Chapter 7. Geo-Ecological Estimation of Carbon Cycle
in Urbanized Geosystems................................................................................ 115
7.1. Theoretical and Methodological Background
for Modeling Carbon Cycle in Urbanized Ecosystems................................. 115
7.2. Carbon Balance in Urbanized Geosystems in Mogilev ......................... 121
Chapter 8. Environmental Management in Cities ....................................... 125
8.1. Administrative, Economic and Social Tools
of Environmental Management in Cities ...................................................... 126
8.1.1. Administrative Management Tools................................................. 128
8.1.2. Economic Management Tools ........................................................ 133
7
8.1.3. Social Management Tools ............................................................... 140
8.1.4. Multiobjective Planning, Environment Stability
and Quality Improvement in Cities ........................................................... 155
8.1.5. Krasnoyarsk: State of Environment,
Administrative Control and Regulatory Management
in the Sphere of Environment Protection .................................................. 159
8.2. Complex Approaches to Environmental Quality Estimation
in Cities.......................................................................................................... 167
8.2.1. Environmental Monitoring .............................................................. 167
8.2.2. Environmental Quality Standards ................................................... 171
8.2.3. Estimation of Sanitary and Hygienic Comfort
in Urban Environment ............................................................................... 173
8.2.4. Environmental and Economic Zoning in Cities .............................. 176
8.2.5. Approaches to Complex Estimation
of Environmental Conditions in Cities:
Sustainable Development Indicators of Urban Settlements ..................... 182
Appendix 1 ....................................................................................................... 199
8
ПРЕДИСЛОВИЕ
Экосистемы городов отличаются рядом специфических
особенностей, наличие которых заставляет выделить изучение
экологических процессов в городах и пригородах в отдельную
научную дисциплину – урбоэкологию.
Специфические особенности урбо- и субурбоэкосистем прежде
всего связаны с тем, что эти экосистемы находятся под постоянным
воздействием техногенных и антропогенных факторов. Мощное
воздействие техногенных и антропогенных факторов в урбо- и
субуроэкосистемах снижает устойчивость растений и животных,
приводит к вытеснению значительной части видов растений и
животных из урбоэкосистем. Сохраняющиеся же виды снижают свои
возможности к естественному возобновлению.
Кроме того, на состояние урбоэкосистем существенное влияние
оказывает то, что экологические сообщества в урбоэкосистемах
фрагментированы и существуют в форме локальных резерватов –
ограниченных по площади территорий: парков, скверов, аллей,
цветников, кустараниковых изгородей, лужаек, газонов и т. п., с
малым числом экологических ниш в отдельном резервате. Такие
особенности пространственной структуры сообществ приводят к
снижению видового разнообразия в городских и пригородных
экосистемах, вытеснению из городской и пригородной среды многих
видов живых организмов, типичных для ненарушенных экосистем в
данном регионе. С другой стороны, уменьшение видового
разнообразия, освобождение экологических ниш, снижение
интенсивности взаимодейтвий в урбо- и субурбоэкосистемах
«открывает дорогу» для инвазийных видов растений и животных.
В этих условиях возникает две основных задачи, которые
необходимо решить для обеспечения комфортного существования
людей в городской среде. Во-первых, это задачи разработки методов
урбомониторинга, с помощью которых можно было бы быстро и
надежно определить уровень загрязнения природной среды на
территории города и оценить текущее состояние различных
экосистем. Во-вторых, это задачи, связанные с развитием новых
принципов управления состоянием урбо- и субурбоэкосистем,
основанных на прямом участии жителей городов как в принятии
решений по проблемам экологии городов, так и в работах по
выполнению этих решений.
9
Логика, объясняющая необходимость таких изменений в
принципах управления городами, проста. В условяих мегаполисов у
муниципалитетов нет достаточных финансовых ресурсов для того,
чтобы управлять состоянием городской среды. Кроме того, горожане
все чаще предпочитают сами решать, какой должна быть природная
среда, в которой они каждодневно существуют, и обустраивать ее так,
как считают нужным они, а не администрация города.
В англозычной научной литературе для такого метода
управления экологическими процессами в городах и пригородах
используется термин governance (в отличие от стандартного термина
management, используемого для описания процесов управления
вообще и управления городской средой, осуществляемого
муниципальными органами власти, в частности). К сожалению, в
русскоязычной литературе по проблемам экологии городов до
настоящего времени не появилось корректного термина,
характеризующего способы управления в городах, основанные на
активном привлечении жителей к принятию и выполнению решений о
поддержании и оптимизации состояния городской среды. К слову
сказать, отсутствие в русскоязычном словаре удобных раздельных
терминов для экологии как науки (ecology в англоязычной
терминологии) и для природной среды (environment) привело к
массовому употреблению фразы «экология у нас (в городе, районе,
стране) плохая», произнося которые говорящий имеет в виду не
проблемы с развитием науки экологии, а c загрязнение природной
среды (environmental pollution). Возможно, отсутствие корректного
русскоязычного аналога термина governance связано с тем, что и в
практике управления городами в России примеры governance
единичны и несистемны и нужды в таком термине просто еще не
возникло.
Однако отсутствие русскоязычного термина не является
препятствием для описания и анализа новых методов управления
городской природной средой, и в связи с этим цель настоящего
учебного пособия – описать процессы, происходящие в урбо- и
субурбоэкосистемах, рассмотреть возможные методы экологического
мониторинга в городах и основы governance городов.
В главах 1 и 2 настоящего пособия рассматриваются особенности
функционирования урбосистем и закономерности пространственной
структуры экологических резерватов, экологическая история городов,
современные экологические проблемы городов. Глава 3 посвящена
описанию роли растений в городской среде, вопросам формирования
10
городских флор, влиянию техногенных и антропогенных факторов на
растения. Особое место отведено вопросам устойчивости растений к
поллютантам и оценке состояния зеленых насаждений г. Красноярска.
В главе 4 рассматриваются особенности комплекса насекомых – фитофагов зеленых насаждений г. Красноярска, описана методика
энтомоиндикации, основанная на учете особенностей освоения листьев деревьев филлофагами. Глава 5 посвящена важнейшему для урбои субурбоэксистем компоненту – городским почвам и особенностям
функционирования почвенной биоты урбоэкосистем. В главе 6 рассматриваются экосистемы пригородных рекреационных водоемов,
описаны методы мониторинга состояния и оценки качества вод. Глава
7 посвящена изучению потоков углерода на урбанизированных территориях. Наконец, глава 8 посвящена описанию методов управления
состоянием урбо- и субурбоэкосистем, административных,
экономических и общественные инструментов, используемых в таких
методах управления.
Учебный материал внутри каждой из этих глав для удобства
усвоения материала разбит на параграфы, в которых рассматриваются
те или иные конкретные темы. В начале каждой главы приводится
реферат на английском языке. Кроме теоретического материала к
каждой главе приводится список рекомендованной литературы.
Настоящее пособие подготовлено на основе лекций, читавшихся
сотрудниками отделения экологии и природопользования ИЭУиП
Сибирского федерального университета и приглашенными
профессорами СФУ и при финансовой поддержке Международного
проекта Темпус (511390-TEMPUS-1-2010-1-SK-TEMPUS-JPCR).
Авторы пособия:
А.Д. Шкарубо, к.г.н., научный сотрудник, факультет
экологических наук и политики Центральноевропейского университеа
(Будапешт, Венгрия) – введение, гл. 7;
О.В. Тарасова, д.с.-х.н., профессор кафедры экологии и природопользования ИЭУиП СФУ – гл. 1, 4;
О.В. Тасейко, к.ф-м.н., доцент кафедры экологии и природопользования ИЭУиП СФУ, доцент кафедры инженерной экологии Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева – гл. 2;
Н.В. Пахарькова, к.б.н., доцент кафедры экологии и природопользования ИЭУиП СФУ – гл. 3;
Г.А. Сорокина, к.б.н., доцент кафедры экологии и природопользования ИЭУиП СФУ – гл. 3,
11
О.М. Шабалина, к.б.н., доцент кафедры экологии и природопользования ИЭУиП СФУ – п. 3.5;
И.Н. Безкоровайная, д.б.н., профессор кафедры экологии и природопользования ИЭУиП СФУ – гл. 5;
Е.Я. Мучкина, д.б.н., профессор кафедры экологии и природопользования ИЭУиП СФУ – гл. 6;
Е.С. Задереев, к.б.н., доцент, ученый секретарь Института
биофизики СО РАН – гл. 8;
И.А. Межова – к.э.н., доцент кафедры управления человеческими
ресурсами ИЭУиП СФУ – гл. 8, Приложение.
А.Ю. Скриган, к.г.н., доцент, ГУВПО «Белорусско-Российский
университет», Беларусь – гл. 8.
Авторы заранее признательны всем, кто выскажет свои замечания и предложения в адрес этой книги. Авторы выражают благодарность за подготовку англоязычных аннотаций глав Софье Николаевне
Шишацкой.
12
ВВЕДЕНИЕ
В настоящем учебном пособии рассматриваются подходы и методы построения системы environmental governance для урбоэкосистем, начинающиеся с этапов анализа функционирования таких систем и продолжающиеся этапами социального-экономического анализа
и разработки структур системы environmental governance.
Проблема оптимального природопользования является одной из
ключевых в современной экологии. В настоящее время предлагаются
различные варианты решения задачи оптимизации природопользования. В своем большинстве эти варианты ориентируются, как правило,
на принципы sustainable development (устойчивого развития), на усиление адаптационных свойств рассматриваемых социальноэкологических систем при увеличении нагрузки на экосистемы. Альтернативный подход к управлению природопользованием –
environmental governance, предложенный Элинор Острём является
другим возможным ответом на усиление техногенного и антропогенного пресса на природные системы.
Environmental governance – термин, описывающий совокупность
социально-политических подходов к управлению и рациональному
использованию природных ресурсов. Его можно определить как «образование, изменение функций и преобразование институтов для разрешения конфликтов, связанных с использованием природных ресурсов» (Paavola, J. Institutions and environmental governance: a reconceptualization / J. Paavola // Ecological Economics, 2007. – 63:93–103).
В данном контексте институты обычно понимаются как «рабочие/работающие правила, которые используются для того, чтобы определить, кто в состоянии принимать решения в определенной области, деятельность какого рода разрешена или ограничена, какие методы обобщения/оценки ситуации будут использованы, какие процедуры необходимо соблюдать, информация какого рода должна либо не
должна быть предоставлена, и какое вознаграждение/компенсация
положены индивидуумам, в зависимости от характера их деятельности».
Безусловно, системы environmental governance для конкретных
экосистем должны базироваться на знании закономерностей и особенностей функционирования этих экосистем. В связи с этим начальным этапом построения системы environmental governance для определенных экосистем, в границах которых социум эксплуатирует оп13
ределенные природные ресурсы, является изучение функционирования таких экосистем при различных условиях природопользования. И
только затем возможно переходить к построению системы
environmental governance.
Функции, выполняемые в рамках environmental governance (generic functions of environmental governance) включают (Paavola, 2007):
• исключение из системы ресурсопользования тех пользователей, которые не имеют на это право;
• регулирование авторизованного использования и распределение выгод от использования ресурсов;
• предоставление ресурсов и возмещение связанных с этим
убытков;
• мониторинг;
• обеспечение соблюдения правил;
• разрешение конфликтов;
• формирование коллективного выбора.
В зависимости от контекста (включая масштаб, характер ресурсопользования и т. д.), выполнение данных функций может быть организовано различным образом. Собственно, зависимость характера
организации от конкретных особенностей управляемых экосистем является одним из важных вопросов, затрагиваемым environmental
governance.
Для развития методов environmental governance в конкретных условиях важно знать следующее:
– каким образом современные либо действующие ранее социально политические механизмы сформировали существующий режим
использования данного ресурса;
– кто вовлечен в регулирование ресурсопользованием;
– что является движущей силой, определяющей характер функционирования режима ресурсопользования;
– какие инструменты (законодательство, технические регламенты, формальные либо неформальные институты и т. д.) вовлечены в
данный процесс и какова их сравнительная эффективность;
– как сложившаяся система ресурсопользования может быть оптимизирована в рамках существующих и потенциально возможных
институциональных рамок.
При оценке успешности выстроенной системы environmental
governance или анализе институтов Э. Острём предлагает использовать принципы построения институтов (institutional design
14
principles), соблюдение которых позволяет говорить о наличии предпосылок к справедливому и рациональному использованию природных ресурсов (Ostrom, E. Governing the Commons: The Evolution of Institutions for collective action /E. Ostrom. – New York: Cambridge University Press, 1990. – 280 p.). Эти предпосылки включают:
• четко обозначенные границы ресурсной системы;
• четкие и справедливые правила использования и предоставления ресурсов;
• гласные или негласные соглашения о коллективном выборе,
позволяющем участвовать в принятии решений;
• мониторинг (использования ресурсов) посредством сторон
(мониторов), несущих ответственность перед ресурсопользователями;
• соразмерные санкции для нарушителей установленного режима
ресурсопользования;
• доступные механизмы разрешения конфликтов;
• обеспеченное наличие минимальных прав на (само) организацию;
• унаследованная организационная структура, основанная на использовании успешных институтов.
Таким образом, при разработке системы environmental governance
необходимо описать структуру и функциональную организацию
управляемых экосистем, рассмотреть социально-политические и экономические проблемы, связанные с использованием определенных
ресурсов, оптимизировать инструменты экологического управления
(включая правила и законодательство), экологического мониторинга,
разработать оценки качества управления природными ресурсами в
экосистеме.
15
INTRODUCTION
The problem of rational use of natural resources is one of the key issues in the present-day ecology. Today, there are different variants of solving the task of environmental management optimization. The majority of
these variants are based on the principles of sustainable development and
on strengthening the adaptive properties of the social-and-ecological systems in question while increasing the load on ecosystems. The alternative
way is environmental governance suggested by Elinor Ostrom in 1990. It
is another possible response to growing technogenic and anthropogenic
stress on ecosystems.
Environmental governance is a complex of social and political approaches to natural resources management and rational use. It can be defined as "education, modification of functions and transformation in institutions for resolving conflicts connected with the use of natural resources"
(Paavola, 2007).
In this context, institutions mean "working rules that are used to determine who is able to make decisions in a certain sphere, what activity is
permitted or limited, which methods of generalization/estimation of situation will be used, what procedures it is necessary to perform, what kind of
information should or should not be provided, and what remuneration/compensation is due to individuals depending on their activity" (Ostrom, 1990).
Undoubtedly, environmental governance systems for given ecosystems should be based on the knowledge of the functioning laws and peculiarities of these ecosystems. In this connection, the initial stage of building
an environmental governance system for given ecosystems within which
the society uses given natural resources is studying the functioning of such
ecosystems under different environmental management conditions. Only
then it is possible to proceed with building of an environmental governance system.
Generic functions of environmental governance include (Paavola,
2007):
• exclusion from the resource use system of those users who don't
have relevant rights;
• regulation of authorized use and distribution of benefits from resource use;
• provision of resources and recovery of related losses;
• monitoring;
16
• rules enforcement;
• resolving of conflicts;
• formation of collective choice.
Depending on the context (including the scale, nature of resource use
etc.), performance of these functions can be organized in different ways.
Actually, the dependence of the nature of organization on the specific characteristics of given ecosystems is one of the important questions covered
by environmental governance.
To develop the methods of environmental governance in specific conditions, it is necessary to know the following:
- how the present-day or previous social and political mechanisms
have formed the current mode of resource use;
- who is involved in regulation of resource use;
- what is the driving force determining the functioning of resource use
mode;
- what instruments (laws, regulations, formal or informal institutions
etc.) are involved in this process and what is their comparative efficiency;
- how the established system of resource use can be optimized within
the existing and potential institutional framework.
When estimating the efficiency of an environmental governance system or analyzing institutions, E. Ostrom suggests that institutional design
principles should be used that will make it possible to speak about the prerequisites for fair and rational use of natural resources (Ostrom, 1990).
These prerequisites include:
• precisely defined boundaries of a resource system;
• clear and fair rules for using and providing resources;
• public or non-public agreements about collective choice making it
possible to take part in decision making;
• monitoring (of resource use) with the help of parties (monitors) that
are liable to resource users;
• proportional sanctions for violators of the current mode of resource
use;
• accessible mechanisms of conflict resolution;
• guaranteed minimal rights for (self-) organization;
• inherited organization structure based on the use of successful institutions.
Thus, development of an environmental governance system would require a description of the structure and functional organization of managed
ecosystems, examination of social, political and economic problems connected with the use of certain resources, optimization of environmental
17
management tools (including rules and laws) and ecological monitoring,
and working out of an environmental management quality assessment
scheme with respect to ecosystems.
This teaching guide describes approaches and methods that can be
used for building an environmental governance system for urban ecosystems: from analyzing the way such systems function to the social and economic analysis and development of environmental governance system
structures.
18
ГЛАВА 1. ГОРОД И УРБАНИЗАЦИЯ
CHAPTER 1. CITY AND URBANIZATION
This chapter considers such questions as the ecological efficiency of different
forms of population settlement and the ecological history of cities.
Cities emerged as a result of growing territorial division of labor and appearance of
trade and craftsmanship on the basis of agriculture. The first cities on Earth appeared several thousand years BC. A little more than a century ago only 5% of the world population
lived in cities. Today, every third person on our planet is a city dweller.
Modern cities are totally different from natural ecosystems. They are characterized by high population density and high level of pollution: physical, chemical, biological, and informational. Cities represent a relatively new environment for plants and
animals having its specific parameters. It combines such contradictory elements as
open and closed landscapes of natural and cultural biocenoses from various physicalgeographical zones modified by urban conditions. The city is not a homogeneous ecosystem. On the contrary, many habitats are so sharply isolated from each other by
transportation routes and buildings that they can be considered as island ecosystems.
Mosaic distribution of habitats is superimposed upon more or less pronounced zoning
of urban environment from the center to suburbs, which is manifested in environmental and faunistic differences of communities in the habitats concerned. But what is the
most important, as many researchers note, urban ecosystems have low ecological reliability and biotic communities within them need regular human support.
1.1. Экологическая эффективность
различных видов и форм расселения населения
До сих пор возникают дискуссии о том, какая форма расселения,
городская или сельская, более экологична. Многие считают, что сельское расселение более гармонично сочетается с природной средой,
поскольку удельные нагрузки на природу здесь меньше. Однако современное индустриальное сельскохозяйственное производство связано со значительными антропогенными нагрузками на природную
среду, а большая его дисперсность ведет к тому, что зона активного
воздействия сельскохозяйственного производства весьма обширна.
Поскольку и первая, и вторая формы расселения общественно
необходимы, противопоставлять городское расселение сельскому и
обратно достаточно бессмысленно, так как это не помогает решению
проблемы. И городское, и сельское расселение могут быть и доста19
точно экологичными, и, напротив, отличаться крайне агрессивным
характером по отношению к природной среде. Все дело в конкретных
социально-экономических, природно-климатических и других условиях.
Если подходить к вопросу с гигиенических позиций, то чаще всего более «чистыми» считают малые города и сельские поселения. Такой подход также неоднозначен, поскольку конкретные условия могут внести существенные коррективы в это мнение. Например, мелкие
поселки, расположенные при шахтах на месторождениях угля с высоким содержанием серы и золы, как и поселки вблизи карьеров открытой добычи полезных ископаемых, отличаются крайне сложной экологической обстановкой. Гигиенические исследования показывают,
что крупные и особенно крупнейшие города при прочих равных условиях уступают по санитарным характеристикам окружающей среды
малым и средним городам, но превосходят их, как правило, по качеству санитарно-технической оснащенности и благоустройству. Крупные города и агломерации, обеспечивая высокий уровень жилищного
строительства, культурно-бытового и медицинского обслуживания,
отличаются одновременно большей концентрацией промышленности
и высокой плотностью населения, что приводит к значительному загрязнению окружающей среды, несбалансированности мест приложения труда, нерациональным маятниковым передвижениям населения,
застройке ценных природных ландшафтов и т. д.
Увеличение размеров города ведет к росту числа транспортных
средств, что еще больше загрязняет воздушный бассейн и повышает шумовой фон среды обитания людей. В городах с населением свыше
500 тыс. жителей концентрация наиболее распространенных загрязнений
атмосферы (пыли, окислов азота, сернистого и угарного газов)
в 1,5–2 раза выше, чем в городах с 100 тыс. жителей. В атмосфере городов, развивающихся на базе металлургической или нефтеперерабатывающей промышленности, содержание сернистого газа в 2–3 раза больше, чем в городах аналогичной величины, но другого народнохозяйственного профиля Увеличение числа автомобилей с 10 до 50 тыс. ведет к
росту концентрации угарного газа в городском воздухе в 2–4 раза.
Увеличение плотности застройки (характерное для крупных городов) не только значительно снижает комфортность проживания, но
ведет к скученности населения и росту эпидемиологически небезопасных контактов. Так, например, при плотности населения в ядрах
агломерации менее 2500 чел. на 1 км2 заболеваемость населения
гриппом при прочих равных условиях меньше, чем в городах с плот20
ностью населения 4000–5000 чел. на 1 км2. В крупнейших городах
при росте плотности населения на жилой территории с 300 до 1000
чел на гектар заболеваемость дыхательных путей у детей увеличивается в 1,5–2 раза.
Если же к проблеме подходить не только с гигиенических, но и с
более широких общеэкологических позиций, картина получается значительно более сложной. Не всегда малый город или сельское поселение
может отличаться высокой степенью экологичности. В ряде случаев и
сельский населенный пункт в силу особенностей его размещения, уклада жизни его обитателей, сложившейся экономической конъюнктуры и
т. д. может стать настоящим экологическим паразитом в своем ареале
(массовая вырубка леса вокруг поселения, интенсивное ведение монокультур при концентрированном применении пестицидов и минеральных удобрений, топка печей кизяком и т. д.). И, напротив, не всегда даже крупный город оказывает на окружающую его природную среду
разрушающее действие Примерами тому служат в первую очередь города, развивающиеся в экстремальных условиях аридной (засушливой)
зоны. Как правило, в этих случаях возникновение городов ведет к появлению новых оазисов, усложнению экосистем, кардинальному улучшению экологических характеристик местности.
Архитектура и городская планировка крайне консервативны.
Экологизации они поддаются с чрезвычайно большим трудом. Вопреки желанию более 80 % людей города строят из многоэтажных
жилых зданий почти без учета климатических факторов, шумовой нагрузки улиц, психологии человека. Так называемая свободная застройка, как было выяснено еще в 50-е гг., приводит к заболеваниям,
названным англичанами «грустью новых городов».
Идея экополиса не только весьма привлекательна, но и достаточно активно прорабатывается еще с давних времен. Под термином
«экополис» обычно понимают городское поселение (город, поселок),
спланированное с учетом комплекса экологических потребностей людей. Принципы создания экополиса включают три основных требования: а) соразмерность архитектурных форм (домов, улиц и т. п.) росту
человека; б) пространственное единство водных и озелененных площадей, создающих хотя бы иллюзию вхождения природы в город и
расчленяющих его на «субгорода»; в) приватизацию жилища, включающего элементы природного окружения непосредственно у дома и
квартирное озеленение. В целом экополис – главным образом малоэтажный город с обширными «природными каналами» садов, парков,
лесопарков, полей, водоемов и т. п., создающий благоприятные эко21
логические условия как для жизни человека, так и для существования
многих видов растений и животных в его пределах. Один из образцов
такого города – Милтон-Кейнс на полпути между Лондоном и Бирмингемом – выглядит так: число жителей – 150 тыс., 500 промышленных предприятий (электроника, производство ЭВМ, машиностроение,
фармацевтика, производство пластмасс, полиграфия, пищевая и др.
промышленность); торговый центр из 140 магазинов под одной крышей – 125000 м2, 5 районных торговых центров и 57 субцентров с товарами повседневного спроса. На микрорайон с 2–5 тыс. жителей –
детские сады, школы разных уровней. В городе 4 колледжа, университет. Средняя плотность застройки – 20 жилых единиц на 1 га. В городе площадь 8,88 тыс.га, и на 1 человека приходится по 5,2 сотки
(считается желательным иметь 4 сотки городской площади на человека). Распределение городских площадей: 53 % – жилая застройка,
13 % – зеленые насаждения и места для отдыха; 11,3 % – транспортные пути, 9 % – промышленные и другие предприятия, 3 % – деловой
и торговый центр, 4 % – школы и колледжи и 6,7 % – в резерве.
Моделей экополиса предлагалось достаточно много. Все они достаточно близки, что свидетельствует о большой сходимости мнений
по этому поводу. В целом во всем мире делают значительные усилия
по экологизации городского хозяйства. Но при этом необходимо решать очень сложные проблемы:
– проблема утилизации мусора;
– проблема водоснабжения и переработки сточных вод;
– проблема городского транспорта;
– во многих странах мира в бедственном положении находятся
объекты озеленения;
– загрязнение окружающей среды и т. п.
Вредные предприятия, как правило, оснащают очистными установками, морально устаревшие выводят за пределы городов или от
них «уходят» населенные места. Многие вопросы еще очень далеки
от решения, но попытки их решить множатся (Реймерс,1990).
1.2. Города как экосистемы,
экологическая история городов
Первые поселения возникли на Земле, вероятно, 10–12 тысяч лет
тому назад, когда земледелие стало превращаться в одно из важнейших занятий человека. Эти поселения насчитывали не более
22
100–150 человек и были достаточно отдалены друг от друга. Примерно
в радиусе 3-4 км от поселения природный ландшафт подвергался довольно сильной деформации – естественный биогеоценотический покров постепенно преобразовывался в поля, огороды. Площадь обрабатываемых участков была невелика, ближайшее окружение поселения
представляло собой мозаику преобразованных и естественных ландшафтов, обладая еще очень высоким экологическим потенциалом. В радиусе до 10–15 км ландшафт был еще менее преобразован человеком,
который использовал его как охотничьи угодья и естественную кладовую (сбор ягод, грибов, орехов, меда и т. д.) (Арманд, 1988).
Города возникли как результат все более сильного территориального разделения труда, выделения из земледелия торговли и ремесленничества. Самые первые города на Земле появились еще за несколько тысяч лет до нашей эры. Например, самым древним городом,
благополучно существующим по сей день, считается палестинский
городок Иерихон, появившийся еще в медном веке (9000 лет до н. э.).
Раскопки слоев, относящихся к эпохе неолита, показали процесс перехода от охоты и собирательства к ирригационному земледелию и
начало городской цивилизации (каменные крепостные стены, дома из
необожженного кирпича). На втором месте находится столица Сирии – Дамаск. Он появился в ту же эру, что и Иерихон, но, примерно,
на тысячелетие позже (Интересные факты).
Самые первые горожане занимались земледелием и скотоводством – тем же, что и до образования города. Но, живя в одном месте,
люди чувствовали себя в большей безопасности. Расцвет рабовладельческого строя стал одновременно и порой расцвета городов древнего мира, достигших внушительных размеров. Так, например, Вавилон (Ассирия) и Мемфис (Египет) насчитывали по 80 тыс., Афины в
период правления Перикла – 300 тыс., Карфаген – 600 тыс., а Рим
эпохи Августа Октавиана – даже 1 млн жителей. Древние города за
небольшим исключением отличались скученностью населения, низким уровнем благоустройства. Плотность населения в Александрии
времен царицы Клеопатры достигала 760 чел., в Риме при императоре
Августе – 1500 чел. на 1 га. Одновременно с этим уровень санитарного благоустройства в городах древнего мира был чрезвычайно низким. Так, ширина улиц в Риме не превышала 1,5–4 м, в Вавилоне –
1,5–3 м. Не случайно, сетуя на перенаселенность и тесноту Древнего
Рима, Ювенал назвал его улицы «кипящими». Поток колесниц, конников и повозок создавал пробки на римских улицах. При Юлии Цезаре сенатом был принят специальный закон, согласно которому для
23
передвижения различных видов экипажей были определены особые
часы. Приоритетом на римских дорогах пользовались государственные служащие и военные. Состоятельные граждане могли передвигаться по улицам лишь в закрытых портшезах, которые носили рабы
(Малов, 2000).
Не вполне здоровыми были и оживленные густонаселенные районы Древнего Рима, располагавшиеся в сырых, плохо проветриваемых низинах, называвшихся Клоакой. В последующие эпохи это имя
стало нарицательным. Все это нередко приводило к вспышкам эпидемий. Так, первая пандемия чумы, вошедшая в литературу под названием «Юстиниановой чумы», возникла в VI в. в Восточной Римской
империи и охватила многие страны мира. За 50 лет эта чума унесла
около 100 млн человеческих жизней.
Города были тесно связаны с сельским хозяйством, в них жили
многие крестьяне. Давление на природу, окружавшую города, вследствие более интенсивных, чем ранее, земледелия и животноводства
резко возросло – мозаичные ландшафты в пригородах уступали место
монокультурам, эрозия почв стала обычным явлением.
В средневековье зародился новый тип города – город-крепость,
окруженный мощными оборонительными сооружениями. Средневековые города, как правило, уступали по размерам поселениям древнего мира и редко насчитывали более нескольких десятков тысяч жителей Численность населения наиболее крупных из них, например, Парижа, достигала в XIV 30 тыс. жителей.
Вместе с тем гигиенические проблемы в них были не менее острыми, чем в городах древности, и главной угрозой для жителей оставались эпидемии. Вторая пандемия чумы, вспыхнувшая в XIV в.,
унесла, например, только жителей Европы около 20 млн за четыре года. Вспышка длилась с 1346 по 1352 г.; тогда она была известна как
«великий мор». Позднее при упоминании событий прошлого ее стали
называть «черная смерть». Из тех, кто в XIV в. заболевал чумой, 70–
80 % умирали (Город в средневековой …, 1999).
В те времена в Европе бани и водопровод были редкостью, водосточные канавы появились только в XIV–XV вв. и то лишь в крупных
городах, общественные туалеты – явление XIХ в. (Цивилизации.
Вып. 6, 1992.). Полное отсутствие благоустройства в средневековых
городах приводило и к трагедиям иного рода – известно, например,
что в одном из европейских городов прямо на улице утонул некий
феодал, на земле которого стоял город. Имеются и письменные свидетельства о состоянии городов того времени. В богатом Франкфур24
те-на-Майне уже в конце XVI в. и лишь по поводу коронации императора Максимилиана II некоторые улицы были очищены от навоза. В
Нюрнберге на улицах было столько грязи, что верхом ездить было
небезопасно. Канцлер императора Карла IV докладывал, что «жители
Гутлинга предостерегали императора Фридриха III, чтобы он не ездил
к ним в город, и когда он все-таки поехал, его лошадь завязла в грязи». В вольном имперском городе Рейтлинге тот же император чуть
не утонул вместе с лошадью в бездонной уличной грязи.
В XVII–XVIII вв. значительное развитие получила так называемая регулярная планировка городов, характеризующаяся геометрически правильным рисунком кварталов, и особенно садово-парковое искусство. Огромные, созданные руками человека парковые ансамбли
Рима, Версаля, Потсдама, Петергофа и других резиденций королей и
императоров становятся не только местом отдыха и увеселений, но и
важными элементами пригородной «экологической архитектуры».
Вместе с развитием архитектуры росло и население, в первую
очередь городов, бывших важными административными и хозяйственными центрами. По сравнению с предыдущими веками оно увеличилось в несколько раз и достигло в крупнейших городах (Париж,
Лондон, Москва и др.) 200–300 тыс. человек.
Промышленная революция привела к бурному развитию промышленности и, как следствие этого, городов. К 1800 г. миллионный
рубеж перешагнул Лондон, к 1850 г. – Париж; к началу XX в. в мире
было уже 12 городов-миллионеров (в том числе С.-Петербург и Москва), а стремительный рост городов в Англии, Германии, США,
Франции, некоторых других странах продолжался и далее. Однако
для городов этого периода по-прежнему характерны скученная застройка, антисанитарные условия в рабочих кварталах, эпидемиологическая опасность. Так, в 1837 г. в Лондоне, Глазго и Эдинбурге
брюшным тифом заболела десятая часть населения (примерно треть
больных умерли). Нередким гостем была и холера (с 1817 по 1926 г.
отмечено шесть пандемий этой болезни), не обходившая и Россию,
где только в 1848 г. от этой болезни погибло около 700 тыс. человек.
Грипп – «испанка» – в 1918 г. оказался более смертоносным, чем первая мировая война (Бродель, 2006).
Со временем благодаря достижениям науки и техники, успехам
санитарии и гигиены, развитию в городах водопроводного и канализационного хозяйства эпидемиологическая опасность была значительно ослаблена, но все более ощутимой становилась новая, не менее грозная экологическая проблема – прогрессирующее загрязнение
25
воздушного, водного бассейнов, почвенно-растительного покрова, деградация природных ландшафтов. Реки в городах были очень сильно
загрязнены. «Черная Темза» в Лондоне, зловонные водотоки и водоемы в других крупных городах были источниками кишечножелудочных эпидемий. Даже в «восемнадцатом столетии во Франции
в городах стояла вонь, почти невообразимая для нас, современных
людей» (Цивилизации. Вып. 6, 1992).
Еще немногим более столетия тому назад всего 5 % населения
земного шара жило в городах (причем 2 % – в больших с населением
свыше 100 тыс. жителей) и только один город – Лондон – насчитывал
более 1 млн жителей. Сегодня каждый третий человек планеты – горожанин (городское население в Англии, Германии, США составляет
75–80 %).
И сегодня ничто не свидетельствует о повсеместном замедлении
роста городов на Земле. С 1950 по 1980 гг. количество городовмиллионеров возросло почти в три раза – с 78 до 222 (Город в процессах исторических переходов, 2001), в 2010 г. их число превысило 500.
Самым большим по количеству населения городом в мире является
Шанхай. По данным статистики (Мировая статистика), на конец
2011 г. в нем проживало 23 431 000 человек. По занимаемой площади,
самым масштабным городом является австралийский Сидней. Его
общая площадь – 12144,6 км2. В то же время самым большим по протяженности считается мексиканский Мехико, для пересечения которого по прямой понадобится преодолеть более 200 км. По данным текущего статистического учёта в 2012 г. на территории России насчитывается 14 городов-миллионеров, это пятое место по числу городовмиллионеров среди всех стран мира.
Итак, во всем мире наблюдается рост и развитие городов, увеличение удельного веса городского населения. Это явление получило
название «урбанизация». Росту городов и урбанизации способствуют:
быстрый рост населения, экономическое развитие, обнищание сельскохозяйственных жителей. Параллельно протекают два процесса:
возникновение рабочих мест в городской структуре и упадок сельских районов. Так, в 50-х гг. ХХ в. большая часть населения мира была занята в сельском хозяйстве, тогда как в 90-х гг. – уже в сфере обслуживания.
Процесс развития современных городов определяется не только
количественным их ростом. Города меняются качественно – в различных
районах Земли возникают гигантские мегаполисы с многочисленным населением. Их территории распространяются на многие сотни квад26
ратных километров, поглощая соседние поселения и образуя гигантские городские урбанизированные районы. Так, в США на Атлантическом побережье сформировался огромный урбанизированный район,
занимающий 150 тыс. км2 с населением 40 млн человек (слившиеся
агломерации Бостона, Нью-Йорка, Филадельфии, Балтимора и Вашингтона). На тихоокеанском побережье Японии самой крупной городской
агломерацией считается «Токио – Иокогама», вмещающая 37 126 000
жителей (Интересные факты).
Современные города – это среда, резко отличающаяся от естественных экосистем. Ее особенности – высокая плотность населения,
сильное загрязнение: физическое, химическое, биологическое, информационное. Высокий уровень загрязнения городов создает предпосылки для роста заболеваемости населения. Наблюдается определенная тенденция роста респираторных заболеваний и увеличение
случаев бронхиальной астмы, что по всей вероятности связано с загрязнением воздуха.
Микроклимат города – важнейшая характеристика городской среды. Один из важных компонентов микроклимата – температурный режим воздуха. Средняя годовая температура в городе на несколько градусов выше, чем за его пределами. Продолжительность периода с положительными температурами в крупном городе значительно больше,
чем на окружающих его территориях. Температурные различия между
центром и периферией в городах определяются площадью города и
плотностью населения. Повышение средних суточных температур в
центрах городов обусловлено скапливанием в воздухе аэрозолей, препятствующих ночному излучению, активной аккумуляцией тепла застройкой. Застройка, асфальтирование и бетонирование поверхности
означают, что осадки не могут просачиваться в землю. Вместо этого
они быстро стекают и могут превысить дренажные возможности канализации, что приводит к загрязнению вод и наводнениям в городах и в
районах, расположенных ниже по течению. Лишь малое количество
стоячей воды идет на охлаждение воздуха за счет испарения С другой
стороны, в крупных городах, например в Москве, температура воздуха
летом в скверах и на бульварах в среднем на 1,5 – 3°С ниже, а относительная влажность воздуха на 5–8 % выше, чем на открытых площадях,
а в городских парках эта разница доходит до 10° С и 13 % .
В городах снижается величина ультрафиолетовой радиации
(в среднем до 20 %), понижается относительная влажность воздуха
(до 8 %), растет число дней с туманами. В городах больше безветренных дней, ниже атмосферное давление и скорость ветра, что ведет к
27
застойным явлениям, сильному загрязнению воздушного бассейна, а
следовательно, возрастает опасность возникновения смога.
Урбанизированные территории характеризуются усилением
электромагнитного поля (воздействия линий электропередач, радиотрансляционных и телевизионных станций, одновременной работы большого числа электромоторов и т. п.), повышением общего
фона вибрации (вследствие высокой скорости транспортных
средств, работы различных механизмов и машин), увеличением затрат энергии на единицу площади (а, следовательно, и увеличением отдачи тепла), ростом интенсивности радиации и гравитации
(под воздействием огромных масс многоэтажных домов и работы
скоростных лифтов), повышением уровня шума и другими явлениями (Миллер, 1994).
Города – сравнительно новая среда обитания растений и животных, весьма специфическая по всем своим параметрам.
По мнению Б. Клауснитцера (1992), город не представляет собой
единую экосистему. Наоборот, многие городские местообитания настолько резко изолированы друг от друга транспортными путями и
постройками, что их можно рассматривать как островные.
Мозаичное распределение местообитаний накладывается на более или менее выраженное зонирование городской среды от центра к
окраине, что проявляется эколого-фаунистическими различиями сообществ рассматриваемых местообитаний.
Городские местообитания подразделяют на две большие группы:
«строения» и «прочие наземные местообитания». «Строения» (главным образом здания) как местообитания, созданные человеком, несомненно, представляют собой совершенно особые и отчасти новые для
живого экологические ниши. По структуре поверхности они сравнимы со скалами и тем самым представляют подходящие условия некоторым видам, исходно обитавшим в скалистой местности. Следующей особенностью является относительно высокая температура, которую внешние стены могут приобретать в зависимости от экспозиции и солнечного излучения и сохранять более или менее длительное
время. Это обеспечивает существование некоторых термофильных
видов. Дополнительные ниши возникают, если стены здания покрыты
растительностью. Для заселения животными внутренних помещений
важно прежде всего наличие там специфических источников питания,
а также температурный режим и влажность.
К «прочим наземным местообитаниям» Б. Клауснитцер (1992) относит все наземные местообитания, расположенные снаружи помеще28
ний; к ним относятся так называемая внешняя оболочка зданий и различные неозелененные и озелененные городские территории.
Особенно существенным с точки зрения влияния на среду обитания можно считать воздействие города на микроклимат: эффект «горячего острова» и некоторые другие специфические явления, которые
могут прямо влиять на фауну городов. На поведение и развитие животного населения большое влияние оказывает круглосуточное освещение. Городская растительность существует в условиях повышенной концентрации атмосферных примесей, которые здесь на 2-3 порядка выше, чем в сельской местности.
Рассматривая токсичное воздействие различных поллютантов на
растительность, необходимо учитывать и обратный эффект – поглощение почвенно-растительным покровом самих загрязнителей. В
этом состоит одна из важных функций зеленых насаждений городов –
очищать воздух от промышленных и выхлопных газов.
Почвенные условия в городах, особенно отсутствие подстилки и
уплотненность поверхностного слоя, исключают возможность существования здесь насекомых, развивающихся в почве, а также ограничивают проникновение в посадки насекомых, окукливающихся и зимующих в почве. Регулярная уборка листьев в городских посадках
губит зимующих в подстилке беспозвоночных (Белова, 1982).
В урбоэкосистемах состав древесных растений чаще всего определяется человеком, и поэтому комплекс растений-первичных продуцентов расширен, по сравнению с естественными экосистемами данной природной зоны. Большую долю в составе городских насаждений
составляют растения-интродуценты, представленные таксономически
разнообразными группами. Блок организмов-деструкторов в городских экосистемах крайне редуцирован из-за сильного уплотнения и
загрязнения почвы, ее засоренности строительным мусором и из-за
уборки и удаления листопада и кошения газонов. В связи с регулярной вырубкой усохших деревьев состав грибов-дендротрофов тоже
значительно обеднен.
Уличные посадки имеют свои специфические условия: уплотненную почву, часто загрязненную строительным мусором, повышенную
температуру воздуха и почвы, плохую аэрацию почвы благодаря соседству каменных зданий и тротуаров, постоянный недостаток влаги
и питания. Экологические условия же парков, лесопарков, дендрариев
приближаются к естественным (Белова, 1982).
Одиночные деревья, аллеи, живые изгороди объединяются в понятие «отдельные зеленые насаждения». Они интересны как «перева29
лочные пункты» и экологические каналы, соединяющие сплошные
зеленые массивы, а также имеют эстетическое и климатическое значение. Отдельно стоящие деревья могут служить местами питания,
обитания и размножения относительно большого количества животных.
Специфична роль зеленых насаждений, примыкающих к транспортным магистралям. Озеленение обочин дорог создает благоприятные условия для некоторых фитофагов. Кроме того, дороги создают
трофические ниши и для насекомоядных видов, собирающих раздавленных насекомых с проезжей части, а также для видов, ловящих насекомых, используя привлекающий эффект дороги. В результате движения транспорта насекомые погибают или высыхают на лишенных
почвы транспортных магистралях. Транспортные магистрали изолируют местообитания друг от друга и значительно способствуют приданию им островного характера (Клауснитцер, 1992). С другой стороны, дороги – экологическое русло, вдоль которого насекомые могут
распространяться за пределы исходного ареала (Бутовский, 1990).
В целом можно сказать, что городские насаждения представляют
собой своеобразные экосистемы. В них переплетаются противоречивые элементы открытого и закрытого ландшафтов природных и культурных биоценозов различных физико-географических зон, измененных условиями города. Но главное, что отмечают многие исследователи (Мозолевская, Куликова, 2000), городские экосистемы обладают
малой экологической надежностью, и биотические сообщества в них
нуждаются в регулярной поддержке со стороны человека.
Рекомендуемая литература
1. Арманд, А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем / А.Д. Арманд. – М.: Наука, 1988. – 261 с.
2. Белова, Н.К. Видовой состав и структура вредителей листвы и
побегов декоративных насаждений Подмосковья / Н.К. Белова // Научн. тр. Моск. лесотехн. института. Вып. 147. – М.: МЛТИ, 1982 . –
С. 11–16.
3. Бродель, Ф. Материальная цивилизация, экономика и капитализм, XV–XVIII вв. Т. 1. Структуры повседневности: возможное и невозможное /Ф. Бродель. – М.: Изд-во «Весь Мир», 2006. – 592 с.
4. Бутовский, Р.О. Автотранспортное загрязнение и энтомофауна / Р.О. Бутовский // Агрохимия. – 1990. – № 4. – С. 139–150.
5. Город в процессах исторических переходов. – М.: Наука,
2001. – 392 с.
30
6. Город в Средневековой цивилизации Западной Европы. Т.1.
«Феномен средневекового урбанизма» / отв. ред. А.А. Сванидзе // М.:
Наука, 1999. – С. 195–198.
7. Город и деревня в Европейской России: сто лет перемен: Моногр. сб. – М.: ОГИ, 2001. – 560 с.
8. Клауснитцер, Б. Экология городской фауны / Б. Клауснитцер.
– М.: Мир, 1990. – 248 с.
9. Малов, В.И. Хочу все знать: детская энциклопедия: Город /
В.И. Малов. – М.: ООО «Фирма», Изд-во «АСТ»; ООО «Изд-во Астрель», 2000. – 320 с.
10. Миллер, Т. Жизнь в окружающей среде. Спешите спасти планету. Ч. II. / Т. Миллер / под ред. Г.А. Ягодина. – М.: ПрогрессПангея, 1994. – 336 с.
11. Мозолевская, Е.Г. Экологические категории городских насаждений / Е.Г. Мозолевская, Е.Г.Куликова // Экология, мониторинг и
рациональное природопользование. – М.: МГУЛ, 2000. – Вып. 302 (1).
– С. 5–12.
12. Цивилизации. Вып.6: Россия в цивилизованной структуре Евразийского континента / отв. ред. А.О. Чубарьян. – М.: Наука, 1992. –
2004. – 243 с.
13. Реймерс, Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник /
Н.Ф. Реймерс. – М.: Мысль,1990. – 637 с.
14. Интересные факты [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://re-actor.net/facts/
15. Мировая статистика [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://iformatsiya.ru/category/mirovaya-statistika/
16. Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gks.ru/
31
ГЛАВА 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
ГОРОДОВ
CHAPTER 2. ENVIRONMENTAL PROBLEMS IN CITIES
This chapter describes environmental pollution in cities. The most dangerous factor for the health of large city dwellers is atmospheric air pollution.
The case of Krasnoyarsk is used to show the possible consequences of a combination of large emissions from different anthropogenic sources and unfavorable orographical and meteorological conditions. The main sources of atmospheric air pollution in Krasnoyarsk are analyzed and the reasons for pollution increase are revealed.
The results of studies show how large is the contribution of air pollution to the indices
of environment-dependent diseases.
The chapter includes the characteristics of city climate (unfavorable meteorological situations, "heat island") and the consequences of climate change for the health of
the citizens.
The dangers of physical pollution are shown including electro-magnetic smog,
noise emissions, and vibration.
The characteristics of geoenvironmental conditions in cities are provided, as well
as their possible change as a result of cities expansion and urban density increase.
2.1. Загрязнение атмосферного воздуха городов
Экологические проблемы городов весьма разнообразны и определяются, с одной стороны, природной обстановкой и с другой – планировочными решениями и их реализацией в застройке и эксплуатации городских территорий. Естественная топография местности и
климатические параметры (температура воздуха, скорость ветра, солнечная радиация, осадки, приземные и приподнятые инверсии, застойные ситуации в атмосфере) являются важными условиями, создающими высокие уровни загрязнения городской среды.
Атмосфера является одной из систем, в которой протекает жизнедеятельность человека. Мы дышим атмосферным воздухом, и его
чистота является необходимым условием здоровья людей. Качество
воздуха в городе формируется в результате сложного взаимодействия
природных и антропогенных факторов.
