Мониторинг и охрана городской среды

Если города растут и этот рост в целом благоприятен для жителей, стремящихся жить в городах, то задача современных архитекторов и строителей — сделать все поселения, в том числе и крупные растущие города, устойчивыми, здоровыми, экологичными и красивыми, используя решения архитектурно-строительной экологии, устойчивого строительства, сохранения среды жизни на базе устойчивой экологической инфраструктуры.

Урбанизация привела  к созданию новой, не известной ранее  «застроенной среды» планеты, имеющей, как считается, наибольшую материальную ценность для всех стран мира. При этом, несмотря на негативные воздействия урбанизации, экосистемы во многих городах и вокруг них еще могут обеспечивать достаточно высокий уровень биоразнообразия, производства продовольствия, снабжения водой, комфорта, удобств, культурных ценностей и т.д.

Вместе с тем возникло множество проблем городской  среды (урбанистических, архитектурно-строительных, технологических, социальных, экологических), связанных с развитием процесса урбанизации. Среди них рост числа и размеров городов, населения, промышленности и транспорта. В связи с миграцией сельских жителей в города постоянно изменяется соотношение между городским и сельским населением. Растут процент городского населения, размеры городов и их число.

С целью сдерживания  роста площади городов архитекторы  и строители увеличивают высоту зданий, более плотно размещают их в плане, заменяют устаревшие малоэтажные  дома на новые, гораздо более высокие. Это рождает новые экологические  проблемы, связанные с повышением плотности жителей, дальнейшим их отрывом от природной среды, более концентрированным антропогенным воздействием города на оставшуюся природную среду.

Идеям экологизации противоречит целый ряд кризисных явлений:

-отсутствие природной среды  при застройке и невозможность сохранения экологического равновесия между городскими и прилегающими естественными территориями. Это ведёт к снижению качества среды в городах, уменьшению биоразнообразия, сокращению способности природной среды к абсорбции загрязнений и самоочистке, гибели природы;

-загрязнение городской среды  веществами, отрицательно влияющими на здоровье человека и состояние природы;

-увеличение разрыва между жителями  городов и естественной природной  средой, ее замена на полностью  или частично искусственную городскую среду; отрыв жителей от естественной природы;

-растущее разобщение жителей  городов при использовании современных архитектурно-планировочных мероприятий (высокие здания, индивидуализация жилищ, отсутствие мест для общения, поощрение индивидуализма во всем — от передвижения на индивидуальных автомобилях до индивидуальных коттеджей за высокими заборами);

-гигантизм зданий и сооружений, негативно влияющий на их визуальное  восприятие и увеличивающий отрыв  жителей от естественной среды. Возможно, что эта негативная тенденция свидетельствует о недостаточной проработанности экологических решений, так как человек никогда не жил на большом удалении от земли;

-энтропийность искусственных объектов  города, их отторжение природой, принципиальное отличие от негэнтропийных объектов живой природы, включаемых в экосистемы как родственные ей объекты;

-неэкономное использование при  строительстве и эксплуатации зданий и сооружений невозобновляемых ресурсов, естественных технологий (например, при вентиляции, освещении); незначительное использование экономичных конструктивных (пространственных) и технологических решений, энергоэкономичных и энергоэффективных зданий;

-отсутствие стремления к сбережению  поверхности земли и почвенно-растительного  слоя при застройке, к предохранению этого слоя от герметичного покрытия, ведущего к омертвлению ландшафта;

-бионегативность поверхностей (бетон,  сталь, стекло и др.) зданий, сооружений  в городе, отторжение этими поверхностями живой природы, отсутствие специальных ниш, «скворечников» для создания условий жизни живой природы в городах и зданиях;

-неэкономное отношение к возобновляемым  ресурсам — воде, воздуху, недостаточное  внимание к сокращению отходов,  их возврату в ресурсный цикл и использованию более долговечных, не требующих быстрой замены материалов и изделий; отсутствие планируемого движения к созданию здоровых и красивых городов, положительно воспринимаемых жителями и способствующих не только формированию здоровой среды, но и гармонизации среды жизни и даже снижению преступности;

-отсутствие согласования потребностей  жителей городов с возможностями природно-ресурсного потенциала территорий, экологизации всех потребностей — от биологических до трудовых и этнических;

-малое число экологичных, красивых  и здоровых городов или кварталов, которые воспитывали бы жителей своей средой и позитивно воздействовали бы на них подобно красивой естественной природной среде. Эти города и кварталы могли бы стать своеобразными «центрами кристаллизации» экологичного развития, от которых оно распространялось бы на прилегающие территории.