Сложные индустриальные атмоcферные загрязнения часто называют смогом. В смогах кроме токсичных аэрозолей присутствуют га32
зообразные оксиданты, например, озон, а также пероксиацетилнитрат
(ПАН). В воздухе крупных промышленных центров обнаруживается
присутствие азотистой и серной кислот, аммиака, сернистого газа, сероводорода, сажи, пылевых частиц, содержащих кремний, окислов
железа и цинка, бария, мышьяка, свинца, а также канцерогенных углеводородов (Ивлев, Довгалюк, 1999). Этот вид загрязнения характерен для крупных промышленных центров и густонаселенных городов
(Лондон, Москва, Пекин).
В земной атмосфере происходят многочисленные фотохимические процессы, способствующие превращению одних веществ в другие. Эти реакции наиболее эффективно протекают при солнечном
свете, поэтому возникающее загрязнение воздуха получило название
фотохимического смога.
Самым первым из официально зарегистрированных случаев загрязнения атмосферы, имевшим серьезные последствия, стал смог в
г. Донора (США) в 1948 г. В течение 36 ч было зарегистрировано два
десятка смертей, сотни жителей чувствовали себя очень плохо. Спустя четыре года в декабре 1952 г. еще более трагический случай произошел в Лондоне. Из-за загрязнений, скопившихся в воздухе, за пять
дней погибли более 4000 человек, а еще 8000 погибло за последующие несколько месяцев. Только в одном Токио смог вызвал отравление 10 тыс. человек в 1970 г. и 28 тыс. – в 1971 г. (Эйхлер,1985).
В Красноярске незамерзающий уже на протяжении 50 лет Енисей
(вследствие строительства Красноярской ГЭС) является причиной повышенной (до 95 %) влажности. А при сибирских морозах высокая
влажность приводит к образованию тумана, а он в свою очередь – к
постоянному ледяному смогу.
При неполном сгорании ископаемого топлива, являющегося одним из основных источников диоксида серы, образуется ядовитый
монооксид углерода (CO). Если кислорода еще меньше, среди продуктов сгорания появляется углерод (в виде сажи). При низких температурах и малом количестве кислорода разрушение углеводородов
может сопровождаться их изомеризацией и поликонденсацией, приводящими к образованию полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирена, обладающего канцерогенными
свойствами.
В настоящее время в 75 % городов России с очень высоким уровнем загрязнения воздуха отмечаются наибольшие концентрации
бенз(а)пирена, формальдегида, пыли, диоксида азота. Специфические
примеси, такие как метилмеркаптан, сероуглерод, стирол, являются
33
определяющими во всех городах, где имеются выбросы этих веществ.
В соответствии со стандартом ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) к таким веществам относят также бензол, принятый в России ПДК которого в 4 раза выше стандарта Всемирной организации
здравоохранения (ВОЗ). В г. Красноярске концентрации бензола обнаруживаются на уровне 0,3 ПДК. Но с точки зрения оценки риска
для здоровья населения это вещество представляет значительную
опасность, воздействуя на центральную нервную систему, кровь и
кроветворные органы и вызывая онкологические заболевания (Тасейко, 2009).
В последнее время особое внимание уделяется формальдегиду в
связи с ростом концентраций этого вещества в атмосфере многих городов России. Это вещество образуется преимущественно в теплое
время года в результате ряда последовательных реакций с участием
оксидов азота, оксида углерода, углеводородов, включая метан и др.
При этом концентрации формальдегида заметно увеличиваются (Хлебопрос, 2012).
Выделяются края, области или районы, где 40–50 % населения
проживает на территориях с очень высоким загрязнением атмосферы.
К таким территориям на Камчатке относится ПетропавловскКамчатский, в Иркутской области – Ангарск, Братск, Зима, Иркутск,
Усолье-Сибирское, Шелехов, в Кемеровской области – Кемерово, Новокузнецк, в Красноярском крае – Красноярск, Абакан, в Московской
области – Москва и Мытищи, в Хабаровским крае – Хабаровск и
Комсомольск-на-Амуре (Аналитический обзор, 2009).
Ответственными за очень высокий уровень загрязнения воздуха
являются предприятия черной металлургии (13 городов), цветной металлургии (11 городов), химической (19 городов) и нефтехимической
промышленности (15 городов), стройиндустрии (6 городов), энергетики (18 городов), целлюлозно-бумажной промышленности (6 городов) (Матвеев, 2007). Несмотря на некоторое снижение уровня загрязнений городского воздуха, связанное с сокращением производства, выбросы от стационарных источников продолжают оставаться
значительными. Достаточно сказать, что только валовые выбросы
г. Норильска составляют около 9 % всех выбросов в атмосферный
воздух России от стационарных источников. Причиной этого являются моральный и физический износ пылегазоочистного оборудования,
а зачастую и его отсутствие (особенно сероулавливающего). Отсутствие средств самым негативным образом сказывается на работе основного технологического оборудования и совершенствовании техноло34
гических процессов предприятий, что в свою очередь не способствует
защите атмосферного воздуха от загрязнения. В результате этого существенен не только общий выброс загрязняющих веществ, но и его
разнообразный качественный состав.
Наибольшие количества валовых выбросов приходятся на долю
предприятий, расположенных в следующих городах: Норильск – около 2 млн т, Никель – 130 тыс.т., Мончегорск – 110 тыс.т. Крупнейшими источниками загрязнения атмосферного воздуха являются Норильский ГМК, комбинаты «Североникель» и «Печенганикель»,
Уренгойское газопромысловое управление (Аналитический обзор,
2009).
Выхлопные газы автомобилей – основной источник загрязнения
атмосферы развитых стран Запада. В России наибольшее количество
вредных выбросов является заслугой теплоэнергетики (ТЭС и котельных). Второе место по масштабам выделения вредных веществ в атмосферу РФ занимают предприятия чёрной и цветной металлургии.
Автотранспорт же борется с объектами химической и целлюлознобумажной промышленности лишь за третье место в списке ключевых
источников загрязнения воздуха в России. Однако наши городамиллионники выбиваются из общей экологической картины по стране. В них ситуация та же, что и в западных мегаполисах: доля загрязнения автотранспортом составляет 70–80 % от совокупного количества выбросов вредных веществ в атмосферу. Наибольший урон выхлопные газы автомобилей наносят окружающей среде Москвы,
Санкт-Петербурга, Самары, Назрани, Нальчика, Элисты, Краснодара,
Ростова-на-Дону, Ставрополя, Сочи, Воронежа и Калуги (Константинов, 2012).
Выбросы от автотранспортных средств практически не контролируются за исключением крупных автотранспортных предприятий,
на которых ежедневно проверяется службой самого предприятия качество выхлопных газов перед выходом транспорта на линию. Но такого транспорта едва ли наберётся 10 % от его общего количества в
городе. Периодичность контроля автомобилей, находящихся в личном пользовании граждан, на содержание окиси углерода (СО) в выхлопных газах при прохождении техосмотра составляет от одного года до 3 лет в зависимости от возраста машины. То есть оперативный
контроль выбросов автотранспорта отсутствует.
Атмосфера имеет огромные резервы самоочищения за счет ветров и осадков, но и они не беспредельны. Большинство веществ, находящихся в атмосферном воздухе, невидимы человеческим глазом.
35
Поэтому информация о загрязнении атмосферы практически не воспринимается до тех пор, пока не происходят заметные ухудшения
здоровья у населения города. По данным НИИ экологии человека и
гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН, вклад загрязнения атмосферного воздуха в развитие заболеваемости населения болезнями органов дыхания составляет, в зависимости от возраста, до
40 % (Ревич, 2004).
Таблица 2.1
Оценка вклада загрязнения атмосферного воздуха
в показатели заболеваемостинаселения г. Красноярска в 2010 г.
Классы болезней
Органы дыхания
Система кровообращения
Кровь и кроветворные органы
Центральная нервная система (ЦНС)
Новообразования
Численность заболевших впервые, на 1000
населения
294,8
31
Вклад загрязнения
воздуха в показатели
заболеваемости, %
26
16
10,8
36
15,4
88
3,36
10
Для г. Красноярска вклад загрязнения воздуха в заболеваемость
населения показан в табл. 2.1.
2.2. Загрязнение воздуха на территории
Красноярска
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в
г. Красноярске являются металлургическое производство, ТЭЦ, автотранспорт. Все эти источники, в том числе и алюминиевый завод,
расположены в черте города, что приводит к очень высокому уровню
загрязнения атмосферного воздуха в жилой застройке.
Увеличение числа легкового и грузового автомобильного транспорта, автобусного парка повышает нагрузку на основные автомагистрали городов, увеличивается интенсивность движения на них, что в
свою очередь не может не повлиять на качество атмосферного воздуха.
Согласно данным Управления Федеральной службы по надзору в
сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Красноярскому краю (Роспотребнадзор) с 2005 по 2010 гг. наблюдается
36
значительный рост выбросов от автотранспорта для таких веществ,
как диоксид азота, оксид углерода и летучие органические соединения (рис. 2.2) (Шерстюков, 2007). При этом общий объем выбросов
загрязняющих веществ от автотранспорта за этот период вырос в
Красноярском крае в 2,5 раза.
Рис. 2.1. Изменение количества автотранспортных средств в Красноярском крае
Объем выбросов, тыс. т
300
250
200
150
100
50
0
2005
Диоксид азота
2006
2007
2008
2009
2010
Летучие органические соединения
Оксид углерода
Рис. 2.2. Динамика выбросов в атмосферу загрязняющих химических веществ
от автотранспорта в Красноярском крае, тыс. т
По данным УГИБДД ГУВД по Красноярскому краю за 2006–
2010 гг., 34,3–38,0 % автомобильного транспорта края находится в г.
Красноярске. Соответственно треть всех выбросов (рис. 2.2) прихо37
дится на столицу края. Результатом этого являются высокие уровни
загрязнения атмосферного воздуха на автомагистралях города.
Таблица 2.2
Уровень загрязнения атмосферного воздуха на автомагистралях
г. Красноярска в 2010 г. по основным загрязняющим веществам
Загрязняющие вещества:
Концентрация, мг/м3
ПДКм.р
Средняя концентрация
Максимальная концентрация
серы
диоксид
0,5
формальдегид
0,035
0,0016
0,033
углерода
оксид
фенол
свинец
взвешенные
вещества
5,0
0,01
0,001
0,5
0,0133
2,055
0,0016
0,00006
0,395
0,178
16,0
0,009
0,00025
2,5
Начиная с 1998 г. объем выбросов от автотранспорта сравнялся с
объемом выбросов от стационарных источников. И к настоящему
времени превышает его в 2,5 раза. Основной вклад в выбросы от стационарных источников в 2010 г. внесли: ОАО «Красноярский алюминиевый завод» – 45,0 %, ООО Красноярские ТЭЦ – 1,2,3 филиалы
«Енисейская ТГК (ТГК-13)» – 38,8 % (Тасейко, 2009).
Регистрируемые в настоящее время ежемесячные средние концентрации бенз(а)пирена на постах ГУ «Красноярский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными
функциями» (ЦГМС-Р) в г. Красноярске стабильно превышают предельно допустимую концентрацию (ПДКсс) (Госдоклад, 2011).
Концентрации бенз(а)пирена в городах характеризуются сезонными колебаниями, причем их повышенные значения отмечаются,
как правило, в холодное полугодие. Это обусловлено увеличением
расхода топлива и наиболее частой повторяемостью неблагоприятных
для рассеивания вредных примесей в атмосфере метеорологических
условий в этот период года. На рис. 2.3 показаны внутригодовые изменения концентраций бенз(а)пирена в атмосферном воздухе г. Красноярска по данным измерений Красноярского ЦГМС-Р на трех стационарных постах, характеризующихся наиболее высокими уровнями
бенз(а)пирена.
Из приведенного рисунка видно, что в период отопительного сезона концентрации бенз(а)пирена находятся на уровне 6–8 ПДК и
38
превышают летние значения в 3–4 раза, при этом летние значения не
опускаются ниже 2 ПДК. И такая динамика наблюдается на всех семи
постах Красноярского ЦГМС-Р. Самые высокие за рассматриваемый
период значения наблюдались на 20 и 3 постах в декабре 2007 г. –
12,7–12,8 ПДКсс (Хлебопрос, 2012).
Концентрация, 1·10-6мг/м3
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
Сурикова, 54
5
6
Месяц
7
Матросова, 6
8
9
10
11
12
Солнечная, 8
Рис. 2.3. Годовая динамика концентраций бенз(а)пирена в 2009 г. в трех районах
г. Красноярска (линией показан уровень ПДКсс = 1·10-6мг/м3)
Выбросы формальдегида промышленными предприятиями и автотранспортом невелики. Формирование высоких концентраций формальдегида в атмосфере происходит в основном вследствие протекания окислительно-восстановительных реакций с участием метана,
продуктов природного топлива, оксидов азота. При этом чем выше
температура воздуха, тем интенсивнее протекают реакции и выше
концентрация формальдегида.
Разница между зимними и летними уровнями загрязнения формальдегидом атмосферного воздуха г. Красноярска может достигать
для отдельных постов 12 раз. Наименьшие уровни загрязнения формальдегидом наблюдаются в Советском и Свердловском районах
(рис. 2.4).
По сравнению с бенз(а)пиреном, который распределен по территории города довольно равномерно, уровни загрязнения формальдегидом в разных районах значительно отличаются. Это связано как раз
с тем, что формальдегид не выбрасывается из конкретного источника,
а образуется в уже загрязненном воздухе в результате различных фо39
тохимических реакций, интенсивность которых определяется микроклиматическими различиями разных территорий, в частности присутствием таких эффектов, как остров тепла, бризовая циркуляция, температурная инверсия.
Концентрация, мг/м3
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
1
2
3
Сурикова 54
4
5
6
7
Солнечная 8
8
9
10
11
12
Тимирязева 2
Рис. 2.4. Годовая динамика концентраций формальдегида в 2005 г. в трех районах
г. Красноярска (линией показан уровень ПДКсс = 0,003 мг/м3)
Особую опасность представляют взвешенные вещества, содержащиеся в воздухе г. Красноярска, и являющиеся разнородной смесью органических и неорганических веществ: пыли, золы, сажи, дыма, сульфатов, нитритов, соединений металлов и пр. Они образуются
в результате сгорания всех видов топлива, при производственных
процессах, при автотранспортном движении. На стационарных постах
Росгидромета определяют весовым методом суммарную концентрацию всех твердых веществ, поступающих в атмосферу.
На рис. 2.5 показана динамика среднегодовых концентраций тех
веществ, которые постоянно превышают свои нормативные значения
в г. Красноярске.
Снижение среднегодовых концентраций взвешенных веществ может являться следствием природоохранных мероприятий, осуществляемых на крупнейших предприятиях города, таких как ОАО «РУСАЛ
Красноярск» – модернизация электролизного производства, Красноярская ТЭЦ-1, ОАО «Красцветмет», ОАО «Красмаш», ОАО «Красноярский цемент» – усовершенствование систем пылегазоочистки.
40
Концентрация вещества в долях
ПДКсс
6
5
4
3
2
1
0
2000
2002
Бензапирен
NO2
2004
2006
2008
2010
Формальдегид
Взвешенные в-ва
Рис. 2.5. Динамика приоритетных загрязнителей воздуха г.Красноярска,
в долях ПДКсс
В целом по городу по данным ГУ «Красноярский ЦГМС-Р» наибольшую антропогенную нагрузку испытывают Центральный и Ленинский районы, хотя и абсолютно чистых районов в Красноярске не
выявлено.
Высокий уровень загрязнения воздуха на значительной территории г. Красноярска связан не только с переносом вредных веществ из
района выбросов, но и с метеорологическими условиями накопления
примесей. Здесь преобладают слабые ветры, которые зимой наблюдаются в 30–55 % случаев, характерны приземные инверсии и застой
воздуха. В силу высокой повторяемости застойных ситуаций выбросы
скапливаются в долине р. Енисей.
2.3. Микроклимат городов
Микрометеорологические условия в городе оказывают существенное влияние на уровень и характер загрязнения воздуха и чаше
всего способствуют росту концентраций примесей. Ветры увеличивают скорость рассеяния и перемешивания, а воздушные потоки, направленные от земли, выносят загрязнения в верхние слои атмосферы.
Однако могут возникнуть условия, при которых атмосферные
слои становятся очень стабильными. Тогда загрязнения, вместо того
41
чтобы перемещаться в верхние слои атмосферы, остаются вблизи поверхности земли. Необычное состояние атмосферы, при котором температура воздуха в тропосфере не убывает с высотой, называют инверсией. Это приводит к тому, что более холодный воздух располагается ниже более теплого и не может подняться вверх и рассеяться в
атмосфере.
Высота
Влажный воздух
Сухой
воздух
Направление
ветра
Приподнятая инверсия
Понижение
температуры
Приземная
инверсия
Температура
Рис. 2.6. Профиль температуры воздуха
(пунктирная линия – кривая точки росы,
сплошная линия – кривая температуры воздуха)
Если повышение температуры начинается непосредственно от
поверхности земли, инверсию называют приземной, если же с некоторой высоты над поверхностью земли, то — приподнятой. Инверсии
затрудняют вертикальный воздухообмен. Если слой приподнятой инверсии располагается непосредственно над источником выброса, то в
приземном слое атмосферы создаются опасные условия загрязнения,
так как инверсионный слой ограничивает подъем выбросов и способствует их накоплению в приземном слое. Если слой приподнятой инверсии расположен на достаточно большой высоте от труб промышленных предприятий, то концентрация примесей будет существенно
меньше. Слой инверсии, расположенный ниже уровня выбросов, препятствует переносу их к земной поверхности. При наличии инверсионного слоя на некоторой высоте в атмосфере присутствует на 60 %
больше примесей, чем при его отсутствии.
Для того чтобы охарактеризовать частоту и продолжительность
неблагоприятных метеорологических условий, обычно рассматрива42
ют повторяемости различного типа инверсий (рис. 2.7). Инверсия характеризует особенность вертикального распределения температуры
воздуха, при которой наблюдается увеличение температуры с высотой. В этих условиях над городом возникает запирающий слой воздуха, препятствующий рассеиванию загрязнителей.
Рис. 2.7. Повторяемость температурных инверсий
по данным аэрологической станции «Емельяново»
Температурные инверсии на территории г. Красноярска наблюдаются в течение всего года. Наибольшая их повторяемость приходится на зимний период. При этом слабые скорости ветра характерны
как для зимнего, так и для летнего периода. Таким образом, в течение
всего года г. Красноярск находится в неблагоприятных для рассеяния
выбросов метеорологических условиях.
В зимний период формирование инверсий имеет довольно сложный механизм. Как правило, в зимнее время года образование приземной инверсии обусловлено уменьшением температуры, а в слое
350–400 м происходит медленное прогревание воздуха. В результате
образуется мощная приземная инверсия, в которой, с одной стороны,
происходит охлаждение приземных слоев, с другой – разогрев слоев
на высотах 300–450 м. Образование инверсии сопровождается увеличением концентрации загрязняющих веществ и ослаблением ветра.
В условиях низких зимних температур и атмосферой инверсии,
поднявшийся над городом воздух растекается к его периферии, постепенно охлаждается, опускается к земле и вновь возвращается в город. Это явление получило название «острова тепла». Особенно ярко
эти процессы проявляются в условиях континентального климата в
северных городах, расположенных в межгорных впадинах и в глубоко
врезанных долинах рек. В тропических и субтропических условиях
43
вертикальный ток воздуха, возникающий вследствие нагрева асфальтированной поверхности улиц и зданий, препятствует прохождению
над городом влажных воздушных масс и тем самым создает дополнительные условия устойчивой засухи (Алисов, 1952).
С так называемым островом тепла связан целый ряд
микрометеорологических особенностей в городе. Средняя годовая
температура воздуха в городах выше, чем в его окрестностях, на 0,5–
1,5°С (Расторгуева, 1969), а в экстремальных случаях (обычно при
штиле и низких температурах) это превышение достигает 10°С и
более. Летний период в крупных промышленных городах в целом
оказывается гораздо более жарким, и температура в городах
умеренных широт периодически поднимается до 40°С. При этом
смертность среди населения, в особенности среди людей, страдающих
хроническими
сердечно-сосудистыми
заболеваниями,
может
увеличиваться в 5 раз и более.
Структура острова тепла в городе довольно сложна, что
непосредственно отражается на сопутствующих явлениях и в
конечном счете на процессе распространения и скопления примесей в
атмосфере. В среднем имеется тенденция к формированию острова
тепла в центре города. Однако в реальных условиях вследствие ряда
причин имеют место его смещения относительно центра.
Повышенная температура воздуха создается в районах плотной
застройки, которые не всегда совпадают с центром города (Сонькин,
1991).
Формирование острова тепла определяет возникновение
городской циркуляции в общем случае от более холодных окраин к
относительно теплой центральной части города.Также ветровой поток
в городе значительно искажается строениями. Известно, что скорость
ветра в городских районах ниже, чем в окрестностях, в среднем на
25–30 %, а в местах с плотной застройкой она может уменьшаться в
несколько раз (Тасейко, 2009). В то же время на некоторой высоте
(200–300 м) в городских районах отмечается сгущение линий тока и
усиление ветра по сравнению с загородными районами (Сонькин,
1991). Такая система потоков приводит к повышению концентраций
за счет выбросов высоких источников, поскольку при малых
градиентах давления скорость ветра на уровне выбросов может
приближаться к опасной, а у земли ветер практически отсутствует.
Таким
образом,
создастся
неблагоприятная
ситуация,
характеризующаяся штилем в нижнем слое воздуха и опасной
скоростью на высоте выбросов. Наряду с этим усиливается
44
порывистость ветра, турбулентный обмен и, следовательно,
поступление примесей сверху к земной поверхности.
Влияние метеорологических условий на перенос поступающих в
атмосферу вредных веществ проявляется по-разному в зависимости
от типа источника выбросов. Если при высотных источниках исходящие газы перегреты относительно окружающего воздуха, то они обладают начальным подъемом; в связи с этим вблизи источника выбросов создается поле вертикальных скоростей, способствующих
подъему факела и уносу примесей вверх. При слабых ветрах этот
подъем обусловливает значительное уменьшение концентраций примесей у земли. Концентрация примесей убывает также и при очень
сильных ветрах за счет быстрого уноса примесей. В результате наибольшие концентрации примесей в приземном слое формируются при
некоторой скорости, которую называют «опасной». Исследования показывают (Фельдман, 1975), что обычно наблюдается два максимума:
при скоростях ветра 0–1 м/с и 3–6 м/с. Максимум при ветре 0–1 м/с
можно объяснить выбросами от низких источников, а при ветре
3–6 м/с – от высоких источников.
Прямое влияние на характер загрязнения воздуха в городе оказывает направление ветра. Существенное увеличение концентрации
примесей наблюдается, когда преобладают ветры со стороны промышленных объектов.
Уровень загрязнения воздуха зависит и от наличия других метеорологических явлений. Наиболее существенным является влияние
туманов и осадков. При возникновении туманов увеличивается опасность загрязнения воздуха. Капли тумана поглощают вредные примеси, причем не только вблизи подстилающей поверхности, но и из вышележащих, наиболее загрязненных слоев воздуха. Вследствие этого
концентрация примесей возрастает в слое тумана и уменьшается над
ним (Аналитический обзор, 2009).
2.4. Воздействие физических факторов в городах
Существенными неблагоприятными факторами городской среды
являются шум и вибрации. В урбанизированной среде развитых стран
мира от действия шума страдают десятки миллионов людей. Звуковой
дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные способности, значительно понижают производительность труда, вызывают
45
нервные перегрузки шумовые стрессы и т. д. Высокие уровни шума
(> 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха
начинают деградировать, 110–120 дБ считается болевым порогом, а
уровень антропогенного шума свыше 130 дБ – разрушительный для
органа слуха предел. Многочисленные эксперименты и практика подтверждают, что антропогенное шумовое воздействие неблагоприятно
сказывается на организме человека и сокращает продолжительность
его жизни, поскольку привыкнуть к шуму физически невозможно.
Человек может субъективно не замечать звуки, но от этого разрушительное действие его на органы слуха не только не уменьшается, но и
усугубляется. Шумовое воздействие в крупных индустриальных городах мира – одна из наиболее острых экологических проблем современности. Подсчитано, что более половины населения Западной Европы проживает в районах, где уровень шума составляет 55–70 дБ
(Белов, 2007).
Основные источники антропогенного шума – транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия.
Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает
автотранспорт (80 % от общего шума). В настоящее время на автомобильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов Росси уровень шума от автотранспорта в дневное время достигает
90–100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже
70 дБ (предельно допустимый уровень шума для ночного времени –
40 дБ) (Коробкин, 2010).
Официальные данные свидетельствуют, что в России примерно
35 млн чел. (или 30 % городского населения) подвержены существенному, превышающему нормативы воздействию транспортного шума.
От авиационного шума страдают несколько миллионов человек. При
взлете самолетов наиболее шумных (Ил-75, Ил-85 и др.) авиационный
шум с максимальным уровнем 75 дБ фиксируется на расстоянии более 10 км от аэропорта (Белов, 2007).
Неблагоприятно влияют на питание внутренних органов и на
психическую сферу человека и звуковые колебания с частотой менее
16 Гц (инфразвуки). Так, например, исследования, проведенные датскими учеными, показали, что инфразвуки вызывают у людей состояние, аналогичное морской болезни, особенно при частоте менее
12 Гц.
Малые механические колебания, возникающие в упругих телах
или телах, находящихся под воздействием переменного физического
поля, называют вибрацией.
46
Рис. 2.8. Влияние вибрации на организм человека (Белов, 2007)
В зависимости от параметров (частота, амплитуда) вибрация может влиять как положительно, так и отрицательно на отдельные ткани
и организм в целом. Вибрацию используют при лечении некоторых
заболеваний, но чаще всего вибрацию (производственную) считают
вредно влияющим фактором.
Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обуславливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого
явления видят в резонансном эффекте. При повышении частоты колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот
колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях
располагается в зоне 20–30 Гц, при горизонтальных – 1,5–2 Гц. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне
60–90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок (Белов, 2007).
Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к
развитию вибрационной болезни, которая включена в список профессиональных заболеваний. В условиях населенных мест вибрационная
болезнь не регистрируется, несмотря на наличие многих источников
вибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.)
47
Клинико-физиологическое обследование группы населения, подвергавшегося воздействию механических колебаний от объектов
рельсового транспорта, показало объективные физиологические изменения функционального состояния отдельных систем организма,
носящие фазный характер. Так, при непродолжительном воздействии
вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения со стороны центральной нервной системы в виде астенического, астеновегетативного синдромов и неврастении. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы (Коробкин, 2010).
Обычно вибрация распространяется как в грунте, так и в строительных конструкциях с относительно небольшим затуханием. Поэтому прежде всего нужно принять меры для уменьшения динамических нагрузок, создаваемых источником вибрации, или снижения передачи этих нагрузок посредством виброизоляции машин и средств
транспорта. Снижение вибрации в помещениях может быть достигнуто целесообразным расположением оборудования в здании.
Типичная проблема урбанизированных территорий – электромагнитное загрязнение. Среда обитания современного человека насыщена бесчисленным множеством электромагнитных полей и излучений естественного и искусственного происхождения. Искусственные магнитные поля и излучения создаются многочисленными промышленными установками и бытовыми приборами. Стремительно
увеличивается число высоковольтных линий электропередач (ЛЭП),
радаров, лазерных маяков, радиостанций, телевизионных станций,
компьютерных мониторов и радиотелефонов. В результате происходит мощное воздействие на население электромагнитного излучения
сложной амплитуды и спектрального состава. Сегодня известно, что
значительное количество людей обладает повышенной чувствительностью к электромагнитным полям, к наиболее типичным реакциям
относятся: состояние общего недомогания, головные боли, раздражения кожи и аллергические реакции. Установлено, что неблагоприятное воздействие на организм человека может проявляться при напряжении поля ЛЭП 1 кВ/м и более. Особенно чутко реагируют на это
воздействие нервная и эндокринная системы, обменные процессы.
Воздействие неионизирующих электромагнитных излучений
(ЭМИ) от радиотелевизионных и радиолокационных станций на среду
обитания человека связано с формированием высокочастотной энергии. Японскими учеными обнаружено, что в районах, расположенных
48
вблизи мощных излучающих теле– и радиоантенн, заметно повышается заболеваемость катарактой. Медико-биологическое негативное
воздействие ЭМИ возрастает с повышением частоты, т. е. с уменьшением длины волн (Коробкин, 2010).
Серьезной экологической проблемой городов является радиоактивное загрязнение, которое создается в результате работы тепловых
электростанций и котельных, деятельности предприятий, использующих радиоактивные вещества. Установлено, что стены домов из кирпича и бетона содержат больше естественных радионуклидов, чем деревянные, поэтому горожане получают большую, чем сельские жители, дозу облучения в своих квартирах и рабочих помещениях.
2.5. Геоэкологические условия в городах
Урбанизированные территории характеризуются изменением
водного баланса между поверхностными, грунтовыми и глубокими
подземными водами. Частыми следствиями этого изменения являются
повышение уровня грунтовых вод, вызываемое заменой естественного почвенного покрова застроенными и заасфальтированными территориями, что практически исключает из водного баланса испарение с
поверхности почвы, и протечки водопроводных и канализационных
систем, круглогодично обеспечивающие возможность восполнения
ресурсов грунтовых вод. Оба эти обстоятельства, в сочетании с планировкой территории, полной или частичной ликвидации естественных дрен, приводят к подъему зеркала грунтовых вод, подтапливанию
оснований и фундаментов зданий и сооружений, снижению несущей
способности грунтов основания и, как следствие, к деформации, а в
критических ситуациях – разрушению зданий и сооружений.
В случаях, когда на территории города производится промышленная эксплуатация глубоких горизонтов подземных вод и возникает депрессионная воронка (понижение уровня воды), усиливается инфильтрация (просачивание) грунтовых вод в глубокие горизонты. Этот процесс активизации вертикального движения подземных вод сопровождается развитием процессов суффозии (выноса тонкоземлистого материала) или карста (растворения и выщелачивания карбонатного материала известняков с образованием
карстовых полостей) (Петрографический словарь, 1981). Нечто подобное наблюдается, например, на северо-западе Москвы, где обнаружены новые горизонты карстования в карбонатных породах
49
карбона, а карстовые полости распространились местами к самой
застроенной поверхности города.
Термокарст представляет собой образование просадочных и
провальных форм рельефа (от небольших понижений, блюдец, канав,
воронок размером до крупных озерных котловин). Причиной термокарста может также стать промышленное и гражданское строительство, вырубка лесов и многие другие факторы хозяйственной деятельности человека. Появление термокарста обычно связано с процессами
деградации вечной мерзлоты, может наблюдаться резкое увеличение
глубины сезонного протаивания пород до 2–4 раз (Мельник, 2010).
В России термокарсту подвержено около 45 % ее территории. Его
воздействие проявляется в 72 городах. В Якутске с начала 70-х гг.
прошлого века более 300 зданий получили серьезные повреждения в
результате просадок мерзлого грунта. В зоне вечной мерзлоты проходит часть Транссиба — самой протяженной железнодорожной магистрали России.
Изменение геодинамической ситуации вызывается дополнительной неравномерной нагрузкой за счет строительных конструкций.
Этот фактор может сопровождаться также одновременной откачкой
подземных вод в случае их использовании для питьевых или технических целей. В результате на фоне общего опускания поверхности городов (под действием изостатических сил и изъятия подземных вод из
порового пространства горных пород основания города) активизируются местные, очаговые оползневые и солифлюкционные процессы,
способные в условиях городской застройки привести к деформации
зданий и коммуникаций.
Термин солифлюкция (от лат. solum – почва и fluctio – истечение)
означает медленное передвижение почв и рыхлых грунтов под влиянием попеременного протаивания – промерзания и силы тяжести. Это
движение происходит при естественной влажности, равной полной
влагоемкости, и уклоне местности не менее 3°. Солифлюкция наблюдается главным образом в областях развития мерзлых горных пород.
Происходит при оттаивании льдонасыщенных грунтов, когда последние утрачивают структурные связи и переходят в вязкопластичное состояние. Развивается при наличии подстилающего мерзлого субстрата, служащего водоупором и способствующего переувлажнению вышележащей толщи почвы (Петрографический словарь, 1981).
Солифлюкция может развиваться повсюду, где происходит оттаивание сильно влажных тонкодисперсных пород. Наиболее благоприятные условия существуют в тундровой зоне с океаническим кли50
матом, где распространены низкотемпературные льдистые мерзлые
толщи. Наиболее сильно от солифлюкции страдают автомобильные и
железные дороги, нефте- и газопроводы, а также городские коммунальные сети, уличное хозяйство городов. Солифлюкция наблюдается
в 60 городах России, на 6 % ее территории (География овражной эрозии, 2006).
В России область распространения многолетнемерзлых грунтов
занимает более 60 % территории страны. На Крайнем Севере сосредоточено более 30 % разведанных запасов нефти, около 60 % – природного газа, огромные залежи каменного угля и торфа, создана разветвленная инфраструктура объектов ТЭК (топливно-энергетического
комплекса), имеются крупные города и поселки. Большинство сооружений в этих районах построены на свайных фундаментах с использованием многолетнемерзлого грунта в качестве оснований и рассчитаны на эксплуатацию в определенных температурных условиях. При
увеличении температуры мерзлых грунтов изменяются их физикомеханические свойства (объёмный вес, влажность, пористость, адгезия к сваям-основаниям), что в конечном счете уменьшает несущую
способность фундаментов, приводя к повреждению построенных на
них сооружений (Анисимов, 2003).
Многие здания в городах, расположенных в области распространения вечной мерзлоты, находятся в настоящее время в опасном состоянии из-за уменьшения прочности и несущей способности фундаментов. Например, в условиях Якутска при увеличении среднегодовой температуры воздуха на 2°C несущая способность свайных фундаментов может сократиться на 50 %. С начала 1970-х гг. XX в. более
300 зданий получили серьезные повреждения в результате просадок
мерзлого грунта. В период с 1990 по 1999 г. число таких зданий увеличилось по сравнению с предшествующим десятилетием на 61 % в
Якутске, на 42 % – в Норильске. Более четверти стандартных жилых
пятиэтажных зданий в Якутске, Воркуте и Тикси, построенных в
1950–70-х гг., могут стать непригодными к эксплуатации уже в ближайшие одно-два десятилетия (Шерстюков, 2007).
Аналогичные проблемы существуют и в других северных странах, в частности, в США на Аляске и на севере Канады. В настоящее
время общий экономический ущерб в России от геокриологических
процессов, представленных в основном термокарстом и солифлюкцией, составляет около 1 млрд долл. США. В связи с потеплением климата этот ущерб может возрасти многократно.
51
Рекомендуемая литература
1. Алисов, Б.П. Курс климатологии / Б.П. Алисов, О.А. Дроздов.
– Л.: Гидрометеоиздат, 1952. – 487 с.
2. Аналитический обзор. Качество воздуха в крупнейших городах России за десять лет: 1998–2007 гг. – СПб.: ГУ «ГГО», Росгидромет, 2009. – 133 с.
3. Анисимов, О.А. Оценка влияния изменения климата и деградации вечной мерзлоты на инфраструктуру в северных регионах России / О.А. Анисимов, М.А. Белолуцкая // Метеорология и гидрология,
2002. – № 6. – С. 15–22.
4. Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности / С.В. Белов,
А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др. – М.: Высш. шк., 2007. –
616 с.
5. География овражной эрозии / под ред. Е.Ф. Зориной. – М.:
Изд-во МГУ, 2006. – 324 с.
6. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей
среды в Красноярском крае за 2010 год». – Красноярск, 2011. – 280 с.
7. Ивлев, Л.С. Физика атмосферных аэрозольных систем /
Л.С. Ивлев, Ю.А.Довгалюк.– СПб.: НИИХ СПбГУ, 1999. – 194 с.
8. Константинов, А.П. Экология и здоровье: опасности мифические и реальные / А.П. Константинов // Экология и жизнь. – 2012. –
№ 8. – С. 90–91.
9. Коробкин, В.И. Экология: учеб. для вузов / В.И. Коробкин,
Л.В. Передельский. – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 602 с.
10. Матвеев, А.Н. Оценка воздействия на окружающую среду:
учеб. пособие / А.Н. Матвеев, В.П. Самусенок, А.Л. Юрьев. – Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2007. – 179 с.
11. Мельник В.В. Обоснование геомеханических факторов для
диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании:
дисс. … канд. тех. наук. – Екатеринбург, 2010. – 189 с. –
URL: http://www.igduran.ru/files/disser/melnik/Diss-MelnikVV.pdf (дата
обращения: 28.01.2013).
12. Петрографический словарь. – М.: Недра, 1981. – 496 c.
13. Расторгуева, Г.П. Особенности термического режима городов
/ Г.П. Расторгуева // Труды ГГО. – 1969. – Вып. 238. – С.145–152.
14. Ревич, Б.А. Основы оценки воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье человека. Пособие по региональной экологической политике / Б.А. Ревич, С.Л. Авалиани, Г.И. Тихонова. –
М.: Акрополь, ЦЭПР, 2004. – 268 с.
52
15. Сонькин, Л.Р. Синоптико-статистический анализ и краткий
прогноз загрязнения атмосферы / Л.Р. Сонькин. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 230 с.
16. Тасейко, О.В. Геоэкология: ветровые характеристики в приземном слое атмосферы для прогнозирования антропогенных катастроф на неоднородной урбанизированной территории / О.В. Тасейко,
С.В. Михайлюта, Ю.В. Захаров, А.А. Леженин, Р.Г. Хлебопрос // Инженерная экология. – 2009. – № 4. – С. 48–54.
17. Фельдман, Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта как источника загрязнения атмосферы / Ю.Г. Фельдман. – М.: Медицина,
1975. – 159 с.
18. Хлебопрос, Р.Г. Красноярск. Экологические очерки: монография / Р.Г. Хлебопрос, О.В. Тасейко, Ю.Д. Иванова, С.В. Михайлюта. –
Красноярск: СФУ, 2012. – 136 с.
19. Шерстюков, А.Б. Многолетняя мерзлота России в условиях
глобального потепления климата / А.Б. Шерстюков // Проблемы региональной экологии. – 2007. – № 4. – С. 8–11.
20. Эйхлер, В. Яды в нашей пище. Взрывная волна токсикантов
окружающей среды в пищевых цепях: избранные аспекты, факты и
аргументы / пер. с нем. Г.И. Лойдиной и В.А. Турчаниновой; под ред.
Б.Р. Стригановой. – Москва: Мир, 1985. – 212 с.
53
ГЛАВА 3. РАСТЕНИЯ В ГОРОДСКОЙ
СРЕДЕ
CHAPTER 3. PLANTS IN URBAN ENVIRONMENT
With the growth of urbanization, natural environment in cities changed beyond
recognition, and now scientists more often speak about "urban environment" which
differs sharply from natural. Vegetation in cities makes the environment more comfortable and improves human health; the aesthetic function of plants is also very important.
If we consider environmental pollution by industrial emissions as a new ecological factor, we should acknowledge, in our assessment of plant resistance to technogenic pollution as a new factor in terms of ecology and evolution, that plants do not have
special adaptive mechanisms allowing them to grow successfully in such conditions.
Increased resistance of plants to urban conditions is explained, first of all, not by development of new adaptive properties, but by revealing mechanisms that appeared earlier, in natural environment, for protection from various environmental stresses and
that proved useful in harsh new conditions.
3.1. Роль зеленых насаждений в городах
С ростом урбанизации природная среда в городах неузнаваемо
преобразилась, так что теперь все чаще говорят о «городской среде»,
во многих отношениях резко отличающейся от природной (стоит
лишь напомнить о запыленности и загазованности, уличном и индустриальном шуме, раскаленном асфальте в летние дни и т. д.). Но
способность современного человека к биологической адаптации ограничена, поэтому основная экологическая стратегия, нацеленная на
улучшение городской среды, должна состоять в максимальном ее
приближении к естественной, в чем, безусловно, незаменима роль
растений. Известно, что температура воздуха летом в скверах и парках в среднем на 1,5–3°С ниже, а относительная влажность на 2–8 %
выше, чем на открытых площадях; на территории лесопарков эта разница доходит до 6,5–10°С и 10–13 % (Горышина, 1991). Примечательно, что в тени посадок, составленных из деревьев с густыми кронами, снижение температуры гораздо значительнее, чем в тени высоких зданий. Заметный микроклиматический эффект дает даже такой
простой озеленительный прием, как замена открытого грунта, а тем
54
более асфальта, травяным покровом. Кроме этого городская растительность способствует повышению ионизации воздуха, что благотворно действует на человека. Так, содержание легких ионов в лесном
воздухе составляет 2–3, в городских садах и парках около 800–1200, а
в неозелененных дворах всего 500 тыс/см3 (Горышина, 1991). Наиболее активные ионизаторы воздуха – различные виды ивы, тополь, рябина, сосна. Также многие древесные и кустарниковые породы выделяют в воздух летучие органические вещества – фитонциды, губительные для микроорганизмов, благодаря чему их содержание снижается в несколько раз.
Известен и противошумовой эффект зеленых насаждений, связанный с большой звукоотражательной способностью листвы деревьев. По теоретическим расчетам архитекторов, растительность в целом
снижает шум в селитебных (жилых) и промышленных зонах города в
2–2,5 раза (Стольберг, 2000).
Таким образом, присутствие растений в городе способствует повышению комфортности среды обитания человека и улучшению его физического самочувствия. Но не менее важна и эстетическая функция городской растительности: возможность отдохнуть в городском сквере, полюбоваться яркими клумбами и деревом под своим окном – все это способствует улучшению качества жизни, повышению устойчивости горожан к
городским нагрузкам и стрессам, темпам городской жизни.
Архитекторы рассматривают зеленые насаждения в качестве
строительного материала при создании городских ландшафтов. Использование растительности в этом плане многообразно: это и объединение зданий в ансамбли, и смягчение облика бетонных построек, и
участие зелени в объемно-пространственном решении силуэта города
или его элементов.
Строительство двух жилых башен высотой 110 и 76 м началось в
Милане в 2007 г. Bosco Verticale (Вертикальный лес) – проект был
выполнен знаменитой миланской архитектурной студией Стефано Боэри. Этот проект учитывает все принципы защиты окружающей среды: ветряные мельницы, солнечные батареи, очищение воздуха, система очистки использованной воды. На каждом этаже, балконе, на
крышах будут высажены деревья, кустарники и цветы. Общая площадь зелёных насаждений будет эквивалентна 50000 м2 плоской территории (http://flowershowmoscow.ru/).
По замыслу авторов проект должен отвечать желаниям современного человека жить в окружении природы и при этом в центре оживленного города. Более тысячи видов растений применяются в данном проекте,
55
каждое дерево или куст помещено в кадку с землей и закреплено тросами
на террасах. Специальные службы будут следить за состоянием растений, необходимостью пересадки, и характер фасадов будет меняться естественным образом в зависимости от времени года.
3.2. Формирование городской флоры
Во флоре любого района можно различить виды, сформировавшиеся в процессе долгой эволюции в данном районе – местные, или
автохтонные (от греч. autos – сам и chton – земля), и виды аллохтонные (от alios – чужой), т. е. попавшие на данную территорию из других областей земного шара. Если это произошло сравнительно недавно, то такие виды называют адвентивными. В расселении адвентивных видов преобладающая роль принадлежит человеку, не столько
как биологическому существу, сколько его хозяйственной и социальной деятельности. Растения, распространяющиеся с помощью человека, ботаники назвали антропохорными. Как правило, соотношение
автохтонных и адвентивных видов в городах складывается с явным
преимуществом в пользу последних.
Большинство автохтонных видов растений изгоняется из флоры
уже при закладке городов – при вырубке лесов, расчистке территории
для поселения и т. д. Да и впоследствии им трудно вернуться в города – городские условия значительно отличаются от привычных для
местной флоры. Адвентивные же виды попадают в город как по воле
человека (в результате мероприятий по интродукции, акклиматизации
и озеленению), так и самопроизвольно, при перевозке других товаров
(Базилевская, Мауринь, 1982).
Однако и местные (автохтонные) виды принимают участие в
формировании флоры городов. Виды, которые нормально обитают в
естественном растительном покрове, но охотно переходят на антропогенные местообитания (и даже лучше на них растут), называются
апофитами в отличие от антропофитов, появившихся в данной местности вместе с человеком. Процент апофитов обычно значителен
лишь во флоре молодых, недавно возникших городов, где видовой состав растений еще только формируется, а среда обитания для них пока мало изменена. С ростом урбанизации доля апофитов во флоре города уменьшается. Среди апофитов обычно крайне мало лесных видов, большей частью это виды луговые, степные и растения других
открытых местообитаний.
56
Городские условия накладывают отпечаток и на экологический
состав флоры. В городской флоре по сравнению с местными усиливаются позиции тех экологических типов, которые лучше приспособлены к недостатку влаги (ксерофиты), засоленности почвы (галофиты) и вообще более требовательны к почвенным условиям (эутрофы и
мезотрофы). Примечательная черта – увеличение доли азотолюбивых
(нитрофильных) видов.
Разные виды предпочитают селиться в разных зонах города и городских местообитаниях, причем в этом пространственном распределении
растений можно проследить определенные закономерности. В центре города обычно поселяются урбанофильные виды, неплохо переносящие городские условия, включая индустриальные загрязнения. От центра к окраинам число видов городской флоры возрастает. Особенно богата флора
окрестностей, часто богаче зональной, поскольку здесь увеличивается и
состав генофонда, и разнообразие местообитаний, в том числе так называемых экотонов – местообитаний, пограничных между разными экосистемами или растительными сообществами.
Интенсивный обмен видами растений и сходство городских условий, производящих строгий отбор, привели к тому, что одни и те же
синантропные (сопровождающие человека) виды прочно прижились
в городах, расположенных в разных природных зонах и даже на разных континентах, стали по существу космополитами.
Формирование городской флоре – частный (и очень яркий) случай
одного из процессов современного изменения растительного мира под
влиянием антропогенных факторов, процесс «синантропизации» флоры.
Этот термин означает приобретение черт, свойственных растительному
миру, окружающему и сопровождающему человека, носящему отпечаток
его деятельности и его влияния на природу. На примере городской флоры хорошо заметны такие проявления синантропизации, как замещение
узкораспространенных видов космополитами; замена видов, приуроченных к определенному сочетанию экологических условий (стенотопных),
видами, более выносливыми к самым разным условиям (эвритопными);
растений влаголюбивых – более ксерофильными. Если взглянуть на процесс синантропизации в глобальном масштабе, то можно сказать, что в
целом она ведет к уменьшению разнообразия флоры, выравниванию географических, экологических и исторически сложившихся различий (Горышина, 1991).
В результате в городах складывается свой мир урбанизированной
природы. Именно эта городская растительность является основным
«природным фоном» для горожанина. В дальнейшем, судя по темпам
57
урбанизации, эта форма контактов человека с растительным миром в
будущем распространится еще шире, хотя уже сейчас городская растительность занимает существенное место среди искусственных форм
растительного покрова.
3.3. Влияние городских условий на растения
Важнейшим условием существования растений, как и человека,
является воздушная среда. По основному газовому составу воздух городов мало чем отличается от воздуха естественных местообитаний:
кислорода для дыхания хватает, углекислого газа для фотосинтеза
тоже (его содержание в воздухе может быть даже повышено). Существенное отличие городского воздуха заключается в присутствии различных примесей-загрязнителей.
Совокупность климатических факторов, характерных для урбоэкосистем, далеко не всегда является оптимальным для растений.
Световой режим в городах зависит не только от географического
(широтного) положения, которое определяет количество поступающей солнечной радиации, но и в большой степени от состояния городской атмосферы. Как уже выше отмечалось, из-за задымленности
и загазованности воздуха в город поступает на 15–20 % меньше солнечной радиации. Понижается его относительная влажность, растет
число дней с туманами и возрастает риск появления смогов (Маслов,
2003).
Таким образом, из-за малой прозрачности атмосферы крупные
города умеренной зоны по количеству получаемого солнечного света
(инсоляции) как бы смещены на несколько градусов к северу, а по тепловому режиму атмосферы (особенно летом) – на столько же градусов сдвигаются к югу (Попова, Попов, 1984).
В дополнение к общему снижению освещенности в городах нередки случаи, когда растения испытывают недостаток света из-за
прямого затенения (в районах с многоэтажной тесной застройкой, на
узких улицах и т. д.). Есть и еще одна особенность светового режима
в городе – дополнительное освещение улиц, искусственное продляющее световой день, что может повлиять на явления в жизни растений,
регулируемые фотопериодом.
Тепловой режим крупных городов складывается под влиянием
многих факторов. Города в целом – более теплые местообитания по
сравнению с зональным фоном (т. е. климатическими показателями
58
данной географической зоны). Как правило, безморозный период в
городах длиннее на несколько дней (Горышина, 1991).
В летние жаркие дни асфальтовое покрытие, нагреваясь, отдает
тепло не только приземному слою воздуха, но и почве. При температуре воздуха 26–27oС температура почвы на глубине 20 см достигает
34–37oС, а на глубине 40 см – 29–32oС. Это самые настоящие горячие
горизонты – как раз те, в которых сосредоточена основная масса корней растений. Недаром самые верхние слои городских почв практически не содержат живых корней. Для уличных растений создается необычная тепловая ситуация: температура подземных органов у них
нередко выше, чем надземных. В естественных же условиях, наоборот, жизненные процессы у большинства растений умеренных широт
протекают при обратном температурном режиме.
Зимой из-за уборки опавших листьев осенью и снега зимой городские почвы сильнее выхолаживаются и глубже промерзают. На улицах
городов, где регулярно убирают снег, а слой асфальта имеет большую
теплопроводность (т. е. способствует потере тепла), почвы охлаждаются
до –10...–15°С, что может привести не только к повреждению подземных
коммуникаций, но и к опасному перемерзанию корней. Выявлено, что
годовой перепад температур в корнеобитаемом слое городских почв достигает 40–50°С, в то время как в естественных условиях (для средних
широт) он не превышает 20–25°С (Маслов, 2003).
Даже в условиях обилия осадков городские растения часто испытывают недостаток в почвенной влаге (или, по крайней мере, получают ее меньше, чем загородная естественная растительность). Это касается в первую очередь уличных насаждений. С водонепроницаемого асфальта дождевые воды стекают в канализационную сеть, и значительная часть влаги атмосферных осадков теряется для растений,
которые могут оказаться в условиях почвенной засухи.
Растения, как существа, ведущие прикрепленный образ жизни,
могут реагировать на изменение среды обитания лишь одним способом – изменением процессов жизнедеятельности. Поэтому главные
сигналы об их «самочувствии» – это различные показатели жизненных процессов (скорость роста, темпы сезонного развития, интенсивность цветения и плодоношения, характеристики основных физиологических процессов – фотосинтеза, дыхания и др.), а также внешний
облик растения (размеры, форма роста), особенности строения его органов, долговечность растения в данных условиях (Горышина, 1991).
Вся структура растения как фотосинтезирующего организма подчинена задаче получить необходимое количество солнечной энергии
59
и углекислого газа. Поэтому растению нужна большая поверхность,
воспринимающая солнечные лучи и контактирующая с воздушной
средой. Но через эту громадную поверхность испаряется много воды;
и, чтобы восполнить потери воды, обеспечить себя питательными веществами из почвы, растение и в подземной сфере имеет огромную
поглощающую поверхность. Таким образом, площадь контакта растения с окружающей средой огромна: на 1 кг массы приходится 4–7 м2
наружной поверхности. Понятно, что это делает растительные организмы особенно уязвимыми по отношению к неблагоприятным влияниям среды, в том числе, к всевозможным загрязнениям. Ведь через
поверхность контакта кроме необходимых для жизни веществ поглощаются и различные нежелательные или вредные примеси. Так, очень
велика поглотительная способность листьев: на их поверхности оседают пылевые частицы, а система устьиц, служащая для газообмена и
испарения влаги, одновременно оказывается «входными воротами»
для проникновения загрязнителей, которые могут накапливаться в
растительных тканях и клетках.
Например, в индустриальных центрах вблизи металлургических заводов в листьях растений отмечены высокие концентрации металлов и
их солей. Из содержащихся в воздухе соединений фтора листья древесных пород поглощают и удерживают от 20 до 60 %. Так же велика способность растений к поглощению двуокиси серы. За вегетационный сезон 1 кг листьев (сухая масса) тополя бальзамического накапливает ее
18 г, ясеня зеленого – 17, липы – 10 г (Горышина, 1991). Масса поглощенного токсиканта зависит от свойств поверхности листа (опушенная,
шершавая или гладкая), особенности его внутреннего строения, продолжительности жизни. Ясно, что в наиболее невыгодном положении оказываются вечнозеленые деревья и кустарники, у которых поглощенные
загрязнения накапливаются в листьях (хвое) год за годом.
У городских деревьев обычно бывает более редкая крона, мельче
листья, за счет дефолиации (преждевременного опадения листьев или
хвои) эти деревья слабее «оснащены» для выполнения фотосинтетической работы. К тому же и сам фотосинтез как физиологический
процесс в городских условиях идет с меньшей интенсивностью из-за
ухудшения освещенности, закупорки устьиц пылью, различных загрязнителей воздуха, вмешательство которых нарушает отдельные
звенья в сложной цепочке биохимических процессов фотосинтеза.
Можно заметить, что у городского дерева, по сравнению с
лесным, лист имеет более плотное сложение клеток в тканях, у него гуще сеть жилок, более мелкие и многочисленные устьица. Та60
кие черты обычны для растений засушливых местообитаний (например, степных ксерофитов), почему они и получили название
ксероморфных. Такие изменения, напоминающие ксероморфоз,
возникают не только от сухости, но и под влиянием других неблагоприятных факторов, в том числе и атмосферных загрязнений.
Это результат слишком ранней остановки ростовых процессов, отчего и формируются листья с мелкими клетками и как бы «недорастянутой» листовой пластинкой. Очевидно, это общая структурная
реакция растения на любые жесткие условия, которая проявляется
и в городской среде (Гудериан, 1979).
В сильно загрязненных условиях (промышленные выбросы, массированное действие выхлопных газов, засоление и загрязнение почвы
и т. д.) изменения внешнего облика растений нередко имеют уже характер повреждений. Например, появление хлорозов (обесцвеченных участков листьев или хвои), подсыхание листьев по краям, появление на них
бурых некротических пятен – участков отмерших тканей, скручивание и
засыхание листьев. Но и в тех случаях, когда городские растения по
внешнему облику вполне здоровы, не исключена возможность появления
невидимых, скрытых повреждений, возникающих под влиянием слабых
доз загрязнителей (Николаевский, 1979).
Хвойные виды растений, по сравнению с лиственными, более
остро реагируют на атмосферное загрязнение воздуха. Их повышенная чувствительность связана с длительным сроком жизни хвои. Повреждения хвойных деревьев сводятся главным образом, к следующим симптомам: изменение окраски хвои (в том числе хлороз), точечные и апикальные некрозы хвои, уменьшение продолжительности
жизни хвои, увеличение числа хвоинок на побеге, изменение размеров отдельных органов, изреживание кроны, снижение линейного
прироста оси ствола и ветвей, нарушение распределения фитомассы
хвои по высоте кроны, изменение габитуса молодых деревьев, гибель
деревьев (Шуберт, 1988).
3.4. Оценка состояния зеленых насаждений
г. Красноярска
Исследования, проведенные преподавателями и студентами отделения экологии и природопользования СФУ в последние годы, показали, что городская среда оказывает разнообразное и неблагоприятное
воздействие на древесные растения в насаждениях г. Красноярска.
61
3.4.1. Химический анализ хвои растений
В качестве объектов исследования нами были взяты представители хвойных: сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) и ель сибирская
(Picea obovata Ledeb.). На территории г. Красноярска хвойные деревья встречаются в основном в скверах и парках, реже – на газонах
вдоль дорог. Чаще всего это искусственные посадки различного возраста, обычно 15–50 лет. Прежде всего был проведен элементный
анализ хвои, который выполняли методом рентгенофлуоресцентной
спектроскопии на спектрометре с волновой дисперсией ARL Advant`X. (табл. 3.1).
Рассматривая результаты анализа, следует отметить повышение
содержания в индустриальном районе (по сравнению с контролем –
условно чистым районом) таких элементов, как кремний, алюминий,
хлор, фтор, железо, стронций, что свидетельствует о значительном загрязнении среды выбросами промышленных предприятий и автотранспорта.
Таблица 3.1
Относительное содержание химических элементов в хвое ели
сибирской и сосны обыкновенной
Элемент
K
Ca
P
Si
Mg
S
Cl
Al
Fe
F
Mn
Zn
Sr
Ель сибирская
Контрольный
Загрязненрайон, %
ный район, %
25,54±0,22
22,90±0,21
46,34±0,25
53,31±0,25
7,29±0,13
4,43±0,10
3,20±0,09
5,98±0,12
2,43±0,08
3,06±0,09
4,43±0,10
2,94±0,08
0,78±0,04
1,17±0,05
1,27±0,06
1,79±0,07
1,03±0,05
1,95±0,07
1,36±1,24
1,39±1,22
2,10±0,07
0,11±0,02
1,15±0,05
0,29±0,03
0,29±0,09
0,99±0,05
Сосна обыкновенная
Контрольный Загрязненный
район, %
район, %
27,44±0,22
22,71±0,21
43,60±0,25
35,79±0,24
6,88±0,13
7,13±0,13
1,79±0,07
10,10±0,15
4,49±0,10
3,24±0,09
5,71±0,12
5,64±0,11
1,11±0,05
1,91±0,07
3,32±0,90
4,16±0,10
1,64±0,06
5,05±0,11
н/о
0,61±1,83
0,99±0,05
0,20±0,03
0,37±0,05
0,19±0,05
0,08±0,08
0,25±0,08
Одновременно можно наблюдать снижение содержания калия,
фосфора, серы, магния, марганца и других биогенных элементов. При
62
этом характер накопления различных элементов отличается для сосны
и ели.
Сосна и ель очень чувствительны к загрязнению воздуха газами.
Особенно опасны для них кислые газы, в том числе соединения серы,
преобладающие среди воздушных токсикантов во многих индустриальных районах. Вследствие повреждений кислыми газами хвоя деревьев, произрастающих в загрязнённых районах, отличается меньшей продолжительностью жизни.
Таблица 3.2
Морфологические особенности побегов ели сибирской
и сосны обыкновенной
Число
% хвои с
Возраст Линейный
Видовое
хвои на
Длина некрозами
побега, прирост
Район
название
1 см
хвои, см и хлоролет побега, см
побега
зами
1
4,02±1,20 21,30±1,41 1,80±0,12 0,92±0,04
Контрольный
2
5,10±0,80 19,02±0,95 1,77±0,14 1,05±0,03
3
6,41±0,92 17,07±0,83 1,82±0,11 1,97±0,07
Ель сибирская
1
2,90±0,60 20,51±1,12 1,46±0,09 1,65±0,09
Загрязненный
2
4,03±0,55 17,36±0,87 1,83±0,13 8,59±0,43
3
4,65±0,71 16,02±0,90 1,69±0,21 9,58±1,22
1
7,32±1,30 12,14±0,80 5,95±1,93 0,72±0,04
2
6,90±0,91 11,51±0,58 6,73±1,52 1,06±0,05
Контрольный
3
7,53±0,86 7,00±1,52 6,48±1,41 1,54±0,11
Сосна обыкновенная
1
5,71±0,62 12,52±0,71 5,17±1,55 1,63±0,10
Загрязненный
2
5,96±0,80 7,06±0,33 5,14±1,62 2,08±0,12
3
4,54±0,75 4,05±0,41 5,08±1,70 3,27±0,40
Проведенный морфометрический анализ (линейный прирост побега, число хвои на 1 см побега, длина хвои, % хвои с некрозами и
хлорозами) показал, что для сосны характерна ранняя дефолиация
(табл. 3.2). Так, если в естественных условиях возраст хвои сосны
может достигать 5–6 лет, то в загрязненных районах он ограничен
2–3 годами. У ели в индустриальных районах возраст хвои составляет
3–4 года вместо 5–7 лет. Но для ели характерен больший процент
хвои, поврежденной хлорозами и некрозами.
Известно, что одним из механизмов дезактивации токсичных
соединений в растениях является их «складирование» (хлорозы и
63
некрозы) и «перекачка» в более старую хвою с последующей дефолиацией.
В связи с этим можно сделать вывод, что с увеличением концентрации загрязняющих веществ в хвое старших возрастов и ее отмиранием, основная фотосинтетическая нагрузка ложится на «молодую»
хвою, и тогда соотношение количества фотосинтетических пигментов
и показателей фотосинтетической активности хвои разных возрастов
будет существенно отличаться у растений, произрастающих в неодинаковых по уровню загрязнения районах.
Одним из информативных и наиболее распространенных параметров, характеризующих фотосинтетический аппарат, является его
пигментный состав. Количественно фотосинтетические пигменты
(хлорофилл a и b) можно определить на спектрофотометре «Spekol» после экстракции в 80 % ацетоне, в пересчете на сухой вес (Vernon, 1960)
(рис. 3.1).
Рис. 3.1. Спектрофотометр «Spekol»
На рис. 3.2 представлены данные содержания хлорофилла в хвое
сосны обыкновенной и ели сибирской. Нужно отметить, что содержание хлорофиллов в исследуемой хвое у ели выше, чем у сосны, причем как в летнее, так и в зимнее время.
У сосны в летнее время в хвое с контрольной пробной площади
содержание пигментов выше, чем в хвое из загрязненного района, а у
ели общее количество пигментов примерно одинаково, но наблюдается перераспределение пигментов в сторону молодой хвои.
Заметно, что в загрязненном районе количество хлорофиллов в
хвое ели первого, второго и третьего года жизни содержится пример64
но одинаковое количество, в отличие от контроля, где содержание
хлорофиллов увеличивается от первого к третьему году.
а
б
в
г
Рис. 3.2. Сумма хлорофиллов а и b в хвое сосны обыкновенной
(а – летом, в – зимой) и ели сибирской (б – летом, г – зимой)
Как видно на рис. 4.2, к третьему году количество пигментов в
хвое ели с контрольной пробной площади превышает этот показатель
для загрязненного района в летний период. Считается, что у ели наиболее активно фотосинтезирует хвоя в возрасте трех-четырех лет.
Следовательно, можно сказать, что на загрязненной площадке у ели
хвоя первых двух лет также «работает в полную силу», помогая хвое
старшего возраста. У сосны, как более устойчивого к загрязнению вида, подобного эффекта не наблюдается.
У ели сибирской в зимнее время также сохраняется перераспределение содержания хлорофиллов в сторону хвои младшего возраста,
и в целом хвоя из загрязненного района содержит большее количество пигментов.
65
У сосны обыкновенной общее количество хлорофиллов в хвое из
загрязненного района в зимнее время также выше, чем в контроле,
что может быть связано как с частичным повреждением хвои в виде
хлорозов и некрозов, так и с неполным переходом в состояние зимнего покоя деревьев, произрастающих в загрязненном районе (Григорьев, Пахарькова, 2001).
3.4.2. Зимний покой растений
Накопление токсичных элементов в хвое могут вызывать нарушения работы фотосинтетического аппарата и изменять многие эволюционно сложившиеся комплексы приспособительных реакций живых организмов к условиям существования. Одним из возможных
проявлений такого воздействия может быть нарушение естественной
динамики перехода древесных растений в состояние покоя и выхода
из него (Григорьев, Пахарькова, 2001; Пахарькова и др., 2010, 2012;
Сорокина и др., 2011, 2012).
Для оценки глубины зимнего покоя и динамики выхода из этого
состояния проводилась регистрация термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции хлорофилла (ТИНУФ) хвои на
флуориметре «Фотон-11» (рис. 3.3) в диапазоне температур от 20 до
80°С. Выбор данного диапазона температур обусловлен тем, что в
нём происходят все основные термоиндуцированные изменения
структуры как фотосистемы I, так и фотосистемы II.
Рис. 3.3. Флуориметр «Фотон-11»
В качестве показателя глубины зимнего покоя взят коэффициент R2, являющийся отношением амплитуд низкотемпературного
66
(около 50°С) и высокотемпературного (около 70 °С) пиков (рис. 4.4.)
нулевого уровня флуоресценции хлорофилла (Гаевский и др., 1987).
Показано, что если значение коэффициента R2 менее 0,2, то растение
находится в состоянии покоя. Если величина коэффициента R2 больше 0,8–1,0, то это свидетельствует о том, что растения активно вегетируют (рис. 3.4).
а
б
Рис. 3.4. Кривые термоиндуцированных изменений нулевого уровня флуоресценции
(а – в период активной вегетации, б – в состоянии зимнего покоя)
Рис. 3.5. Динамика изменения величины R2 феллодермы тополя бальзамического
из районов г. Красноярска, различных по характеру атмосферного загрязнения
в период перехода в состояние покоя
67
Переход в состояние покоя сопровождается качественным изменением формы кривых ТИНУФ, исчезает низкотемпературный пик.
На основании этого можно достоверно диагностировать переходные
этапы и завершение процесса. Исходя из этого, можно отметить, что
наиболее ранний переход в состояние зимнего покоя наблюдается у
растений контрольного района (ПП1), задержка по срокам перехода в
состояние покоя в районах с разным уровнем атмосферного загрязнения составляет от 7 до 20 дней относительно условно чистого
(рис. 3.5).
Как видно на рис. 3.5, выход из состояния покоя побегов растений из загрязненного района происходит на сутки быстрее по сравнению с контролем (у сосны 5 и 6 сутки, у ели – 4 и 5 соответственно).
а
б
в
г
Рис. 3.6. Динамика ТИНУФ хвои ели сибирской
(а – ПП1, б – ПП2) и сосны обыкновенной (в – ПП1, г – ПП2)
При этом если в районе с повышенным уровнем техногенного
воздействия у сосны обыкновенной значения коэффициента R2 для
хвои разных возрастов различаются незначительно, то у ели сибирской глубина покоя с увеличением возраста хвои уменьшается более
68
существенно. Это может быть связано с особенностями прикрепления
хвои – сосна легче сбрасывает пораженную токсикантами хвою, тогда
как у ели частично некротизированная хвоя остается на побеге (Пахарькова и др., 2010). Поскольку у сосны значительная часть токсикантов аккумулируется в отдельных хвоинках и удаляется в процессе
дефолиации, оставшаяся хвоя фотосинтезирует достаточно активно.
Вероятно, такая экологическая пластичность сосны может быть связана с особенностями прикрепления хвои к побегу, что способствует
большей устойчивости сосны обыкновенной к загрязнению воздушной среды по сравнению с елью сибирской.
Сроки наступления и продолжительность фенологических явлений, с одной стороны, определяются наследственной программой того или иного вида. С другой стороны, скорость сезонного развития в
большой степени зависит от внешних условий. Весенние явления тесно связаны с ходом температуры. Ход летних фенологических фаз
также в немалой степени зависит от экологических условий – тепла и
влаги. Но вот в сроках наступления осенних явлений – листопада,
подготовки побегов деревьев и кустарников к зимнему покою, – ведущая роль принадлежит другому фактору, а именно такому строго
периодичному сигналу, как сокращение длины дня. Правда, и здесь
ход температуры вносит свою поправку.
Сопоставив ведущую роль тепла в сезонном развитии растений
весной с тем, что нам уже известно об особенностях теплового режима в городах, мы можем заранее сказать, что в городах фенологические явления по срокам и скорости должны заметно отличаться от
обычного их хода для данного района. Осенние фенологические ритмы растений тоже могут быть нарушены из-за искусственного освещения. Вечернее искусственное освещение удлиняет для деревьев
день и тем самым как бы продлевает для них лето; происходит отсрочка фотопериодического сигнала (сокращения длины дня) о приближающейся зиме, что может оказаться далеко не безвредным для
городских деревьев, которые, не успев подготовиться к зиме, повреждаются морозами.
Поздней осенью и зимой древесные и кустарниковые породы находятся в состоянии покоя. Жизненные процессы у них заторможены,
рост и развитие не могут возобновиться даже при благоприятных условиях. Но в конце зимы растения близки к выходу из состояния покоя: уже через два-три дня на срезанных ветках, внесенных в комнату,
почки раскрываются, начинается рост листьев. Почвы в городах промерзают чаще и глубже, чем в естественных растительных сообщест69
вах, – этому способствует удаление растительных остатков с газонов
осенью и снега с улиц зимой. Низкая температура в корнеобитаемом
слое почвы грозит древесным и кустарниковым породам не только
повреждением корней, но и усыханием хвои в периоды позднезимних
потеплений, когда солнце уже заметно нагревает ветви и побеги испаряют влагу, а корни не способны восполнить эти потери.
Для определения активности фотосинтетического аппарата растений можно использовать изменения параметров замедленной флуоресценции при действии факторов внешней среды. Во многих случаях
устойчивость фотосинтетического аппарата, регистрируемая методом
замедленной флуоресценции, коррелирует с общей устойчивостью
растительного организма к тому или иному фактору. Таким образом,
метод замедленной флуоресценции позволяет с высокой оперативностью и чувствительностью получать многообразную информацию о
фотосинтетическом аппарате, по которой можно судить о влиянии
стрессовых факторов на исследуемый объект (Гаевский, Моргун,
1993).
Рис. 3.7. Флуориметр «Фотон-10»
Параметры замедленной флуоресценции определяли на флуориметре «Фотон-10». В качестве относительного показателя замедленной флуоресценции (ОП ЗФ) было взято отношение значений интенсивности быстрой и медленной компонент затухания свечения, изме70
ряемых на свету высокой (120 вт/м2) и низкой (10 вт/м2) интенсивности, соответственно (Григорьев и др., 1996).
Для оценки фотосинтетической активности измеряли относительный показатель замедленной флуоресценции (ОПЗФ) летом, непосредственно после сбора. Как свидетельствуют данные, представленные на рис. 3.8, в период активной вегетации фотосинтетическая
активность у сосны выше, чем у ели.
Рис. 3.8. Величина ОПЗФ хвои разного возраста у сосны обыкновенной и ели
сибирской в период активной вегетации
Тот факт, что хвоя сосны в загрязнённых районах сохраняет свою
фотосинтетическую активность приблизительно на одном уровне в
течение всех трех лет наблюдения, указывает на дефолиационную
стратегию адаптации деревьев сосны обыкновенной к загрязнению
окружающей среды. Она, по-видимому, заключается в том, что растения в загрязненных районах для обеспечения своих энергетических
потребностей поддерживают в фотоактивном состоянии только часть
хвои. Старая хвоя, которая подверглась более сильному воздействию
поллютантов, перестает обеспечиваться питательными веществами и
становится своеобразным хранилищем токсикантов, вследствие чего
погибает. Это, без сомнения, ослабляет деревья, но позволяет им выжить.
Таким образом, мы видим, что городская среда вносит свои коррективы и в прохождение фенологических фаз растений. В целом
стрессовое воздействие загрязнения как для хвойных, так и покрытосеменных растений сокращает продолжительность и глубину зимнего
покоя древесных растений. Таким образом, подобная реакция, повидимому, является универсальной для древесных растений.
71
3.5. Анализ морфологической асимметрии
покрытосеменных древесных растений
в городской среде
Одним из подходов к оценке городской среды является оценка
уровня флуктуирующей асимметрии (ФА) – ненаправленных различий в проявлении признака на правой и левой стороне тела.
Этот подход дает возможность оценить «здоровье» среды, потому что оценка качества среды проводится по здоровью населяющих
ее живых организмов. Суть данного подхода состоит в оценке состояния живых существ по гомеостазу развития, как наиболее общей характеристике функционирования живого организма (Захаров и др.,
2001) .
Уровень ФА зависит от многих факторов. Так, было обнаружено,
что чем больше размер листа березы, тем более он асимметричен (Баранов, Гавриков, 2006).
Отдельного внимания заслуживает вопрос о влиянии на флуктуирующую асимметрию загрязненности окружающей среды. Ряд исследований свободноживущих организмов (животных и растений) показал взаимосвязь между морфологической асимметрией и расстоянием
от выбросов химических фабрик. Например, было зарегистрировано
увеличение уровней асимметрии листа у двух видов березы Betula
pendula и В. pubescens вдоль склонов недалеко от металлоплавильных
и бумажных фабрик в Финляндии и России (Moller, Swaddle, 1997;
цит. по Захаров и др, 2001). В данном исследовании показана положительная корреляция листовой асимметрии с концентрацией никеля.
Нестабильность развития также включена в качестве непосредственного показателя потенциальных отрицательных влияний химических
веществ. Примеры этого – положительная взаимосвязь между скелетной асимметрией у позвоночных животных и концентрацией ДДТ
(Parsons, 1990). Валкама и Козлов также отмечают изменения уровня
асимметрии листьев двух видов березы в разные годы в зоне промышленного загрязнения (Valkama, Kozlov, 2001).
Береза повислая широко используется в озеленении сибирских
городов и, в частности г. Красноярска. Она ценится за декоративность, устойчивость, быстрый рост. В последнее время появилось
значительное количество работ, посвященных использованию ФА листьев березы повислой для индикации уровня техногенной нагрузки.
Существует даже методика оценки качества среды по ФА листьев бе72
резы повислой, одобренная распоряжением Росэкологии в 2003 г.
(Методические…, 2003).
При этом в целом ряде исследований (Гелашвили и др., 2007;
Аралбаева и др, 2009) подтверждается применимость данного метода
для оценки качества среды. Однако имеются и противоположные
данные. Так, в работе А.А. Зориной, А.В. Коросова (2007) изучалась
ФА листа березы вблизи промышленных предприятий (Сегежский
ЦБК, Костомукшский ГОК) и на условно чистой территории. Как
подчеркивают авторы, никаких значимых изменений ФА листьев березы повислой в условиях промышленного загрязнения не выявлено.
Подобный результат был получен Э.А. Гилевой с соавт. (2007). Таким
образом, пригодность данной методики для индикации уровня антропогенного стресса требует проверки.
Подобные исследования проводились и в г. Красноярске в 2009–
2011 гг. Объектами исследований послужили насаждения березы повислой из различных по степени загрязнения районов г. Красноярска.
Расчет интегральных показателей стабильности развития по уровню
ФА листьев березы повислой показал, что состояние среды во всех
районах характеризуется как критическое, поскольку величина асимметрии в выборке превышает 0,054. При этом оказалось, что в относительно чистых районах города показатели ФА наиболее высоки, тогда как в насаждении, находящемся в правобережной, сильно загрязненной части города, этот показатель понижен. Таким образом, в нашем случае применение метода оценки ФА листьев березы повислой
для индикации уровня техногенной нагрузки не дало положительных
результатов.
В то же время изучение морфометрических параметров листа и
побега березы в выбранных районах показало, что статистически достоверно (P< 0,05) наибольшее среднее значение длины линейного годичного прироста и длины листовой пластинки наблюдается в насаждениях из наиболее чистых районов города. В загрязненных районах
листья березы имели меньшие размеры и округлую форму, а также
поражались хлорозами и некрозами. Изучение морфометрических параметров листа и побега дало вполне ожидаемый и закономерный результат: в целом в загрязненных районах происходит уменьшение линейных параметров листа и побега, изменяется форма листа, усиливаются признаки ксерофитизации листовых пластинок, увеличивается
их поврежденность болезнями и промышленными эмиссиями.
Противоречия между результатами изучения морфометрических параметров и данными по уровню нестабильности развития
73
можно отчасти объяснить, если проанализировать корреляционные
связи между уровнем ФА и почвенными показателями. Исследования показали, что уровень флуктуирующей асимметрии тесно связан с четырьмя почвенными параметрами – плотностью твердой
фазы почвы (r = 0,83), содержанием в ней гумуса (r = -0,73), дыханием (r = -0,91) и целлюлозоразложением (r = -0,83). Так, нестабильность развития достоверно повышается при уменьшении количества органического вещества в почве и снижении интенсивности биологических процессов в ней. Негативное влияние на развитие березы также оказывает увеличение удельного веса почвы. Не
обнаружено достоверной корреляции между уровнем ФА и концентрацией СО в воздухе.
Методика оценки качества среды по состоянию живых существ
предназначена для диагностики ее изменений при антропогенном
воздействии. При этом под качеством среды понимается «…ее состояние, необходимое для обеспечения здоровья человека и других
видов живых существ» («Методические…, 2003, с. 2). Однако анализ
опубликованных исследований и собственные данные показывают,
что показатели флуктуирующей асимметрии листьев березы повислой
чутко реагируют на любое стрессовое воздействие – от техногенного
загрязнения до нападения листогрызущих насекомых. Так, в работе
Е.С. Булатовой, С.Г. Бабиной (2009) отмечается стабильный высокий
уровень ФА листа березы в условиях Саяно-Шушенского заповедника
и национального парка «Шушенский бор», который авторы связывают с особыми природными условиями произрастания на северных
макросклонах хребтов и изменением климатических условий в связи
со строительством Саяно-Шушенской ГЭС.
Представляется очевидным, что некоторые факторы, являющиеся
весьма значимыми для развития березы (например, механический состав почв и содержание в них органического вещества), не оказывают
существенного воздействия на жизнедеятельность и здоровье человека. Неблагоприятное влияние почвенно-грунтовых условий, естественно, является стрессовым для березы и существенно повышает уровень ФА билатеральных признаков, однако качество среды с точки
зрения требований человека может быть вполне удовлетворительным.
Таким образом, в ходе исследований выявлено, что уровень нестабильности развития билатеральных признаков у березы повислой
существенно повышается в условиях стресса. Однако повышение
уровня ФА связано не столько с общим уровнем загрязнения среды,
сколько с влиянием физических, физико-химических и биологических
74
свойств почв, в частности, с их механическим составом, содержанием
органического вещества и интенсивностью биологических процессов.
3.6. Устойчивость растений к поллютантам
Если загрязнение окружающей среды промышленными выбросами рассматривать как новый экологический фактор, то, оценивая устойчивость растений к техногенному загрязнению как новому в эколого-эволюционном плане фактору, следует признать, что в арсенале
защитных средств, обеспечивающих устойчивость растений, отсутствуют специализированные адаптации, обеспечивающие их успешное
произрастание в этих условиях. Растения, оказываясь в резко измененной человеком среде произрастания и не располагая специальными защитными приспособлениями к разрушительным факторам этой
среды, неизбежно встают на преадаптивный путь обеспечения устойчивости и более или менее успешного произрастания. Преадаптационная концепция устойчивости растений к антропогенным факторам
основана на фактах способности отдельных структур растительного
организма выполнять новые защитные функции без ущерба для первоначальной функции (Кулагин, 1974, 1980).
Преадаптация – адаптивный признак (или признаки), имеющий
структурно-функциональную основу и обеспечивающий устойчивость к воздействию отдельного экстремального фактора (например,
эпидермис и кутикула листа, препятствующая перегреву и повышенному газообмену и транспирации), который в то же время может выполнять защитную функцию при действии техногенного фактора (высокая концентрация газообразных загрязнителей). Особо следует отметить, что после прекращения действия техногенного фактора данный структурно-функциональный комплекс первоначальную функцию выполняет в полной мере. Листопадность деревьев и кустарников, которая сформировалась как приспособление к периодичности
климатических изменений в течение года, может рассматриваться в
качестве преадаптации. В то же время листопадные виды характеризуются высокой устойчивостью к S02, так как ежегодная смена листьев не приводит к летальному эффекту в результате накопления в
клетках мезофилла сульфидов и сульфатов. Хвойные виды растений в
этих условиях повреждаются в большей степени и быстро гибнут.
Ксероморфность и суккулентность со всем комплексом морфофизиологических приспособлений по эффективному потреблению и
75
экономному расходованию воды имеют преадаптационное значение в
обеспечении устойчивости к атмосферным загрязнителям. Защитные
покровы, плотное сложение тканей, пониженная интенсивность газообмена и водообмена обеспечивают высокую газоустойчивость толстянковых (Grassulaceae) и кактусовых (Cactaceae), травянистых и
древесных растений аридных зон (Усманов и др., 2001).
Растения городов и промышленных центров постоянно подвержены химическому стрессу. Стресс у растений – это комплексная защитная реакция, включающая как неспецифические (общие для разных типов стрессоров), так и специфические компоненты. У растений
обнаружена способность распространять состояние стресса из области влияния стрессирующего фактора далеко за ее пределы с помощью
дистанционных электрических сигналов (Марков, 2004).
Учение о стрессе, разработанное канадцем Г. Селье (1936), предполагает существование единого алгоритма в реакциях на различные
неблагоприятные факторы, которые Г. Селье назвал стрессорами. Реакции, одновременно развивающиеся при каком-либо внешнем воздействии, часто объединяют терминами «адаптационный синдром»,
«неспецифический адаптационный синдром», «general adaptive
syndrom», а также не совсем точным, но широко распространившимся
термином «стресс».
Реакция растений на стресс обычно комплексная и включает в
себя как неспецифические (общие для разных стрессоров), так и специфические компоненты. К неспецифической составляющей стресса
относятся, в частности, следующие явления:
• повышение проницаемости и деполяризация клеточных мембран,
• повышение содержания в цитоплазме ионов кальция,
• выход ионов калия из клеток,
• увеличение вязкости цитоплазмы,
• синтез особых «стрессорных» белков,
• торможение роста и деления клеток,
• усиление дыхания,
• торможение фотосинтеза,
• увеличение продукции гормонов стресса – абсцизовой и жасмоновой кислот, этилена.
Всего насчитывают от 15 до 20 «неспецифических» признаков
стресса у растений. Некоторые исследователи полагают, что этими
признаками все и исчерпывается, т. е. стресс предлагается рассматри76
вать как интегральный неспецифический ответ, направленный на мобилизацию защитных сил растения.
Очевидно, что концепция адаптационного синдрома у растений далеко не полно раскрывает специфику формирования растением адекватной реакции на внешнее воздействие. Однако эта гипотеза весьма плодотворна для сравнительного анализа адаптации у животных и растений, а
также для выяснения возможных взаимодействий между различными
первичными адаптивными реакциями (Усманов и др., 2001).
К сожалению, в отношении выработки приспособлений растения
городов и индустриальных районов находятся в весьма невыгодном
положении по сравнению с растениями естественных местообитаний.
Если во втором случае адаптации к неблагоприятным условиям формировались в ходе эволюционного процесса, в течение многих тысячелетий, то в первом растения имеют совсем небольшой запас времени. Ведь антропогенные и тем более техногенные влияния в жизни
органического мира – фактор совершенно новый, не считая, конечно
выбросов газов в районах с вулканической деятельностью. Значит,
растения не могли еще успеть выработать устойчивость к этим воздействиям. Имея представление о темпах эволюции, нельзя надеяться
и на то, что такая устойчивость возникнет сейчас, на наших глазах.
Однако из практики городского озеленения мы знаем, что среди
древесных и кустарниковых пород есть более выносливые к городским условиям и совсем их не выносящие (или сильно от них страдающие). Среди устойчивых – ель колючая, клен американский, белая
акация, тополь канадский, шелковица, кизильник. Сильнее других
страдают в городах многие хвойные (ель обыкновенная, пихта, лиственница), ясень, граб, рябина. Мы уже упоминали в предыдущем разделе о том, что среди растений (в основном травянистых), самовольно
поселившихся в городе, одни виды («урбанофилы») встречаются по
всей территории города и притом часто в немалом обилии, другие
(«урбанофобы») селятся лишь по окраинам, редко проникая внутрь
городской черты. По всей вероятности, у выносливых видов существуют какие-то причины устойчивости.
Уже давно было замечено, что среди наиболее устойчивых и неприхотливых «горожан» много таких видов растений, которые и в естественных местообитаниях лучше приспособлены к тем или иным
трудным экологическим условиям – недостатку почвенной влаги, высоким температурам, большой сухости воздуха и т. д. Особенно устойчивыми к индустриальным и транспортным загрязнениям оказались растения, происходящие из районов с засоленными почвами (га77
лофиты или виды с галофильными признаками). Дело в том, что они и
в естественных местообитаниях располагают специальными физиологическими механизмами для обезвреживания поступающих в растение ненужных или токсичных веществ. У одних галофитов эти вещества выводятся из основных процессов обмена и переводятся в безвредную форму (как если бы не принимать яд, а складывать его в
карман). Например, исключаются из обмена и откладываются в клеточных стенках токсичные тяжелые металлы. У других галофильных
видов ненужные соли удаляются из организма – выделяются листьями и затем смываются дождем или стряхиваются ветром. В чем-то
сходный способ избавления от избытка вредных веществ недавно обнаружен у некоторых хвойных пород: поглощенные токсиканты скапливаются в отмерших кончиках хвои, которые изолируются от живых тканей специальным отделительным слоем.
Выносливости к городской среде способствуют также и особые
черты строения и физиологии растений, например, плотные покровные ткани, защищающие как от иссушения, так и от проникновения
загрязнителей; повышенная способность к регенерации и отрастанию
при повреждениях; быстрый и интенсивный рост, когда вновь образующаяся фитомасса «разбавляет» концентрацию поглощенных загрязнителей в теле растения. Листопадные древесные и кустарниковые породы оказываются в более выгодном положении, поскольку
имеют возможность ежегодно при листопаде избавляться от поглощенных загрязнителей, в то время как у вечнозеленых они накапливаются год за годом.
Таким образом, повышенная устойчивость растений к городским
условиям обеспечивается прежде всего не выработкой новых адаптивных свойств, а проявлением приспособлений, развившихся ранее,
в естественной среде, для защиты от различных экологических невзгод и оказавшихся полезными в новых жестких условиях. Конечно,
далеко не всегда этих приспособлений бывает достаточно. Как уже
упоминалось ранее, городские условия не имеют аналогий в природе,
и для города по существу следовало бы создать новые виды растений,
с новыми свойствами, но у эволюции не было на это времени (Горышина, 1991).
Рекомендуемая литература
1. Аралбаева, Л.С. Оценка относительного жизненного состояния и
стабильности развития березы повислой / Л.С. Аралбаева, Р.В. Уразгильдин, А.Ю. Кулагин // Вестн. ОГУ. – 2009. – № 6. – С. 39–42.
78
2. А.с. №1358843. Способ определения степени глубины покоя древесных растений: авторское свидетельство / Гаевский Н.А.,
Сорокина Г.А., Гехман А.В., Фомин С.А., Гольд В.М.; Опубл.
15.08.87.
3. Базилевская, Н. А. Интродукция растений: История и методы
отбора исходного материала. – Рига, 1982. – 103 с.
4. Баранов, С.Г. Методика оценки стабильности развития на
примере березы / С.Г. Баранов, Д.Е. Гавриков // Бюллетень ВСНЦ СО
РАМН. – 2006. – № 2 (48). – С.13–17.
5. Булатова, Е.С. Морфологические аспекты при оценке антропогенного воздействия на ООПТ Алтае-Саянского экорегиона /
Е.С. Булатова, С.Г. Бабина // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. – 2009. – Т. 18. – № 3. –
С. 90–97.
6. Влияние лесопатологического состояния березы повислой на
велечину флуктуирующей асимметрии листовой пластинки / Д.Б. Гелашвили, И.В. Лобанова, Е.А. Ерофеева, М.М. Наумова // Поволжский экологический журнал. – 2007. – № 2. – С. 106–115.
7. Гаевский, Н.А. Использование переменной и замедленной
флуоресценции хлорофилла для изучения фотосинтеза растений //
Физиологи я растений. – 1993. – Т. 40. – N 1. – С. 136–143.
8. Гилева, Э.А. Флуктуирующая асимметрия краниометрических
признаков у грызунов: межвидовые и межпопуляционные сравнения /
Э.А. Гилева, А.В. Бородин, С.В. Зыков, И.А. Кшнясев, Л.Э. Ялковская
// Журнал общей биологии. – 2007. – Т. 68. – № 3. – С. 221–230.
9. Горышина, Т.К. Растение в городе / Т.К. Горышина. –
Л.: ЛГУ, 1991. – 152 с.
10. Григорьев, Ю.С. Влияние техногенного загрязнения воздушной
среды на состояние зимнего покоя сосны обыкновенной / Ю.С. Григорьев, Н.В. Пахарькова // Экология. – 2001. – № 6. – С. 471–473.
11. Гудериан, Р. Загрязнение воздушной среды / Р. Гудериан. –
М.: Мир, 1979. – 200 с.
12. Зорина, А.А. Характеристика флуктуирующей асимметрии
листа двух видов берез в Карелии / А.А. Зорина, А.В. Коросов // Экология. Экспериментальная генетика и физиология: труды Карел. науч.
центра РАН. – Петрозаводск. – 2007. Вып. 11. – С. 28–36.
13. Кулагин, Ю. Древесные растения и промышленная среда /
Ю.З. Кулагин.– М.: Наука, 1974. – 125 с.
14. Кулагин, Ю.З. Лесообразующие виды, техногенез и прогнозирование. – М.: Наука, 1980. – 116 с.
79
15. Марков, Ю.Г. Социальная экология. Взаимодействие общества и природы: учеб. пособие / Ю.Г. Марков. – 2-е изд., испр. и доп. –
Новосибирск: Сиб. университет. изд-во, 2004. – 544 с.
16. Маслов, Н.В. Градостроительная экология: учеб. пособие /
Н.В. Маслов. – М.: Высш. шк., 2003. – 238 с.
17. Методические рекомендации по выполнению оценки качества
среды по состоянию живых существ: распоряжение Росэкологии от 16
окт. 2003 г. № 460-р. – М., 2003. – 24 с.
18. Николаевский, В.С. Биологические основы газоустойчивости
растений / В.С. Николаевский. – Новосибирск: Наука, 1979. – 278 с.
19. Онтогенез и популяция: оценка стабильности развития в природных популяциях / В.М. Захаров, Н.П.Жданова, Е.Ф. Кирик, Ф.Н.
Шкиль // Онтогенез. – 2001. – Т. 32. – № 6. – С. 404–421.
20. Пат. № 2069851. Способ определения содержания фитотоксических веществ / Григорьев Ю.С., Фуряев Е.А., Андреев А.А.; Опубл.
27.11.96; Бюлл. №33.
21. Пахарькова, Н.В., Влияние загрязнения воздушной среды на
зимний покой древесных растений / Н.В. Пахарькова, А.А. Шубин,
Г.А. Сорокина. – Теоретическая и прикладная экология. – 2012. –
№ 2. – С. 20–25.
22. Попова, О.С. Устойчивость полезащитных насаждений /
О.С. Попова, В.П. Попов. – Красноярск: Ин-т леса и древесины
им. В.Н. Сукачева СО АН СССР, 1984. – 131 с.
23. Различия в акклимационных стратегиях сосны обыкновенной
и ели сибирской на загрязнение воздушной среды / Н.В. Пахарькова,
О.П. Калякина, А.А. Шубин [и др.] // Хвойные бореальной зоны. –
2010. – № 3. – С. 231.
24. Сорокина, Г.А. Биоиндикация атмосферного загрязнения с
использованием древесных растений / Г.А. Сорокина, В.П. Лебедева //
Охрана окружающей среды и природопользование. – 2011. – № 2. –
С. 52–56.
25. Сорокина, Г.А. Биоиндикация атмосферного загрязнения с
использованием флуоресцентного метода / Г.А. Сорокина, К.В. Фидельская, А.Ю. Даниленко, Н.В. Пахарькова // Вестн. КрасГАУ. –
2012. – № 10. – С.121–126.
26. Стольберг, Ф.В. Экология города (урбоэкология) / Ф.В. Стольберг. – К.: Либра, 2000. – 464 с.
27. Усманов, И.Ю. Экологическая физиология растений: учеб. /
И.Ю. Усманов, З.Ф. Рахманкулова, А.Ю. Кулагин. – М.: Логос,
2001. – 244 с.
80
28. Шуберт Р. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем:
пер. с нем.; под ред. Р. Шуберта. – М.: Мир, 1988. – 350 с.
29. Valkama J. Impact of climatic factors on the developmental stability of mountain birch growing in a contaminated area / J. Valkama,
M.V. Kozlov // J. of Appl. Ecol. – 2001. – Vol. 38.
30. Vernon L.P. Spectrophotometric determination of chlorophylls and
pheophytins in plant extracts // Analytical Chemistry. – 1960. – Vol. 32. –
№ 9. – P. 1144-1150.
31. Способ определения содержания фитотоксических веществ:
пат. 2069851 Российская Федерация / авторы и заявители Григорьев
Ю.С. [и др.]; патентообладатель ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»; Опубл. 27.11.96; Бюлл. №33.
32. Фестиваль цветов и садов [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://flowershowmoscow.ru/
81
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСА
НАСЕКОМЫХ-ФИТОФАГОВ
ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ
CHAPTER 4. CHARACTERISTICS OF PHYTOPHAGOUS INSECTS
IN LANDSCAPED AREAS
Urban ecosystems are a specific habitat for phytophagous insects. On the one
hand, physiological weakening of forage plants under the influence of pollutants and
reduction of pressure from parasites and predators promotes the growth of phyllophage
populations. On the other hand, island-like spatial structure of landscaped areas in cities, together with island-like spatial isolation of phyllophage populations, difficulties
in specimen migration from one "island" to another, direct influence of air pollutants,
decrease of fodder quality because of pollutants affecting vegetation and other impacts
that are typical for urban conditions — all these factors reduce the population of phyllophages and cause extinction of species in urban conditions.