Деградация экосистем  особенно велика вокруг больших индустриальных городов с интенсивным транспортом. Контроль воздушного и водного загрязнений привел к росту качества воздушной и водной сред в городах и вокруг них в некоторых развитых странах, но при этом возникли новые проблемы перемещения загрязнений в пространстве и во времени. Ряд исследователей полагает, что в ходе экономического развития страны смогут решить экологические проблемы своих городов. Перевернутая V-образная оптимистическая кривая лауреата Нобелевской премии по экономике С. С. Кузнеца (США) демонстрирует постепенный переход от роста воздействий на природу к их снижению в процессе экономического развития городов передовых стран. Но пока урбанизация привела к глубоким изменениям в природе и в среде жизни человека. Проблема в том, что городские экосистемы — это функционально не полные экосистемы. Города — интенсивные потребители энергии, места концентрированного преобразования и потребления материалов. Биологически продуктивная часть экосистем, которая «выдерживает» и человека, и индустриальный метаболизм города, расположена на удалении от города — в сельских районах, океанах и других малообитаемых местах.

В настоящее время  в связи с бурным ростом мегаполисов  в слаборазвитых странах изучается  вопрос позитивности или негативности этого нового для планеты и геоурбанистики процесса, но наука здесь идет вслед за реальным развитием. Так как рост городов вызван объективными причинами концентрации населения в городах как центрах приложения труда, центрах экономики и промышленности многих стран (мегаполисы ряда стран производят до 50 % валового продукта, в них концентрируется до 80 % капиталов, на их долю приходится до 95 % объема торговли), то он признается правильным путем развития. Однако рост городов стран третьего мира ведет к низкому качеству жизни и среды, загрязнению и исчезновению природы, социальному расслоению и социальной напряженности.

Чем больше город, чем  плотнее он населен и чем больше в нем промышленных предприятий  и автотранспорта, тем большая  площадь прилегающей природной (в том числе сельской) территории требуется, чтобы выдержать техногенное давление города. Поэтому рост числа жителей вызывает увеличение давления на близлежащие экосистемы. В то же время уровень экономического развития городов чаще всего связан с потреблением глобальных ресурсов и глобальными воздействиями на экосистему Земли. Более половины городского населения мира живет в городах с числом жителей менее 0,5 млн и меньше 8 % живет в мегаполисах с населением более 10 млн. Более устойчивое развитие городов планеты связывается с их экологизацией. Несмотря на рост городов они занимают всего несколько процентов территории суши, тогда как для удовлетворения первоочередных потребностей людей нужны гораздо более крупные территории земли.

Современная урбанизация сопровождается экономическими, социальными, политическими и демографическими переменами. Сейчас качество городской среды и благосостояние жителей зависят от экосистем внутри, вокруг и далеко вне границ города, а городская деятельность влияет как на ближние, так и на очень отдаленные экосистемы. Поэтому урбанизация может рассматриваться как реальная угроза живой природе и сохранению среды обитания всей Земли. Потеря сред обитания — болот, окружающих лесов и прибрежных участков — при промышленном и жилищном строительстве угрожает биологическому разнообразию. Но некоторые животные в городах находят новые среды обитания. Крыши и стены заброшенных зданий, тротуары, неэксплуатируемые железнодорожные пути и промышленные территории осваиваются растительностью. В городских и пригородных экосистемах происходят постоянные приспособления растений, животных, беспозвоночных и микроорганизмов к изменяющейся застроенной среде. Урбанизация часто характеризуется кольцевым ростом городов с постепенным заполнением ранее не застроенных территорий между большими городами и небольшими поселениями. Каждая стадия этого роста изменяет условия среды обитания и живую природу в городах.

Самое благоприятное  воздействие на оздоровление здоровой городской среды оказывают городские  зеленые территории — леса, парки, водоемы, зеленые пояса и коридоры и др. Эти экосистемы обеспечивают фильтрацию воздуха, регулирование микроклимата, шумовую изоляцию, поверхностный водный дренаж, задержание питательных веществ, биоразнообразие, опыление, рассеивание семян, регулирование вредителей — насекомых. Городское сельское хозяйство может дать множество выгод: дополнительную продукцию; доход для производителей; занятость для безработных; улучшение окружающей среды; замену импорта. Но оно может развиваться только в незагрязненных городах во дворах (плодовые сады и т.п.), на крышах, общественных территориях. Для этой цели подходят и пригородные области при отсутствии загрязнения почвы химикатами, отходами.

При реконструкции и  новом строительстве постоянно  происходят изменения объема и состава озелененных территорий, поэтому городская природная среда полна экологических разрывов. В этих условиях важно создание зеленых коридоров в городской среде.