The entomofauna of urban vegetation has a number of distinctions: in conditions
of acute pollution the most numerous and most often observed groups of insects are
plant-feeders leading a hidden or half-hidden life and insects with piercing-sucking
mouthparts. These are aphids, coccids, cycads, bugs and various ticks. Entomological
complexes in urban landscaped areas often include midget moths (Gracillariidae). Leaf
rollers (Tortricidae) are also common for urban ecosystems.
To estimate the state of vegetation in urban conditions, it is possible to use the
method that takes into account the nature of tree leaves invasion by phyllophages. The
characteristics of interaction in groups of miners, sucking, skeletonizing and cropping
mandibulates help to identify "polluted" and "unpolluted" city areas.
Насекомые являются необходимым компонентом любой экосистемы. Изучение насекомых в городской среде имеют научное и прикладное значение. В городских насаждениях существует большое количество видов насекомых, развивающихся практически на всех растениях – обитателях городской среды. Наибольший интерес представляют те насекомые, которые обитают в древесном ярусе растительности – дендробионты и самая многочисленная группа из них –
насекомые – филлофаги.
Исследование комплексов дендробионтных насекомых начинаются с выявления видового состава насекомых и анализа таксономической структуры энтомокомплекса. Далее – изучение встречаемости насекомых на территории города и анализ закономерно82
стей сложения энтомокомплексов. Для характеристики энтомокомплекса необходимо оценить таксономическую, экологотрофическую (соотношение сосущих, грызущих, скелетирующих,
минирующих и так далее видов), ареалогическую (характеризует
происхождение и распространение в биофилотических областях
видов) структуры.
Сборы насекомых с лиственных древесных растений на территории г. Красноярска показали, что комплекс дендробионтных насекомых-филлофагов к настоящему времени насчитывает 166 видов. Анализ таксономической структуры дендробионтных филлофагов показал, что собранные виды принадлежат к 42 семействам, 6 отрядам. По
числу обнаруженных представителей семейств на первом месте находится отряд Lepidoptera (18), за ним в порядке убывания располагаются отряды: Homoptera (8), Coleoptera (7), Hymenoptera (4), Heteroptera
(3), Diptera (2). Наиболее многочисленны по числу выявленных видов
семейства
Tenthredinidae –
настоящие
пилильщики
(18),
Curculionidae – долгоносики (11), Pemphigidae – тли (11). Среди жуков
из отряда Coleoptera чаще других встречаются долгоносики (11 видов)
и листоеды Chrysomelidae (9 видов), среди чешуекрылых – листовертки Tortricidae (11 видов), моли-пестрянки Gracillariidae (9 видов), совки Noctuidae (8 видов) и хохлатки Notodontidae (7 видов). Из отряда
Diptera в насаждениях города встречены два вида галлиц (сем.
Cecidomyiidae) и два вида минирующих мушек (сем. Agromyzidae).
При этом основная масса семейств представлена одним-двумя видами
насекомых (Тарасова, 2004).
Достаточно давно выявлено, что таксономические показатели,
такие, как число семейств в отряде, число родов в семействе и т. д.,
достаточно хорошо описываются с помощью ранговых распределений (Современные подходы…, 2012).
Ранговое распределение может описать ситуацию, когда в сообществе (например, сообществе насекомых) некоторое число видов насекомых (или некоторое число семейств) конкурирует за общий ресурс (например, за кормовой ресурс). Если сообщество насекомых
включает n видов с некоторыми плотностями, для построения рангового распределения видов насекомых в сообществе необходимо ранжировать все виды, присваивая ранг 1 виду с наибольшим значением
переменной, ранг 2 – члену ряда со следующим после вида с рангом 1
значением переменной и т. д. до вида с наименьшим значением плотности, которой присваивается ранг n. Далее рассматривается между
плотностями X(i) и рангом i. Показано, что в ситуации свободной
83
конкуренции за ресурс между этими величинами существует связь,
описываемая уравнением Ципфа – Парето (Тарасова, 2004):
X (i ) = A ⋅ i − b ,
(1)
ln X (i ) = ln A − b ln i,
(2)
или
Логарифм числа N(i)
зарегистрированных видов из отряда
где А = Х(1) – значение плотности вида ранга 1; b – коэффициент, характеризующий уровень конкуренции за ресурс в сообществе.
Как видно из (2), в двойных логарифмических координатах связь
между плотностью видов и их рангами описывается уравнением прямой.
На рис. 4.1 приведено ранговое распределение числа видов насекомых зеленых насаждений г. Москвы, принадлежащих к различным
отрядам – чешуекрылым, равнокрылым хоботным, жукам, перепончатокрылым, полужесткокрылым, двукрылым, по данным Н.К. Беловой
(1990).
4,5
4
3,5
3
2,5
2
ln N(i) = -1,124 ln i + 3,87
1,5
2
R = 0,991
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
Логарифм ранга i отряда по числу зарегистрированных
видов
Рис. 4.1. Ранговое распределение числа видов насекомых зеленых насаждений
г. Москвы, принадлежащих к различным отрядам. Ранг 1 – отр. Lepidoptera,
ранг 2 – отр. Homoptera, ранг 3 – отр. Coleoptera, ранг 4 – отр. Hymenoptera,
ранг 5 – отр. Heteroptera, ранг 6 – отр. Diptera
84
Логарифм числа семейств N(i) в
отряде
Из рис. 4.1 следует, что общий ресурс – фитомасса древесных
растений – разделяется между различными отрядами насекомых согласно уравнению Ципфа-Парето, т. е. можно говорить, что между
насекомыми из различных отрядов имеет место свободная конкуренция за кормовой ресурс.
Таксономический анализ энтомофауны насаждений Красноярска
представлен на рис. 4.2.
3,5
3
ln N(i) = -1,165 ln i + 2,96
2
R = 0,9628
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5
2
Логарифм ранга i отряда
Рис. 4.2. Ранговое распределение отрядов насекомых по числу семейств, представители
которых зарегистрированы в ходе фаунистических сборов в насаждениях Красноярска.
Ранг 1 – отр. Lepidoptera, ранг 2 – отр. Homoptera, ранг 3 – отр. Coleoptera,
ранг 4 – отр. Hymenoptera, ранг 5 – отр. Heteroptera, ранг 6 – отр. Diptera
Как видно, и в этом случае имеет место свободная конкуренция
за ресурс между насекомыми из различных отрядов.
Насколько уникален фаунистический состав филлофагов лиственных древесных растений г. Красноярска? Сопоставление с аналогичными списками для других городов России показало схожесть
этих списков, что объясняется схожестью породного состава зеленых
насаждений городов – кормовых растений для данной группы насекомых.
Больший интерес представляет проведение анализа закономерностей сложения энтомокомплексов в городских условиях. Для лиственных насаждений на территории г. Красноярска наибольшее количество видов насекомых трофически связаны с тополями (черным,
бальзамическим и серебристым), ивами, березами – основными поро85
дами деревьев, используемых в озеленении улиц. Основная часть обнаруженных насекомых являются лесными видами и широко распространенными в Палеарктике, кроме того, регистрируемыми исследователями в насаждениях многих городов. Это такие виды, как непарный шелкопряд, ивовая волнянка, голубая ленточница, ванесса сбелое, коконопряд тополевый и др.; равнокрылые хоботные и полужесткокрылые, многие виды жуков, например листоеды. Следует отметить, что в большинстве своем долгоносики и листоеды встречаются в парковых насаждениях и в пригородных лесах и лишь один вид –
Rhynchaenus saltator Foucer. (Curculionidae) – в уличных посадках вяза
мелколистного (Тарасова, 2004).
Эколого-трофическая характеристика группы растительноядных
насекомых основывается на анализе образа жизни и типов питания
насекомых. По типу питания и приуроченности развития к определенным органам или группам тканей растений выделяют такие основные экологические группировки растительноядных насекомых:
листогрызы, минеры, галлообразователи, трубковерты, ксилофаги,
конофаги. По образу жизни этих же насекомых подразделяют на
скрытоживущих, полускрытоживущих и открытоживущих. И по типу
ротового аппарата растительноядные насекомые подразделяют на две
группы: с колюще-сосущим и с грызущим типом ротового аппарата
(Бей-Биенко, 1980). Например, насекомые с колюще-сосущим типом
ротового аппарата имеют хоботок, с помощью которого они прокалывают ткани растений и высасывают клеточный сок. Питаясь соками
растений, они вызывают нарушение процессов метаболизма в тканях,
сахаристые выделения насекомых загрязняют листья, а на этой питательной среде впоследствии развиваются сажистые грибы. Все это, с
одной стороны, портит внешний вид растения, а с другой – нарушает
процессы дыхания растения и, как следствие, вызывает общее физиологическое ослабление деревьев. Сюда в первую очередь следует отнести тлей, червецов и щитовок.
Насекомые с грызущим типом ротового аппарата имеют челюсти,
с помощью которых они откусывают части листовой пластинки, скелетируют ее, проделывают отверстия, съедают паренхиму, а также
сгрызают другие органы растений. Таким образом, открытоживущие
насекомые живут и питаются на открытых частях растения, высасывая клеточный сок или выгрызая, объедая и скелетируя листья.
Фитофаги с грызущим типом ротового аппарата исходно – обитатели естественных лесных массивов. В период начального формирования городских экосистем в условиях строящихся городов часть
86
данных видов сохранилась в городских зеленых насаждениях. В процессе расширения антропогенных территорий происходит и обратный
процесс – уменьшение числа видов-дендробионтов «догородских»
времен. В то же время в последние годы наблюдаются процессы «антропогенизации» некоторых видов, характерных для лесных экосистем. Целый ряд видов, например непарный шелкопряд, златогузка,
становятся обычными в городских зеленых насаждениях. Но в большинстве своем насекомые с грызущим типом ротового аппарата
встречаются в городских парках и аллеях единично.
К числу скрытоживущих насекомых относятся виды, питание которых происходит в органах и тканях растений. Часть видов насекомых этой группы питается паренхимой листа, вгрызаясь под его эпидермис. На листе остаются мины в виде пятен или лент. Общей чертой насекомых, объединенных в экологическую группу минеров, является питание личинок внутри хлорофиллоносных растительных
тканей, по крайней мере на протяжении нескольких возрастов. В качестве пищевого объекта минеры могут использовать листья, хвою,
стебли или плоды растений. Например, в промышленных городах европейской части, Урала и Сибири и в г. Красноярске часто встречаются моли-пестрянки (Gracillariidae), из которых широко известна тополевая моль-пестрянка (Phyllonorycter populifoliella Tr.) (рис. 4.3).
Рис. 4.3. Phyllonorycter populifoliella – моль-пестрянка тополевая.
macroid.ru
Это один из немногих видов, способных давать вспышку массового размножения в условиях города. Основными причинами массового размножения тополевой моли в городе являются питание гусе87
ниц внутри листьев и скрытый образ жизни. Эти особенности биологии обеспечивают минеру независимость от неблагоприятных воздействий среды. Поведенческая пластичность имаго позволила бабочкам
приспособиться зимовать в помещениях, что значительно снижает их
смертность в этот период по сравнению с зимовкой в трещинах коры
деревьев, где их выживаемость зависит напрямую от климатических и
биотических факторов. Причиной массового размножения тополевой
моли-пестрянки является также дисбаланс между численностью минера и его паразитоидов. В городской среде для паразитоидов сложились неудачные условия существования: ежегодно убирается и вывозится подстилка, которая является местом зимовки энтомофагов; мало
цветущих растений, на которых имаго паразитоидов проходят дополнительное питание. Это приводит к снижению численности паразитоидов и в конечном итоге сказывается на численности тополевой
моли-пестрянки. Кроме этого вспышка массового размножения тополевой моли-пестрянки связана с уменьшением интенсивности антибиоза кормовых растений в условиях города (Тарасова, 2004).
Галлообразователи – еще одна группа насекомых, ведущих скрытый образ жизни. В результате питания личинок тканями растения
происходит их разрастание. Разросшаяся ткань имеет вид мешка, ореха или другой формы. Повреждения такого типа носят названия галлов. Питание внутри растительных тканей обеспечивает насекомым
относительно постоянный режим влажности. В то же время для растения образование галлов – своеобразная защитная реакция – изоляция и локализация вредителя. Транспирация растений защищает минеров и галлообразователей от экстремально высоких, а хорошая теплопроводность тканей – от экстремально низких температур. Это позволяет минерам и галлообразователям быть менее чувствительными
к воздействию абиотических факторов, в том числе и к воздействию
аэрополлютантов (Баранчиков, Ермолаев, 1998). Из данной трофической группы насекомых в городских насаждениях встречаются следующие виды:
– Nematus viminalis L. – ивовый ягодный пилильщик – широко
распространенный палеарктический вид; в г. Красноярске Nematus
viminalis L. обнаружен во всех районах, где растут ивы;
– Pemphigus spirothecae Pass. – узко-спиральная тополевая тля
развивается в галлах на черешках листьев тополя черного (осокоря),
сильно повреждая эти растения на островах Татышев, Отдыха.
Полускрытоживущие насекомые большую часть своего жизненного цикла прячутся в разного рода укрытиях: в скрученных сигарой,
88
склеенных по два или по несколько штук и оплетенных паутиной листьев, внутри которых они питаются. Листья при этом могут быть
свернуты с помощью или без помощи паутины. У листа могут быть
загнуты лишь края листа, листовая пластинка может быть свернута в
трубку вдоль или поперек, или несколько листьев свернуты в пучки и
образуют паутинное гнездо, в котором живут группы гусениц или
одиночные личинки. К данной группе относятся, например, листовертки (Tortricidae). Убежища, создаваемые гусеницами листоверток
из листьев, очень разнообразны: гнезда из свернутых и оплетенных
паутиной листочков; гнезда, сделанные из паутины и экскрементов
под краем листа; комки из многих сплетенных листьев либо из листьев и цветов с помощью паутины; пакеты из двух сложенных друг на
друга и склеенных паутиной листьев; свернутые в трубки листья. Подобные «комочки» и «выпуклины», заворачивание и закручивание
листовых пластинок распускающихся листьев при питании сосущих
насекомых ограничивают или предотвращают проникновение загрязняющих веществ к местам их нахождения. Это плюс питание относительно чистым кормом (сок растений) позволяет данной группе филлофагов хорошо себя чувствовать в специфических условиях обитания в урбанизированных экосистемах.
В городских насаждениях преобладающей по количеству видов является группа насекомых-филлофагов, ведущих открытый образ жизни
и имеющих грызущий тип ротового аппарата. Доля этой экологотрофической группы в структуре энтомокомплекса насекомых – филлофагов в насаждениях г. Красноярска достигает 40 % (Тарасова, 2004).
Следующая группа насекомых – открытоживущие виды, но имеющие колюще-сосущий тип ротового аппарата – тли, кокциды, цикадовые,
клопы. Именно насекомые с колюще-сосущим типом ротового аппарата
наносят значительный вред в насаждениях промышленных городов, высасывая клеточный сок растений. На территории г. Красноярска в массе
размножается например, Rhopalosiphum insertum Walk., образуя колонии
на побегах яблоней. Этот вид встречается повсеместно, однако он относится к насекомым, ведущим открытый образ жизни. Тли имеют хоботок, с помощью которого они высасывают клеточный сок растений –
экологически более чистый корм. Кроме того, тли – виды, компенсирующие повышенную смертность высокой плодовитостью и большим
количеством поколений в году.
Эколого-трофическая структура комплексов насекомых – обитателей зеленых насаждений Красноярска – представлена следующими
группами: открытоживущие насекомые, имеющие колюще-сосущий
89
тип ротового аппарата – 28 видов (17,1 %); открытоживущие насекомые, имеющие грызущий тип ротового аппарата – 64 вида (39, 0 %);
скрытоживущие насекомые – минирующие – 27 видов (16,5 %), трубковерты – 11 (6,7 %) и трубки с миной на вершине – 3 вида (1,8 %),
галлообразователи – 16 видов (9,8 %); полускрытоживущие – обитатели гнезд и «выпуклин» – 11 и 4 вида (6,7 и 2,4 % соответственно).
Отличаются ли распределения по эколого-трофическим группам
для лесных насаждений и зеленых насаждений городов? В табл. 4.1
приведены данные о распределении насекомых по экологотрофическим группам для этих двух типов местообитаний – лесных и
городских насаждений.
Таблица 4.1
Распределение видов насекомых-филлофагов по эколого-трофическим
группам в лесных и городских насаждениях (Белов, 2000)
Насаждения
скрытоживущие
полускрытоживущие
сосущие
открытоживущие
скрытоживущие
полускрытоживущие
сосущие
Число
видов
Доля
видов
Дисперсия
доли
Городские
открытожи-вущие
Лесные
Статистические
характеристики
129
19
36
26
26
10
8
11
0,614
0,090
0,171
0,124
0,473
0,182
0,145
0,200
0,0011
0,0004 0,0007
0,005
0,0045
0,0027
0,0023
0,0029
Как видно из табл. 4.1, общее число встречающихся видов
насекомых-филлофагов в лесных насаждениях существенно
превосходит общее число видов-филлофагов в городских зеленых
насаждениях – 210 видов против 55. И в лесных, и в городских
насаждениях наибольшее число видов относится к группе
открытоживущих филлофагов. Однако доля открытоживущих видов в
лесных насаждениях существенно выше доли насекомых,
принадлежащих к этой трофической группе в зеленых насаждениях
городов. Представленность же остальных эколого-трофических
группировок в насаждениях разного типа различна, но доли каждой
группы от общего числа видов филлофагов в каждом из комплексов
малы и статистически неотличимы (табл. 4.1).
90
Логарифм доли видов в трофической
группе
На рис. 4.4 приведены ранговые распределения встречаемости
эколого-трофическим групп насекомых в лесных и городских зеленых
насаждениях, данные о которых отражены в табл. 4.1.
0
ln p(i,s) = -0,83 ln i - 0,84
-0,5
2
R = 0,935
-1
-1,5
-2
ln p(i,f) = -1,38 ln i - 0,59
-2,5
2
R = 0,968
-3
0
0,5
1
1,5
Логарифм ранга трофической группы
лесные насекомые
городские насекомые
Рис. 4.4. Ранговые распределения встречаемости эколого-трофических групп
насекомых в лесных и городских насаждениях (p(f) – распределение
по эколого-трофическим группам для лесных насекомых; p(s) – распределение
по эколого-трофическим группам для насекомых зеленых насаждений городов)
Из рис. 4.4 видно, что для городских насаждений характерно
меньшее значение коэффициента b, т. е. меньше конкуренция между
насекомыми различных трофических групп. Для насекомых в лесных
насаждениях характерен более высокий уровень конкуренции между
насекомыми из разных трофических групп.
Итак, энтомофауна городских насаждений весьма сходна с энтомофауной зеленых зон и примыкающих лесов. Вместе с тем энтомофауна городских насаждений имеет целый ряд существенных особенностей, обусловленных особенностями городского климата, характером почвенного покрова, наличием вредных примесей в воздухе.
Более раннее и интенсивное потепление в городах весной вызывает, по сравнению с загородными территориями, опережение развития растений и насекомых примерно на неделю. Кроме того, постоянное загрязнение атмосферного воздуха в городах оказывает неблаго91
приятное воздействие на состояние растений – кормовую базу фитофагов. Это в свою очередь создает благоприятные условия для питания и прохождения жизненных циклов целого ряда видов насекомыхфитофагов.
Для многих насекомых неблагоприятны условия зимовки в городских почвах вследствие уборки листьев и, следовательно, отсутствия подстилки. Преимущество имеют те виды насекомых, которые
более или менее независимы от почвы, что связано с тем, что в городских условиях наблюдаются уплотненность поверхностного слоя почвы и отсутствие подстилки.
Уличные и внутриквартальные насаждения неодинаковы как среда обитания насекомых, численность которых зависит от сезонной
обрезки при формировании крон деревьев и кустарников. Во внутриквартальных насаждениях, в отличие от уличных, деревья и кустарники реже подвергаются обрезке, поэтому разнообразие и обилие в
них растительноядных насекомых больше.
В центре и на окраинах городов видовой состав насекомых обычно существенно различается: в центральных районах промышленных
городов происходит обеднение видового разнообразия насекомых независимо от их пищевой специализации. Видовой состав насекомых в
новых городских насаждениях значительно беднее, чем в созданных
ранее. В городах преобладают виды из групп эвриэки и эвритопы,
чаще мелкие и высокоподвижные формы.
В городских условиях изменяется соотношение между представителями разных эколого-трофических групп насекомых: по численности преобладают скрытоживущие и полускрытоживущие виды насекомых и виды с колюще-сосущим типом ротового аппарата. Наиболее специализированными филлофагами в городских насаждениях
становятся минирующие насекомые и галлообразователи. Некоторые
из подобных видов приспособились к городским условиям и стали
специфическими обитателями городов. Они легко проникают в новые
насаждения. Это тополевая, сиреневая минирующие моли, липовая
тля, многие червецы и щитовки. Достаточно обычными видами в городских экосистемах являются листовертки (Баранник, 1981; Селиховкин, 1984; Стадницкий, 1984; Тарасова, 2004).
Рекомендуемая литература
1. Баранник, А.П. Насекомые зеленых насаждений промышленных городов Кемеровской области / А.П. Баранник. – Кемерово: Издво КГУ, 1981. – 67 с.
92
2. Баранчиков, Ю.Н. Факторы динамики популяций насекомыхминеров / Ю.Н. Баранчиков, И.В. Ермолаев // Энтомолог. исследования в Сибири. – Красноярск: КФ РЭО, 1998. – Вып. 1. – 32 с.
3. Бей-Биенко, Г.Я. Общая энтомология / Г.Я. Бей-Биенко. – М.:
Высш. шк., 1980. – 416 с.
4. Белов, Д.А. Грызущие и минирующие листву насекомые зеленых насаждений Москвы: автореф. дисс. … канд. биол. наук /
Белов Д.А. – М.: МГУ, 2000. – 28 с.
5. Белова, Н.К. Видовой состав и структура вредителей листвы и
побегов декоративных насаждений Подмосковья / Н.К. Белова // Научн. тр. Моск. лесотехн. института. – М.: МЛТИ, 1982 . – Вып. 147. –
С. 11–16.
6. Тарасова, О.В. Насекомые-филлофаги зеленых насаждений городов: особенности структуры сообществ и динамики численности /
О.В. Тарасова, А.В. Ковалев, В.Г. Суховольский, Р.Г. Хлебопрос. –
Новосибирск: Наука, 2004. – 182 с.
7. Современные подходы к биоконтролю состояния окружающей
среды: учеб. пособие / под общ. ред. Г.А. Сорокиной. – Красноярск:
Сиб. федер. ун-т, 2012. – 148 с.
8. Стадницкий, Г.В. Растениеядные насекомые в городской среде
/ Г.В. Стадницкий и В.П. Гребенщикова // Озеленение, проблемы фитогигиены и охрана городской природной среды. – Л.: ЗИН АН СССР,
1984. – С.60–69.
93
ГЛАВА 5. ГОРОДСКИЕ ПОЧВЫ:
СОСТОЯНИЕ И АКТИВНОСТЬ
БИОЛОГИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ
CHAPTER 5. URBAN SOILS: STATE AND ACTIVITY
OF BIOLOGICAL COMPONENTS
This chapter is devoted to the characteristics of urban soils and their place in the
modern classification of Russia's soils. A special place among urban soils is occupied
by soils of landscaped areas: lawns, mini-parks and public gardens.
The example of natural and artificially created soils in the public gardens and
mini-parks of Krasnoyarsk was used to analyze the functioning of soil biota in urban
ecosystems. It was shown that biological processes in such soils are depressed because
of the negative effects of urban environment.
City soils, acting as biogeochemical barriers, can become a secondary source of
pollution with regard to air, vegetation and water, which can lead to the increase of
environmentally dangerous consequences, including risks for human health. To improve the state of urban environment, it is necessary to expand green areas using manmade soil rich with organic substances.
Почвы городов образуются и функционируют под воздействием
тех же факторов почвообразования, что и естественные, однако ведущим и доминирующим в них является антропогенный. Почвы, функционирующие в городской среде, являются важным фактором экологического состояния городов. Это обусловливает необходимость изучения всех категорий городских почв, их свойств, степени загрязнения, систематики, а также инвентаризации.
Можно выделить следующие основные типы воздействия на городские почвы (Строганова, Агаркова, 1992):
1. Физическое воздействие ( эрозия водная и ветровая; нарушение
водного баланса (подтопление, иссушение); переуплотнение корнеобитаемого слоя; захламленность поверхности и высокая каменистость в слое 0–5см; изменение морфологии, в т. ч. трансформация
гумусового горизонта и нарушение почвенного профиля, оглеение;
увеличение «запечатанной» поверхности; засыпка и срезание поверхностного горизонта).
2. Химическое воздействие (поступление и аккумуляция загрязняющих веществ; изменение кислотно-щелочного баланса; уменьшение содержания гумуса).
94
3. Биологическое воздействие (нарушение оптимального соотношения основных групп почвенной биоты (микрофлоры и фауны); сокращение биологического разнообразия; загрязнение почв патогенными микроорганизмами; ухудшение санитарно-эпидемиологических
показателей).
В широком понимании городская почва – это любая почва (или
почвоподобное тело), функционирующая в окружающей среде города. В узком смысле этот термин подразумевает почвы или почвоподобные тела, находящиеся под прессом города или сформированные
деятельностью человека в городе, которая одновременно является и
пусковым механизмом, и постоянным регулятором городского почвообразования.
До настоящего времени городские почвы не включены в «Классификацию и диагностику почв России» (2004) и рассматриваются с
общей группой техногенных поверхностных образований. Накопленный фактический материал по состоянию городских почв и почвоподобных образований позволяет рассматривать их как отдельную самостоятельную группу.
Городские почвы можно разделить на две группы: естественные
разной степени нарушенности и искусственно созданные (Строганова, Агаркова, 1992).
Естественные почвы сочетают в себе ненарушенную нижнюю
часть почвенного профиля и антропогенно нарушенные верхние слои.
В слабо нарушенных почвах нарушения затрагивают гумусовоаккумулятивные горизонты (до глубины 10–25 см), в сильно нарушенных – глубина нарушений достигает иллювиальных горизонтов
(25–50 см).
Искусственно созданные почвы называют урбаноземами. Урбаноземы подразделяются:
1) на урбаноземы – почвы с отсутствием генетических горизонтов до глубины 0,5 м;
2) культуроземы – городские почвы парков, фруктовых и ботанических садов или бывших хорошо окультуренных пашен;
3) индустриоземы – почвы промышленных зон, сильно техногенно загрязненные и уплотненные;
4) некроземы – почвы, входящие в комплекс почв городских
кладбищ.
Все почвы города различаются:
– по способу образования (нарушенности) – насыпные, перемешанные, перемешанно-насыпные;
95
– по мощности гумусового слоя: маломощные (<50 cм), среднемощные (50–100 см) и мощные (>100 см);
– по характеру включений: строительный и бытовой мусор, промышленные отходы, торфоперегнойные смеси, фрагменты почвенных
горизонтов;
– по количеству включений: единичные, <25 %, 25–50 и >50 %.
Почвы, как важнейший компонент биосферы, выполняют целый ряд
экологических функций: гидрологическую, атмосферную, адсорбционную, трансформационную, санитарно-гигиеническую (Добровольский,
Никитин, 1990; 2000). Для городских почв важнейшим свойством, обусловливающим выполнение ими экологических функций, является способность снижать токсичность загрязнителей, задерживать и активизировать патогенную микрофлору. Загрязнители, проникающие в почву, не
просто накапливаются в ней, а в результате сложных биохимических реакций разлагаются или переходят в менее токсичные формы.
Степень антропогенной нагрузки на почвенный покров в городе
зависит от характера его использования (так называемые функциональные зоны) (Смагин, 2012). Среди городских почв особое место
занимают почвы объектов ландшафтного проектирования. Несмотря
на то, что в большинстве городов почвы газонов, скверов и парков занимают незначительную часть городской территории, это не умаляет
их роли в оптимизации городской среды, тем более, что большинство
зеленых насаждений сформировано именно на них.
Почвенный покров парков и тому подобных ландшафтных объектов отличается значительным разнообразием, которое определяется
набором структурно-функциональных компонентов парка. Почвы
парковых комплексов связаны с их функциональным назначением и с
техническими особенностями их формирования.
Анализ почв парков и скверов г. Красноярска показал, что они
представлены естественными окультуренными почвами и культуроземами – созданными человеком насыпными искусственными образованиями (мощностью от 10 до 40 см) за счет привезенной извне хорошо гумусированной почвы.
По неопубликованным данным сотрудника Института леса им.
В.Н. Сукачева СО РАН Э.П. Поповой, естественные почвы в парках
города имеют весьма ограниченное распространение, обладают нормальным и полным набором генетических горизонтов и достаточно
обеспечены гумусом и подвижными элементами питания.
Насыпные почвы, на которых расположены практически все городские парки, обладают рыхлым и нормальным сложением, высокой
96
общей пористостью, обеспечивающими хороший воздухообмен и водопроницаемость. По гранулометрическому составу это в основном
легкие, средние и тяжелые суглинки, что обусловливает их высокую
поглотительную способность. Запасы гумуса в поверхностном слое 0–
40 см достигают 141,0–352,3 т/га, азота 8,6–18,3 т/га, что позволяет
относить почвы парков г. Красноярска к почвам, достаточно хорошо
обеспеченным органическим веществом (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Запасы гумуса и основных элементов питания в слое 0–40 см
в почвах парков и скверов г. Красноярска
Парки
«Кировский»
«ДК Сибтяжмаш»
«ДК 1 Мая»
«Гвардейский»
«Центральный»
им. Ю.А. Гагарина
«Троя»
352,3
18,3
Запасы
N-NH4,
кг/га
3,8
169,5
8.9
6,5
120,3
1465,1
218,1
298,1
206,8
10,9
14,7
10,3
2,0
5,0
5,2
224,0
136,7
202,8
877,9
794,3
890,6
461,6
23,8
25,1
209,8
1670,4
141,0
8,6
20,8
25,9
717,9
Гумус, т/га Азот, т/га
Р2О5, кг/га
100,4
К2О,
кг/га
778,9
Реакция почвенного раствора всех парков города щелочная. Высокая щелочность почв может быть одним из лимитирующих факторов нормальной жизнедеятельности городских фитоценозов. Однако в
составе зеленых насаждений города преобладают виды, малочувствительные к рН почвенного раствора, которые могут переносить повышенную щелочность (тополь бальзамический, клен ясенелистный).
Обеспеченность почв доступными элементами питания при высокой
гумусированности можно считать удовлетворительной и хорошей.
В городских почвах создаются специфические для жизнедеятельности почвенной биоты условия, что влияет на такие интегральные
почвенные свойства, как биологическая активность. Биологическая
активность любой почвы складывается из активности почвенных водорослей, микроорганизмов и беспозвоночных.
Сообщества почвенных водорослей (альгосинузии) служат простейшим примером автономной замкнутой системы, стабильность
которой основана на трофическом взаимодействии автотрофов и
97
гетеротрофов. Органическое вещество водорослей служит началом трофических цепей. Основные потребители водорослей – животные-альгофаги: амебы, нематоды, коллемболы и др. – выедают
водоросли, заглатывая их в чистом виде или вместе с почвой и растительным опадом. При резких изменениях в состоянии почвы наступают коренные изменения в сложении альгосинузий. По данным С.М.
Трухницкой (2011), полученным для городских почв г. Красноярска,
индикатором загрязнения городских почв является выпадение из качественного состава альгофлоры представителей отдела желтозеленые Xanthophyta и коккоидных форм из отдела зеленые Chlorophyta. Наиболее устойчивыми к загрязнению являются нитчатые
формы сине-зеленых (Cyanophyta) и зеленых водорослей. Устойчивость сине-зеленых водорослей объясняется наличием у отдельных
видов мощных слизистых чехлов, которые могут служить субстратом
для развития различных видов бактерий.
По комплексу микробиологических показателей можно судить о
степени нарушенности экосистемы (Никитина, 1991). Основу всех
микробоценозов антропогенно нарушенных почв составляют бактериальные группы микроорганизмов (до 88–100 % от общего числа).
Это в основном неспоровые бактерии, слабые или неподвижные грамотрицательные палочки. Исследования загрязненных почв показывают, что накапливаемые в почвах токсиканты могут создавать условия для развития несвойственных этим почвам микроорганизмов.
Почвенные беспозвоночные выполняют целый ряд важных экологических функций, в том числе регуляцию жизнедеятельности почвенной микрофлоры и участие в процессах трансформации почвенного органического вещества. Давление урбанизации вызывает изменение в комплексах почвенной фауны. Это проявляется прежде всего в
обеднении разнообразия биоты. При рекреационных нагрузках, характерных для городских парков и скверов, беспозвоночные, как
обитатели почвенного и подстилочного ярусов, являются группой, в
наибольшей степени испытывающей прямое воздействие. Загрязнение городской среды действует на почвенных животных не непосредственно, а косвенно: разрушает среду обитания, изменяет кормовую
базу и нарушает трофические связи и т. п. Следствием такого опосредованного влияния является перестройка сообщества, уменьшение
численности и биомассы у одних беспозвоночных и рост у других,
изменение видового состава, переориентация биотических связей.
Аккумулирующий характер урбоценозов определяет наличие больших количеств минеральных и органических веществ, что способст98
вует увеличению численности тех групп животных, которые могут
их утилизировать, например дождевых червей и кальцефильных минерализаторов, приводя к изменению функциональной структуры
почвенного зооценоза и его вклада в средообразующую роль почвенного сообщества. Так, например, по данным С.Д. Вершининой (2011),
по мере увеличения степени урбанистической нагрузки в лесопарковой зоне г. Екатеринбурга отмечено увеличение плотности и доли
дождевых червей от 18,5 экз/м² (19 %) в слабо до 47,16 экз/м² (65 %) в
сильно трансформированных лесопарках.
Для биологической характеристики почв используют не только
прямые методы учета отдельных групп почвенных организмов, но и
косвенные – анализ ферментативной активности почв, интенсивности почвенного дыхания (выделение СО2), целлюлозоразлагающей
способности почв и т. д. (Звягинцев и др., 2005). К настоящему времени использование биохимических показателей в диагностике антропогенных нарушений получило широкое распространение (Казеев
и др., 2003; Смагин, 2012).
Анализ физико-химических и химических свойств культуроземов
г. Красноярска показал, что они близки к естественным почвам – черноземам выщелоченным – и характеризуются высокой гумусированностью и обеспеченностью элементами питания. Однако биологические процессы почв парков и скверов находятся в депрессивном
состоянии.
Ферментативная активность – один из показателей потенциальной активности почв, характеризующий потенциальную способность
системы сохранять гомеостаз. Ее действие проявляется в саморегуляции системы, её стремлении воспроизводить себя, восстанавливать
утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.
Почвенные ферменты участвуют при распаде растительных, животных и микробных остатков, а также синтезе гумуса. Для почв парков
г. Красноярска характерна слабая активность окислительновосстановительных процессов (каталаза) и азотного метаболизма
(уреаза) (рис. 5.1). Активность каталазы культуроземов в 2–3 раза ниже таковой чернозема выщелоченного и составляет 3–5 см3О2 /3мин/г
почвы. Активность уреазы почв городских парков в слое 0–10см (в
среднем 36 мг N-NH4/100г) в 6 и более раз ниже активности фермента
в естественных почвах. По данному показателю исследованные почвы
близки между собой. Во всех почвах ферментативная активность в
слое 0–5 см превышает таковую в слое 5–10 см.
99
Рис. 5.1. Ферментативная активность почв парков и скверов г. Красноярска:
каталаза – см3О2 /3мин/г почвы, уреаза – мг N-NH4/100г почвы в слоях 0–5 и 5–10 см
Биологическая активность почв может быть определена через
один всеобщий процесс, осуществляемый всей почвенной биотой. Такими интегральными показателями активности являются интенсивность выделения СО2 (почвенное «дыхание») и целлюлозоразлагающая способность.
Разложение целлюлозы – природный деструкционный процесс, и
способность почвы к целлюлозоразложению характеризует скорость
деструкции растительных остатков, поступающих в почву, определяет уровень почвенного плодородия и продуктивности биоты. Интегральность целлюлозоразлагающей активности и доступность метода
делает данный показатель удобным и значимым для диагностики экологических условий среды, в том числе антропогенно преобразованной.
Потенциальная активность целлюлозоразложения культуроземов
г. Красноярска близка к таковой естественных почв и колеблется в
среднем для верхнего слоя почвы 0–10 см от 33 до 60 % (рис. 5.2).
Более низкой целлюлозоразлагающей активностью характеризуются почвы парков ДК «1Мая», ДК «Сибтяжмаш», ДК «Автомобилист» и парка «Гвардейский», расположенных в промышленной зоне
г. Красноярска, что, возможно, является отражением более сильного
техногенного воздействия в этих районах города.
100
Рис. 5.2. Потенциальная целлюлозоразлагающая активность почв парков и скверов
г. Красноярска, % потери целлюлозы за две недели экспозиции в оптимальных
условиях температуры (28оС) и влажности (60 % от полной влагоемкости)
Таким образом, в городах, где высокая плотность населения
сочетается с большим количеством автотранспорта, промышленных и коммунально-бытовых предприятий, создаются мощные
техногенные потоки на поверхности городских почв. При этом городские почвы, выполняя роль биогеохимического барьера, могут
стать вторичным источником загрязнения воздуха, растений и вод,
что может вызвать нарастание экологически опасных последствий,
в том числе и для здоровья человека. В связи с этим мониторинг
состояния городской среды должен включать в себя не только
оценку экологического состояния городских почв, но и тенденций
изменения в уровне их загрязнения. Для улучшения состояния городской среды обитания необходимо увеличивать площади зеленых зон, используя для этих целей насыпные почвы, хорошо обеспеченные органическим веществом.
Рекомендуемая литература
Основная литература
1. Добровольский, Г.В. Функции почв в биосфере и экосистемах
/ Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин. – М.: Наука, 1990. – 261 с.
2. Добровольский, Г.В. Сохранение почвы как незаменимого
компонента биосферы / Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин. – М.:
Наука, МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000. – 185 с.
101
3. Звягинцев, Д.Г. Биология почв: учеб. / Д.Г. Звягинцев, И.П.
Бабьева, Г.М. Зенова. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МГУ,
2005. – 445 с.
4. Смагин, А.В. Экологическая оценка и менеджмент городских
почв / А.В. Смагин // Почвы в биосфере и жизни человека: монография. – М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2012. – С. 393–446.
5. Строганова, М.Н. Городские почвы: опыт изучения и систематики / М.Н. Строганова, М.Г. Агаркова // Почвоведение. – 1992. –
№ 7. – С. 16–24.
Дополнительная литература
1. Вершинина, С.Д. Структура почвенной мезофауны в градиенте урбанизации / С.Д. Вершинина // Вестн. Удмурт. ун-та. – 2011. –
Вып. 2. – С. 84–89.
2. Казеев, К.Ш. Биологическая диагностика и индикация почв:
методология и методы исследований / К.Ш. Казеев, С.И. Колесников,
В.Ф. Вальков. – Ростов-н/Д.: Изд-во Ростов. ун-та, 2003. – 202 с.
3. Классификация и диагностика почв России / сост. Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. – Смоленск:
Ойкумена, 2004. – 342 с.
4. Никитина, З.И. Микробиологический мониторинг наземных
экосистем / З.И. Никитина. – Новосибирск: Наука, 1991. – 222 с.
5. Трухницкая, С.М. Разнообразие цианопрокариот рекреаций
г. Красноярска / С.М. Трухницкая, В.В. Коренева // Вестн. КрасГАУ. –
2011. – № 4. – С. 91–95.
102
ГЛАВА 6. ЭКОСИСТЕМЫ ПРИГОРОДНЫХ
РЕКРЕАЦИОННЫХ ВОДОЕМОВ:
БАКТЕРИАЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА
КАК ИНДИКАТОРЫ ИХ СОСТОЯНИЯ
CHAPTER 6. ECOSYSTEMS OF SUBURBAN RECREATIONAL
WATER RESERVOIRS: BACTERIAL COMMUNITIES
AS INDICATORS OF RESERVOIR STATE
The example of Bugach water reservoir was used to study the development indicators of a bacterial community in the water column (bacterial plankton) and bottom
deposits (bacterial benthos) of a recreational water reservoir situated in the suburbs of
a large industrial center. There is data on the interannual dynamics of bacterial population in water and sediments under the conditions of ecosystem natural functioning and
during the period after biomanipulations: introduction of an additional predator, pike,
into the reservoir ichthyofauna to reduce water blooming.
Based on microbiological indices, the quality of water and bottom deposits was
estimated in terms of toxicity and pollution level; the overall state of the ecosystem
was evaluated.
В процессе урбанизации территорий возникает необходимость
создания рекреационных зон, составной частью которых являются
водоемы. В зависимости от конкретных условий ландшафта, характера природных водотоков, водные объекты рекреационного назначения могут иметь различные размеры, отличаться гидрологическим
режимом, степенью обустроенности прилегающей территории. При
этом подобные водоемы имеют сходный уровень антропогенной нагрузки в виде активного отдыха (купание, рыболовство, лодочный
транспорт) в летний период.
Типичным примером рекреационного водоема является водохранилище Бугач. Оно было образовано на притоке Енисея второго порядка р. Бугач с рыбоводно-рекреационным назначением в 1958 г.
Расположено оно на окраине северо-западной части г. Красноярска.
Небольшие по площади, неглубокие водоемы урбанизированных
территорий подвержены процессу эвтрофикации (повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в
воде биогенных элементов (ГОСТ 17.1.1.01. – 77, п. 48)). В более конкретном понимании это повышение уровня первичной продукции
103
планктона благодаря увеличению в водах концентрации биогенных и
органических веществ. Различают естественное (длится тысячелетиями) и антропогенное эвтрофирование (развивается быстро, в течение
нескольких лет).
Эвтрофирование происходит вследствие значительного поступления минеральных соединений с поверхностным стоком прилегающих территорий и привноса аллохтонного органического вещества.
При этом повышается содержание минеральных форм фосфора, азота,
что приводит к массовому развитию водорослей планктона («цветению»), увеличивается мутность водной среды, уменьшается концентрация растворенного кислорода в нижних слоях воды. В результате
перечисленных процессов снижается качество воды. Наличие органического вещества в виде биомассы водорослей определяет высокую
численность бактерий, что указывает на степень загрязнения водоема.
Для полноценного использования водоема как рекреационного
объекта необходимо оценить его состояние: степень загрязнения вод
и донных отложений, уровень развития организмов различных трофических групп. Оценить процессы, протекающие в экосистемах водоемов, возможно на основе мониторинга, применяя в качестве индикаторов как комплекс биологических показателей, так и характеристики отдельных компонентов биоценозов (фитопланктона, зоопланктона, бентоса, перифитона, микробиоценозов. Например, изучение
бактериального сообщества водоема позволяет определить уровень
загрязнения вод и донных отложений, выявить степень токсичности и
оценить состояние экосистемы в целом.
На примере изучения динамики показателей бактериопланктона и
бактериобентоса водохранилища Бугач проанализируем степень загрязнения, токсичность водной толщи и донных отложений и оценим
состояние экосистемы водоема.
Водохранилище имеет вытянутую, овально-изогнутую форму.
Площадь водосбора составляет 116 км2, площадь поверхности –
0,32 км2. Это неглубокий, мелководный водоем. В наиболее глубокой
плотинной части глубина составляет 7,5 м, в мелководной верхней
части – 1,5 м. Центральный район водоема имеет глубину 5–6 м. Изменения глубин и колебания уровня водоема невелики (от 0,5 до
1,0 м). Прозрачность воды, по диску Секи, в водохранилище изменяется от 0,1 до 2,8 м. В июле–августе прозрачность составляет
0,5–0,9 м. Вода прогревается в летний период до 20–24°С. Дренажный
сток осуществляется через плотину. Вблизи водохранилища проходит
оживленная автомагистраль, недалеко находится мясокомбинат и
104
дрожжевой завод. С севера к изучаемой территории прилегают поля,
пастбища и садово-огородные участки. В западной части ландшафта
водоема наблюдается заболачивание с формированием типичных гигрофитных ассоциаций. В южной части территории на берегу водохранилища расположена рекреационная зона, где проведены посадки
лесных культур и имеется комплекс отдыха – пляж, лодочная станция. Летом водохранилище Бугач интенсивно используется для купания, рыболовства и рыбоводных мероприятий.
В биоте экосистемы водохранилища Бугач продуценты представлены фитопланктоном и высшей водной растительностью. В фитопланктоне водохранилища зарегистрировано 43 вида. Средневегетационные численность и биомасса фитопланктона составляют, соответственно, 1080 млн кл/л и 9,53 мг/л. Доминирующие по биомассе виды
водорослей принадлежат в основном следующим таксономическим
отделам: желто-зеленые, сине-зеленые, зеленые, эвгленовые, криптофитовые.
Зоопланктон включает 11 видов. В июне и июле основу зоопланктона составляют веслоногие ракообразные. С конца июля начинается
интенсивное развитие представителя ветвистоусых рачков. В динамике
биомассы зоопланктона выделены два периода: копеподный (июнь–
июль) и дафниевый (август–сентябрь). Средняя биомасса зоопланктона
для «копеподного» периода – июнь–июль – 2,2 г/мЗ, для «дафниевого»
периода – 7,4 г/мЗ. В 1997 г. биомасса за весь период составляла
5,3 г/мЗ (Сущик, Гладышев, Дубовская и др., 2002).
Донное население рыбоводного водохранилища Бугач отличается
в центральной части и в литорали водоема. В центре основу биомассы
зообентоса составляют личинки хирономид и хаоборуса. Биомасса
зообентоса в центральной части водохранилища в среднем составляла
11,5 г/м2 (Gladyshev, Gribovskaya и др., 2001).
Сообщество рыб водохранилища включает семь видов: верховка,
карась серебряный, карась золотой, окунь, пескарь, карп, голец сибирский, елец. Карась и окунь являются объектами любительского лова,
который интенсивно происходит на водоеме в течение всего лета.
Высшая водная растительность водохранилища Бугач разнообразна
и представлена видами воздушно-водных растений, растений с плавающими на поверхности листьями, растений, полностью погруженных
в воду: рдест курчавый, рдест гребенчатый, сусак зонтичный, горец
земноводный, роголистник погруженный, рогоз узколистный, рогоз
широколистный, осока sp, частуха подорожниковая, тростник южный,
ряска малая, хвощ топяной. Ввиду неоднородности сложения прибреж105
но-водных ценозов по условиям обитания и доминантным видам выявлены следующие ассоциации макрофитов: сусаково-рдестовая, сусаково-рдестовая с участием рогозов, сусаково-рдестовая с участием рогозов и осок, рогозово-рдестовая, горца земноводного чистого, сусаковордестовая с участием тростника и осок, рдестово-тростниковая, рдестово-чистая, сусаково-рогозовая, хвощево-рогозовая с участием сусака и
рдестов (Кананыхина, Немчинов, 2001).
В мае 2002 г. были проведены биоманипуляционные эксперименты по вселению взрослых особей и молоди щуки. Целью биоманипуляции является улучшение качества воды путем снижения биомассы
«цветущего» фитопланктона и увеличение прозрачности. В частности, на водохранилище Бугач целью биоманипуляционных мероприятий было изучение влияния изменения биомассы планктоноядных
рыб на «цветение» сине-зеленых водорослей. За год до биоманипуляции биомасса дафний снизилась практически до нуля. В мае 2002 г. в
водохранилище Бугач было вселено 36 экземпляров взрослых особей
и около четырех тысяч двухнедельных личинок щуки. Параллельно с
выпуском щуки был проведен отлов рыб-планктонофагов. В результате мероприятий численность карася снизилась в 2 раза (Гладышев,
Чупров, Колмаков и др., 2003).
С целью определения качества воды и выявления его динамики,
оценки состояния экосистемы водоема в 1997–2004 гг. было проведено изучение бактериального сообщества водной толщи (бактериопланктона) и в 2001–2004 гг. – бактерий донных отложений (бактериобентоса) водохранилища Бугач. Использовали общепринятые методы оценки численности бактерий и биоиндикаторы. Методы индикации природной среды по микробным сообществам описаны в пособии (Современные подходы…, 2012).
Имея данные по общей численности бактерий в водной толще
(бактериопланктона), можно получить оценочные характеристики
водной экосистемы. Среди ряда применяемых классификаторов качества вод целесообразно использовать адаптированные к конкретным
региональным экологическим условиям. Так, для бассейна Енисея
З.Г. Гольд был разработан (Красноярское водохранилище…, 2008)
унифицированный классификатор качества воды по гидрохимическим
и биологическим показателям, в котором градации качества вод соответствуют ГОСТ 17,1,3,07–82 с выделением 6 классов (табл. 6.1).
Анализ межгодовой динамики общей численности бактериопланктона за период изучения выявляет высокий уровень развития
бактериального сообщества водохранилища Бугач в 1997–1999 гг.
106
(более 2 млн кл/мл), изменение численности в 2000–2001 гг. до уровня 1,55 млн кл/мл и снижение в 2002–2004 гг. (табл. 6.2).
Таблица 6.1
Шкала градации показателей численности бактериопланктона
в рамках унифицированного классификатора качества вод
(Красноярское водохранилище, 2008)
Общее * количество бактерий
106 кл/мл
<0,5
0,6-1,5
Класс качества воды
Степень загрязнения
воды
I
II
Очень чистые
Чистые
Умеренно загрязнен1,5-2,5
III
ные
2,5-4,5
IV
Загрязненные
4,5-6,0
V
Грязные
>6,0
VI
Очень грязные
* – выделенные микробиологические градации.
Степень токсичности
вод
Нетоксичные
Нетоксичные
Слаботоксичные
Среднетоксичные
Высокотоксичные
Гипертоксичные
Таблица 6.2
Оценка качества воды водохранилища Бугач (1997–2004 гг.)
по общей численности бактериопланктона
(средние за сезон значения)
Год
Численность бак- Класс катериочества
планктона,
воды
млн кл/мл
1997
2,45
III
1998
2,58
IV
1999
2,35
III
2000
1,54
III
2001
1,55
III
2002
2003
2004
1,32
0,97
0,74
II
II
II
Уровень загрязнения
воды
Умеренно
загрязненные
Загрязненные
Умеренно
загрязненные
Умеренно
загрязненные
Умеренно
загрязненные
Чистые
Чистые
Чистые
107
Степень токсичности
вод
Слаботоксичные
Среднетоксичные
Слаботоксичные
Слаботоксичные
Слаботоксичные
Нетоксичные
Нетоксичные
Нетоксичные
По качеству воды водохранилище Бугач в период 1997–2001 гг.
оценивалось как загрязненное (1992 г.) и умеренно загрязненное
(1997, 1999–2001 гг.), а после проведения биоманипуляционных мероприятий, являющихся одним из методов управления функционированием экосистем, – как чистое. Соответственно в 1998 г. воды имели
среднюю токсичность, в 1997, 1999–2001 гг. – слабую токсичность, в
2002–2004 гг. – были нетоксичными.
Представленные оценочные показатели основаны на расчете
средних за сезон значений. Очевидно, что в отдельные временные периоды изучаемые показатели могут значимо изменяться, что отражает
трансформацию условий среды. Если для анализа использовать максимальные за сезон значения, регистрируемые в сезон купания (конец
июня – начало августа), то в эти периоды вода водохранилища оценивается как грязная (1997–1999 гг.), загрязненная (2000–2001 гг.) и
умеренно загрязненная (2002–2004 гг.) (табл. 6.3).
Таблица 6.3
Оценка качества воды водохранилища Бугач
в период интенсивной нагрузки (сезон купания)
по максимальным значениям (1997–2004 гг.)
1997
1998
1999
2000
2001
Общая
численность
бактериопланктона,
млн кл/мл
5,0
5,9
4,9
2,6
2,8
2002
1,7
III
2003
1,5
III
2004
2,4
III
Год
Класс качества вод
Уровень загрязнения
Степень токсичности
V
V
V
IV
IV
Грязные
Грязные
Грязные
Загрязненные
Загрязненные
Умеренно
загрязненные
Умеренно
загрязненные
Умеренно
загрязненные
Высокотоксичные
Высокотоксичные
Высокотоксичные
Среднетоксичные
Среднетоксичные
Слаботоксичные
Слаботоксичные
Слаботоксичные
Соответственно повышается и токсичность воды до высокотоксичной (1997–1999 гг.), среднетоксичной (2000–2001 гг.) и слаботоксичной (2002–2004 гг.).
108
Общеизвестно, что в процессах круговорота вещества и потока
энергии в водных экосистемах участвуют как организмы водной толщи, так и сообщества донных отложений (грунтов).
При характеристике микробного сообщества донных отложений
используют ряд показателей, среди которых наиболее доступными,
удобными и адекватными ситуациям в водоеме следует считать два –
общее количество бактерий и численность сапрофитов (число колоний на среде РПА), которые отражают степень загрязнения и являются основой классификации качества грунтов (табл. 6.4).
Таблица 6.4
Обобщенная классификация качества грунтов водоемов
по микробиологическим показателям (Виноградов и др., 2002)
Ранг
Класс
1
2
3
Предельно чистые
Чистые
Достаточно чистые
Удовлетворительно
чистые
Слабозагрязненные
Загрязненные
Грязные
Очень грязные
Предельно грязные
4
5
6
7
8
9
Общая численность бактериобентоса, млрд
кл/г
–
>0,1
>0,5
Число бактерий на среде
РПА, тыс.
кл/г
Число БГКП,
тыс. кл/г
–
>10
>50
–
>100
>200
>1,0
>100
>500
>5,0
>10
>20
>50
>100
>200
>500
>1000
>10000
>100000
>700
>1000
>5000
>50000
>500000
Таблица 6.5
Оценка качества донных отложений водохранилища Бугач
(2001–2004 гг.) по общей численности бактериобентоса, млрд кл/г,
(средние за год значения)
Год
Общая численность
бактерий
Ранг качества
2001
1,232
4
2002
2003
2004
0,84
0,80
0,87
3
3
3
109
Степень загрязнения
Удовлетворительно чистые
Достаточно чистые
Достаточно чистые
Достаточно чистые
Для оценки качества донных отложений водохранилища Бугач
применим показатель общей численности бактерий. Общая численность бактериобентоса в 2001 г. превышала 1 млрд кл/г, а в 2002–
2004 гг. была ниже данного уровня (табл. 6.5).
В соответствии с данным уровнем развития бактериобентоса
грунты оцениваются как удовлетворительно чистые в 2001 г. и достаточно чистые в 2001–2004 гг..
Учет максимальных значений численности бактериобентоса снижает уровень качества, грунты оцениваются как удовлетворительно
чистые (табл. 6.6).
Таблица 6.6
Оценка степени загрязнения донных отложений водохранилища Бугач
по максимальным значениям общей численности бактериобентоса
(2001–2004 гг.)
Год
Общая численность
бактерио-бентоса,
млрд кл/г
Ранг качества
2001
1,97
4
2002
1,35
4
2003
1,17
4
2004
2,21
4
Степень загрязнения
Удовлетворительно
чистые
Удовлетворительно
чистые
Удовлетворительно
чистые
Удовлетворительно
чистые
Токсичность донных отложений водохранилища Бугач в 2002–
2004 гг. исследовали с использованием инфузорий Paramecium
сaudatum в качестве тест-объекта, определяя индекс токсичности
грунтов (Кабиров и др.,1997). Индекс токсичности (ИТ) – достоверное
количественное значение тест-параметра, на основании которого делается вывод о токсичности исследуемого объекта. Тест-пераметром
для используемого тест-объекта является выживаемость парамеций.
Токсичность грунтов определяли ежемесячно в июне–августе
(табл. 6.7).
Установлено, что токсичность среды изменяется в сезонном и
межгодовом аспектах. Низкая и средняя токсичность грунтов зарегистрирована в 2001 г., состояние нормы в 2002, июне и июле 2003 г. и
в июле, августе 2004 г., в августе 2003 г. и июне 2004 г. имеется низкая токсичность донных отложений.
110
Уровень развития бактериального сообщества отражает не только
степень загрязнения вод, токсичность среды, но и свидетельствует о
состоянии экосистемы.
Таблица 6.7
Оценка токсичности донных отложений водохранилища Бугач
Дата
Величина ИТ
в опытах с
парамециями
20.06.01
0,76
23.07.01
0,78
22.08.01
0,70
19.06.02
24.07.02
21.08.02
25.06.03
23.07.03
0,91
0,92
0,92
0,91
0,91
27.08.03
0,89
30.06.04
0,88
28.07.04
25.08.04
контроль
0,93
0,93
1,00
Класс токсичности (Кабиров и др.,
1997)
IV (низкая
токсичность)
IV (низкая
токсичность)
III (средняя
токсичность)
V (норма)
V (норма)
V (норма)
V (норма)
V (норма)
IV (низкая
токсичность)
IV (низкая
токсичность)
V (норма)
V (норма)
V (норма)
Общая численность
бактериобентоса,
млрд кл/г
1,12
1,19
1,51
0,81
0,73
0,68
0,78
0,59
1,18
1,34
0,77
0,76
–
Качество грунтов
(Виноградов и др.,
2002) ранг, класс
4, удовлетворительно чистые
4, удовлетворительно чистые
4, удовлетворительно чистые
3, достаточно чистые
3, достаточно чистые
3, достаточно чистые
3, достаточно чистые
3, достаточно чистые
4, удовлетворительно чистые
4, удовлетворительно чистые
3, достаточно чистые
3, достаточно чистые
–
На основании материалов, полученных на многих водохранилищах, озерах и водотоках, разработаны шкалы состояния водных экосистем по показателям развития бактериопланктона (Руководство…,
1992) и по показателям бактериобентоса (Дзюбан, 2005). Оценочные
характеристики и градации шкал позволяют объединить указанные
классификации с целью учета развития сообществ бактериальных ценозов как водной толщи, так и донных отложений (табл. 6.8).
Экологическая оценка состояния водных систем в числе прочих
характеристик базируется на анализе их составляющих: данные об
общем количестве бактерий (А); числе гетеротрофов (Б), растущих на
РПА, позволяют охарактеризовать состояние экосистемы (Руководство…, 1992).
111
Таблица 6.8
>100
0
1-4
0,510
1000Состояние
400 риска (2 класс)
4-20
10200
400100
2040
10070
10070
Предкризисное состояние
(3 класс)
Кризис (4
класс)
>40
>700
<70
–
Экологический прогресс
(антропогенное экологическое напряжение)
Элементы
экологического регресса
Экологический регресс
Метаболический регресс
С/D
А/В
<0,5
D, тыс. кл/см3
В, тыс. кл/мл
<1,0
С, млрд кл/см3
А, млн кл/мл
Фоновое
Состояние экосистемы по показателям бактериобентоса
Состояние экосистемы по показателям бактериопланктона
Оценка состояния экосистемы по шкале экологических модификаций
с использованием общей численности бактериопланктона (А),
бактериобентоса (С) и числа бактерий на среде РПА
водной толщи (В) и донных отложений (D)
Норма (1
класс)
0,010,1
1-10
<10000
0,1-1
10100
10000100000
1-10
1001000
1000001000000
10100
100010000
>10000
00
–
–
–
На основе развиваемых представлений об экологических модификациях было предложено ввести градации состояния экосистем:
фоновое состояние, состояние антропогенного экологического напряжения (экологический прогресс), состояние антропогенного экологического регресса и состояние антропогенного метаболического
регресса (Руководство…, 1992). При фоновом состоянии возможны
перестройки структуры экосистемы, не изменяющие общего уровня
организации биоценоза. Состояние антропогенного экологического
напряжения выражается в увеличении разнообразия биоценоза, в усложнении межвидовых отношений, в увеличении пространственновременной гетерогенности, в усложнении пищевой цепи. При состоянии антропогенного экологического регресса происходят уменьшение
видового разнообразия и пространственно-временной гетерогенности,
упрощение межвидовых отношений и трофических цепей. О состоя112
нии антропогенного метаболического прогресса свидетельствует увеличение как первичной продукции, так и продукции всех последующих трофических уровней, что сопровождается, как правило, ростом
численности и биомассы отдельных компонентов биоценоза. Состояние антропогенного метаболического регресса проявляется в снижении активности биоценоза по сумме всех процессов образования и
разрушения органического вещества (Максимов и др., 2001).
Для анализа состояния экосистемы воспользуемся показателем
общей численности бактерий.
Оценка состояния экосистемы водохранилища Бугач по общей
численности бактериопланктона позволяет установить в период 1997–
2001 гг. антропогенное экологическое напряжение, в 2003–2004 гг. –
фоновое состояние.
В соответствии с численностью бактериобентоса регистрируется
предкризисное состояние экосистемы в 2001 г., в дальнейшем (2002–
2004 гг.) наблюдается переход в состояние риска.
Таким образом, применение методов оценки состояния водоема
по микробиологическим показателям на примере водохранилища Бугач позволяет регистрировать изменения в процессах функционирования экосистем и своевременно разрабатывать подходы по их управлению с целью поддержания стабильных условий и оптимизации использования водных объектов.
Рекомендуемая литература
1. Гладышев, М.И. Биоманипуляция в обход трофического каскада в небольшом водохранилище / М.И. Гладышев, В.И. Колмаков,
Е.А. Иванова, С.М. Чупров // Докл. Академии наук. – 2003. – Т. 390. –
№ 2. – С. 276–277.
2. Дзюбан, А.Н. Экологическое состояние Шекснинского водохранилища: оценка на основе микробиологических исследований /
А.Н. Дзюбан // Водные ресурсы. – 2005. – Т. 32. – № 1. – С. 70–78.
3. Использование структурных показателей бактерио- и зообентоса для оценки донных отложений (на примере водоемов Верхневолжского бассейна) / Г.А. Виноградов, Н.А. Березина, Н.А Лаптева,
Г.П. Жариков // Водные ресурсы. – 2002. – Т. 29. – № 3. – С. 329–336.
4. Кананыхина, Н.С. Фитоценологическая характеристика макрофитов пруда Бугач / Н.С. Кананыхина, В.Г. Немчинов // Молодежь и
наука в новом тысячелетии / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск,
2000. – С. 12–13.
113
5. Красноярское водохранилище: мониторинг, биота, качество
вод: монография / под ред. акад. А.Ф. Алимова, д-ра биол. наук
М.Б. Ивановой, отв. за вып. проф. З.Г. Гольд. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т. – 2008. – 538 с.
6. Методика применения детерминационного анализа данных
мониторинга для целей экологического контроля природной среды /
В.Н. Максимов, Н.Г. Булгаков, А.П. Левич, А.Т. Терехин // Успехи
современной биологии. – 2001. – № 2. – С.131–143.
7. Разработка и использование многокомпонентной тестсистемы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории / Р.Р. Кабиров, А.Р. Сагитова, Н.В. Суханова // Экология. –
1997. – № 6. – С. 431–437.
8. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / под ред. В.А. Абакумова. – СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. – 318 с.
9. Сезонная динамика зоопланктона и содержание незаменимых
жирных кислот в сестоне небольшого пруда / Н.Н. Сущик, М.И. Гладышев, О.П. Дубовская и др. // Биология внутренних вод. – 2002. –
№ 2. – С.60–68.
10. Современные подходы к биоконтролю состояния окружающей среды: учеб. пособие / под общ. ред. Г.А. Сорокиной. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – 148 с.
11. Gladyshev, M.I. Contact of metals in Compartments of Ecosystem
of a Sibirian Pond / M.I. Gladyshev, I.V. Gribovskaya, A.U. Moskvicheva,
S.M. Chuprov, E.A. Ivanova, E.Yu. Muchkina // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. – 2001. – Vol. 41. – P. 157–162.
114
ГЛАВА 7. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
КРУГОВОРОТА УГЛЕРОДА
В УРБАНИЗИРОВАННЫХ ГЕОСИСТЕМАХ
CHAPTER 7. GEO-ECOLOGICAL ESTIMATION
OF CARBON CYCLE IN URBANIZED GEOSYSTEMS
One of the promising directions in studies of carbon flows is research of carbon
accumulation processes in urbanized territories. It is shown how the shell program
CoupModel can be used as a tool for modeling carbon cycle in urban phytocenoses. To
demonstrate the work of CoupModel, there is a description of carbon balance model in
urbanized geosystems of Mogilev (Republic of Belarus). The obtained results made it
possible to reveal the basic laws of carbon cycle in the process of ecosystem functioning in urbanized territories, to classify urban ecosystems according to landscape, morphological and geophysical characteristics.
7.1. Теоретические и методологические предпосылки
моделирования круговорота углерода
в урбанизированных экосистемах
Круговорот углерода традиционно привлекал внимание исследователей, что в первую очередь связано с его приоритетным значением в
формировании живого вещества и миграцией поллютантов, вовлекаемых
в биогеохимический цикл. Одним из первых круговорот углерода описал
В.И. Вернадский (Вернадский, 1978), который обращал внимание на его
исключительную значимость в процессах формирования живого вещества и, следовательно, функционирования экосистем.
За последнее десятилетие также был достигнут значительный
прогресс в компьютерном моделировании факторов и процессов,
формирующих биогеохимический цикл экосистем, в том числе круговорот углерода; был поставлен ряд принципиально новых задач, в
особенности по отражению пространственной динамики природных
процессов и калибровке данных. Тем не менее представления
В.И. Вернадского об общей структуре потоков углерода не претерпели существенных изменений. На рис. 7.1 показана схема цикла углерода в наземных экосистемах (планетарные факторы, воздействующие на атмосферную систему, не представлены на схеме).
115
Рис. 7.1. Общая схема круговорота углерода в наземных экосистемах
(Шкарубо, 2008)
Одним из перспективных направлений в изучении потоков углерода является изучение процессов накопления углерода на урбанизированных территориях, площадь которых стремительно возрастает.
Выбор урбанизированных территорий для исследований потоков и
баланса углерода обусловлен их важностью в качестве среды обитания, сложностью пространственной структуры, контрастностью экологических условий, а также низкой изученностью круговорота углерода. Для моделирования абиотических условий городской среды и
круговорота углерода в урбофитоценозах использовали CoupModel
(Jansson, 2004) (последнюю версию CoupModel и перечень обновлений можно найти по адресу http://www.lwr.kth.se/Vara %20
Datorprogram/CoupModel/). CoupModel и предшествующие ей версии
(SOILN, WinSoil) использовались в ряде исследований лесных, агро–
и урбоэкосистем – ландшафтно-геофизических, почвенно-фитоэкологических, геохимических, микроклиматических, гидрологических, лесоводческих и сельскохозяйственных. Разнообразие апробированных приложений в различных областях применения косвенно
указывает на эффективность CoupModel и широкие возможности ее
адаптации для решения конкретных задач (Шкарубо, 2008).
В CoupModel хорошо представлены возможности для отражения
разнообразных техногенных модификаций экосистем, реализующихся
116
путем соединения общих, абиотических и биотических настроек, которые могут быть созданы и сохранены в виде отдельного файла (simфайлы) для каждой ячейки (группы или категории ячеек). В общих настройках к текущим настройкам моделирования можно добавить растительный покров или учитывать только гидротермические процессы; в
абиотических настройках и параметрах регулируется водопроницаемость
гидрологической поверхности, свойства снежного покрова (антропогенные изменения в цвете и температуре таяния), режим уборки снега, условия орошения / дренажа, искусственного подогрева; в биотических настройках – обработка почвы, объемы и формы поступления биогенного и
органического вещества, режим уборки урожая или вырубки леса.
Характеристики почвенного и растительного покрова описываются соответствующими базами данных, ссылки на которые также
содержаться в sim-файлах.
Текущая версия модели предусматривает решение следующих
задач:
– моделирование управляющих факторов биологических и химических процессов в почвах;
– представление спаренных биотических и абиотических процессов;
– интегрированное моделирование процессов в почвенном покрове и атмосфере;
– оценка удельной значимости различных факторов;
– выявление недостатков в существующем научном знании;
– формулировка новых гипотез;
– обобщение результатов для новых почв, климатов и периодов;
– предсказание последствий антропогенных воздействий (например, изменение температуры почвы, осушение, орошение и т. д.).
Центральный компонент модели – два спаренных дифференциальных уравнения, представляющих потоки тепла и воды, решаемых
явным численным методом и основанных на законах сохранения массы и энергии, а также (для водных потоков) Дарси и Фурье.
Одномерная модель CoupModel отражает тепло- и влагооборот в
покрытом растительностью почвенном профиле, разделенном на слои
(рис. 7.2).
Динамика растительной биомассы (рост растения) представлена
при помощи потоков углерода и азота (т. е. явно). Углерод и азот поступают в систему из внешних источников (удобрение, выпадение из
атмосферы и т. д.) или в результате жизнедеятельности представляемого растения (рис. 7.3).
117
Рис. 7.2. Отражение баланса вещества (слева) и тепла (справа)
в моделируемой системе (Шкарубо, 2008)
Рис. 7.3. Схема баланса углерода, азота и биомассы в одном измерении
(почвенный профиль делится на слои, растительная биомасса –
на сезонные и многолетние ткани) (Шкарубо, 2008)
118
В модели углерод и органический азот поступают в две условные
емкости (пул), накапливающие органику – опад растений и перегной,
в то время как минеральный азот поступает в «минеральные» емкости
аммония или нитратов. При разложении органического вещества
часть азота и углерода перемещается в третью «органическую» емкость – гумус; часть углерода тратится на дыхание. Разложение углерода микроорганизмами в органических почвах вызывает изменение в
соотношении между азотом и углеродом. Эти изменения являются
сигналом для фиксирования (минерализации) азота, поступающего в
почвенную емкость для аммония; затем азот переходит в почвенную
емкость для нитратов, где нитрифицируется. Растения получают азот
из почвы и углекислый газ из атмосферы во время роста; часть углекислого газа возвращается в атмосферу в процессе дыхания. В конце
периода роста растение или его части могут быть удалены из экосистемы, что вместе с денитрификацией и вымыванием азота и углерода
(минерализованное органическое вещество и минеральный азот) формирует поток этих элементов из системы.
Для эффективного моделирования потоков органического углерода в рудеральных экосистемах города обычно изучаются лишь пулы и потоки, связанные с первичной продукцией и трансформацией
вещества, а в систему включаются формы антропогенного воздействия, непосредственно влияющие на состояние почвеннорастительного покрова – изъятие биомассы, вытаптывание, внесение
удобрений, удаление отмершей биомассы.
Базовой единицей моделирования, а также представления и анализа характеристик протекания биогеохимических циклов углерода
являются геофизические ландшафты – геосистемы. При проведении
моделирования изучаемые геосистемы принимаются соответствующими элементарным водосборам; при визуализации и оценке полученных данных – стратам, статистически выделенным путем анализа
ландшафтно-геофизической информации.
Абиотические условия, динамика которых определяет рост растения и интенсивность химических и химико-биологических процессов трансформации органического вещества опада, подсчитываются в
рамках самой модели на основе вводимой метеорологической информации и физических характеристик почвы. Особенности взаимодействия растения и микроорганизмов с абиотическими элементами среды устанавливаются в качестве статических параметров для каждой
разновидности экосистем на основе литературных данных. Параметры, характеризующие техногенное влияние на экосистемы (поступле119
ние биогенного вещества, удаление из экосистемы органического вещества и механическое воздействие на почвенный покров), определяются для каждой из урбанизированных экосистем на основе полевых исследований с привлечением литературных источников.
При параметризации и калибровке модели зачастую привлекались данные, относящиеся к различным периодам наблюдения. Однако это не должно привести к противоречиям и недостоверности результатов, поскольку часть подобных данных относится к характеристикам почвенного (гранулометрический состав) и растительного (характер растительности) покрова, которые принимаются неизменными
на протяжении всего периода моделирования.
К исходным данным относится также цифровая модель рельефа
(DEM). На ее основе подсчитываются все остальные параметры, необходимые для определения направлений распределения.
С технической точки зрения данные, вводимые в CoupModel,
можно разделить на общие настройки, параметры и базы данных (два
других типа – управляющие переменные и топографические данные,
рассматриваются выше). Информация о настройках, параметрах, базах данных, а также ссылки на файлы управляющих переменных и
топографических постоянных, использующихся в моделировании
данной ячейки водосбора, сохраняются в sim-файле, индивидуальном
для каждой ячейки или их группы.
Общие настройки используются для всей моделируемой системы
или ее пространственного элемента и не меняются на протяжении
всего периода моделирования. Они определяют функции модели, которые подключаются в данном случае, а также режим использования
этих функций. Параметры вводятся в виде набора постоянных, дополняющих и качественно характеризующих общие настройки. Базы
данных включают характеристики почвенного и растительного покрова, назначаемые в данном исследовании, с целью упрощения параметризации, целым массивам ячеек грида параметризации.
Данные, представленные в качестве результатов моделирования,
характеризуют системы, находящиеся в состоянии устойчивого равновесия. Входящие в экосистему многолетние растения предполагаются зрелыми (обладающими полностью сформировавшимися продукционными функциями), условные емкости почвы – сформированными, а основные процессы имеют устойчивый однонаправленный
характер на протяжении ряда лет. Таким образом, при таком подходе
не учитывается фактический возраст экосистемы. В связи с этим результаты, полученные для недавно застроенных участков с молодыми
120
посадками деревьев и несформированным дерновым и гумусным горизонтами, имеют ограниченную достоверность. Тем не менее при
наличии данных о возрасте компонентов экосистемы возможно использование соответствующих возможностей CoupModel для корректного представления их состояния в моделируемый отрезок времени.
7.2. Баланс углерода
в урбанизированных геосистемах г. Могилева
Описанные методы оценки были применены для анализа баланса
углерода в урбанизированных геосистемах, расположенных в пределах г. Могилева (Республика Беларусь). Моделирование и ландшафтно-геофизическая классификация проводились на относительно компактной территории, на которой представлено значительное разнообразие экосистем, а также землепользований, репрезентативно представляющих весь спектр городских и пригородных ситуаций, характерных для г. Могилева.
Результаты моделирования для основных экосистем территории
исследования приведены в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Баланс углерода для основных экосистем территории исследования
Экосистема
Приусадебные
участки
Регулярные парки
и скверы
Древесные посадки в районах застройки
Газоны
Естественный суходол, луга
Хвойные лес
(сосна)
Мелколиственный
лес
Чистая первичная
продукция
(gC m-2 год-1)
Отток углерода
(gC m-2 год-1)
подз./надз.
Общие запасы
углерода
(gC m-2)
1680
740/1310
23640
1120
320/850
20360
1230
360/1010
23270
710
330/650
8175
700
350/420
13840
990
320/670
14800
1240
330/910
24930
121
Сравнение полученных результатов позволило выявить основные
различия и сходства в процессе функционирования экосистем урбанизированной территории.
Пороговое значение соотношения C/N в травянистой растительности, определяющее эффективность фотосинтеза, было выше в луговых экосистемах (в том числе газонах) по сравнению с древесными
(лесами, парками и посадками). Соотношение C/N в условной емкости микробов было значительно ниже в травянистой растительности
лугов по сравнению с подлеском хвойного леса. Как правило, значения дисперсии значительно ниже (менее 25 %) для параметров, относящихся к почвенному покрову и древесной растительности и очень
высоки (более 50 %) для параметров, относящихся к дыханию и травянистой растительности. Данная тенденция неопределенности параметров одинакова для всех экосистем, за исключением луговых, где
стандартное отклонение также высоко для показателей фотосинтетического отклика и параметров распределения (азота и углерода).
Все параметры круговорота углерода значительно отличаются в
зависимости от статуса экосистемы, и для каждой экосистемы характерна их высокая вариабельность, достигающая наибольших значений
для потоков, связанных с дыханием, распределением углерода по условным емкостям и чистой первичной продукцией. Запасы углерода в
различных экосистемах отличаются в 2–3 раза (от 8,2 кг/м2 – для газонов и до 24,9 кг/м2 – в мелко- и широколиственных лесных массивах). Объемы общих потоков углерода различаются в 3–3,5 раза, а
наиболее интенсивные потоки зафиксированы для приусадебных участков (первичная продукция достигает 0,8–1,4 кг/м2 в год); наименьшие – для луговых экосистем (0,2–0,3 кг/м2).
Исследованием установлены основные различия между продолжительностью круговорота углерода в различных экосистемах урбанизированных территорий. Для подземной биомассы деревьев наибольшие значения установлены для лиственных пород (5.5 лет) и значительно более низкие – для хвойных (1.5 года). Продолжительность
круговорота углерода гумуса изменялась от 30 лет на приусадебных
участках районов индивидуальной застройки до 120 лет на лугах,
близких к естественным.
Среди морфогенетических элементов городской среды наибольшее удельное содержание углерода установлено для пашни
(16,9 кг/м2), усадебной застройки (15,2 кг/м2), незастроенных пространств (13,5 кг/м2). Затем идут «новые микрорайоны» (11,9 кг/м2),
территории промышленной застройки (7,8 кг м2) и крупнопанельной
122
пятиэтажной застройки (7,2 кг/м2). Наиболее низкими удельными показателями отличаются «сталинская» застройка (4–6-этажная застройка 30-х–50-х гг.) (4,8 кг/м2), административная застройка (4,6
кг/м2) и территории транспортного освоения (4,4 кг/м2). Данные показатели в первую очередь зависят от удельных площадей незастроенных территорий и лишь затем – от характера преобладающих экосистем и условий увлажнения, обусловленных их положением на элементарных водосборах.
Ландшафтно-геофизическая классификация урбанизированных
геосистем, основанная на методе анализа главных компонент, позволила выделить 23 класса статистической ландшафтно-геофизической
классификации, отражающих характер ландшафтно-геофизических
процессов в урбанизированных геосистемах. Анализ их структуры и
размещения показал, что пространственная дифференциация ландшафтно-геофизических характеристик тесно связана с морфогенезисом градостроительной среды, сформированной во взаимосвязи с
природной основой. Классы ландшафтно-геофизической классификации, как правило, приурочены к морфогенетическому элементу, дифференцированному согласно условиям протекания природных процессов.
На основе данных моделирования и с использованием классов
ландшафтно-геофизической классификации впервые была выполнена
геоэкологическая оценка круговоротов углерода в урбанизированных
геосистемах, основанная на анализе геоэкологической значимости его
среднегодовых балансов. При оценке в качестве позитивного фактора
принимается способность геосистемы фиксировать углерод. В пределах территории наиболее распространены классы со значениями
бальной оценки, равными 1 и 2 (соответственно 32 и 33 % территории), объединяющие как высокопродуктивные экосистемы усадебной
застройки и сельскохозяйственных земель, так и лишенные растительности участки, занятые дорогами и строениями. Примерно равные площади занимают классы, в которых высвобождение углерода
находится в пределах 0,2–0,3 кг С м2 (3 балла, 13,6 % территории), и
объем зафиксированного углерода примерно равен объему высвобожденного или превышает его (5 баллов, 12,8 % территории). Наименьшее распространение получили классы, где объем высвобожденного углерода незначительно превышает объем зафиксированного
(4 балла, 7,9 % территории). Наиболее перспективным потенциалом
фиксирования углерода обладают классы 1, 7 и 22, приуроченные к
усадебной застройке (текущая бальная оценка – 1).
123
Полученные результаты позволяют уточнить и дополнить методическое руководство по инвентаризации составляющих баланса углерода земель категории «территории поселений, которые остались
поселениями».
Рекомендуемая литература
1. Вернадский, В.И. Живое вещество / В.И. Вернадский. – М.:
Наука, 1978. – 358 с.
2. Jansson, P.-E. Coupled heat and mass transfer model for soilplantatmosphere systems. / P.-E. Jansson, L. Karlberg. – Stockholm: Royal
Institute of Technology, Dept of Civil and Environmental Engineering,
2004. – 445 pp.
3. Шкарубо, А.Д. Моделирование круговорота углерода в урбанизированных геосистемах / А.Д. Шкарубо, М.Ю. Калинин // Минск:
БелСэнс, 2008. – 223 с.
124
ГЛАВА 8. УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ГОРОДАХ
CHAPTER 8. ENVIRONMENTAL MANAGEMENT IN CITIES
In cities multiple social, economic and environmental problems are concentrated.
Many environmental problems in cities are connected not so much with urbanization
problems as with shortcomings in management and planning, and with the lack of a
coordinated policy of city development. Improvement of city environmental management and development of a coordinated policy in the sphere of environmental safety
can help to avoid many ecological problems. At the same time, the main task of city
environmental management is to provide stable functioning and development of all
city subsystems.
This chapter contains description of administrative, economic and social instruments used for management of environment state in cities. There are examples of an
administrative mechanism used for resolving environment quality issues in Krasnoyarsk and of public participation in the situation with construction of a ferroalloy
plant in Krasnoyarsk.
The first part of the chapter ends with a section about complex planning and increase of environment stability and quality in cities. It is noted that key factors for
achievement of sustainability and resolving environment quality issues are: a complex
city development program with account of local specificity, account of opinions of all
the parties concerned and involvement of public into decision making processes, account of intangible costs and profits when planning projects. Implementation of these
principles should be controlled by a city decision making system based on formalized
methods. These methods make easier the processes of analysis and estimation of preliminary information. They are based on the approaches to quantitative analysis of
substance, energy and funds flow within a city. Such approaches make it possible to
reveal and optimize interaction between the city's spatial structure and substance/energy flows within the city.
The second part of the chapter is devoted to such approaches to estimation of city
environment quality as environmental monitoring, environmental quality standards,
estimation of sanitary and hygienic comfort of city environment, ecological and
econimic zoning in cities. The chapter ends with a description of an approach to
complex estimation of environmental situation in cities which is based on
development of sustainability indicators for urban settlements. There is an example of
sustainability indicators development for Mogilev (Republic of Belarus).
125
8.1. Административные, экономические
и общественные инструменты управления
состоянием окружающей среды в городах
При современном уровне развития производительных сил, их
глобальном воздействии на окружающую среду одной из приоритетных задач мирового сообщества становится сохранение устойчивости
развития. Такие цели были определены рядом всемирных конференций, прошедших под эгидой ООН: по окружающей среде (Стокгольм,
1972 г.); по окружающей среде и устойчивому развитию (Рио-деЖанейро, 1992 г.); устойчивому развитию (Йоханнесбург, 2002 г.) и
устойчивому развитию «Будущее, которого мы хотим» (Рио-деЖанейро, 2012 г.).
В России в 1996 г. Указом Президента РФ была принята «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию»,
которая рассматривает устойчивое развитие как объективное требование времени, обеспечивающее сохранение благоприятной экологической среды и выработку правильной политики в области охраны
природы. В настоящее время разработка «Научных основ региональной политики и устойчивого развития регионов и городов» является
одним из основных направлений Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013–2020 годы (распоряжение Правительства РФ от 3 декабря 2012 г. № 2237-р).
Под устойчивым развитием следует понимать сбалансированное
социально-экономическое развитие общества, при котором обеспечиваются текущие нужды настоящего поколения при сохранении возможности удовлетворения своих жизненных потребностей будущими
поколениями, включая потребность в здоровой окружающей среде.
Европейская конференция по проблемам устойчивого развития
городов в г. Ольборг (Дания) 27 мая 1994 г. приняла «Хартию устойчивого развития европейских городов». В Хартии обозначено:
является
самой
мелкой
территориально– город
административной единицей, на уровне которой можно решать проблемы устойчивого развития комплексным образом;
– поскольку каждый город отличается от другого, для каждого
придется искать индивидуальный путь перехода к устойчивому развитию;
– город не имеет права распространять свои проблемы на окружающее пространство. При этом следует учитывать, что любые городские проблемы, не получившие решения на местном уровне, будут
126
неминуемо распространены на региональный или даже национальный
уровень.
Города являются сосредоточием многочисленных социальных,
экономических и экологических проблем. Многие экологические
проблемы городов обусловлены не столько процессами урбанизации,
сколько недостатками в управлении, планировании и отсутствии согласованной политики городского развития. Совершенствование процесса управления городской средой помогает избежать многих экологических проблем при условии разработки скоординированной политики в области экологической безопасности. При этом основная задача управления качеством городской среды – обеспечение устойчивого
функционирования и развития всех городских подсистем.
Механизмы управления состоянием окружающей среды в городах (табл. 8.1) подразделяются на административные, экономические
и общественные.
Таблица 8.1
Механизмы управления состоянием окружающей среды
урбанизированных территорий
Административные
Экономические
Общественные
Разработка нормативноправовой базы на всех
уровнях (федеральном, региональном, муниципальном)
Экологическая экспертиза
Экологический контроль
Экологическая паспортизация
Экологическая сертификация
Лицензирование природопользования
Целевые комплексные программы
Плата за негативное воздействие
Лимиты на выбросы и
сбросы загрязняющих веществ и микроорганизмов,
на размещение отходов
производства и потребления
Экономическая оценка
природных и природноантропогенных объектов,
воздействия хозяйственной
деятельности
Налоговые и иные льготы
Поддержка предпринимательской, инновационной и
иной деятельности
Возмещение вреда окружающей среде
Иные методы
Общественные экологические организации
(фонды, ассоциации,
союзы, движения)
Общественные слушанья
Общественная экологическая экспертиза
Формирование общественного самосознания
населения (молодежи,
школьников)
127
8.1.1. Административные механизмы управления
Воздействие административных механизмов направлено на формирование регламентов на всех уровнях управления охраной окружающей среды и рационального природопользования. В основе законодательства РФ по охране окружающей среды лежат помимо международных соглашений (в настоящее время Россия является участницей более 70 многосторонних международных договоров, соглашений и конвенций по вопросам окружающей среды):
• Конституция Российской Федерации (ст. 7, 9, 10, 36, 41, 42,
72);
• законодательство об окружающей среде (см. перечень законодательных и нормативно-правовых актов по охране окружающей среды в прил.);
• законодательство о природных комплексах;
• природоресурсное законодательство;
• гражданское, конституционное, административное, предпринимательское, уголовное и иное законодательство;
• нормативные правовые акты Президента РФ, Правительства
РФ, федеральных министерств и ведомств;
• нормативные правовые акты субъектов РФ;
• акты органов местного самоуправления и локальные акты в
области природопользования и охраны окружающей среды.
Среди прочих методов управления состоянием окружающей среды города следует упомянуть экологическую экспертизу, экологический контроль, экологическую паспортизацию, экологическую сертификацию и лицензирование природопользования.
Государственная экологическая экспертиза является обязательной процедурой, предшествующей принятию хозяйственного решения о размещении производства. В соответствии с Федеральным законом «Об экологической экспертизе» ей подвергаются проекты нормативных актов и иных документов, в результате действия которых
может быть оказано негативное воздействие на окружающую природную среду. Гарантией эффективности экологической экспертизы
является введенное законом правило: финансирование и осуществление проектов и программ выполняется только после положительного
заключения государственной экологической экспертизы.
Государственная экологическая экспертиза может осуществляться как штатными специалистами экспертных подразделений
соответствующих органов (по «небольшим» объектам), так и пу128
тем создания экспертных комиссий, облеченных необходимыми
полномочиями.
Особенно важная роль в управлении качеством городской среды
принадлежит экспертизе градостроительной документации. В соответствии с ФЗ «Об экологической экспертизе» экологической экспертизе подлежат:
• схемы и проекты районной планировки административнотерриториальных образований;
• генеральные планы городов, других поселений и их систем;
• проекты городской и поселковой административной черты;
• генеральные планы территорий, подведомственных органам
местного самоуправления, а также селитебных, промышленных, рекреационных и других функциональных зон;
• проекты детальной планировки общественного центра, жилых
районов, магистралей городов;
• проекты застройки кварталов и участков городов и других поселений.
Контроль в области охраны окружающей природной среды (экологический контроль) – это деятельность государственных органов,
предприятий и граждан по соблюдению экологических норм и правил. В Российской Федерации осуществляется государственный, производственный и общественный экологический контроль.
Государственный экологический контроль осуществляется специально уполномоченным федеральным органом исполнительной
власти в области охраны окружающей природной среды, его территориальными органами, иными федеральными органами исполнительной власти в пределах их компетенции и органами государственной
власти субъектов Российской Федерации в пределах переданных им
полномочий в области охраны окружающей природной среды. Должностные лица, осуществляющие государственный экологический контроль, являются государственными инспекторами в области охраны
окружающей природной среды, которые при осуществлении государственного экологического контроля имеют право:
• посещать (без ограничений) с целью проверки организации и
другие объекты хозяйственной деятельности, знакомиться с материалами, необходимыми для осуществления экологического контроля;
• проверять работу очистных сооружений и других обезвреживающих устройств, средств контроля и анализа;
129
• проверять соблюдение природоохранных требований при
проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, эксплуатации,
консервации и закрытии (выводе из эксплуатации) промышленных и
других объектов и сооружений;
• предъявлять требования и выдавать предписания юридическим и физическим лицам по устранению экологических правонарушений;
• приостанавливать или ограничивать деятельность юридических или физических лиц при нарушении ими природоохранного законодательства;
• предъявлять в суд или арбитражный суд иски о возмещении
вреда, причиненного в результате нарушения природоохранного законодательства;
• составлять протоколы и направлять для рассмотрения дела об
административных правонарушениях в области охраны окружающей
природной среды.
Производственный экологический контроль осуществляется сотрудниками природоохранных служб предприятий и является механизмом внутреннего регулирования его природоохранной деятельности.
Экологическая паспортизация была введена в 1990 г. с принятием ГОСТ 17.0.0.04-90 «Охрана природы. Экологический паспорт
промышленного предприятия. Основные положения».
Экологический паспорт промышленного предприятия является
нормативно-техническим документом, включающим данные по использованию предприятием ресурсов (природных, вторичных и т. д.)
и его влиянию на окружающую среду. Экологический паспорт разрабатывается самим предприятием и утверждается его руководством по
согласованию с органом местного самоуправления и территориальным природоохранным органом.
Основой для разработки экологического паспорта являются основные показатели производства, утвержденные нормы ПДВ, ПДС,
размещения отходов, а также различные разрешения на природопользование, паспорта газо- и водоочистных сооружений и установок по
обезвреживанию и использованию отходов, формы государственного
статистического наблюдения в области охраны окружающей природной среды и использования природных ресурсов и другие документы.
Экологическое лицензирование и сертификация – механизмы
подтверждения соответствия экологическим критериям хозяйствен130
ной и иных видов деятельности, обосновывающие допустимость ее
реализации.
В последние годы многие предприятия стремятся повысить
конкурентоспособность своей продукции путем получения экологического сертификата – свидетельства о том, что продукция получена с применением экологически чистых технологий и произведена на предприятии, осуществляющем природоохранную деятельность в соответствии с международными стандартами. В качестве стандартов в области охраны окружающей среды используется серия ISO 14000 установленных Международной организацией
стандартов (ISO). Увеличение на территории города предприятий,
имеющих экологический сертификат, будет способствовать оздоровлению экологической обстановки. Это особенно касается крупных градообразующих предприятий, являющихся доминирующими
факторами воздействия на окружающую природную среду городов. Экологическая сертификация должна стать необходимым условием функционирования крупных промышленных центров, где
на компактной территории расположены несколько промышленных предприятий.
Лицензирование природопользования включает лицензирование
изъятия природных ресурсов. Порядок лицензирования изъятия природных ресурсов определяется законами РФ и принимаемыми в соответствии с ними постановлениями Правительства РФ и другими нормативными актами. В настоящее время лицензированию подлежат
следующие виды деятельности: пользование водными объектами,
пользование недрами, комплексное природопользование, а также деятельность в области охраны окружающей среды и деятельность в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды.
Ниже приведен пример административного механизма решения
проблем качества окружающей среды в Красноярске.
Для того чтобы более предметно понимать, как могут работать административные механизмы контроля качества окружающей среды в городе рассмотрим
порядок проведения работ по регулированию выбросов вредных (загрязняющих)
веществ в атмосферный воздух в периоды неблагоприятных метеорологических
условий (НМУ) в городских и иных поселениях Красноярского края. Этот порядок был утвержден постановлением Правительства Красноярского края (постановление № 195-п от 17.05.2012) и является одним из способов координации
действия различных служб и предприятий в городе.
Участниками мероприятий по регулированию выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в периоды НМУ на территории Красноярского края являются:
131
– среднесибирское межрегиональное территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды;
– управление Федеральной службы по надзору в сфере природопользования
по Красноярскому краю;
– управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Красноярскому краю;
– министерство природных ресурсов и лесного комплекса Красноярского
края;
– служба по контролю в сфере природопользования Красноярского края;
– органы местного самоуправления городских округов Красноярского края;
– юридические лица, индивидуальные предприниматели, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, которые обязаны проводить мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух (далее – субъекты хозяйственной
деятельности).
Общие правила организации работ по регулированию выбросов вредных
(загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в периоды НМУ распространяются на:
– разработку и согласование мероприятий по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в периоды НМУ;
– подготовку и передачу предупреждения и оповещения о наступлении
НМУ потребителям информации;
– проведение мероприятий по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в периоды НМУ.
– анализ информации о выполнении планов мероприятий по снижению выбросов, организация проверок.