Урбанизация чаще всего  изменяет взаимодействие между людьми и микроорганизмами. Именно в местах скопления людей появились многие из наиболее опасных инфекционных болезней. Города остаются центрами распространения эпидемий и пандемий. Риск для здоровья наиболее высок в больших промышленных городах, при этом внутреннее загрязнение особенно опасно в домах без хорошей вентиляции. Велики экологические проблемы при расположении городов вблизи хрупких экосистем. Расширение городов ведет к снижению качества сельскохозяйственных земель. Исторически города часто основывали около рек, озер, морей, чтобы обеспечить потребности в воде и транспортных путях. Поэтому наиболее урбанизированными территориями являются прибрежные зоны, области около озер и рек.

Проблемы окружающей среды при ускоряющейся урбанизации становятся глобальными, так как урбанизация в одной части мира ведет к неблагоприятным последствиями в отдаленных частях. Если в XX в. главными проблемами урбанизации были загрязнения и деградация окружающей среды в городах и вокруг них, то проблемами больших городов в XXI в., вероятно, будут глобальные нагрузки на отдаленные экосистемы. Сложность глобальных проблем окружающей среды значительно выросла за последние два столетия и особенно за последние десятилетия вследствие роста потребления и отходов. По данным ООН, самые богатые 25 % населения потребляют 86 % ресурсов, а богатые индустриальные страны выбрасывают более чем 90 % из 350 млн т опасных отходов, производимых в мире за год.

Рост трансконтинентальной торговли расширяет экологические  нагрузки и может вести к деградации отдаленных экосистем, город может разрушать экологический потенциал отдаленных территорий. В связи с этим в ходе урбанизации выявилась ценность понятия «экологический след». Известно, что потребная для человека территория напрямую связана со степенью экологичности его деятельности, его потребностей. Экологический след населения — это область земли и водных экосистем, постоянно требующаяся, чтобы производить ресурсы, которые население потребляет, и ассимилировать отходы, которые население производит. Метод анализа экоследа основан на том, что многие из ресурсов и потоков могут быть преобразованы в соответствующие площади земли и водной территории. Анализ экоследа показывает быстрый рост его глобального значения, уже немного превышающего площадь планеты.

Площадь экоследа должна включать область экосистем, которую население приспосабливает для удовлетворения своих потребностей при всех формах экономической деятельности, включая торговлю, плюс потребную площадь земли и воды. Этот параметр зависит от ряда факторов: численности населения, среднего материального уровня жизни, биопроизводительности земли и воды (местной или «импортированной»), эффективности сбора урожая, его обработки и использования, экологичности технологий.

Города — интенсивные  узлы потребления, почти полностью  поддерживаемые биофизическими процессами производства и функциями жизнеобеспечения далеко вне их политических и географических границ. Город может занимать десятую часть процента от площади экосистемы, которая выдерживает его. Поэтому даже в устойчивом мире ни один город не может быть устойчив на своей территории. Это подчеркивает проблемы городской уязвимости как зависимости от удаленных экосистем, превращающиеся в серьезный риск при глобальной экологической или политической неустойчивости.

Несмотря на негативность ряда тенденций урбанизации новые данные, приведенные в большом международном исследовании «Экологическая оценка тысячелетия» (2005 г.), свидетельствуют, что города могут снизить некоторые антропогенные нагрузки вследствие концентрации населения, потоков веществ и энергии. Предполагаемое (далеко не полностью изученное) объяснение этому явлению основывается на городских факторах устойчивости:

высокая плотность населения  уменьшает потребность в занятой земле на жителя;

снижаются приходящиеся на жителя затраты на обеспечение водой, системы коллекторов, сбор отходов и большинство других общественных удобств;

многоквартирные жилые  дома уменьшают потребление на жителя строительных материалов и затраты на обслуживание, могут уменьшать спрос на бытовые приборы и личные автомобили;

свободный доступ к городским  удобствам, пешеходному движению, езде на велосипеде и общественному транспорту уменьшает спрос на частные автомобили, снижает потребление энергии и загрязнение;

высокая плотность и  разнообразие инфраструктуры связи сокращают потребность в энергии;

большие возможности  для рециркуляции строительных материалов, их повторного использования, переработки; концентрация специализированных предприятий;

использование сбросной энергии (высокотемпературных процессов и др.), сокращение спроса на энергию;

возможность реализации «индустриальной экологии» (создания замкнутых индустриальных парков, в которых ненужная энергия или материалы одних фирм являются исходными материалами для других).