Порядок действий при наступлении НМУ следующий. Красноярский центр
по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды передает предупреждения и оповещения о НМУ в министерство природных ресурсов и лесного комплекса Красноярского края, органы местного самоуправления Красноярского
края, Управление Росприроднадзора по Красноярскому краю, службу по контролю в сфере природопользования Красноярского края, Управление Роспотребнадзора по Красноярскому краю, прокуратуру Красноярского края.
При получении прогноза о наступлении НМУ субъекты хозяйственной деятельности, определенные в перечне, обязаны незамедлительно начать проводить
мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в соответствии с установленным режимом НМУ, осуществлять производственный инструментальный контроль на источниках выброса и
контрольных точках в зонах влияния выбросов вредных (загрязняющих) веществ
в атмосферный воздух согласно ведомственному плану-графику с последующей
передачей данных наблюдений в контрольных точках в прогностическую группу – центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
При получении прогноза о наступлении НМУ органы местного самоуправления Красноярского края, на территории которых зарегистрированы НМУ, организуют оповещение о наступлении НМУ в информационно-коммуникационных сетях муниципальных органов или средствах массовой информации с реко132
мендациями по ограничению действий, приводящих к дополнительному загрязнению атмосферного воздуха и рискам для здоровья населения.
При получении прогноза о наступлении НМУ Управление Росприроднадзора по Красноярскому краю, служба по контролю в сфере природопользования
Красноярского края осуществляют внеплановые мероприятия по государственному надзору за охраной атмосферного воздуха (проведением мероприятий по
уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух
в периоды НМУ) на территории края в соответствии с действующими нормативными правовыми актами Российской Федерации, нормативными правовыми актами Красноярского края по согласованию с органами прокуратуры.
Красноярский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды при наступлении НМУ проводит наблюдения за загрязнением воздуха на
стационарных постах, по результатам которых в 3-дневный срок после окончания НМУ готовит информацию о динамике загрязнения атмосферного воздуха
за наблюдаемый период и передает ее в адрес Управления Росприроднадзора по
Красноярскому краю, Управления Роспотребнадзора по Красноярскому краю,
службы по контролю в сфере природопользования Красноярского края, органам
местного самоуправления Красноярского края, на территории которых зарегистрированы НМУ, прокуратуры Красноярского края.
В перечень субъектов хозяйственной деятельности Красноярска, которые
обязаны проводить мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в периоды неблагоприятных метеорологических условий входит 36 предприятий, включая все ТЭЦ города,
ОАО Красноярский алюминиевый завод, ООО Красноярский цемент и другие
предприятия города. С полным списком предприятий можно ознакомиться на
официальном
портале
Красноярского
края
по
адресу
http://www.krskstate.ru/nature/envir.
8.1.2. Экономические механизмы управления
В основе экономических механизмов управления охраной экосистем городской среды лежит возможность выбора между альтернативными способами действия, приводящими к различным затратам со
стороны хозяйствующего субъекта. При применении экономических
механизмов регулирования природоохранной деятельности необходимо руководствоваться двумя основными принципами:
«загрязнитель платит» – возмещать ущерб окружающей среде
должен тот, кто его наносит;
«справедливая цена окружающей среды» – рыночная стоимость
продуктов, обслуживания и т. д. должна отражать их стоимость с точки зрения охраны окружающей среды.
Гарантией эффективности экономических механизмов управления является их правовое обеспечение – четкая регламентация условий применения путем принятия соответствующих законов и подза133
конных актов на федеральном, локальном (субъекта федерации), местном уровнях.
В число экономических механизмов охраны и регулирования качества окружающей среды входят:
• правила заключения договоров, выдача лицензий и установление лимитов на комплексное природопользование;
• платность природопользования;
• налогообложение субъектов, загрязняющих природную среду;
• установление квот на выбросы поллютантов;
• экономическое стимулирование охраны окружающей среды;
• выделение грантов, займов, субсидии или других финансовых
вливаний, направленных на реализацию мероприятий по охране и
очистке окружающей среды.
Договор, лицензия и лимиты на природопользование определяются законом следующим образом:
Договор на комплексное природопользование заключается между
природопользователем и исполнительным органом власти края, области, автономной области, автономного округа, района, города на
основе заключения экологической экспертизы на предполагаемую хозяйственную или иную деятельность и лицензии (разрешения) на
комплексное природопользование.
Договор на комплексное природопользование предусматривает
условия и порядок использования природных ресурсов, права и обязанности природопользователя, размеры платежей за пользование
природными ресурсами, ответственность сторон и возмещение вреда,
порядок разрешения споров.
Лицензия (разрешение) на комплексное природопользование выдается природопользователю специально уполномоченными на то государственными органами Российской Федерации в области охраны
окружающей природной среды с указанием:
• вида, объема и лимита хозяйственной деятельности по использованию природных ресурсов;
• экологических требований, при которых допускается использование природных ресурсов, последствий несоблюдения этих требований.
Лимиты на природопользование являются системой экологических ограничений по территориям и представляют собой установленные предприятиям на определенный срок объемы предельного использования (изъятия) природных ресурсов, выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещения
отходов производства.
134
Законом предусматривается платность природопользования,
включая плату за природные ресурсы, загрязнение окружающей природной среды и другие виды воздействия.
Плата за природные ресурсы (землю, недра, воду, леса и иную
растительность, животный мир, рекреационные (зоны отдыха, пляжи
и т. п.) и другие природные ресурсы) взимается:
• за право пользования природными ресурсами в пределах установленных лимитов;
• за сверхлимитное и нерациональное использование природных
ресурсов;
• на воспроизводство и охрану природных ресурсов.
Плата за загрязнение окружающей природной среды и другие виды воздействия взимается за:
• выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и
другие виды загрязнения в пределах установленных лимитов;
• выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и
другие виды загрязнения сверх установленных лимитов.
Плата за нормативные и сверхнормативные выбросы и сбросы
вредных веществ, размещение отходов перечисляется предприятиями,
учреждениями, организациями в бесспорном порядке: 90 % – на специальные счета внебюджетных государственных экологических фондов, 10 % – в доход республиканского бюджета Российской Федерации для финансирования деятельности территориальных органов государственного управления в области охраны окружающей природной среды.
Экономическое стимулирование охраны окружающей природной
среды осуществляется путем:
• установления налоговых и иных льгот, предоставляемых государственным и другим предприятиям, учреждениям и организациям,
в том числе природоохранным, при внедрении малоотходных и безотходных технологий и производств, использовании вторичных ресурсов, осуществлении другой деятельности, обеспечивающей природоохранный эффект;
• освобождения от налогообложения экологических фондов;
• передачи части средств экологических фондов на договорных
условиях под процентные займы предприятиям, учреждениям, организациям и гражданам для реализации мер по гарантированному
снижению выбросов и сбросов загрязняющих веществ;
• установления повышенных норм амортизации основных производственных природоохранных фондов;
135
• применения поощрительных цен и надбавок на экологически
чистую продукцию;
• введения платы за нормативные и сверхнормативные выбросы и
сбросы вредных веществ, размещение отходов и другие вредные воздействия на окружающую среду;
• применения льготного кредитования предприятий, учреждений,
организаций независимо от форм собственности, эффективно осуществляющих охрану окружающей природной среды (Круглова, 2001).
Налоговые и иные льготы могут предоставляться при внедрении
наилучших существующих технологий, нетрадиционных видов энергии, использовании вторичных ресурсов и переработке отходов, а
также при осуществлении иных эффективных мер по охране окружающей среды в соответствии с законодательством Российской Федерации. Экологическое налогообложение – статья общих налогов
предприятия, осуществляющего деятельность, связанную либо с использованием природных ресурсов, либо оказывающего воздействие
на окружающую среду.
Предоставление налоговых и иных льгот является эффективным
механизмом поощрения любых видов деятельности, направленной на
снижение негативного воздействия на окружающую среду и улучшение экологической обстановки на местах. Определенные налоговые
льготы могут быть законодательно предоставлены предприятиям местными органами власти, в частности в части налогов, которые зачисляются в местный бюджет.
Поддержка природоохранной деятельности может выражаться, с
одной стороны, в создании налоговых льгот для предприятий и организаций, работающих в сфере экологического предпринимательства.
С другой стороны, такая поддержка может осуществляться в форме
создания благоприятного инвестиционного климата для проектов в
области охраны окружающей природной среды.
Одним из экономических механизмов управления является экологическое страхование – вид страхования, в котором страхователем
выступает предприятие, страхующее риски, связанные с непредвиденными обстоятельствами экологического характера (аварии с экологическими последствиями на самом предприятии, сторонние экологические происшествия, повлекшие корректировку технологических
схем хозяйственной деятельности страхователя).
Под экологическим страхованием (страхованием ответственности за нанесение вреда окружающей среде) понимается страхование
гражданской ответственности владельцев потенциально опасных объ136
ектов в связи с необходимостью возмещения ущерба третьим лицам,
обусловленного технологической аварией или катастрофой. Такое
страхование предусматривает покрытие затрат на ликвидацию последствий загрязнения, прямого имущественного ущерба третьим лицам, пострадавшим от загрязнения, а также затрат по возмещению
вреда жизни и здоровью населения, пострадавшего от вредных воздействий, и требует разработки перечня страховых событий, подлежащих страхованию, и методики оценки убытков, причиненных реципиентам в результате аварийного загрязнения.
Законом РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (ст. 15) предусмотрено, что организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, обязана страховать ответственность за причинение вреда жизни, здоровью или имуществу других лиц и окружающей природной среде в случае аварии
на опасном производственном объекте.
Для эффективности экономических механизмов управления важным является определение экологического риска от техногенных воздействий и оценка экономического ущерба для окружающей среды.
Методики оценки экологического риска и риска для здоровья человека, а также расчет экономического ущерба от загрязнения окружающей среды требуют специальных знаний. При оценке экологических
издержек и ущербов от техногенных воздействий на окружающую
среду необходимо учитывать следующие затраты на реализацию природоохранных мероприятий:
• основные текущие затраты (содержание и обслуживание основных фондов предприятия; на мероприятия природоохранной деятельности, связанные с разработкой новых и совершенствованием существующих технологических процессов, а также осуществлением экологического контроля за выбросами, сбросами вредных веществ в окружающую среду);
• социальные затраты (реабилитация работников, связанная с повышенной заболеваемостью от негативных производственных воздействий);
• компенсационные затраты (компенсация потерь продукции изза снижения производительности труда, связанного с повышенной заболеваемостью работников от воздействия вредных веществ, компенсация потерь продукции, сырья, полуфабрикатов в виде выбросов с
отходящими газами или сбросами со сточными водами, компенсация
повышенного износа фондов технологического назначения из-за воздействия загрязнений).
137
Одним из элементов экономического механизма управления качеством окружающей среды является плата за загрязнение окружающей среды. Плата за загрязнение окружающей среды выражается в
денежной компенсации предприятиями социального, экономического
и экологического ущерба, наносимого природе и здоровью людей.
Плата за загрязнение окружающей среды взимается со всех предприятий (организаций), юридических и физических лиц, занимающихся
хозяйственной деятельностью, наносящей ущерб природной среде и
здоровью людей.
Плата за загрязнение окружающей среды рассматривается в праве окружающей среды России и зарубежных государств как один из
основных экономических стимулов к тому, чтобы предприятияприродопользователи, деятельность которых связана с такими воздействиями на природу, сами принимали меры по уменьшению загрязнения окружающей среды в соответствии с требованиями законодательства.
Некоторые общие требования относительно платы за негативное
воздействие на окружающую среду определяются в Федеральном законе «Об охране окружающей среды» (ст. 16). К видам негативного
воздействия на окружающую среду, за которые взимается плата, относятся:
• выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ и иных
веществ;
• сбросы загрязняющих веществ, иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты, подземные водные объекты и
на водосборные площади;
• загрязнение недр, почв;
• размещение отходов производства и потребления;
• загрязнение окружающей среды шумом, теплом, электромагнитными, ионизирующими и другими видами физических воздействий;
• иные виды негативного воздействия на окружающую среду.
Закон не определяет формы платы за негативное воздействие на
окружающую среду. В нем говорится о том, что такие формы определяются федеральными законами. На сегодняшний день такие законы
не приняты. Определение размеров и взимание платы за загрязнение
окружающей среды регламентируются на федеральном уровне достаточно подробно документом, утвержденным постановлением Правительства РФ от 28 августа 1992 г. (в редакции Постановления от 14
июня 2001 г. № 463), который называется «Порядок определения пла138
ты и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной
среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».
Исходными при определении платы за негативное воздействие на
окружающую среду являются базовые нормативы платы за выбросы,
сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду,
размещение отходов и другие виды вредного воздействия, а также коэффициенты, учитывающие экологические факторы.
Устанавливались два вида базовых нормативов платы:
• за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов, другие виды вредного воздействия в пределах допустимых нормативов;
• за выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов, другие виды вредного воздействия в пределах установленных
лимитов (временно согласованных нормативов). При этом базовые
нормативы платы за загрязнение окружающей среды в пределах временно согласованных нормативов в пять раз превышали платежи за
загрязнение окружающей среды в пределах допустимых нормативов.
Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы
загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления установлены
постановлением Правительства РФ от 12 июня 2003 г. № 344.
Базовые нормативы платы за загрязнение устанавливаются по
каждому ингредиенту загрязняющего вещества (отхода), виду вредного воздействия с учетом степени опасности их для окружающей
природной среды и здоровья населения. Для отдельных регионов и
бассейнов рек устанавливаются коэффициенты к базовым нормативам
платы,
учитывающие
экологические
факторы –
природноклиматические особенности территорий, значимость природных и социально-культурных объектов. При этом дифференцированные ставки платы определяются умножением базовых нормативов платы на
коэффициенты, учитывающие экологические факторы.
Плата за загрязнение окружающей среды в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы выбросов/сбросов загрязняющих веществ, объемы
размещения отходов, уровни вредного воздействия, определяются путем умножения соответствующих ставок платы на величину указанных видов загрязнения и суммирования полученных произведений по
видам загрязнения.
139
Плата за загрязнение окружающей среды в пределах установленных лимитов определяется путем умножения соответствующих ставок платы на разницу между лимитными и предельно допустимыми
выбросами/сбросами загрязняющих веществ, объемами размещения
отходов, уровнями вредного воздействия и суммирования полученных произведений по видам загрязнения.
Плата за сверхлимитное загрязнение окружающей природной
среды определяется путем умножения соответствующих ставок платы
за загрязнение в пределах установленных лимитов на величину превышения фактической массы выбросов/сбросов загрязняющих веществ, объемов размещения отходов/уровней вредного воздействия
над установленными лимитами, суммирования полученных произведений по видам загрязнения и умножения этих сумм на пятикратный
повышающий коэффициент.
В случае отсутствия у природопользователя надлежаще оформленного разрешения на выброс, сброс загрязняющих веществ, размещение отходов вся масса загрязняющих веществ учитывается как
сверхлимитная.
Платежи за предельно допустимые выбросы, сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов, уровни вредного воздействия
осуществляются за счет себестоимости продукции (работ, услуг), а
платежи за превышение их – за счет прибыли, остававшейся в распоряжении природопользователя.
Важным является вопрос о том, куда поступают платежи за загрязнение окружающей среды. На современном этапе распределение
платежей за негативное воздействие на окружающую среду регулируется Бюджетным кодексом РФ от 31 июля 1998 г. В соответствии с
ним 20 % платы поступает в федеральный бюджет; 40 % – в бюджеты
субъектов РФ; 40 % – в местные бюджеты. При этом Кодексом не устанавливается целевое расходование этих финансовых средств (Бринчук, 2009).
8.1.3. Общественные механизмы управления
Участие общественности в управлении состоянием окружающей среды в городе
Участие общественности – это непрерывный процесс взаимодействия между гражданами и организациями, ответственными за принятие решения. Под общественностью понимаются не только индивидуальные лица, но и организации и ассоциации, которые не участвуют в
выполнении государственных обязанностей или не имеют официаль140
ных полномочий для принятия решений. Участие общественности в
процессе принятия решений служит инструментом согласования интересов различных групп, вовлеченных в планирование и осуществление намечаемой деятельности или затрагиваемых ее возможными
воздействиями, что позволяет избежать конфликтных ситуаций. Усилия по привлечению общественности к принятию решений могут
привести к замедлению процессов планирования и реализации проектов, а также к дополнительным затратам, но это позволяет избежать
непредвиденных изменений и корректировок в будущем, когда окончательное решение уже принято. За счет этого достигается экономия
как временных, так и финансовых затрат государственных органов и
предпринимателей, а кроме того, создаются условия для построения
доверия и согласия в обществе.
Как показывает опыт, участие всех заинтересованных сторон в
принятии решений способствует социальной солидарности среди населения, более бережному отношению к окружающей среде. Внимание со стороны администрации формирует у граждан новое восприятие своей роли: жители осознают, что у них есть возможность внести
вклад в изменение города. Участие общественности создает и развивает ощущение принадлежности к месту проживания и тем самым
усиливает чувство местной идентичности. На практике степень участия общественности в процессе принятия решений может быть различной (рис. 8.1).
Участие общественности не гарантирует, что все жители города
останутся довольны принятым решениям, потому что у разных групп
людей разные приоритеты и интересы. Но участие в процессе принятия решений на ранних стадиях, поиск способов заявления своей позиции помогают достичь консенсуса. Основные сложности, связанные
с участием общественности, включают: время, финансирование и несоответствие существующим административным процедурам. Вопросы времени в основном связаны с тем, что широкое участие и достижение соглашений между участниками требует значительного времени. Финансовые средства для эффективного вовлечения жителей города часто недостаточны, что тесно связано с фактором времени – на
поиск средств требуются дополнительные усилия. Управленческие
структуры не всегда достаточно мобильны и открыты новым схемам
управления, включая вопросы участия местного населения в принятии решений.
Для того чтобы процесс участия общественности был эффективным, необходимо соблюдать интересы сторон, внимательно отно141
ситься к разработке стратегии участия общественности, соблюдать
принцип открытости. Можно выделить следующие характеристики
этого процесса:
• Все заинтересованные группы должны иметь возможность участвовать в принятии решения.
• Участники процесса должны обладать возможностями и средствами для реализации процесса, а также ощущать ответственность за
процесс.
• Процесс участия и управление должны быть «прозрачными»,
т. е. ясными для всех сторон.
• Процесс должен признавать существование и учитывать интересы заинтересованных групп.
• Процесс должен подразумевать возможность выхода участников из дискуссии.
Рис. 8.1. Уровни участия общественности
Эффективные программы участия заинтересованных сторон основаны на выявлении заинтересованных (целевых) групп общественности и последующей работе с ними над решением определенных
проблем. Анализ таких групп служит двум основным целям. Вопервых, это выявление и учет различных интересов и мнений, связанных с намечаемой деятельностью. Во-вторых, это учет специфики
различных групп при организации взаимодействия с общественностью. Методы информирования и взаимодействия, круг обсуждаемых
проблем существенным образом зависят от особенностей конкретной
142
группы. Эффективность участия общественности значительно повышается, если подготовленные информационные документы ориентированы на различные целевые группы, но доступны всем участникам
процесса.
Детально разработанный план, определяющий цели, задачи, действия, видимые результаты и их показатели, – все это совместно с
четким определением сроков и необходимых ресурсов значительно
снижает риск неудачи диалога сторон.
Важно определить, с какой целью привлекается общественность
и каковы ожидаемые результаты. Привлечение общественности
должно быть обосновано и проводиться тогда, когда есть возможность повлиять на процесс принятия решений.
Инициатор привлечения общественности к обсуждению должен
оценить наличие ресурсов в долгосрочной перспективе, так как неправильно спланированные ресурсы могут привести к отсутствию запланированных результатов и утрате доверия как со стороны общественности, так и со стороны государственных органов и администрации города. Необходимо отметить, что инициатору участия общественности необходимо продумать не только сам процесс участия, но и
оценить его место в процессе принятия решения в городе.
Ресурсами, которые участники привносят в процесс, могут быть
время, денежные средства, навыки, информация, юридическая компетенция и влияние. Каждая заинтересованная группа обладает ресурсами, поэтому в процессе планирования и реализация процесса участия общественности важно определиться с тем, какими именно ресурсами обладает каждый участник (или группа), а также желанием
поделиться располагаемыми ресурсами и распланировать равномерное использование ресурсов на протяжении всего процесса.
Анализ заинтересованных сторон – метод, позволяющий лучше
узнать людей, группы и организации, которые могут повлиять на успех проекта или зависят от результатов его выполнения. Первый шаг
в анализе заинтересованных сторон – это, как правило, составление
предварительного списка. Инициатор или инициативная группа определяет основные заинтересованные группы с их интересами, знанием/незнанием об инициативе/проекте.
Важно найти единомышленников, которые разделяли бы ваши
взгляды на необходимость разрешения проблемы. Важно привлекать
лидеров различных заинтересованных групп.
Необходимо привлечь заинтересованные группы к сотрудничеству. Не надо навязывать участие. Необходимо понять мотивы, интере143
сы, занятия и цели, которые движут людьми, чтобы понять ситуацию
и достичь результатов. Очень важно знать отношения заинтересованных групп между собой и в соответствии с существующей ситуацией
совместно сформировать программу решения конфликтов и достижения общих решений. Конфликты могут быть результатом различного
понимания проблемы. Поэтому важно определить видение проблемы
разными сторонами.
Для того чтобы обеспечить оптимальный уровень участия в процессе, очень важно, чтобы заинтересованные стороны воспринимали
своё участие как шанс для реализации собственных интересов и требований и считали, что они выиграют от такого взаимодействия. Проблема, подлежащая обсуждению, должна отражать обеспокоенность и
интересы всех предполагаемых сторон, а не только заботы и интересы
инициатора.
Уже на ранних стадиях процесса с участием общественности
должны быть оговорены «границы» процесса: решаемая проблема и
то, какая ее часть подлежит обсуждению общественности.
Процессы с участием общественности требуют четкой организации и работы слаженной команды организаторов. В помощь инициаторам процесса можно пригласить стороннего эксперта либо модератора.
Приглашение сторон не обязательно означает, что они действительно примут участие. Заинтересованным сторонам должны объясняться не только мотивы для участия в процессе, но и польза, которую они могут от него получить. Важно добиться понимания целей,
задач, проблем, обеспокоенности заинтересованных групп.
Необходимо дать понять заинтересованным группам, какие цели
и задачи стоят перед участниками процесса, проанализировать общее
видение различных заинтересованных групп. Тесная постоянная работа с заинтересованными группами способствует налаживанию диалога и даёт возможность разделить ответственность между сторонами; выбрать подходящие методы участия.
Вся обсуждаемая информация должна быть изложена понятным
и простым языком, понятным каждому участнику процесса. Четко
должны быть установлены рамки того, что может быть изменено, а
что – нет.
Процессы с участием общественности, как правило, цикличны.
Общественное внимание к определенным вопросам возникает, растет
и в какой-то момент иссякает. Можно привлечь внимание общества к
какой-либо проблеме в течение определенного периода времени, од144
нако такой процесс будет всегда сопровождаться циклами «вступления» и «выхода» заинтересованных сторон. Необходимо работать над
созданием постоянной платформы участия общественности, которая
будет работать в долгосрочной перспективе.
Выбор подходящих инструментов очень важен для каждого этапа
участия общественности. Различные формы участия могут быть использованы при работе с различными группами. Выбор метода и средства
коммуникации зависит от достигаемых целей. Наиболее распространенными инструментами коммуникации являются традиционные средства массовой информации, телефонные звонки, ролевые игры, анкетирование, разработка и использование веб-сайтов, семинары, встречи,
круглые столы, брошюры, плакаты. В последнее время одним из наиболее эффективных инструментов вовлечения общественности являются
социальные сети. Тематические сообщества и страницы мероприятий в
социальных сетях удобны для использования, не требуют специальных
знаний и навыков, необходимых для создания собственных интернетресурсов, привлекают большое количество участников, создают возможности для широкого общественного участия.
Необходимо проводить мониторинг как самого процесса участия
общественности, так и воздействия на процесс принятия решений.
Хорошо обоснованный контроль и проверка помогут доработать и
при необходимости скорректировать процесс участия общественности. Существует множество инструментов и методов, которые могут
быть использованы для мониторинга и оценки участия общественности. Анкеты, отражающие «ожидания» и «отзывы» участников, могут
помочь организации мониторинга и оценки. Такого рода опрос может
помочь оценить ожидания заинтересованных групп и впечатления
участников в результате совместной работы, а также лучше понять
невысказанные мнения.
Обычной практикой является раздача оценочных листов всем
участникам незадолго до конца процесса. Отзывы заинтересованных
сторон или ответы на анкеты могут быть собраны с использованием
веб-сайтов, по телефону или путем персональных интервью.
Участие общественности в управлении городом определено многими документами.
Конвенция ООН о доступе к информации, участии общественности в процессе принятия решений и доступе к правосудию по вопросам, касающимся окружающей среды, известная как «Орхусская конвенция», была принята 25 июня 1998 г. и была подписана 39 странами, включая многие страны Европейского союза и почти все страны
145
СНГ. К сожалению, Россия не подписала эту конвенцию. В то же
время положения этой конвенции можно рассматривать как положительные практики, отражающие современные тенденции, происходящие в мире.
Ниже приведены три основополагающих принципа Конвенции.
I. Доступ к экологической информации.
Любой человек может обратиться в государственный орган с информационным запросом, не объясняя причин, для чего ему нужна
информация. Кроме того, государственные органы в соответствии с
положениями Конвенции обязаны не только своевременно предоставить запрашиваемую информацию, но и активно распространять экологическую информацию, делать ее оперативной и доступной.
Понятие «экологическая информация» Конвенция трактует как информацию о состоянии окружающей среды, здоровья людей и безопасности, планах, программах и политике в сфере окружающей среды.
Государственные органы обязаны:
• предоставлять свободный доступ к экологической информации;
• осуществлять сбор, хранение и обновление экологической информации, имеющей отношение к их деятельности;
• активно распространять определенные виды экологической информации по собственной инициативе, не дожидаясь запросов;
• создать системы, обеспечивающие доступ к экологической информации на основе запроса.
Конвенцией также определены сроки для ответа на запрос, критерии того, когда и в какой форме информация должна предоставляться, случаи, когда запрос на получение информации может быть
отклонен.
II. Участие общественности в процессе принятия экологически
значимых решений.
Согласно Орхусской конвенции государственный орган обязан привлечь в процесс принятия решения граждан, жизни которых это решение
непосредственно коснется. Конвенция выделяет три вида решений, в
процесс принятия которых необходимо привлекать граждан: 1) решение
по конкретным видам деятельности, перечень которых приведен в Конвенции; 2) разработка планов, программ, политики в области окружающей среды; 3) разработка нормативных правовых актов.
Государственный орган, принимающий решение, обязан:
• привлекать общественность на начальной стадии принятия решения, на которой еще можно повлиять на принимаемое экологически значимое решение;
146
• установить разумные сроки для участия общественности;
• обеспечить эффективное информирование общественности о
возможности ее участия;
• предоставить общественности базовую информацию о принимаемом решении;
• вся информация, используемая в процессе принятия решений,
должна быть доступна общественности для ознакомления;
• обеспечить возможность подачи замечаний;
• надлежащим образом учесть замечания общественности в выработанных государственными органами экологически значимых решениях;
• предоставить общественности информацию об окончательном
решении.
III. Доступ к правосудию по вопросам, касающимся окружающей
среды.
В соответствии с этим принципом государство обязано гарантировать применение надлежащих механизмов правосудия и юридической защиты гражданам, чьи права, предусмотренные Конвенцией,
были нарушены, в том числе право на благоприятную окружающую
среду, право на экологическую информацию, право на участие в процессе принятия экологически значимых решений.
Федеральный закон РФ «Об экологической экспертизе» от
23 ноября 1995 г. № 174 регулирует отношения в области экологической экспертизы и направлен на реализацию конституционного права
граждан Российской Федерации на благоприятную окружающую среду посредством предупреждения негативных воздействий хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду. Глава 4 этого закона описывает права граждан и общественных организаций (объединений) в области экологической экспертизы. В частности в законе законодательно закреплено понятие «общественная экологическая экспертиза». Общественная экологическая экспертиза (ОЭЭ) организуется и
проводится по инициативе граждан и общественных организаций
(объединений), а также по инициативе органов местного самоуправления общественными организациями (объединениями), основным
направлением деятельности которых в соответствии с их уставами
является охрана окружающей природной среды, в том числе организация и проведение экологической экспертизы, и которые зарегистрированы в порядке, установленном законодательством Российской Федерации (ст. 20 ФЗ «Об экологической экспертизе»).
147
Чтобы провести ОЭЭ, нужно подать заявление общественных организаций (объединений) о ее проведении для получения государственной регистрации.
Согласно ст. 19 Федерального закона «Об экологической экспертизе» граждане и общественные организации (объединения) в области
экологической экспертизы имеют право:
• выдвигать предложения о проведении общественной экологической экспертизы,
• получать информацию о результатах ее проведения, о начале и
результатах ее проведения.
• осуществлять иные действия в области экологической экспертизы, не противоречащие законодательству РФ.
Кроме того, организации, осуществляющие общественную экспертизу, имеют право:
• получать от заказчика документацию, подлежащую экологической экспертизе,
• знакомиться с нормативно-технической документацией,
• участвовать в качестве наблюдателей через своих представителей в заседаниях экспертных комиссий государственной экологической экспертизы
• участвовать в проводимом ими обсуждении заключений общественной экологической экспертизы (ст. 22).
ОЭЭ не может проводиться в отношении объектов, сведения о
которых составляют государственную, коммерческую и (или) иную
охраняемую законом тайну.
ОЭЭ — это эффективный инструмент общественного участия,
она позволяет дать оценку качеству подготовки проектной документации и сделать выводы о возможных экологических, социальноэкологических и экономических последствиях реализации проекта.
Общественная экспертиза является тем инструментом, который
позволяет установить диалог между интересами населения, общественным мнением и формальными процедурами проектноинвестиционного цикла.
Формирование общественного самосознания населения (молодежи, школьников через систему образования и информационного воспитания)
Экологическое образование и экологизация общественного сознания играют важную роль в формировании экологически благоприятной и безопасной среды обитания, формировании условий для перехода к устойчивому развитию городской среды.
148
В городе Красноярске для формирования экологического самосознания горожан проводятся мероприятия «Чистый город – здоровый мир», ресурсосберегающая акция «Зелёный ликбез», акция «Чистый берег», операция «Чистый воздух», акция «День Енисея» и др.
План работы по проведению городского экологического мероприятия «Чистый город – здоровый мир» в 2012 г. был утвержден
распоряжением администрации города Красноярска от 12.05.2012
№ 78-р по следующим направлениям:
повышение уровня экологической культуры населения, экологическое информирование и просвещение;
мероприятия по благоустройству, поддержанию чистоты и порядка;
организация ресурсосберегающих акций по сбору вторичного
сырья и озеленению территорий;
операция «Чистый воздух»;
экологическое воспитание и образование подрастающего поколения в рамках общешкольной акции «Дни защиты от экологической
опасности»;
организация мероприятия, посвященного празднованию Всемирного дня охраны окружающей среды.
В целях обеспечения экологического информирования изготовлен в
фирменном стиле администрации города буклет «Культура общения с
природой». Необходимое количество экземпляров передано общественным экологическим организациям, библиотекам, образовательным учреждениям, предприятиям жилищно-коммунального хозяйства, органам
администрации города, управляющим организациям. Предоставление
памятки, включая жителей, осуществляется бесплатно.
Для пропаганды экологической культуры изготовлен новый анимационный видеоролик «Чистый город – начни с себя!». Прокат экологических видеороликов организован в культурно-историческом и
деловом центре города и видеоносителях рекламного бюро «Наш город». В молодежной среде видеоролики демонстрировались на плазменных панелях в учебных корпусах СФУ, СибГТУ, СибГАУ, в муниципальных образовательных учреждениях. Кроме этого ролики показаны на видеоэкранах ОАО «Красноярский завод синтетического
каучука» и в городских маршрутных автобусах. Для всеобщего доступа экологические видеоролики размещены на официальном сайте
администрации города в разделе «Экология».
В период проведения мероприятия «Чистый город – здоровый
мир» информация о результатах работы доводилась до сведения об149
щественности через СМИ, включая телевидение, радио, печатные издания, информационные порталы, а также давались устные и письменные разъяснения.
Администрациями районов в городе Красноярске до населения
регулярно доводится информация о ликвидации несанкционированных свалок и деятельности районных административных комиссий.
Главным управлением по физической культуре, спорту и туризму
организованы работы по наведению порядка и обустройству спортивно-оздоровительного парка на о. Татышев (Татышев-парк, площадью
150 га) для развития массового физкультурного движения и отдыха.
Созданы соответствующие инфраструктурные объекты, решены вопросы сервисного обеспечения и организации общественного питания, перекрыт доступ авто- и мототехники в пешеходную зону с организацией автопарковок.
Учитывая, что о. Татышев используется для проведения общегородских спортивных праздников и общественно-массовых мероприятий, решение задач по его благоустройству и содержанию является
приоритетным направлением.
Дирекцией спортивно-массовых мероприятий в дополнение к
плановой уборке на о. Татышев в 2012 г. ежемесячно проводились
субботники. Совместно с общественной экологической организацией
«Зелёный кошелёк» организована ресурсосберегающая акция «Зелёный ликбез», в ходе которой объявлен прием вторичных материальных ресурсов от населения и отдыхающих.
Управлением молодежной политики администрации города с
участием Трудового отряда Главы города организованы мероприятия
по уборке от мусора набережной р. Енисей и в парке 400-летия города
Красноярска, а также акция «Чистый берег» по приведению в надлежащее состояние береговой полосы вдоль р. Енисей в Железнодорожном, Центральном и Ленинском районах. Среди населения с общественной экологической организацией «Зеленый кошелек» проведены ресурсосберегающие воспитательные акции «Неделя макулатуры» и по раздельному сбору ТБО. Организованы мероприятия по посадке деревьев в парке 400-летия Красноярска, участие в работе по
высадке деревьев в сквере «Серебряный» на территории Октябрьского района.
Согласно плану работы по проведению операции «Чистый воздух» ДПС ГИБДД МУ МВД России «Красноярское» выявлено и привлечено к административной ответственности 64 водителя за эксплуатацию механических транспортных средств с превышением нормати150
вов содержания загрязняющих веществ в выхлопных газах. На должностных лиц, ответственных за выпуск автотранспортных средств на
линию, в результате несоблюдения установленных правил подготовки
техники к работе составлен 41 протокол.
В рамках еженедельных рейдов выявлено 464 правонарушения,
связанные с загрязнением территорий при использовании автотранспортных средств, в том числе:
127 случаев мойки автотранспортных средств в не отведенных
для этого местах;
178 случаев незаконной парковки на газонах и в зонах зеленых
насаждений;
81 случай загрязнения дорожного покрытия;
78 случаев замусоривания и захламления территорий.
С участием СМИ организована информационная акция на посту
ДПС «Турбаза» в Свердловском районе по инструментальному контролю выхлопных газов автотранспортных средств на въезде в город.
Приведенный список мер показывает, что, с одной стороны, в городе ведутся работы направленные на формирование экологического
самосознания. Но, с другой стороны, они зачастую фрагментарны и
скорее всего в таком формате не способны повлиять на ситуацию.
Ниже приведен пример участия общественности в ситуации со
строительством ферросплавного завода в Красноярске.
Город Красноярск является крупным промышленным центром. Город входит в десятку самых грязных городов страны. На территории города расположен
алюминиевый завод, деятельность которого обеспечивает до 30–50 % загрязнений воздуха. В последние годы большой вклад в загрязнение города стал вносить транспорт – количество автомашин в городе выросло в несколько раз. Также свой вклад в загрязнение вносят и крупные теплоэлектростанции, работающие на угле. В силу естественного географического положения (город расположен в котловине) в спокойную безветренную погоду все выхлопы и газы скапливаются в котловине, что приводит к формированию смога. В зимнее время незамерзающая река Енисей (из-за строительства выше по течению одной из крупнейших в мире ГЭС) приводит к тому, что город погружен в туман, который,
смешиваясь с выхлопами и газами, усугубляет ситуацию с качеством окружающей среды в городе. Более подробная информация о качестве окружающей среды в городе приведена в п. 5.3. В целом необходимо отметить, что низкое качество окружающей среды в городе не секрет для его жителей и вопросы качества
окружающей среды потенциально способны консолидировать общественность.
В 2008 г. правительство Красноярского края и ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК» подписали соглашение о строительстве завода по переработке рудного концентрата на
территории незадействованных площадей ООО «Крастяжмаш» (на расстоянии
11 км от Красноярска). В конце лета 2011 г. в городе были инициирован гражданский протест против строительства завода. Был создан интернет-сайт
151
(http://yad-zavod.org), на котором размещалась информация о планах по строительству завода, информация о качестве окружающей среды в городах, где построены похожие предприятия, агитационные материалы против строительства
завода. В социальных сетях (в частности в самой популярной в России социальной сети «В Контакте») были созданы группы в поддержку движения. Количество подписчиков виртуальных групп и участников агитации росло быстрыми
темпами. К осени 2011 г. членами различных групп в социальных сетях стали
десятки тысяч человек. Петиция против завода собрала около 100000 виртуальных подписей. Организаторы акции провели масштабный автопробег «Мы против завода». В городе на многих автомобилях появились ярко желтые наклейки
«Мы против завода» (рис. 8.2.).
Рис. 8.2. Пример наглядной общественной агитации против строительства завода
в Красноярске
Ситуация для администрации города и края осложнялась тем, что в России
приближались выборы в Государственную думу (декабрь 2011 г.) и выборы президента (март 2012 г.). В результате действующие краевые и городские чиновники и политики не могли пройти мимо этой темы. Почти все высшие лица края
сначала неохотно, а потом все с большей и большей активностью начали поддерживать мнение общественности. Участие в компании против завода стало частью предвыборной стратегии как партии власти, так и оппозиционных партий.
Губернатор края после многочисленных выступлений общественности разорвал
соглашение с компанией. Представители компании заявили, что они несут убытки, так как работы по подготовке строительной площадки и сопутствующих
производств уже были начаты и подали на администрацию края в суд.
Фаза судебных отношений началась в марте 2012 г. В июне 2012 г. прошли
выборы мэра города Красноярска. Таким образом, поддержка мнения общественности была приоритетом для местных властей как минимум до этого срока. В
настоящее время официальные заявления политиков и чиновников остаются
прежними: администрация края против строительства завода. В то же время ЗАО
«ЧЕК-СУ.ВК» продолжает судебные иски и настаивает, что все необходимые
152
документы для строительства завода собраны и мнение общественности не легитимно.
Общественное движение в соответствии с принципом цикличности ослабло, активные акции не проводятся, однако лидеры общественного процесса все
еще присутствуют в медийном поле. Основными спорными вопросами при обсуждении строительства завода стали вопрос о проведении независимой экологической экспертизы и краевого экологического референдума о запрете строительства завода. По вопросу экологической экспертизы основная сложность связана с нежеланием представителей завода предоставить детальную информацию
о характере, масштабе и особенностях промышленного процесса, которые необходимы для профессиональной экспертизы. Местное профессиональное сообщество, ознакомившись с имеющейся информацией, утверждает, что ее недостаточно для оценки воздействия на окружающую среду и соответственно принятия
решения. Представители ЗАО «ЧЕК-СУ.ВК» настаивают на том, что они провели государственную экспертизу в соответствии с требованиями и ее результаты
положительны.
Инициатива о проведении краевого экологического референдума столкнулась еще с большими сложностями. Несмотря на участие в процессе профессиональных адвокатов и юристов, статус и возможность проведения этого мероприятия все еще не определены. В мае 2012 г. местная законодательная власть
(Законодательное собрание Красноярского края) отказала инициативной группе
в проведении краевого референдума, так как «таковой референдум не возможен
по причине отсутствия в федеральном законодательстве процедуры его проведения».
В то же время в официальном ответе Председателя Законодательного собрания Красноярского края А.В. Усс на запрос о проведении референдума сообщается следующее: «Одновременно информируем о принятии органами государственной власти Красноярского края мер, связанных с недопущением размещения объектов в крае, хозяйственная и иная деятельность которых может причинить вред окружающей среде без учета мнения населения. Так, Законодательным собранием края внесен на рассмотрение Государственной думы Федерального Собрания Российской Федерации в порядке законодательной инициативы проект федерального закона «О внесении изменений в статью 11 Федерального закона «Об экологической экспертизе» и статью 49 Градостроительного кодекса Российской Федерации» (Постановление ЗС от 9 февраля 2012 г.).
Указанным проектом закона предусматривается требование об обязательности проведения государственной экологической экспертизы проектной документации для отдельных особо опасных производственных объектов.
Кроме того, 19 апреля 2012 г. был принят Закон края «О внесении изменений в Закон края «Об охране окружающей среды в Красноярском крае», устанавливающий, что при размещении объектов, хозяйственная и иная деятельность которых может причинить вред окружающей среде, решение об их размещении принимается с учетом мнения населения или результатов референдума».
Представители общественного движения обратились в Государственную
думу с предложением внести соответствующие изменения в законы «Об охране
153
окружающей среды» и «Об основных гарантиях избирательных прав и права на
участие в референдуме граждан Российской Федерации».
Из комитета Государственной думы РФ по природным ресурсам, природопользованию и экологии поступил официальный ответ с благодарностью за
предложения и указанием на то, что Законодательное собрание Красноярского
края может со своей стороны выйти с законодательной инициативой, направленной на обеспечение конституционных прав граждан на благоприятную окружающую среду.
Необходимо ответить крайне важный момент, ставящий под сомнение роль
общественности в этом примере. Анонимные комментаторы на местных интернет форумах заявили, что они представляют политтехнологические агентства,
которым поступил заказ на разработку подобной компании против строительства промышленного предприятия. Такой заказ был выполнен, по их заявлениям, в
начале 2011 г. (за полгода до начала активных общественных движений в городе). Заказ был направлен не конкретно на проведение кампании в Красноярске, а
исходил от промышленной корпорации федерального масштаба и требовал описать шаги проведения подобной акции. Насколько эти заявления соответствуют
действительности – не известно. Возможно, это лишь одна из форм дискредитации общественного движения. Схожие (форма проведения, наглядная агитация)
протестные движения начались осенью 2011 г. и в других городах Сибири – Новокузнецке и Омске. Это говорит в пользу версии о заказе подобных акций
крупным бизнесом. Таким образом, вполне возможно, что старт кампании был
дан в результате конкурентной борьбы двух частных кампаний (скорее всего федерального уровня) или в результате решения использовать такой инструмент
мобилизации населения для дальнейших политических акций.
Резюмируя, можно выделить следующее. В преддверии важной для России
политической кампании в ряде городов «вспыхнули» общественные движения,
ориентированные на повышение качества окружающей среды и направленные
против конкретных промышленных производств. Велика вероятность, что эти
движения были инициированы заинтересованной стороной (экономические конкуренты; политтехнологические усилия по консолидации общества и созданию
целевых групп влияния). В то же время доказательств и даже прямых следов заказа инициации этих кампаний пока не обнаружено. В любом случае после первоначального толчка события стали развиваться по своей собственной логике.
Сотни добровольцев, собирающие подписи «против», участвующие в пикетах и
использующие наглядную агитацию, действовали бескорыстно.
Стоит отметить, что подобная общественная активность стала новым явлением для современной России. Подобные проявления гражданской активности встречались в начале 90-х (т. е. около 20 лет назад). С тех пор ничего подобного не наблюдалось. Если сопоставить экологическую активность с протестной выборной
активностью, которая наблюдалась в России в декабре 2011–марте 2012 г., можно
сказать, что общество вошло в фазу активных гражданских акций.
В ситуации с заводом общественное движение, безусловно, оказало влияние на ситуацию в городе. Оно собрало вместе достаточное количество активистов разных специальностей. На сегодня задачами движения занимаются юристы, экономисты, депутаты разного уровня. В городе поднят вопрос о проведе154
нии референдума о запрещении строительства любых опасных производств в
черте города. Разрабатывается местный закон, который будет регламентировать
строительство экологически опасных объектов. Начинаются гражданские акции
меньшего масштаба, направленные против конкретных загрязнений окружающей среды действующими предприятиями. Выявлены пробелы в федеральном
законодательстве, ограничивающие возможность горожан влиять на качество
окружающей среды, и инициированы запросы в Государственную думу о внесении изменений в законы. В то же время вопрос о строительстве завода ферросплавов пока еще открыт. В силу подписанных ранее соглашений и недостатков
законодательства он будет решаться в многочисленных судах.
8.1.4. Комплексное планирование и повышение устойчивости
и качества окружающее среды в городах
Урбанизация – один из самых значительных демографических
процессов в современном мире. Рост городских территорий зачастую
сопровождается нехваткой природных, финансовых, административных и технических ресурсов для поддержания адекватного качества
окружающей среды. Несмотря на это, процесс урбанизации продолжается. Исторически урбанизация вела к росту экономики. В целом
около 75 % экономического продукта в мире производится в городах.
Проживание в городах для многих слоев населения становится возможностью избежать бедности. Однако возрастающий темп урбанизации может в конечном итоге привести к снижению уровня жизни.
Это может произойти в том случае, если будут подорваны невосполнимые запасы природных ресурсов.
Так как запасы природных ресурсов и емкость биосферы ограничены, а процессы урбанизации и экономического роста продолжаются, то для поддержания качества жизни требуются новые подходы к
управлению развитием городских территорий. Эти подходы должны
обеспечивать устойчивое развитие территорий, при котором рост
экономического благосостояния не сопровождается ухудшением качества окружающей среды. Ряд передовых городов мира уже продемонстрировали, что при поддержке адекватных стратегических подходов можно добиваться сравнимых уровней экономического развития, используя меньшее количество ресурсов, сокращая отходы и загрязнение окружающей среды. В этом случае улучшается качество
жизни населения и увеличивается конкурентоспособность и устойчивость территории. Такие решения созвучны концепции устойчивого
развития и поэтому по отношению к городам, внедряющим подобные
подходы, используют термин «устойчивый город».
Наиболее часто препятствуют развитию городов неадекватные
управленческие решения, а также стереотипы прошлого. В то же вре155
мя стоит отметить, что многие решения, реализуемые передовыми городами, могут быть доступны даже при ограниченных ресурсах. В
число передовых в плане комплексного управления, достижения целей экономического развития и сохранения качества окружающей
среды относятся города в разных странах и на разных континентах.
Среди них можно выделить такие города, как Куритиба (Бразилия),
Стокгольм (Швеция), Сингапур, Йокогама (Япония), Брисбан (Австралия), Окленд (Новая Зеландия). Масштабное внедрение современных подходов может ускорить развитие городов и создаст новые положительные примеры. Проанализировав примеры успешных городов, специалисты мирового банка выпустили электронное пособие,
где сформулированы четыре основных принципа, необходимых для
управления устойчивым городом (Suzuki et al. 2010).
1. Подход к управлению городом должен быть специфичным,
т. е. он должен учитывать местные особенности, в том числе характеристики окружающей среды, ландшафта и экосистем города.
Этот принцип выглядит очевидным, но на самом деле не всегда
реализуется на практике. В том случае, когда нормативы на выбросы,
лицензирование определенных видов деятельности или перспективы
развития территории определяются федеральными стандартами или
положениями, бывает трудно учесть местные особенности. Многие
планы по реализации видов деятельности, связанных с воздействием
на окружающую среду (например, устройство систем водоснабжения,
методы обращения с отходами, развитие транспорта и др.), должны
разрабатываться, с одной стороны, с учетом местных особенностей, а
с другой – охватывать весь город как единое целое. В таком случае
очень важно учитывать мнение местных специалистов, знающих особенности конкретной территории.
2. Для управления городом должна быть создана расширенная
площадка для разработки и принятия решений при участии и координации действий всех заинтересованных сторон.
Это положение крайне важно, так как развитие города и координированное сохранение или улучшение качества окружающей среды
требуют учета интересов и затрагивают многие стороны. Координация и согласование политик может происходить на нескольких уровнях. В первую очередь рекомендуется, чтобы административные органы сами внедряли передовые формы управления – например программы энергоэффективности во всех муниципальных зданиях, программы сокращения транспортных издержек для сотрудников и пр.
Далее следует активно вовлекать частный сектор, общественность и
156
других заинтересованных лиц, которых затрагивают последствия
планируемых решений, в вопросы планирования и разработки как
стратегических, так и частных планов и проектов. И, наконец, следует
увязывать вопросы развития города, с вопросами развития региона,
вовлекая крупных игроков – государственные органы, крупный частный бизнес и другие заинтересованные организации. Такой подход
позволит выработать единое долговременное видение будущего и
обеспечит согласованную реализацию проектов и их частную и общественную поддержку.
3. Должна быть разработана интегрированная система планирования, разработки и управления городом как одной системой.
Интегрированная схема рассматривает город и его физическое
окружение как единую систему. Такой подход позволяет оптимизировать потоки энергии, вещества и людей в городской среде. Планирование развития в рамках единой системы также включает и пространственное планирование, в том числе землепользование, плотность городской застройки и пр.
4. Планы по финансированию и инвестированию в развитие города должны учитывать вопросы устойчивости путем включения в
оценку жизненного цикла проектов стоимости промышленного, природного, человеческого и социального капиталов.
Одним из главных препятствий для реализации планов и проектов,
направленных на устойчивость городской среды, являются традиционные практики краткосрочной экономической оценки рентабельности
проектов. Традиционные методы анализа затрат и выгод зачастую оценивают лишь финансовые и материальные стороны проектов с точки
зрения конкретного заказчика. Инвестиции оцениваются в денежных
терминах, и все, что не может быть монетизировано либо игнорируется,
либо рассматривается как побочные вопросы. Таким образом, решения в
основном принимаются на основе непосредственных затрат, тогда как до
90 % стоимости жизненного цикла типичной инфраструктуры составляют расходы на ее поддержание и функционирование. Это означает, что в
будущем города столкнутся с проблемой массового инфраструктурного
дефицита, вызванного необходимостью восстанавливать или заменять
инфраструктуру (что и происходит в настоящее время, например, в российских городах в виде проблемы ветхого жилья). В то же время ценность окружающей среды и предоставляемых ей сервисов, экономические и социальные последствия изменения качества окружающей среды,
последствия истощения природных ресурсов не учитываются в большинстве бюджетных расчетов.
157
Для достижения целей устойчивого развития должны применяться новые схемы оценки проектов. Они должны охватывать более
длинные временные горизонты. При оценке проектов необходимо
проводить анализ затрат и выгод на протяжении всего жизненного
цикла проектов. Все формы капитала, включая промышленные, природный, человеческий и социальный и сервисы, которые они предоставляют, должны оцениваться и учитываться при принятии решений.
Комплексные индикаторы должны оценивать влияние предлагаемых
проектов на все стороны городской жизни (культурная, историческая,
эстетическая). Использование таких подходов позволит избежать зачастую не оцениваемых рисков, когда развитие экономически выгодного проекта приводит к негативным социальным или экологическим
последствиям.
Не только планирование, но и строительство городов может осуществляться на основе новых экологических подходов к планированию и использованию природных ландшафтов. Такие подходы реализованы в Бразилии, Великобритании (около 20 городов), Венесуэле,
Нидерландах, России, Сингапуре, США, Финляндии, Франции, Швеции. Это преимущественно города с населением от 25 до 100 тыс. жителей. Их можно разделить на три типа: новые города-сателлиты,
расположенные довольно близко к существующим мегаполисам; свободно существующие новые города, далеко отстоящие от мегаполисов; новые внутримегаполисные города, создаваемые в существующих мегаполисах на месте сносимых кварталов (трущобы, ликвидируемые промышленные или транспортные центры, базы и др.).
Одной из форм экологизации, успешно реализованной в последнее
десятилетие в США, является сохранение, обновление, резервация и основание внутри мегаполисов крупных и важных с экологической точки
зрения зон (зеленых территорий, ландшафтов, водопарков и т. п.): Централ-парка в Нью-Йорке, Парка золотых ворот в Сан-Франциско, Файрмонт-парка в Филадельфии, Парка Лейк-Фронт в Чикаго. Так как далеко
не все мегаполисы мира имели аналогичную возможность заложить парковые зоны раньше, в начальных стадиях своего развития, используются
и другие методы увеличения зеленых зон: например, создается несколько
десятков малых парков и сквериков в различных районах мегаполисов на
месте сносимых трущоб, улиц, других объектов (места выбирают экологи, а городские власти принимают специальные решения, постановления), высаживается большое количество деревьев вдоль улиц, во дворах
разводятся цветы и трава (как и на некоторых плоских крышах домов),
создаются пруды, озера в районах покинутых и заброшенных строений
158
(пример – города Тороното и Ванкувер в Канаде, много городов в Западной Европе).
Один из вариантов успешно осуществляемой экологизации мегаполисов – установление ограничителей роста городов в виде зеленых
поясов. Вокруг существующего города создается (восстанавливается,
укрепляется) плотное кольцо зеленых насаждений (охраняемая законом лесопарковая зона шириной от нескольких сотен метров до нескольких километров), а контролируемый и обоснованный рост города осуществляется за пределами зеленого пояса. При этом создаются
отдельные островки-поселения (жилые, торговые, научные, спортивные или другие центры) по периметру вокруг зеленой зоны, которые
соединяются с центром мегаполиса специальными транспортными
магистралями (например – Портланд, штат Орегон, США).
Таким образом, ключевыми для достижения показателей устойчивости и решения проблем качества окружающей среды в городе является наличие комплексной программы развития города, ориентированной на местные особенности, учет мнения всех заинтересованных
сторон и вовлечение в процессы принятия решений общественности,
учет нематериальных затрат и выгод при планировании проектов.
Реализацию этих принципов должна обеспечивать городская система
принятия решений, основанная на формализованных методах. Эти
методы упрощают процессы анализа и оценки предварительной информации. В основе таких методов лежат подходы к количественному
анализу потоков вещества, энергии и средств в пределах всего города.
Такие подходы позволяют выявить и оптимизировать взаимодействие
между пространственной структурой города и потоками вещества и
энергии внутри города (Suzuki et al., 2010).
8.1.5. Красноярск: состояние окружающей среды
и административно-правовое регулирование
в сфере охраны окружающей среды
Информацию о качестве окружающей среды в Красноярске можно найти в ежегодных государственных докладах о состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае (доступны на сайте Администрации Красноярского края: http://www.krskstate.ru/nature/envir), а
также в материалах комитета по экологии администрации города
Красноярска (http://www.admkrsk.ru/citytoday/ecology). Качество окружающей среды в городе, а также усилия администрации и промышленных предприятий в области снижения воздействия на окружающую среду можно охарактеризовать следующим.
159
В государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации в 2011 году» в перечне 100 самых
загрязненных городов с численностью населения 100 тыс. и более человек Красноярск занял третье место по комплексному индексу загрязнения атмосферы (ИЗА-5 – 23,8). До этого Красноярск в течение
ряда лет Росгидрометом РФ включался в приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы.
Показатель ИЗА-5, используемый Росгидрометом для оценки качества атмосферы, – количественная характеристика по 5 приоритетным загрязняющим веществам, определяющим состояние атмосферы
в данном населенном пункте. По данным территориального Центра по
мониторингу загрязнения окружающей среды Среднесибирского
УГМС в 2012 г. приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха в Красноярске были бенз(а)пирен, формальдегид, взвешенные вещества, диоксид азота, аммиак. Уровень загрязнения атмосферы характеризовался как «очень высокий» – ИЗА-5 составил 22,93.
Если рассматривать данные за пять последних лет, то просматривается тенденция роста величины комплексного индекса ИЗА-5, что
связано в основном с ростом среднегодовых концентраций
бенз(а)пирена и формальдегида (рис. 8.3). В последние пять лет уровень загрязнения атмосферы в городе стабильно характеризуется как
«очень высокий». Качество воздуха в городе испытывает резкие колебания. Скачки качества воздуха совпадают со сроками отопительного
периода и неблагоприятными климатическими условиями. Неблагоприятные с позиции рассеивания выбросов метеорологические условия (НМУ) составили в 2012 г. 43 дня в году.
Общий объем вредных выбросов в атмосферу Красноярска за
2011 г. составил 279,283 тыс. т, что больше показателя прошлого года
на 3,612 тыс. т. Увеличение обусловлено ростом выбросов от передвижных источников загрязнения, количество которых составило
139,212 тыс. т и по сравнению с 2010 г. возросло на 12,119 тыс. т. Количество выбросов от стационарных источников загрязнения снизилось на 8,507 тыс. т и составило 140,071 тыс. т. Таким образом, на долю выбросов от передвижных источников загрязнения в 2011 г. пришлось 49,8 %, на долю промышленных выбросов – 50,2 %.
По объемам выбросов вредных веществ в атмосферный воздух от
стационарных источников загрязнения по данным 2011 г. для разных
районов города наблюдалась следующая картина. На первом месте по
количеству выбросов от стационарных источников Советский район –
77,467 тыс. т, включая выбросы от ОАО «РУСАЛ Красноярск» –
160
66,906 тыс. т (86,4 %). На втором месте Ленинский район – 29,1 тыс. т
с долей выбросов от ТЭЦ-1 – 25,9 тыс. т (89 %). На третьем месте
Свердловский район – (24,0–25,0) тыс. т/год, с долей выбросов от
ТЭЦ-2 – 19,784 тыс. т (80 %) и ООО «Красноярский цемент» –
4,6 тыс. т (18,7 %). По остальным районам количество выбросов колеблется от 0,5 (Октябрьский район) до 5,9 тыс. т (Железнодорожный
район). С учетом активного переноса загрязнений наибольшее негативное воздействие на город оказывается со стороны Советского, Ленинского и Свердловского районов.
Рис. 8.3. Уровень загрязнения атмосферного воздуха городов края
по комплексному индексу загрязнения атмосферы (ИЗА5) в 2009–2011 гг.
(источник – Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды
в Красноярском крае за 2011 год» (2012)
Доля выбросов крупнейшего предприятия города ОАО «РУСАЛ
Красноярск» от всего объема выбросов по стационарным источникам
загрязнения в 2010 г. составляла 45 %. В 2011 г. за счет выполнения
природоохранных мероприятий выбросы алюминиевого завода снижены до 65,8 тыс. т. В 2012 г. снижение выбросов составило
0,298 тыс. т. Согласно данным сводного тома ПДВ по Красноярску
для ОАО «РУСАЛ Красноярск» установлен ведомственный норматив
выбросов в объеме 49,797 тыс. т/год. В настоящее время предприятие
осуществляет выбросы в большем объеме, чем этого требуют предельно допустимые нормативы.
Меры по снижению вредного воздействия на атмосферный воздух, реализуемые в Красноярске промышленным сектором, направлены на модернизацию производства с глубокой очисткой выбросов,
161
ликвидацию незаконно действующих источников загрязнения, закрытие экологически опасных мелких отопительных котельных и производств, достижение установленных нормативов предельно допустимых выбросов, в том числе по ведущим объектам. Кроме ОАО «РУСАЛ Красноярск» достижение предельно допустимых параметров
выбросов к 2015 г. предусмотрено на ОАО «Красноярский цемент» и
ТЭЦ-1 ОАО «Енисейская ТГК (ТГК-13)».
По данным ОГИБДД на 01.01.2013 количество автомототранспортных средств в городе Красноярске составила 343788 ед., в том
числе автотранспортных средств – 340035, из которых 294878 – легковые автомобили, 38297 – грузовые автомобили, 6860 – автобусы.
На основании расчетов, выполненных управлением Росприроднадзора по Красноярскому краю, общее количество выбросов от передвижных источников загрязнения по городу Красноярску за 2012 г. составило порядка 140,0 тыс. т.
Муниципальная политика города направлена на обеспечение пассажирских перевозок экологически чистым транспортом. В 2011 г. закуплено 75 новых муниципальных автобусов, а также 37 единиц новой техники коммерческими перевозчиками. В 2012 г. обновление
коснулось коммерческого автотранспорта и муниципального электротранспорта. Коммерческими перевозчиками закуплено 48 единиц новой техники, на линию выпущено 20 новых троллейбусов взамен устаревших и выведенных из эксплуатации. Вместе с тем вопросы повышения экологического класса автотранспортных средств, участвующих в пассажирских и таксомоторных перевозках, а также эксплуатации на городских маршрутах грузового автотранспорта с высокой степенью износа и дымности требуют принятия управленческих
решений.
В области оптимизации транспортных потоков предполагается,
что со строительством четвертого моста через р. Енисей в результате
перераспределения транспортного потока будет снижен уровень загрязнения от автотранспорта на наиболее перегруженных центральных магистралях на 30–50 %.
Качество воды в реке Енисей в пределах городской черты по
сравнению с 2011 г. незначительно улучшилось и в 2012 г. характеризовалось как «загрязненная», случаев «высокого загрязнения» не зарегистрировано. В реке Кача по присутствию загрязняющих веществ
качество воды характеризовалось как «грязная».
Годовой объем забора воды из природных источников для нужд
города составляет порядка 431 млн м3/год, в том числе на производст162
венные нужды – 247,0 млн м3/год, на хозяйственно-питьевые нужды
до 90,0 млн м3 воды. На производстве в целях экономии воды создаются системы оборотного водоснабжения, общая мощность которых
составляет порядка 201,4 млн м3/год (данные 2011 г.).
В целях предотвращения загрязнения поверхностных водных
объектов осуществляется государственное нормирование сбросов, государственный экологический и аналитический контроль. В г. Красноярске перед сбросом в р. Енисей сточных вод из городской системы
канализации обеспечивается их качественная очистка и обеззараживание на городских правобережных и левобережных очистных сооружениях биологической очистки.
На Красноярской ТЭЦ-2 продолжается строительство очистных сооружений промливневых стоков производительностью 150 м3/ч. После
завершения строительства в 2017 г. и ввода в эксплуатацию очистных
сооружений экономия водных ресурсов за счет использования в системе
оборотного водоснабжения нормативно чистых сточных вод составит
1314 тыс. м3/год, сокращение сброса в р. Енисей нефтепродуктов планируется на 1 т/год, взвешенных веществ – на 6 т/год.
Администрацией города в сфере охраны окружающей среды по состоянию на 01.01.2013 г. изданы следующие муниципальные правовые
акты:
– постановление главы города Красноярска от 25.05.2006 № 444
«О порядке сбора, вывоза, утилизации и переработки бытовых, промышленных и прочих отходов в г. Красноярске»;
– постановление администрации города от 30.04.2004 № 200
«Об обеспечении чистоты и порядка на территориях общего пользования»;
– постановление администрации города от 04.07.2006 № 607
«Об утверждении положения о порядке организации и оплаты вывоза
бытовых отходов от индивидуальных жилых домов»;
– постановление администрации г. Красноярска от 27.04.2012
№ 178 «Об утверждении Правил использования водных объектов общего пользования, расположенных на территории города Красноярска, для личных и бытовых нужд»;
– постановление администрации города от 21.06.2006 № 535 «Об
утверждении порядка сноса зеленых насаждений на территории
г. Красноярска»;
– постановление администрации города от 06.06.2008 № 311 «Об
утверждении Порядка организации мероприятий по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории города Красноярска»;
163
– распоряжение администрации города от 21.12.2012 № 911-ж
«Об утверждении плана мероприятий по внедрению системы видеонаблюдения для предотвращения и пресечения правонарушений, связанных с захламлением территорий в городе Красноярске»;
– распоряжение администрации города от 17.09.2012 № 36-соц
«Об организации раздельного накопления отходов в муниципальных
учреждениях социальной сферы города Красноярска»;
– распоряжение администрации города от 11.05.2010 № 53-р «О
совершенствовании работы по сбору и вывозу отходов в г. Красноярске».
Программа социально-экономического развития г. Красноярска
до 2020 г. утверждена решением Красноярского городского Совета
депутатов от 13.10.2011 № В-267. Программой предусмотрены меры
по снижению техногенной нагрузки на окружающую среду, реализуемые основными предприятиями города, мероприятия краевой ведомственной целевой программы «Охрана окружающей среды в
Красноярском крае на 2010–2012 годы», реализуемые в г. Красноярске, и природоохранные мероприятия по поддержанию благоприятной экологической среды, выполняемые за счет средств бюджета города.
Общая сумма средств краевого, городского бюджетов, собственных средств предприятий, израсходованных в 2011 г. на финансирование программных направлений, составила 302,6 млн руб., в том
числе собственных средств промышленных предприятий –
283,8 млн руб. В итоге достигнуто снижение выбросов вредных веществ в атмосферу на 1298,4 т/год.
На реализацию природоохранных мероприятий в городе Красноярске на 2011 г. в соответствии с решением Красноярского городского Совета депутатов было направлено 10265,58 тыс. руб на следующие мероприятия:
– на очистку берегов водных объектов в черте города в границах
водоохранных зон;
– мероприятия по защите и сохранению городского лесного массива (Березовая роща);
– демеркуризацию отработанных ртутьсодержащих ламп и приборов муниципальных образовательных учреждений и учреждений
здравоохранения;
– экологическое образование и просвещение;
– изготовление печатной продукции и видеопродукции экологической направленности.
164
В 2012 г. в границах г. Красноярска числилось 14 специализированных объектов для размещения отходов. На прилегающих к городу
территориях расположено 9 объектов размещения отходов. Общая
площадь земель, занимаемая вышеуказанными объектами размещения отходов, составляет 590,81 га, в том числе в черте города
357,71 га (60,5 %), в районах – 233,10 га (39,5 %). Суммарная площадь
объектов для размещения твердых бытовых отходов, образующихся в
г. Красноярске, составляет 54,0 га.
В 2012 г. на объектах размещения отходов в черте города и в
пригородной зоне принято 783,75 тыс. т отходов, что на 22,35 тыс. т
больше, чем в 2011 г. (761,4 тыс. т). Количество промышленных отходов составило 574,43 тыс. т. Объем отходов потребления, вывезенных на полигоны ТБО, по сравнению с 2011 г. уменьшился на
81,18 тыс. т и составил 209,32 тыс. т. Уменьшение количества ТБО,
доставляемых на полигоны для захоронения, сократилось в связи с
вывозом ТБО в централизованном порядке на мусоросортировочный
комплекс ООО «Чистый город». В 2012 г. на мусоросортировочном
комплексе принято 82 тыс. т ТБО для сортировки.
Необходимо отметить, что технология централизованной сортировки ТБО не подтвердила ожидаемого эффекта. Фактический процент отбора утильных компонентов на мусоросортировочном комплексе оказался ниже планируемого и составил 7–12 % в зависимости
от рыночного спроса. Возникла необходимость организации переработки вторичного сырья непосредственно на месте, принятия решений по улучшению состава направляемых для сортировки отходов, а
также утилизации остатков ТБО после сортировки термическим способом с получением материальной выгоды. В этих целях администрацией города Красноярска было принято решение по организации системы раздельного накопления отходов в муниципальных учреждениях социальной сферы с выделением полезных фракций. Это позволит
сократить расходы бюджетных учреждений на оплату услуг по захоронению отходов и повысить процент выхода вторичного сырья в
процессе сортировки.
Второй, не менее важной задачей является решение вопроса по
термической утилизации остатков сортировки, для чего мусоросортировочным комплексом прорабатывается задача создания экологически безопасной установки по сжиганию мусора с выработкой тепловой энергии. Существенными недостатками данной технологии уничтожения отходов являются высокая стоимость оборудования и административные барьеры по нормированию и контролю выбросов. Не165
обходимы меры государственного регулирования, а также наличие
приемлемых и более выгодных к внедрению разработок.
Общее количество накопленных на 01.01.2013 г. отходов на объектах их размещения (город и в прилегающие районы) составило
22418,02 тыс. т, в том числе в городе – 12038,05 тыс. т, в районах –
10379,97 тыс. т. На полигоне «Серебристый» в Березовском районе
накоплено 2,292 тыс. т отходов I-II-III класса с заполнением 34,4 %
рабочей емкости хранилищ.
В настоящее время в городе созданы необходимые условия по
безопасному обращению с отходами с I по V классы опасности, задействовано 5 специализированных объектов по обезвреживанию
ртутьсодержащих, медицинских и биологических отходов. Прорабатываются подходы к организации уличного рециклинга вторичных
материальных ресурсов. ООО «УльтраНова» при содействии территориальных подразделений администрации города развивает направление уличного селективного сбора утильных компонентов в местах
массового пребывания людей.
Существующая система организации работы с отходами ориентирована на сокращение количества отходов, внедрение инновационных технологий по переработке вторичного сырья, создание условий
для продления экологической емкости существующих полигонов. На
сегодняшний день в городе работает порядка 30 организаций, имеющих опыт сбора, утилизации и переработки вторичных материальных
ресурсов с получением готовой продукции и вторичного сырья.
По данным предпринимателей, осуществляющих сбор и переработку вторичных материальных ресурсов отходов, в 2012 г. в г. Красноярске собрано 118,15 тыс. т утилизируемых компонентов, что на
9,75 тыс. т больше показателя прошлого года.
Работа по термическому обезвреживанию (сжиганию) опасных
медицинских отходов класса Б и В обеспечивается в Красноярске с
2006 г. Всего в 2012 г. с соблюдением нормативных требований на
специализированных объектах города обезврежено 520,7 т опасных
медицинских и биологических отходов.
На сегодняшний день в городе действует 24 пункта, где можно
сдать или обменять отработанные ртутные лампы, в том числе 22
пункта обмена.
Для информирования населения управлением изготовлен видеоролик о порядке сдачи отработанных ртутных ламп в пункты приема,
проведена работа по его размещению на безвозмездной основе на городских видеоэкранах, включая маршрутные автобусы. По направле166
ниям ртутной безопасности предоставляется письменная и устная информация предприятиям и организациям, другим муниципальным образованиям, а также по частным обращениям.
Повсеместная организация пунктов накопления отработанных
ламп в управляющих компаниях и ТСЖ по принципу работы обменных пунктов позволит расширить сеть приема ламп у населения по
всему городу в шаговой доступности.
В 2012 г. в городе ликвидирована 141 несанкционированная
свалка, объем вывезенных отходов составил 73 891 тыс. м3. В целях
пресечения и предупреждения нарушений, связанных с захламлением
земель, а также выявления нарушителей для принятия мер административного воздействия и понуждения к уборке проводится работа по
внедрению систем видеонаблюдения с размещением видеооборудования в местах наиболее частого появления свалок.
8.2. Комплексные подходы
к оценке качества окружающей среды в городах
Для эффективного управления окружающей средой в городе необходимо иметь информацию о ее качестве. Качество городской среды можно оценивать системой санитарно-гигиенических и экологических требований. Эти требования выражаются в показателях (индикаторах), используя которые можно охарактеризовать ухудшение или
улучшение состояния окружающей среды и здоровья жителей. Используя систему показателей, можно нормировать качество окружающей среды – устанавливать пределы, в которых допускается изменение этих показателей.
8.2.1. Экологический мониторинг
Экологический мониторинг – это система наблюдения, оценки и
прогнозирования состояния окружающей среды. Сам по себе экологический мониторинг не включает деятельность по управлению качеством среды, но в тоже время является источником информации, необходимой для принятия экологически значимых решений. В природоохранном законодательстве РФ государственная служба экологического мониторинга определяется как часть общей системы экологического контроля. Комплексный мониторинг окружающей среды включает в себя исследование состояния воды, воздуха, почвы и биосферы
в целом физическими, химическими и биологическими методами с
167
целью обоснования и обеспечения мероприятий по сохранению стабильности природных ресурсов за счет способности их к восстановлению (Маршалкович, Алешина, 2008).
Выделяют следующие уровни мониторинга окружающей среды:
• глобальный, проводимый на всем земном шаре или в пределах
одного-двух материков под эгидой ООН в рамках международного
сотрудничества;
• национальный, проводимый на территории одного государства
специально уполномоченными органами;
• региональный, проводимый на большом участке территории
одного государства или сопредельных государств, в том числе в границах экосистем (например, водосборный бассейн реки);
• локальный, проводимый на сравнительно небольшой территории (город, водный объект, района крупного предприятия и т. п.).
Для анализа результатов всех видов мониторинга необходимым
является проведение фонового мониторинга, который проводится для
получения данных об эталонном состоянии окружающей среды и ее
изменениях в условиях минимального антропогенного воздействия.
Фоновый мониторинг обычно проводят в рамках глобального или национального мониторинга. Также он может быть организован и в
рамках локального мониторинга перед разработкой проекта или
строительством крупного промышленного объекта.
Станции фоновых наблюдений делятся на базовые и региональные. Базовые станции размещаются в районах, не подверженных антропогенному воздействию, и дают информацию об исходном состоянии биосферы. Региональные станции располагаются вблизи урбанизированных территорий и дают информацию о состоянии биосферы в подверженных антропогенному влиянию районах. Такие
станции позволяют выявить неблагоприятные тенденции регионального характера. Для проведения систематических комплексных наблюдений и измерений фонового уровня загрязнений антропогенного
происхождения создаются станции комплексного фонового мониторинга, которые располагаются в биосферных заповедниках. На этих
станциях решаются следующие задачи:
• определение фоновой концентрации (уровней) загрязняющих
веществ;
• оценка тенденции изменения уровней загрязняющих веществ;
• определение пространственного распределения загрязняющих
веществ в различных природных средах.
168
Важнейшей составной частью мониторинга окружающей среды,
крайне важной для мониторинга городской среды, является мониторинг антропогенных загрязнений. Основными задачами экологического мониторинга городской среды являются:
• организация систематических наблюдений за изменением компонентов урбоэкосистемы;
• оценка наблюдаемых изменений и степени антропогенной нагрузки на городскую окружающую среду;
• прогноз тенденций в изменении урбоэкосистемы.
Подсистемы экомониторинга городской среды включают:
• мониторинг источников загрязнения;
• мониторинг атмосферного воздуха;
• мониторинг вод суши;
• мониторинга почв;
• мониторинг биоты;
• фоновый мониторинг.
Мониторинг атмосферы осуществляют посты трех категорий:
– стационарные посты, ведущие систематические и длительные
наблюдения, оборудованные приборами для отбора и анализа проб
воздуха и определения различных (в том числе метеорологических)
параметров; эти посты располагаются на открытых площадках в жилых микрорайонах на расстоянии 10–40 м от основных источников
загрязнения;
– маршрутные посты, служащие для постоянных наблюдений с
помощью передвижной лаборатории на автомашине, позволяющих
определять пыль, сажу, типичные газообразные выбросы, главным
образом от низких источников, и метеопараметры;
– подфакельные (передвижные) посты, служащие для разовых
наблюдений под дымовыми и газовыми факелами.
Для проведения мониторинга вод суши организуются: стационарная сеть пунктов наблюдения за естественным составом и загрязнением поверхностных вод; специализированная сеть пунктов для
решения научно-исследовательских задач; временная экспедиционная
сеть пунктов.
При мониторинге почв обращается повышенное внимание на содержание в них пестицидов. При этом различают две категории почв:
– почвы сельскохозяйственных районов;
– почвы вокруг промышленных и энергетических объектов
Для управленческих структур основными объектами экологического мониторинга в городе являются: атмосферный воздух, качество
169
источников питьевой воды и поверхностных вод, городские почвы, а
также промышленные объекты, транспорт и городские инженерные
системы. Для разработки управленческих решений по снижению антропогенных воздействий на окружающую среду городским органам
необходима следующая информация:
• характеристики эталона окружающей среды;
• характеристики состояния окружающей среды за различные
промежутки времени;
• характеристики выбросов (сбросов) загрязнителей в окружающую среду;
• краткосрочные и долгосрочные прогнозы уровня загрязнения
окружающей среды.
Такие воздействия на окружающую среду могут быть:
• плановыми (с периодом, измеряемым годами), вызванными деятельностью предприятий или других источников выбросов;
• эпизодическими (в течение нескольких суток), вызванными, например неблагоприятными метеорологическими условиями;
• аварийными или экстренными (в течение нескольких часов),
вызванными нештатными или опасными ситуациями.
Городская система экологического мониторинга обеспечивает
выполнение следующих функций:
• оперативное оповещение об экологических авариях в городе, о
прогнозах неблагоприятных последствий в случае ожидаемых неблагоприятных метеоусловиях;
• регулярные оценки экологической ситуации в городе по основным средам в форме ситуационных карт;
• расчет интегральных оценок экологической ситуации в городе,
прогноз развития экологической обстановки;
• регулярные обобщенные сводки об эпидемиологической ситуации в городе с вероятностной оценкой влияния на нее факторов окружающей среды;
• составление ежегодного сводного отчета.
Обычно система экологического мониторинга города строится
как двухуровневая, включая:
1) специализированные мониторинговые подсистемы федеральных, городских и ведомственных служб, территориальные центры, а
также подсистемы предприятий и научных учреждений;
2) общегородской информационно-аналитический центр, связанный со специализированными подсистемами и органами управления городом (Маршалкович, Алешина, 2008).
170
За организацию, сбор информации и проведение мониторинга в
городах могут отвечать разные организации. К примеру, в Красноярске среди организаций, которые так или иначе вовлечены в этот процесс, стоит отметить: управление по охране окружающей среды администрации города Красноярска, Красноярский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Среднесибирского
УГМС, межрегиональное территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Управление Росприроднадзора по Красноярскому краю, ООО «Красноярский жилищнокоммунальный комплекс» и др.
8.2.2. Экологические нормативы качества
окружающей среды
К основным экологическим нормативам качества окружающей
среды и воздействия на нее относят следующие:
1. Нормативы качества (санитарно-гигиенические): предельно
допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ по средам; предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических загрязнений
(шума, вибрации, электромагнитных полей, радиации и др.).
2. Нормативы воздействия (производственно-хозяйственные):
предельно допустимый выброс (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу; предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ в водную среду; лимиты размещения отходов; лимиты физических воздействий.
3. Комплексные нормативы: предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН) на окружающую среду.
Для оценки качества городской среды должны быть выбраны такие показатели, которые были бы просты, наглядны и встретили бы
информационную поддержку среди пользователей. Ориентировочный
перечень показателей комплексной оценки качества городской среды
может выглядеть так.
Качество атмосферного воздуха определяется уровнем содержания в нем различных загрязняющих веществ, которые при превышении предельно допустимых значений опасны для здоровья и благополучия населения, а также наносят вред объектам окружающей среды.
Контролируемыми параметрами городского воздуха являются:
• интенсивность запыления территории, т·год/км2;
• концентрация оксидов азота, кратность превышения ПДК;
• концентрация диоксида серы, кратность превышения ПДК;
• концентрация сероводорода, кратность превышения ПДК;
171
• концентрация формальдегида (особенно в помещениях), кратность превышения ПДК;
• концентрация фенола (особенно в помещениях), кратность превышения ПДК;
• концентрация бензапирена, кратность превышения ПДК;
• концентрация диоксинов, кратность превышения ПДК.
При измерении каждого из показателей определяется количество
случаев превышения ПДК в различных районах города по отдельным
загрязнителям в определенные периоды времени.
Оценка качества природных вод производится в соответствии с
функциональным назначением водных объектов отдельно по каждой
категории объектов: показатели качества водных объектов рыбохозяйственного назначения; культурно-бытового назначения; показатели качества питьевой воды; подземных вод.
Единица измерения показателей – количество превышения ПДК
на контрольных постах. Перечень контролируемых параметров и периодичность представления данных по каждой группе показателей
определяются в соответствии с действующими нормативными документами.
Загрязнения почв и земель оцениваются следующими показателями:
• концентрация свинца, кадмия, ртути, цинка, никеля, меди,
мышьяка, фтора, нитратов, бензола, бензапирена, фенолов, диоксинов, полихлорбифенилов, кратность превышения ПДК;
• содержание нефти и нефтепродуктов, мг/кг;
• биологические показатели.
Деградация почв и земель оценивается следующими показателями:
• содержание гумуса, %;
• уменьшение мощности почвенного профиля, % от недеформированного аналога;
• увеличение кислотности, рН;
• увеличение содержания суммы легкорастворимых солей, %;
• увеличение доли обменного натрия, % от емкости катионного
обмена;
• эрозия (площадь, подверженная эрозии), км2;
• подтопление (площадь подтопленных территорий), км2.
Кроме того, оцениваются сезонные показатели:
• влажность;
• эмиссия диоксида углерода.
172
Частота измерений каждого из показателей, периодичность представления результатов, а также перечень контролируемых показателей необходимо уточнять в зависимости от условий мониторинга
(Маршалкович, Алешина, 2008).
Ключевой этап в процессе оценки качества окружающей среды –
обеспечение необходимой информацией. Для оценки реалистичности
получения необходимой информации требуется проведение консультаций с организациями, осуществляющими мониторинг соответствующих компонентов городской среды.
8.2.3. Оценка санитарно-гигиенической комфортности
городской среды
Одной из базовых характеристик городской среды является её
санитарно-гигиеническая комфортность. Среда оценивается как комфортная или здоровая, когда здоровье человека находится в норме
или улучшается. Взаимоотношения человека с дискомфортной, нездоровой средой обитания сопровождается отклонениями состояния
здоровья от нормы. Различные антропогенные воздействия на среду
вызывают отклонения ее качества от исходного состояния и, как
следствие, отклонения состояния здоровья человека от нормы. Поэтому главным атрибутом санитарно-гигиенической комфортности
городской среды можно считать сохранение исходного ее качества.
Выделяется несколько подходов к оценке санитарногигиенической комфортности городской среды.
1. Количественную оценку комфортности городской среды можно получить на основе сопоставления изменений ее состояния ∆S и
вызвавшей эти изменения нагрузки ∆F. То есть индекс комфортности
городской среды можно определить следующим выражением:
Ik = 1 −
Δ′S
,
Δ′F
(1)
где Δ′S – относительное изменение обобщенного показателя состояния качества окружающей среды, Δ′F – относительное изменение
уровня антропогенной нагрузки на окружающую среду.
Нетрудно заметить, что среда считается комфортной, если
I k → 1 , т. е. при Δ′S << Δ′F .
2. Оценку комфортности городской среды можно определить как
соотношение территорий с экологическими нарушениями к площади
города:
173
Ik =
∑∑ S
i
j
Pij
j
i
Pijф (ПДК ij )
S
,
(2)
где S i j – площадь территории i-й зоны с j-м нарушением; S – общая
площадь территории города; Pij – текущий уровень j-й учитываемой
характеристики нарушения экологической ситуации в i-й зоне; Pijф –
фоновый уровень нарушения экологической ситуации в i-й зоне;
ПДКij – ПДК j-го загрязнения в i-й зоне.
3. Так как территория города является крайне неоднородной по
природным особенностям, застройке, выполняемым функциям и техногенной нагрузке, принципиальным вопросом является выделение
операционной единицы исследования и перечня показателей, отражающих состояние и качество городской среды. Операционной единицей, которая учитывает особенности архитектурно-планировочной
структуры (имеет четкую пространственную дифференциацию), административное деление и функциональное зонирование (дает возможность получить статистические данные), особенности отражения
городского пространства в сознании горожан (наиболее достоверно
отражает самоидентификацию групп населения, социальную сегрегацию, зоны конфликта интересов), является городской ландшафт.
Городские ландшафты – это природно-антропогенные территориальные комплексы, образующиеся в результате градостроительного
освоения территории и функционирующие как единое целое. Индекс
санитарно-гигиенической комфортности необходимо рассчитывать
для
каждого
городского
ландшафта.
Оценку
санитарногигиенической комфортности можно получить путем сопоставления
текущего состояния окружающей среды с нормативным значением с
учетом веса фактора, который зависит от функционального назначения городской территории:
Sij
Ik =
∑S
i
nj
j
⋅ Pij
,
(3)
где Sij – текущее значение i-го фактора на j-й территории; Snj – нормативное значение i-го фактора на j-й территории; Pij – вес i-го фактора
на j-й территории; j – количество факторов.
В качестве частных индексов степени комфортности городской
среды можно использовать следующие показатели:
174
ИЗА – комплексный показатель загрязнения атмосферы, который рассчитывается по сумме пяти главных загрязнителей при переводе абсолютных значений каждого в число ПДК. Перевод абсолютных значений в ИЗА позволяет учесть экологический вред, который наносится загрязнителями разной степени вредности:
ИЗА =
Qr
⋅ iK i ,
ПДК сс
(4)
где i – примесь; Ki – константа, принимающая значения 1,5; 1,3, 1,0;
0,85 для веществ 1-го, 2-го, 3-го, 4-го классов опасности соответственно; Qr – средняя концентрация i-примеси за рассматриваемый отрезок времени.
ИЗВ – индекс загрязнения вод. Контролируемые показатели –
гидрохимические показатели: взвешенные вещества, азот аммонийный, азот нитритный, азот нитратный, БПК5, сухой остаток, фенолы,
фосфаты, медь, цинк, марганец, никель, общее железо, растворенный
кислород, гидробиологические показатели: таксономическое разнообразие сообществ и оценка загрязнения водоемов и водотоков.
При расчете ИЗВ пользуются формулой
ИЗВ = ∑
i
Сi
,
ПДК i
(5)
где Сi – концентрация i-го показателя; ПДКi – предельно допустимая
концентрация по i-му показателю.
Zc – комплексный индекс загрязнения почв. Мониторинг и
контроль состояния почв производится по ряду показателей: pH, SO2,
NO3, тяжелые металлы и нефтепродукты. Единицы измерения – мг/кг,
Zc = ∑
i
Сi
,
ПДК i
(6)
где Сi – концентрация i-го показателя; ПДКi – предельно допустимая
концентрация по i-му показателю.
Ш – шумовое загрязнение. Оценка и вычисление степени шумового загрязнения среды транспортно-дорожным комплексом производится по формуле
Ш = ∑ ( Р ⋅ П ),
175
(7)
где Ш – общее шумовое загрязнение; Р – шумовой показатель; П –
количество данного вида транспорта, проехавшего по участку за один
час.
Для каждого из индексов необходимо определить нормативные
значения. Они в зависимости от целей могут быть определены исходя
из данных фонового мониторинга или по другим причинам.
Также необходимо определить вес j-го показателя. Вес показателя (Pij) учитывает степень влияния и частоту воздействия показателя
загрязнения окружающей среды на здоровье и самочувствие человека.
Суммарный вес показателей должен равняться единице.
При использовании предложенных индикаторов формула для определения санитарно-гигиенической комфортности принимает следующий вид:
Ik =
ИЗА Ф
ИЗВФ
Zc
Ш
⋅ Р ИЗА +
⋅ Р ИЗВ + Ф ⋅ РZc + Ф ⋅ РШ .
ИЗА Н
ИЗВН
ZcН
ШН
(8)
где индексы Ф и Н относятся к фоновому и нормативному значению
соответствующего показателя.
Приведенная методика может быть использована для оценки санитарно-гигиенической комфортности города. Для этого на территории населенного пункта необходимо выделить городские ландшафты
и для каждого из них определить индекс санитарно-гигиенической
комфортности. Полученные значения можно использовать для выделения четырех групп ландшафтов: комфортные, относительно комфортные, загрязненные и сильно загрязненные.
Анализ перечисленных подходов показывает, что оценка санитарно-гигиенической комфортности городской среды основана на определении обобщенного показателя ее качества. Для того чтобы его
рассчитать, необходимо выбрать конкретную систему критериев и
нормативов, отражающих состояние городской среды, что и вызывает наибольшие трудности на практике.
8.2.4. Эколого-экономическое районирование в городах
Районирование является одним из инструментов управления качеством окружающей среды в городе. Районирование в наглядном
виде показывает зоны города, отличающиеся по качеству окружающей среды. Существуют многочисленные варианты районирования с
учетом одного или нескольких экологических факторов, загрязненности отдельных природных компонентов.
176
Обычно при эколого-экономическом районировании в качестве
районов выделяют административные единицы. Такой подход в определенной степени оправдан, поскольку основная часть статистической информации представляется по административным единицам. В
то же время исследование территориальных различий внутри города
по административным единицам может существенно исказить картину в результате несовпадения ареалов распространения воздействия и
административных границ. Более оправданно после инвентаризации
всех источников антропогенного воздействия на территории города и
анализа их специфики выделять реальные ареалы воздействия и использовать эти ареалы в качестве территориальных ячеек для комплексной оценки уровня воздействия внутри каждой из них. Таким
образом, одним из главных направлений оценки воздействия любого
источника на окружающую среду и население, является определение
конкретного ареала загрязнения.
Основными источниками антропогенного воздействия на городскую среду являются промышленность, электроэнергетика, транспорт
и коммунальное хозяйство (Битюкова, 2009).
Один из основных источников выбросов в городах связан со сжиганием топлива на теплоэлектростанциях (ТЭС). Выбросы ТЭС являются токсичными веществами, негативно воздействующими на организм человека. Зона максимальной концентрации выбросов расположена на расстоянии около 20 длин труб (1,5–2 км). Максимальная зона распространения обычно простирается на расстояние до 7 и более
километров при неравномерном оседании загрязняющих веществ,
создавая тем самым общий фон загрязнения в городах.
ТЭС являются крупными потребителями водных ресурсов. Большое водопотребление и водоотведение прежде всего приводят к тепловому загрязнению водоемов. Поступление более теплых вод в водоемы приводит к изменению биоты. Выбросы большого количества
тепла и влаги в атмосферу приводят к увеличению влажности, облачности, количеству осадков и туманов в радиусе до 3 км, особенно в
осенне-весенний период, что приводит к застаиванию вредных выбросов в атмосфере.
Промышленные предприятия могут относиться к десяткам отраслей, различающихся спецификой выбросов в атмосферу. Предприятия
черной металлургии выбрасывают пыль, оксиды серы металлов, марганца, соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, ртути, редких
металлов, смолистые вещества. Предприятия цветной металлургии
выбрасывают запыленные газы, содержащие диоксид серы, фтори177
стые газы и металлы. В выбросах предприятий химической промышленности содержится широкий спектр токсичных веществ: CO2, CO,
NH3, SO2, NOx, HF, HCl, SF4, H2S и др. Выбросы нефтедобывающей и
нефтеперерабатывающей промышленности содержат углеводороды,
сероводород и прочие примеси.
Промышленные предприятия являются мощным загрязнителем водных ресурсов; многочисленные твердые отходы приводят к загрязнению
почв, подземных вод; промплощадки являются, как правило, источниками шума и вибрации, а также тепловых аномалий в городе.
Воздействие автотранспорта в настоящее время определяет состояние окружающей среды многих городов. В крупных городах автотранспорт может давать до 70–80 % всех выбросов в атмосферу.
Автомобиль выбрасывает в атмосферу более 200 видов токсичных
веществ, среди которых полициклические (ароматические) углеводороды, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами (например бенз(а)пирен). Наряду с газообразными соединениями в отработанных газах присутствуют соединения тяжелых металлов, при
стирании тормозных колодок в воздух и почвы попадают медь, ванадий, цинк, молибден, никель и хром, а при стирании автомобильных
шин – кадмий, свинец, цинк, молибден. Выбросы автотранспорта
происходят в пределах 50–150 см от поверхности земли, на уровне
дыхания человека и особенно ребенка. Поскольку большая часть выбросов представлена тяжелыми газами, то они накапливаются в приземном слое и при неблагоприятных метеоусловиях приземные концентрации токсичных веществ вблизи автодорог могут в десятки раз
превышать допустимые нормы.
Зона влияния автомагистралей с интенсивностью движения
10 тыс. машин в сутки и более составляет до 400 метров, а в сухую и
ясную погоду загазованность и запыленность могут проявляться на
расстоянии до 1–2 км от трассы в подветренную сторону. Устойчивую зону химического воздействия (радиусом 400 м), проявляющуюся в постоянных превышениях ПДК, формируют крупные автомагистрали с интенсивность движения около 50 тысяч машин в сутки.
Автотранспортные предприятия, где осуществляется ремонт, заправка и другие функции также являются источником воздействия на
атмосферу, водные источники и почвы, так как их организованные и
неорганизованные стоки значительны по объемам и токсичны по специфике.
Автотранспорт, как и железнодорожный транспорт, являются основными источниками шума для населения урбанизированных терри178
торий. Источниками шума и вибрации в данном случае являются подвижной состав и рельсы. Уровень шума на железнодорожном транспорте составляет 65–75 дБА в ареале 50 м, а на автомобильном – 72–
92 дБА. Загрязнение поверхности земли вдоль полотна происходит за
счет замусоривания и износа колес и рельс, что приводит к повышению железа и других металлов в почвах и растительности прилежащих территорий, а также за счет нарушения герметичности хранения
перевозимых грузов.
Специфическим источником антропогенной нагрузки для урбанизированных территорий является электромагнитное излучение
(ЭМИ), источниками которого кроме радиолокационных станций,
имеющихся в каждом аэропорте, являются и различные антенны.
Действие электромагнитного излучения на организм человека пока
еще не до конца исследовано. Наиболее опасным для человеческого
организма является излучение в диапазоне частот до 1000 МГц.
Влияние коммунального хозяйства на урбанизированные территории многопланово. Сюда относится воздействие свалок и многочисленных предприятий бытовых услуг. Особую опасность представляют для городской среды свалки, являющиеся источником загрязнения поверхностных, подземных вод, почвенного покрова, атмосферы.
Экологическая ситуация в городе формируется в результате
функционирования многих источников, большая часть которых может быть расположена как на городской территории («внутренние»
источники), так и за ее пределами («внешние» источники воздействия). Сочетание воздействия внутренних и внешних источников определяет уровень антропогенной нагрузки в городе. Реальная экологическая ситуация в городе определяется в первую очередь размещением ареалов воздействия источников загрязнений. В связи с этим
важным представляется выявление ареалов воздействия на территории городов, а затем проведение комплексной оценки уровня и специфики воздействия в пределах ареалов.
Выделение ареалов воздействия от всех источников, действующих на территории города, можно считать одним из подходов к эколого-экономическому районированию территории. Такие ареалы выделяются на основе расчетов с учетом особенностей воздействия источника и различаются по размерам, конфигурации, однородности и
пр. Они могут быть комплексными (т. е. включающими в себя все виды воздействия) или выделяться по радиусу влияния только одного
вида (например, ареалы шумового загрязнения).
179
Каждый из источников антропогенного воздействия на территории города оказывает влияние на определенные природные компоненты. Расчет ареала каждого вида воздействия от каждого из источников и позволяет выявить комплексные ареалы воздействия на территории города.
Несмотря на значительное разнообразие в городе источников загрязнений и их ареалов, их можно объединить по ряду признаков: а)
радиус, обширность; б) уровень воздействия (например, плотность
или интенсивность воздействия); в) периодичность или постоянство
воздействия, т. е. вероятность проявления в данном ареале; г) степень
опасности (токсичности); д) сочетание факторов воздействия в пределах ареала (фактор разнообразия воздействия; е) проявление воздействия в различных природных средах (фактор «разнообразия последствий»);
Принципиально различаются ареалы воздействия так называемых
высоких (ТЭЦ и промышленные предприятия, имеющие высокие
трубы) и низких источников (все прочие стационарные источники).
Для передвижных источников определяющей является интенсивность
движения.
В реальной ситуации ареалы пересекаются, формируя сложный
рисунок на территории города, и, следовательно, в основе разделения
территории лежит не единичный ареал, а их сочетание. Именно эти
сочетания ареалов, принятые за первичную территориальную единицу для комплексной оценки уровня воздействия, в значительной степени предопределяют достоверность последующих расчетов интенсивности воздействия в этих границах.
Расчет ареалов всех видов воздействия от каждого источника при
крупномасштабном исследовании экологической ситуации в городах
показывает территориальную дифференциацию урбанизированных
территорий по характеру воздействия. Для первичного районирования антропогенного воздействия на территории города можно использовать следующие обобщенные типы воздействий и ареалы:
1. Воздействия от «высоких» источников (ТЭЦ, котельных, предприятий химической и металлургической промышленности, имеющих
высокие трубы) характеризуются: а) как правило, большими объемами выбросов; б) наибольшими радиусами разброса выбросов в атмосферу (7 км для ТЭЦ, 5 км от химических и металлургических предприятий, 3 км – от котельных); в) источниками, формирующими общий фон химического загрязнения атмосферы достаточно высокой
плотности на территории всего города. Данные ареалы представляют
180
собой зоны вероятного оседания выбросов и концентрируют в себе
лишь химическое воздействие, а шумовое, вибрационное, тепловое
воздействия концентрируются в непосредственной близости от промплощадки, которая по этим характеристикам относится к 1-му типу,
описанному выше.
2. Воздействия от «низких» стационарных источников, преимущественно от большей части предприятий обрабатывающей промышленности, авторемонтных, а также обслуживающих железнодорожный транспорт предприятий, автобаз и др. характеризуются: а) сравнительно небольшими объемами выбросов в атмосферу; б) средним
радиусом разброса 500–1000 м; в) тепловыми, шумовыми воздействиями в пределах ареала химического воздействия, концентрирующегося на достаточно ограниченной территории (менее интенсивное,
чем от транспорта и, как правило, периодическое), вибрационными
воздействиями, т. е. все виды воздействия постоянно или периодически концентрируются в данном ареале.
3. Совместное воздействие от «низких» и «высоких» источников.
4. Воздействие от стационарных источников, за исключением
периодического влияния небольших котельных с низкой плотностью
выбросов и интенсивностью других факторов, практически отсутствует.
Передвижные источники, в основном автомобильный транспорт,
также по-разному формируют ареал и специфику воздействия.
1. Воздействие, формирующее в результате функционирования
мощных транспортных магистралей, характеризующееся: а) наличием
достаточно большой для транспорта зоны химического влияния (до
400 м в одном направлении перпендикулярном магистрали); б) большими объемами и плотностью выбросов а атмосферу, формирующими ареалы постоянного превышения ПДК (предельно допустимых
концентраций); в) наибольшим по уровню звукового давления и постоянству воздействием, а также тепловым полям, концентрирующимся в пределах зоны химического воздействия.
2. Фоновое транспортное воздействие. Данный тип характеризуется: а) меньшими радиусами воздействия (в зависимости от интенсивности движения, структуры транспортного потока и наличия защитных экранов); б) меньшими объемами и плотностью выбросов,
уровнем звукового давления и ареалами его распространения; в) устойчивыми ареалами превышения ПДК по загрязнению атмосферы и
шумам, формирующимися не постоянно и при определенных метеоусловиях, в часы пик.
181
3. Эпизодическое воздействие автотранспорта. Как правило, не
формирует сколько-нибудь устойчивых ареалов как химического, так
и шумового и теплового воздействия. К этому типу относятся большие парковые массивы, редко пересекаемые дорогами с неинтенсивным движением.
Прочие источники (железнодорожный транспорт, теплотрассы)
практически не формируют самостоятельно выраженных ареалов воздействий (шумового, вибрационного, теплового, в меньшей степени –
химического) и при выделении ареалов не учитываются, однако могут
быть учтены при комплексной оценке степени экологической напряженности территории.
За основу расчетных ареалов при районировании города можно
принимать радиус химического воздействия каждого источника на
атмосферу, поскольку все остальные факторы имеют меньший радиус
распространения. Таким образом, выделенные ареалы представляют
собой территорию, на которой по мере удаления от источника происходит падение уровня тепловых полей, затем вибрационных, шумовых и, наконец, концентрации выбрасываемых химических веществ.
Используя подобный подход к районированию, можно проводить
комплексную оценку экологической ситуации на территории города
(Битюкова, 2009).
8.2.5. Подходы к комплексной оценке
экологической ситуации городов:
индикаторы устойчивого развития городских поселений
Управление качеством окружающей среды в городе, как и любой
процесс управления, предполагает наличие определенной цели. Какую же цель можно считать экологически обоснованной или, другими
словами, какие критерии мы можем установить для наших взаимодействий с окружающей средой? На сегодня в качестве такого критерия общепризнанно придерживаться концепции устойчивого развития. Согласно этой концепции развитие человека должно осуществляться таким образом, чтобы удовлетворение потребностей нынешнего поколения не ущемляло потребностей будущих поколений.
Предполагается, что стратегия устойчивого развития наиболее
эффективно может быть реализована путем разработки региональных
и местных стратегий. Основополагающим документом в области устойчивого развития является Повестка дня на XXI, принятая на Саммите ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро еще в 1992 г. В
этом документе содержатся рекомендации государствам разработать
182
и утвердить посредством проведения консультаций с местными сообществами Местные повестки-21 (МП-21). Работа над МП-21 рассматривается как процесс разработки и реализации стратегий и программ устойчивого развития на местном уровне и установления с этой
целью партнерства между местными властями и другими секторами
сообщества.
На конференции ООН по окружающей среде в Йоханнесбурге
(ЮАР, 2002) было отмечено, что наибольшие успехи в области устойчивого развития были достигнуты именно в области разработки
местных стратегий устойчивого развития. За период 1992–2002 гг.
было разработано и реализовано либо находилось в стадии реализации около 6500 инициатив в 113 странах мира. Например, в Германии
более 20 % населенных пунктов, а в Швеции все муниципалитеты в
той или иной мере включились в разработку и реализацию МП-21
(Сивограков, 2008). Таким образом, города как основная форма организации современного общества становятся приоритетными территориально обособленными и управляемыми системами, для которых
необходимо разрабатывать стратегии устойчивого развития.
Особое значение городов как центров реализации принципов устойчивого развития было подчеркнуто на Европейской конференции
по устойчивому развитию больших и малых городов в Ольборге в
1994 г., где была принята «Хартия городов Европы за устойчивое развитие (Ольборгская хартия)». По мнению участников конференции
это связано с тем, что «большие и малые города представляют собой,
с одной стороны, крупнейшую территориальную единицу, население
которой непосредственно испытывает на себе воздействие многих нарушений архитектурного, социального, экономического, политического, ресурсного и экологического равновесия, наносящих вред современному миру. И в то же время городской уровень – это тот наименьший масштаб, в котором эти проблемы могут найти конструктивное, интегральное, целостное решение» (Ольборгская хартия,
1994).
Разработка стратегий устойчивого развития сталкивается с рядом
трудностей, связанных с неоднозначностью понятия устойчивого развития и его целей. Достижение целей устойчивого развития может
быть интерпретировано как достижение совокупности экологических,
социальных и экономических показателей в пространственном и временном отношении. В приложении к городу под устойчивым развитием можно понимать сбалансированное социально-экономическое и
экологическое развитие на основе рационального использования го183
родского ресурсного потенциала, ведущее к повышению качества
жизни и безопасности горожан.
Подобная интерпретация приобретает смысл только в том случае,
если мы обладаем данными по всем экономическим, экологическим,
социальным, географическим характеристикам и показателям города,
их тенденциям в будущем. Для информационного обеспечения, разработки и реализации стратегии устойчивого развития территории
или города особое значение несут индикаторы устойчивого развития
(ИУР). С одной стороны, они количественно характеризуют достижение целей устойчивого развития, с другой – используются для обобщенного определения и уточнения ключевых аспектов устойчивости.
Исключительная роль ИУР в сфере реализации концепции устойчивого развития является одной из причин появления многочисленных исследований в области создания систем ИУР. К настоящему времени,
по данным справочника инициатив в области индикаторов устойчивого развития, создано 669 систем ИУР (Pinter, 2005).
Системы ИУР городов разрабатываются с 1970-х гг. XX в. К наиболее известным проектам по разработке и наполнению систем ИУР
городов относятся: Европейская сеть городских исследований (Network on Urban Research in the European Union), Нордстат (Nordstat),
Метрополис (Metropolis) и ряд других. Координатором деятельности в
области устойчивого развития населенных пунктов выступает Центр
ООН-Хабитат, созданный в 1978 г. На II конференции ООН по
поселениям человека (Хабитат II, 1996 г.) была выработана программа (Habitat Agenda), направленная на обеспечение людей жильем необходимого качества и решение проблем устойчивого развития поселений в современных условиях с учетом особенностей процессов урбанизации в разных регионах мира. Индикаторы состояния городов,
используемые ООН-Хабитат, характеризуют такие городские проблемы, как доступность жилья, ветхое и аварийное жилье, развитие
инфраструктуры, возможности населения пользоваться различными
услугами, загрязнение окружающей среды, уровень и возможности
развития местного самоуправления и др. В рамках Центра осуществляется проект «Глобальная городская обсерватория» (Global Urban
Observatory, GUO), представляющий собой комплексный мониторинг
социально-экономического развития городов, включая их экологическое состояние. В настоящее время GUO является крупнейшим и
самым авторитетным международным проектом по разработке, сбору
и анализу городских индикаторов устойчивого развития.
184
Сбор и анализ городских индикаторов в России и СНГ осуществляется представительствами Хабитат, Международной ассамблеей
столиц и крупных городов (МАГ), Ассоциацией сибирских и дальневосточных городов, Институтом экономики города и рядом других
организаций. Различные системы ИУР применительно к российским
городам были разработаны в рамках проектов: «Система городских
индикаторов», «Самый благоустроенный город России», «Городской
барометр» и др. Системы индикаторов, применяемых в них, существенно различаются, официальные данные отражают бедность доступной информации и ее неоднородность в пространственном и временном отношении (Карп, 2007).
Несмотря на уже существующие исследования, интерес к разработке систем ИУР только возрастает, что связано с необходимостью
совершенствования качества пространственного и временного анализа количественных и качественных показателей УР. С методологической точки зрения ИУР обладают скрытым потенциалом в решении
ряда институциональных, методических и технических проблем устойчивого развития. С институциональной точки зрения ИУР могут
обеспечить включение устойчивого развития в общественные механизмы, стимулировать более эффективное использование существующей статистики и отчетности. С методической точки зрения ИУР
позволят уточнить само понятие устойчивого развития, снизить неопределенности и неоднозначности его трактовки. С технической точки
зрения разработка ИУР должна решить проблемы, связанные со сбором и обработкой статистических данных.
Существующие многочисленные индикаторы устойчивого развития условно можно разделить на несколько групп:
• индикаторы уровня антропогенной нагрузки, включая разнообразные интерпретации этого показателя, ограничивающие преимущественно антропогенные воздействия;
• индикаторы качества жизни или качества экосистем;
• проблемно-ориентированные индикаторы;
• индекс человеческого развития.
Выбор перечня индикаторов и методики построения системы
ИУР зависит от преследуемых целей и потребителей, для которых она
создается. В настоящее время сложилось несколько методологических подходов к разработке систем ИУР (Pinter, 2005):
1. Разработка обобщенных индексов устойчивого развития.
Обобщенные индексы устойчивого развития позволяют судить о степени устойчивости развития в целом. Наиболее распространенными
185
обобщенными индексами являются: индекс человеческого развития
(Human development index), экологический след (ecological footprint),
индекс устойчивости окружающей среды (Environmental Sustainability
Index). Другие обобщенные индексы, например, барометр устойчивости, компас устойчивости, индекс истинного прогресса и ряд других,
не получили широкого признания и использования в практической
деятельности в связи с методологическими и инструментальными
проблемами. Перечисленные индексы трудно применимы на региональном и локальном уровнях, непонятны непрофессионалам, не определяют необходимые воздействия для укрепления позитивных или
корректировки негативных изменений в сообществах.
2. Разработка системы «базовых» индикаторов. Эта разработка
отражает прагматизм в выборе перечня ИУР и его связи с целями общественной политики. Эти индикаторы позволяют сосредоточиться
на решении основных общественных проблем, вовремя определить
нежелательные тенденции в развитии. Наиболее известны системы
ИУР подобного типа, разработанные правительством Соединенного
королевства, Европейским агентством по окружающей среде, Австралийским статистическим бюро. К преимуществам «базовых индикаторов» относятся: простота, отражение прогресса устойчивого развития в соответствии с выбранными общественными целями. Недостатком этих индикаторов является их тесная связь с современными политическими взглядами, что может вызвать неясность в определении
главных факторов влияния на развитие в будущем. Несмотря на это,
«базовые» индикаторы могут быть подходящим инструментом для
оценки устойчивости и корректирующих воздействий на общественное развитие.
3. Разработка целеориентированных индикаторов. Наиболее
влиятельным исследованием последних лет в этом направлении является MDGI – the Millennium Development Goal Indicators, основанные
на совокупности целей развития, ориентированных на решение наиболее острых проблем развивающихся стран. MDGI построены на
связи между целями общественного развития и количественной оценкой их достижения и могут быть использованы для долгосрочных
прогнозов устойчивого развития. Концептуальный подход к построению этой системы ИУР может быть применен любой страной, разработавшей национальную стратегию устойчивого развития.
Таким образом, обилие разнообразных систем ИУР, отсутствие
единых принципов включения показателя в систему ИУР, а также необходимость учета местной специфики и неизбежная в связи с этим
186
адаптация международных показателей приводят к созданию собственных национальных и локальных систем ИУР.
В Ольборгской хартии отмечается, что «поскольку ни один город
не похож на другой, все мы должны найти свои собственные пути к
устойчивому развитию. Во всех направлениях местной политики следует основываться на общих принципах устойчивости и, учитывая
сильные стороны каждого конкретного города, разрабатывать местные стратегии устойчивого развития» (Ольборгская хартия, 2009).
Любая локальная стратегия устойчивого развития формирует образ «желаемого будущего», ее реализация ориентируется на достижение определенных целей и задач, на основе которых разрабатываются
конкретные мероприятия. Успешность реализации мероприятий и
достижение поставленных целей контролируется и анализируется на
основе ИУР. Кроме того, необходимость постоянного мониторинга
процесса реализации стратегии устойчивого развития вынуждает
формулировать конкретные цели и задачи, выполнение которых можно проследить измеряемыми показателями. Таким образом, правильно сформированная система индикаторов позволяет предвидеть будущие тенденции, обеспечивать раннее информационное предупреждение, оценивать последствия принятых решений, определять приоритеты в решении проблем, сравнивать ситуации на определенный
момент времени и в динамике. Индикаторы устойчивого развития города в первую очередь предназначены для решения следующих задач
местного сообщества:
1) поддержка инициирования и осуществления стратегии устойчивого развития: углубление понимания концепции устойчивого развития, стимулирование общественных дебатов, выработка образа желаемого будущего, превращение «соглашения о намерениях» в конкретные действия;
2) определение целей сообщества: выявление конкретных целей
политики устойчивого развития в количественной форме, разработка
стратегий для будущего развития, прогнозирование эффекта от планируемых мероприятий;
3) управление: мониторинг достижения целей устойчивого развития, оценка достигнутого прогресса, оценка эффективности реализуемой политики, информация для планирования и принятия решений
органами власти, повышение качества управленческих решений с
учетом позиций и интересов различных групп населения;
4) оценка положения местного сообщества в мире: межрегиональные сравнения, взаимоотношения региона с международным со187
обществом, привлечение иностранных инвестиций, программ, грантов;
5) участие и повышение осведомленности общественности: информирование, обучение, взаимосвязь с обществом и отдельными
группами, привлечение населения к участию в общественной деятельности.
В соответствии с перечисленными задачами к индикаторам устойчивого развития предъявляются следующие требования:
• релевантность, т. е. соответствие задачам, которые призван решать определенный показатель;
• доступность для восприятия – индикатор должен быть понятен
для всех членов целевой группы. Сложные показатели, разработанные
в академической среде для оценки комплексных процессов или явлений, могут оказаться неприемлемыми для широкого использования;
• обоснованность и легкость для интерпретации;
• гибкость адаптации к новым ситуациям;
• приспособленность к описанию межсистемных явлений. В частности, индикаторы должны показывать связь между экономическими, социальными, экологическими и институциональными аспектами
общества;
• масштабность и динамизм – индикаторы должны обладать достаточным диапазоном измерения состояния параметров и тенденций
их измерения во времени;
• глобальность – индикаторы должны позволять оценивать глобальные явления, либо отношения локальных явлений и глобальных;
• достоверность – индикаторы должны быть основаны на реальных фактах (что не всегда означает высокую степень точности);
• экономичность – соотношение затрат и выгод от доступа к данным должно быть разумным; они должны нести своевременную информацию, чтобы помочь вовремя предотвращать или решать проблемы.
Как правило, разрабатываемые системы ИУР включают несколько десятков разнообразных показателей, которые ранжируются по
приоритетности. В настоящее время предложено несколько подходов
к ранжированию ИУР (Мекуш, 2006):
1) система ключевых или базовых индикаторов, рекомендуемая
ООН-Хабитат. В соответствии с этими рекомендациями все индикаторы делятся на три группы: ключевые, дополнительные и специфические. Такая система индикаторов дает общее представление об ус188
тойчивости муниципального образования и может быть использована
для межрегиональных сравнений;
2) система «тема–подтема–индикатор» базируется на принципах,
разработанных Комиссией по устойчивому развитию ООН. В соответствии с этим подходом индикаторы группируются по темам (атмосфера, земля, вода, лес и т. д.) и подтемам (изменение климата, качество воздуха, качество питьевой воды, водные ресурсы и т. д.). Эта
система индикаторов характеризует качество использования природно-ресурсного потенциала и позволяет выявить ограничения развития, связанные с его истощением;
3) система «проблема – индикатор», построенная на выделении
приоритетных проблем, каждой из которых соответствует свой набор
индикаторов. Подобный подход широко распространен при построении систем ИУР муниципального образования, так как на городском
уровне зачастую нельзя четко разделить экологические, экономические и социальные индикаторы. К преимуществам этой системы ранжирования индикаторов относятся также точность в оценке достижений поставленных целей, доступность для непрофессионалов, гибкость в формировании списка индикаторов.
Процесс создания системы ИУР и разработки стратегии устойчивого развития тесно взаимосвязаны между собой. На первом этапе
анализируется современное состояние города, выделяются основные
проблемы, формируются «желаемый образ» будущего и приоритетные направления развития города. На основании стратегического документа создается система ИУР, в предельно концентрированном виде отражающая основные цели и задачи развития местного сообщества. Анализ современного состояния города и разработанный стратегический документ «желаемого будущего» выступают обоснованием
системы ИУР, без которого любая система показателей оказывается
бесполезным инструментом в процессе принятия решений, их реализации и мониторинге. Формирование перечня используемых индикаторов, их группировка и ранжирование должны опираться на национальную стратегию устойчивого развития и мировой опыт. Работа по
формированию системы ИУР предполагает также разработку методических рекомендаций по использованию индикаторов, создание соответствующего программного обеспечения и его методического сопровождения, разработка предложений по организации мониторинга.
Ниже приведен пример разработки индикаторов устойчивого
развития для города Могилева (Беларусь).
189
Разработка системы ИУР для Могилева опиралась на мировой опыт и национальную стратегию устойчивого развития, а также учитывала местную специфику (Скриган, 2010).
Во-первых, в Беларуси традиционно высока роль государства и местных
властей в социально-экономическом развитии города. На местном уровне это
находит отражение в жестком правовом регламенте использования городских
земель, государственном управлении экономикой, институте прописки граждан.
На государственном – в приоритете государственных программ социальноэкономического развития, утвержденном социальном пакете и регламентации
сбора, анализа и доступа к статистической информации.
Во-вторых, существуют определенные проблемы со сбором и анализом необходимой статистической информации. Традиционно учитываемые статистические показатели в недостаточной мере отражают социальные и институциональные процессы в городах. Более того, зачастую данные, необходимые для управления развитием и мониторинга устойчивости города, не собираются ни муниципалитетом, ни органами статистики.
В-третьих, разработка ИУР конкретной территории предполагает активное
участие широкого круга заинтересованных организаций и лиц. Это позволяет
собрать дополнительные сведения, учесть идеи, мнения, альтернативные варианты решения вопросов, а также способствовать распространению и лучшему
пониманию идей устойчивого развития. Однако институциональные процессы в
Беларуси развиты в недостаточной степени, характерна низкая общественная активность, настороженность и предубеждение к инициативам снизу местных властей, слабая осведомленность жителей об идеях устойчивого развития и крайне
незначительная вовлеченность в европейские общественные процессы.
При разработке системы ИУР Могилева использовались следующие подходы и идеи. Система ИУР построена на основе программы социальноэкономического развития города. По сути система ИУР и программа социальноэкономического развития представляют собой единое взаимноувязанное целое.
Программа развития, во-первых, содержит подробный анализ современного состояния города, существующих проблем и основных направлений их решения и,
соответственно, отражает главные аспекты «желаемого будущего» для города.
Во-вторых, тесная связь стратегии устойчивого развития и системы ИУР с программой развития определяют заинтересованность местных властей в их внедрении и мониторинге. В-третьих, подобная связь должна стимулировать и контроль общественности за реализацией стратегии, а соответственно и программой
развития. Невыполнение каких-либо показателей может повлечь за собой озабоченность жителей и соответствующие корректирующие действия городской администрации.
Для ранжирования индикаторов выбран подход «проблема – индикатор» с
условным разбиением проблем и перечня индикаторов на экологическую, социальную и экономическую составляющую. Подобный подход, с одной стороны,
обеспечивает доступность восприятия индикаторов и в целом стратегии развития всеми заинтересованными сторонами, с другой – релевантность и межсистемный подход к системе ИУР, так как любые городские проблемы имеют комплексный характер.
190
Кроме того, реализованный подход «проблема – индикатор» обладает гибкостью адаптации к новым ситуациям: в зависимости от изменения реальных условий изменяется перечень основных задач и проблем, стоящих перед сообществом, и, соответственно, корректируется список индикаторов.
«Желаемый образ» будущего и перечень проблем, требующих решения,
был ориентирован не только на местную специфику, но и на основные направления Повестки на 21 век. Так, в системе ИУР в косвенном виде нашли отражение следующие пункты Повестки: минимизация потребления ресурсов; минимизация производства отходов; повторное использование отходов; исключение или
минимизация загрязнений; управление энергией; снижение потребления и нужд;
поощрение незагрязняющего транспорта и снижение потребностей в транспорте;
обеспечение основных прав человека; искоренение дискриминации и бедности;
обеспечение снабжения товарами и продуктами; обеспечение равных возможностей в получении базового образования для всех.
В соответствии с международными рекомендациями перечень индикаторов
был составлен на основе государственного стандарта по обслуживанию населения, прогнозных показателей социально-экономического развития и национальной стратегии устойчивого развития. Использование перечисленных документов
позволило установить обоснованные пороговые значения для каждого индикатора, а также выполнить требование глобальности и сопоставимости полученных значений по регионам.
В зависимости от уровня иерархии все индикаторы были разделены на
группы: общегородские или ключевые показатели, показатели пространственного распределения и точечные или аспектные индикаторы. Подобное разбиение
индикаторов обусловлено необходимостью рассмотрения города с двух точек
зрения: с точки зрения самостоятельности и относительной изолированности
муниципального образования, с точки зрения включенности города в более
сложную систему региона, страны и мирового сообщества в целом.
Система ИУР Могилева включает три сферы (человек, экология и экономика). Сфера «Человек» разбита на три области: «Здоровье и благосостояние», «Возможности образования и культуры, безопасность» и «Комфортность городской среды». Каждая из перечисленных сфер и областей содержит основные проблемы, которые необходимо решить для достижения целей
устойчивого развития, дальнейшего роста качества жизни и безопасности
горожан и перечень индикаторов, отражающих успешность достижения поставленных целей.
Система ИУР Могилева включает 60 показателей, из которых 3 – индикаторы национальной стратегии устойчивого развития, 9 – прогнозные показатели
программы развития города, 18 – требования стандарта обслуживания населения, 30 – критерии, содержащиеся в рекомендациях различных международных
организаций. 36 показателей системы являются ключевыми или общегородскими, в их состав входят все индикаторы национальной стратегии и программы
развития. Требования государственного стандарта на обслуживание населения
отнесены к аспектным и пространственным индикаторам, так как отражают
внутригородские различия и сбалансированность развития различных частей
муниципалитета.
191
Концептуальная схема критериев устойчивого развития Могилева представлена в табл. 8.2.
Таблица 8.2
Критерии устойчивого развития Могилева
Сфера
Проблема
Индикаторы
I Человек
Ia-1. Улучшение демо- Ключевые:
Ia Здоровье и графической ситуации
– темпы роста населения;
благосостояние
– ожидаемая продолжительность жизни;
– смертность от всех причин;
– уровень детской смертности
Ia-2. Рост благосостоя- Ключевые:
ния населения
– номинальная заработная плата;
– реальные доходы населения;
– уровень официально учтенной безработицы;
– количество малообеспеченных граждан
Ia-3. Развитие здраво- Ключевые:
охранения и состояние – потребление алкоголя на душу населездоровья
ния
Аспектные:
– число врачей всех специальностей на
1000 человек;
– обеспеченность больничными койками
Пространственные:
– число детей (0–18 лет), имеющих аллергические заболевания;
– мощность амбулаторно-поликлинических учреждений;
– обеспеченность аптеками
I Человек
Ib-1. Развитие сферы об- Пространственные:
Ib Возможно- разования
– обеспеченность детей дошкольного
сти образовавозраста местами в учреждениях дошкония и культульного образования;
ры,
безопас– обеспеченность учащихся школ персоность
нальными компьютерами
Ib-2. Возможности про- Ключевые:
ведения культурного от- – расходы на культуру в расчете на 1 чедыха
ловека
Аспектные:
– число посетителей музеев
– число посетителей библиотек
Ib-3. Уровень безопас- Аспектные:
ности
– число ДТП
– число несчастных случаев на производстве
Пространственные:
– уровень преступности
192
Продолжение табл. 8.2
Сфера
Проблема
I Человек
Ic-1. Решение проблем
Ic
Комфорт- жилищной сферы
ность
городской среды
Ic-2. Развитие
структуры
инфра-
Ic-3. Развитие сферы услуг
II Экология
II-1. Снижение загрязнения воздуха
II-2. Уменьшение потребления водных ресурсов до минимума
II-3. Снижение количества отходов до минимума
Индикаторы
Ключевые:
– обеспеченность жилой площадью
Пространственные:
– доля жилья, нуждающегося в капитальном ремонте;
– количество индивидуальных приборов
учета и регулирования потребления
коммунальных услуг
Аспектные:
– наличие бань и помывочных мест в
банях
Пространственные:
– удельный вес освещенных улиц;
– удельный вес улиц с усовершенствованным покрытием;
– наличие общественных уборных;
– плотность телефонных аппаратов;
– интенсивность пассажирских перевозок
Ключевые:
– объем реализации бытовых услуг
Пространственные:
– обеспеченность торговой площадью;
– обеспеченность местами в общедоступных объектах общественного питания;
– количество рабочих мест на 1000 чел.
по видам бытовых услуг
Пространственные:
– выбросы на душу населения от стационарных источников;
– выбросы на душу населения от передвижных источников
Ключевые:
– объем забора воды;
– объем использования воды;
– объем сброса сточных вод различных
категорий;
– удельное водопотребление
Ключевые:
– объем образования производственных
отходов;
– объем образования бытовых отходов;
– вторичное использование отходов:
– % утилизации отходов;
– % захоронения отходов
193
Окончание табл. 8.2
Сфера
III Экономика
Проблема
Индикаторы
II-4. Экологически без- Ключевые:
вредная мобильность
– количество легковых автомобилей на
1000 жителей
II-5. Уменьшение по- Ключевые:
требления электроэнер- – выбросы СО2 на 1 жителя;
– потребление электроэнергии предпригии до минимума
ятиями;
– потребление электроэнергии ЖКХ
III-1. Развитие экономи- Ключевые:
ки
– инвестиции в основной капитал;
– розничный товарооборот;
– реализация платных услуг;
– обслуживание населения городскими
перевозками
III-2. Сбалансированная Ключевые:
структура экономики
– отношение числа занятых на малых и
средних предприятиях к числу занятых
на крупных предприятиях;
– доля 3 самых крупных предприятий в
формировании ВВП города;
III-3. Повышение уровня Ключевые:
регионального
само- – доля отечественных товаров в объеме
обеспечения до макси- товарооборота
мума
III-4.
Стабильность Ключевые:
уровня цен
– доля потребительских расходов на питание;
– стоимость 1 м2 нового жилья
III-5. Улучшение качест- Ключевые:
ва продукции и защиты – число предприятий, внедривших
окружающей среды при ISO 9 000
эксплуатации предпри- – число предприятий, внедривших
ятий
ISO 14 000
В дальнейшем при реализации стратегии устойчивого развития города, в
соответствии с предложенными критериями необходимо разработать городскую
информационную базу данных, которая обеспечит информационную поддержку
мониторинга устойчивости развития города.
В данной главе были рассмотрены различные инструменты и
походы к управлению качеством окружающей среды в городах.
Экологический мониторинг необходим для сбора информации о
качестве окружающей среды и является необходимым инструментом для последующего принятия решений. Экологическое лицензирование и установление лимитов на природопользование позволяют контролировать и накладывать ограничения на различные
194
виды деятельности, которые оказывают негативное воздействие на
качество окружающей среды. Эффективным в плане стимулирования предприятий к снижению негативных воздействий на окружающую среду может быть и использование экономических инструментов управления качеством окружающей среды и, в частности, взимание платы за загрязнение окружающей среды. Однако
эффективность таких механизмов будет зависеть от способности
государственных органов обеспечить реализацию этих инструментов. В целом административные инструменты наиболее понятны и
привычны для государственных органов и чиновников, принимающих решения. Однако, учитывая, что каждый город уникален
своим географическим положением, особенностями климата,
структурой промышленности и транспортных потоков, городских
ландшафтов и экосистем, административная регламентация не всегда будет адекватной местным особенностям.
Участие общественности может рассматриваться как инструмент,
корректирующий недостатки административных подходов и обеспечивающий общественную поддержку реализуемых политик, а также
способ выявления специфичных проблем. Однако общественные инструменты не могут рассматриваться как универсальный способ решения проблем качества окружающей среды в городе. Общественность может быть подвержена манипуляциям как со стороны бизнеса,
так и власти. Наличие большего числа заинтересованных сторон неизбежно приводит к задержке реализации проектов. Недостаток экспертных знаний и консенсуса могут существенно затруднять выработку согласованной позиции.
Различные подходы и критерии могут быть использованы для
оценки экологического состояния природного комплекса города и
для классификации качества окружающей среды в городе. Традиционные подходы основаны на принципах эколого-экономического
районирования, выделении ареалов загрязнений, количественной
оценке санитарно-гигиенической комфортности городской среды.
Комплексная оценка экологической ситуации в городе может быть
основана на использовании индикаторов устойчивого развития города, которые наряду с оценкой экологической ситуации учитывают социальные и экономические характеристики территории. Однако все эти подходы лишь фиксируют текущее состояние окружающей среды в городе. Они, безусловно, необходимы для принятия решений, но сами по себе не являются инструментами изменения качества окружающей среды.
195
В управлении качеством окружающей среды в городах, как и во
многих других сферах управления, до сих пор доминирует секторный
подход. Различные административные и экономические методы
управления используются для решения различных вопросов зачастую
без тесной увязки друг с другом. В то же время положительные примеры ряда мировых городов, добившихся высокого качества окружающей среды, говорят о том, что решения должны быть комплексными.
Качество городской среды определяется многими факторами, в
частности географическим расположением территории, уровнем развития промышленности, структурой городской среды и транспортных
потоков, инфраструктурой по обслуживанию потоков энергии, товаров и отходов в городе. Из всех перечисленных факторов человек не
может контролировать лишь природные условия. Однако они могут и
должны учитываться при разработке стратегии развития города/территории. Стратегия развития города может существенным образом влиять на структуру транспортных потоков (которые в современном городе могут вносить до 70–80 % в общие объемы выбросов),
развитие промышленных предприятий, принципы обращения с отходами, планы по озеленению и развитию территории. Внедрение и реализацию такой стратегии должна обеспечивать интегрированная система планирования, разработки и управления городом как одной системой. Необходимо помнить, что все планы по инвестированию в развитие города должны учитывать вопросы его устойчивости путем
включения в оценку жизненного цикла проектов стоимости промышленного, природного, человеческого и социального капиталов.
В целом обеспечение высокого качества окружающей среды в городе требует комплексного планирования, учета специфики конкретного населенного пункта, использования административных, экономических и консультативных инструментов для реализации запланированных политик или проектов, а также привлечения общественности для поддержки этих действий.
Рекомендуемая литература
1. Битюкова, В.Р. Социально-экологические проблемы развития
городов России / В.Р. Битюкова. – М.: Либроком, 2009. – 450 с.
2. Бринчук, М.М. Экологическое право (Право Окружающей
Среды)
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа:
http://www.bibliotekar.ru/ecologicheskoe-pravo-3/81.htm
196
3. Бринчук, М.М. Экологическое право [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: http://yourlib.net/content/category/29/74/83/
4. Карп, Д.Б. Системы индикаторов уровня развития муниципального образования / Д.Б. Карп, Н.В. Кузнецова // Вестн. ТГЭУ. –
2007. – № 2. – С. 24–36.
5. Круглова, Н.Ю. Хозяйственное право [Электронный ресурс] /
Н.Ю. Круглова. – Режим доступа: http://www.inventech.ru/lib/right/
right-0162/
6. Маршалкович, А.С. Управление качеством городской среды:
учеб. пособие для строит. вузов / А.С. Маршалкович, Т.А. Алешина. –
М.: МГСУ, 2008. – 164 с.
7. Мекуш, Г.Е. Подходы к разработке индикаторов устойчивого
развития на региональном уровне / Г.Е. Мекуш // География и природные ресурсы. – 2006. – № 1. – С. 18–24.
8. Постановление Правительства Красноярского края от
17.05.2012 №195-п «Порядок проведения работ по регулированию
выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в
периоды неблагоприятных метеорологических условий в городских и
иных поселениях Красноярского края» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.zakon.krskstate.ru/0/doc/8981
9. Сивограков, О.В. Индикаторы устойчивого развития местного
сообщества (как оценить результаты Местной повестки – 21) / О.В.
Сивограков. – Минск: Пропилеи, 2008. – 92 с.
10. Скриган, А.Ю. Опыт формирования системы индикаторов устойчивого развития города / А.Ю. Скриган // Псковский регионологический журнал. – 2010. – № 9. – С. 100–109.
11. Усова, И.П. Участие общественности в процесс городского
управления [Электронный ресурс] / И.П. Усова, О.Т. Лашкевич, М.А. Фалолеева. – Режим доступа: http://www.ekapraekt.by/sites/default/files/
documents/Usava_Public_participation_Mahilew_2011.pdf
12. Хартия «Города Европы на пути к устойчивому развитию» (Ольборгская хартия). Одобрена участниками Европейской Конференции по
устойчивому развитию больших и малых городов Европы. – Ольборг,
Дания, 27 мая 1994 г. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://masters.donntu.edu.ua/2004/feht/lebedev/library/aalborgchapter.htm
13. RoTEST. Современный словарь по сертификации. Экологическое лицензирование – процедура официального пользования природными ресурсами [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://rotest.ru/licenzirovanie-ehkologicheskoe/
197
14. Pinter, L. Indicators of sustainable development: proposal for a
way forward. – New York: IISD, 2005. – 42 p.
15. Eco2 Cities: Ecological Cities as Economic Cities [Электронный
ресурс] / H. Suzuki, A. Dastur, S. Moffatt, N. Yabuki, H. Maruyama. –
Режим доступа: https://openknowledge.worldbank.org/handle/10986/2453
198
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫХ И НОРМАТИВНОПРАВОВЫХ АКТОВ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Федеральное законодательство
Законодательство об окружающей среде
– Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от
10.01.2002 № 7-ФЗ.
– Федеральный закон «Об экологической экспертизе» от
23.11.1995 № 174-ФЗ.
– Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» от 09.01.1996 № 3-ФЗ.
– Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 № 89-ФЗ.
– Федеральный закон «О безопасном обращении с пестицидами
и агрохимикатами» от 19.07.1997 № 109-ФЗ.
Законодательство о природных комплексах
– Федеральный закон «Об особо охраняемых природных территориях» от 14.03.1995 № 33-ФЗ.
– Федеральный закон «О природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах» от 23.02.1995 № 26-ФЗ.
– Федеральный закон «О специальных экологических программах реабилитации радиационно загрязненных участков территории»
от 10.07.2001 № 92-ФЗ.
– Федеральный закон «О континентальном шельфе Российской
Федерации» от 30.11.1995 № 187-ФЗ.
– Федеральный закон «Об исключительной экономической зоне
Российской Федерации» от 17.12.1998 № 191-ФЗ.
– Федеральный закон «О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне» от 31.07.1998 № 155-ФЗ.
– Федеральный закон «Об охране озера Байкал» от 01.05.1999
№ 94-ФЗ.
– Федеральный закон «О территориях традиционного природопользования коренных малочисленных народов Севера, Сибири и
Дальнего Востока Российской Федерации» от 07.05.2001 № 49-ФЗ.
Природоресурсное законодательство
– Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001
№ 136-ФЗ.
199
– Федеральный закон «Об обороте сельскохозяйственных земель» от 24.07.2002 № 101-ФЗ.
– Федеральный закон «О мелиорации земель» от 10.01.1996
№ 4-ФЗ.
– Федеральный закон «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения» от
16.07.1998 № 101-ФЗ.
– Федеральный закон «О землеустройстве» от 18.06.2001
№ 78-ФЗ.
– Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006
№ 74-ФЗ.
– Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006
№ 200-ФЗ.
– Федеральный закон «О внесении изменений и дополнений в
Закон Российской Федерации «О недрах» от 02.01.2000 № 20-ФЗ.
– Федеральный закон «Об участках недр, право пользования которыми может быть предоставлено на условиях раздела продукции»
от 21.07.1997 № 112-ФЗ.
– Федеральный закон «О животном мире» от 24.04.1995
№ 52-ФЗ.
– Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от
04.05.1999 № 96-ФЗ.
Гражданское, конституционное, административное,
предпринимательское, уголовное и иное законодательство
Отношения в сфере взаимодействия общества и природы
– Основы законодательства Российской Федерации об охране
здоровья граждан от 22 июля 1993 г..
– Федеральный закон от 9 января 1996 г. «О внесении изменений и дополнений в Закон Российской Федерации «О защите прав потребителей» и Кодекс РСФСР об административных правонарушениях».
– Федеральным закон от 30 марта 1999 г. «О санитарноэпидемиологическом благополучии населения» и др.
Отношения по охране и защите экологических прав и законных
интересов физических и юридических лиц, по обеспечению выполнения
правовых требований природопользования и охраны окружающей
среды
– Федеральный конституционный закон от 21 июля 1994 г. «О
Конституционном суде Российской Федерации».
200
– Федеральный конституционный закон от 17 ноября 1995 г. «О
внесении изменений и дополнений в Закон РФ «О прокуратуре Российской Федерации».
– Федеральный конституционный закон от 28 апреля 1995 г.
«Об арбитражных судах в Российской Федерации».
– Федеральный закон «О внесении изменений и дополнений в
Закон Российской Федерации от 14 декабря 1995 г. «Об обжаловании
в суд действий и решений, нарушающих права и свободы граждан».
– Арбитражный процессуальный кодекс Российской Федерации
(принят 5 мая 1995 г.).
– Уголовный кодекс Российской Федерации (принят 24 мая
1996 г.).
– Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть первая
(принята 30 ноября 1994 г.).
– Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть вторая
(принята 26 января 1996 г.).
– Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях (принят 30 декабря 2001 г.) и др.
Нормативные правовые акты Президента РФ,
Правительства РФ,
федеральных министерств и ведомств
– Указ Президента от 2 октября 1992 г. «Об особо охраняемых
природных территориях Российской Федерации».
– Указ Президента от 4 февраля 1994 г. «О государственной
стратегии РФ по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития».
– Указ от 6 июля 1994 г. «О природных ресурсах побережий
Черного и Азовского морей».
– Указ Президента от 22 ноября 1994 г. «О деятельности российских физических и юридических лиц по разведке и разработке минеральных ресурсов морского дна за пределами континентального
шельфа».
– Указ Президента от 1 апреля 1996 г. «О Концепции перехода
Российской Федерации к устойчивому развитию».
– Указ Президента от 29 августа 1997 г. «О мерах по обеспечению охраны морских биологических ресурсов и государственного
контроля в этой сфере».
– Указ Президента от 21 июля 2007 г.№ 933 «О дне эколога».
201
– Указ Президента от 4 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах
по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики».
– Постановление Правительства РФ от 3 августа 1992 г. «Об утверждении Порядка разработки и утверждения экологических нормативов выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую
природную среду, лимитов использования природных ресурсов, размещения отходов».
– Постановление Правительства РФ от 28 августа 1992 г. «Об
утверждении Порядка определения платы и ее предельных размеров
за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов,
другие виды вредного воздействия».
– Постановление Правительства РФ от 11 июня 1996 г. «Об утверждении Положения о порядке проведения государственной экологической экспертизы».
– Постановление Правительства РФ от 16 июня 2000 г. «О Правилах разработки и утверждения нормативов образования отходов и
лимитов на их размещение».
– Постановление Правительства РФ от 3 октября 2000 г. «Об
утверждении пределов допустимых концентраций и условий сброса
вредных веществ в исключительной экономической зоне Российской
Федерации».
– Постановление Правительства РФ от 15 января 2001 г. «Об
утверждении Положения о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха».
– Постановление Правительства РФ от 29 мая 2008 г. № 404 «О
Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации».
– Постановление Правительства РФ от 12 августа 2008 г. № 603
«Об утверждении Правил образования рыбохозяйственных заповедных зон» и др.
– Правила охраны поверхностных вод, утвержденные Приказом
Госкомприроды СССР от 21 февраля 1991 г.
– Приказ Минприроды России от 29 декабря 1995 г. «Об утверждении Инструкции по экологическому обоснованию хозяйственной
и иной деятельности».
– Приказ Госкомэкологии от 19 апреля 2000 г. «О реализации
Постановления Правительства Российской Федерации от 24 марта
2000 г. № 251 «Об утверждении Перечня вредных веществ, сброс которых в исключительной экономической зоне Российской Федерации
202
с судов, других плавучих средств, летательных аппаратов, искусственных островов, установок и сооружений запрещен».
– Приказ Госкомэкологии России от 16 мая 2000 г. «Об утверждении Положения об оценке воздействия намечаемой хозяйственной
и иной деятельности на окружающую среду в Российской Федерации».
– Приказ МПР России и МНС России от 22 марта 2001 г. «О совместной деятельности МПР России и МНС России в осуществлении
сбора платежей за нормативные и сверхнормативные выбросы и
сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и иные виды
вредного воздействия на окружающую природную среду».
– Приказ Минимущества России, МНС России, Минфина России и Росземкадастра от 23 апреля 2001 г. «О проведении совместных
мероприятий по обеспечению поступления доходов от арендной платы за землю в федеральный бюджет Российской Федерации».
– Приказ МПР России от 16 апреля 2001 г. «О создании системы обязательной сертификации древесины, отпускаемой на корню, и
второстепенных лесных ресурсов в лесном фонде Российской Федерации, об утверждении положений о системе и о знаке соответствия
системы».
– Приказ МПР России от 7 мая 2001 г. «Об установлении лимитов водопользования субъектам Российской Федерации».
– Приказ МПР России от 26 сентября 2000 г. «О специализированных морских инспекциях Министерства природных ресурсов Российской Федерации».
– Приказ МПР России от 30 марта 2007 г. № 71 «Об утверждении методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства».
– Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 16 июля 2008 г. № 151 «Об утверждении долгосрочной государственной программы изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья».
203
Учебное издание
ЭКОСИСТЕМЫ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ:
СТРУКТУРА, СОСТОЯНИЕ,
УСТОЙЧИВОСТЬ, УПРАВЛЕНИЕ
Под редакцией О.В. Тарасовой
Учебное пособие
Редактор И.Н. Байкина
Компьютерная верстка И.В. Гревцовой
Фото на обложке М.А. Субботина
Подписано в печать 01.10.2013. Формат 60×84/16.
Печать плоская. Бумага офсетная.
Усл. печ. л. 12,75. Тираж 200 экз. Заказ № 2704.
Издательский центр
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел./факс (391) 206-21-49, e-mail: rio@lan.krasu.ru
Отпечатано Полиграфическим центром
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а
Тел./факс (391) 206-26-67, 206-26-49
E-mail: print_sfu@mail.ru; http://lib.sfu-kras.ru
204
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
257
Размер файла
4 524 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа