Особенности взаимодействия градостроительных структур с окружающей средой

Еще немногим более столетия тому назад всего 5% населения земного шара жило в городах, причем 2% в больших городах с населением свыше 100 тыс. жите­лей и только один город - Лондон насчитывал более 1 млн. жителей. Сегодня почти каждый третий человек горожанин. Городское население в наиболее развитых про­мышленных странах (Англия, ФРГ, США, Нидерланды) составляют 75-80%. В боль­ших городах сосредоточена четверть городских жителей, а число городов- миллионе­ров превышает уже 180 (в 1900 году их было 12, в 1940 43, в 1960 - 88).

Городское население в последнее время растет вдвое быстрее, чем население земли в целом. К 2010 году число, городов-миллионеров приближается к 300, из них не менее половины будут насчитывать более 3 млн человек. Численность населения наиболее крупных из них к этому времени составит: Мехико - 26,3 млн , Сан-Пауло -24 млн, Токио -17,1 млн, Калькутты - 16,6 млн, Бомбей -16 млн, Нью-Йорк - 15,5 млн, Шанхай-13,8 млн, Сеула -13,5 млн, Дели -13,3 млн, Рио-де-Жанейро -13,3 млн, Буэна-Айреса - 13,2 млн, Каира -13,2 млн. В странах СНГ число городов с населением свыше миллиона жителей тоже увеличивается. К концу 2010 их будет 32 вместо 24 в на­стоящее время. Процесс развития современных городов определяется не только коли­чественным их ростом. Города меняются и качественно - в различных районах Земли возникают гигантские метрополии, сгустки городов с многочисленным населением. Их территории расползаются на многие сотни километров квадратных, поглощая соседние поселения и, образуя гигантские городски агломерации и урбанизированные районы, простираются в отдельных случаях на 1000 километров и более (Бостон - Вашингтон, Чикаго - Питтсбург, Сан-Франциско - Сан-Диего, Токио - Иокогама - Киота, ФРГ- РУР, Лондон- Бирмингем).

Особенности взаимодействия градостроительных структур с окружающей средой более всего заметны при рассмотрении экологических аспектов урбанизации. Понятие урбанизации крайне сложно и далеко не однозначно. Наиболее часто под урбанизацией понимают рост городов и городского населения, но это не исчерпывает проблемы. В целом урбанизацию можно охарактеризовать как многогранный глобальный социально-экономический процесс, с резко усиливающимся в эпоху научно-технической революции развитием и концентрацией производительных сил и форм социального общения с распространением городского образца жизни на всю сеть населенных мест.

Многообразная деятельность человека, урбанизация жизни, связанная с преобразованием природы, далеко выходит за пределы территории непосредственной застройки и сказывает влияние на все компоненты природной среды. Так, физико-геологические изменения почв, подземных вод и других компонентов литогенной основы ощущаются в зависимости от конкретных условий в радиусе 25-30 км, биогеохимические изменения среды на еще больших расстояниях. Исследования показывают, что крупные города оказывают влияние на окружающую среду в радиусе в 50 раз большем, чем их собственный радиус. Особенно сильно влияет урбанизированная среда на почвы, водоемы, воздушный бассейн, и растительный покров. Все свидетельствует о том, что урбанистические образования выступают как исключительно мощные очаги возмущения и деградации природы. Между урбанизацией и природой существуют сложные диалектические связи. С одной стороны процесс концентрации населения увеличивает силу антропогенного взаимодействия на природу и опасность ее разрушения в очагах урбанизации. С другой стороны, в самой концентрации производства и населения заложены мощные экономические рычаги, позволяющие осуществить комплекс инженерных, технологических и гигиенических мероприятий по охране воды, воздуха и почвенно-растительного покрова. Таким образом, воздействие урбанизации на природу далеко не однозначно. Поэтому во всех случаях необходимо регулировать отношения между урбанизацией и природой путем эффективного сочетания экономического и экологического планирования с градостроительным проектированием на всех его территориальных уровнях. Считают, что к 2010 году 15% суши будет занято городами, промышленными устройствами, высказываются опасения, что через 150 лет (при современных темпах роста населения) на каждого жителя планеты будет приходиться менее 0,5 га территории.

Территория – важнейший фактор развития городов не только потому, что она необходима для их застройки и роста, но и потому, что без открытых пространств города и системы расселения существовать не могут. Помимо этого, земля имеет огромную потребительскую ценность, главным образом потому, что верхний горизонт является одним из важных компонентов биосферы - почвой. Почва – продукт взаимодействия живого вещества и горных пород. Запасы почвы на земле составляют 2,4 10¹² тонн, а условия для почвообразования существуют лишь на 22% поверхности Земли. Процесс почвообразования очень протяжен по времени – на создание слоя почвы толщиной 2-3 см требуется от 200 до 1000 лет.

Лекция №3

Влияние городов и систем расселения на литосферу

Литосфера

Города и другие социотехногенные образования на Земле занимают примерно 2,5-3% суши. Но эта доля непрерывно растет. Каждый день в мире изымается для различных целей из сельского хозяйства 2000 га земель. Человеком за его историю уничтожено более 2 млрд га (15% всей суши и 27 % всех сельскохозяйственных земель). Ежегодно в мире теряется 5-7млн га плодородных земель, до 80% всех орошаемых земель страдает от вторичного засоления и заболачивания. Каждые 10 лет теряется до 7% верхнего слоя почвы. Процессы опустынивания охватывают до 30% земной поверхности. Если в 1950 году на каждого жителя планеты приходилось 0,24 га пашни, то сейчас – не более 0,12 га. Процессы эрозии и дефляции почв особенно активно протекают в плотно заселенных районах, в городских агломерациях и на территориях городов, где эти процессы, помимо концентрированной физической антропогенной нагрузки, осложнены сильными изменениями в условиях урбанизации гидродинамическим, геохимическим и гравитационным режимами.

Помимо водной эрозии и дефляции почв почвенный покров подвержен физическим разрушениям в результате открытой и подземной добычи полезных ископаемых, физического воздействия тяжелых сельскохозяйственных машин, загрязнения пестицидами, минеральными удобрениями и солями тяжелых металлов, засорения бытовым мусором и производственными отходами. Большая часть нарушенных земель находиться в непосредственной близости от больших крупных городов, в их пригородных зонах, где развито наиболее продуктивное сельскохозяйственное производство, сосредоточены места кратковременного загородного отдыха людей. Сама градостроительная деятельность невозможна без перемещения грунта, срезки почвенного слоя и т.д. Подсчитано, что при строительстве человеческих поселений на Земле "перелопачено" около 90000 км³ грунта. Если эту массу суши распределить по суши планеты ровным слоем, то толщина его составит не менее 0,5м.

Большую опасность представляют непомерное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов и дефолиантов), а также минеральных удобрений. Особенно опасно применение пестицидов в орошаемом хозяйстве и на осушаемых землях, т.е. в местах движения поливных и дренажных вод. Пестициды и минеральные удобрения загрязняют не только почву, но также поверхностные и подземные воды, поэтому их применение в плотно заселенных агломерациях приходиться регламентировать особенно строго.

Проблема ликвидации твердых бытовых отходов (ТБО), или попросту говоря мусора, восходит к глубокой древности. Сейчас именно доисторические свалки представляют серьезные объекты исследования археологов. С тех пор масштабы образования мусора на планете выросли в сотни тысяч раз. По своему составу ТБО не однородны и содержат макулатуру (20-40% общей массы ), черные и цветные металлы (2-5%), пищевые отходы (20-40%), пластмассу (1-5%), стекло (4-6%), текстиль (4-6%) и т.д. В настоящее время на земном шаре ежегодно образуется около 1 млрд т мусора. На каждого жителя земли приходиться более 20 т опасных отходов (вместе с промышленными). Значительное место в бытовом мусоре занимают отбросы из сантехнических материалов, которые практически не расщепляются естественным путем, накапливаясь в окружающей среде и загрязняя почву и воду. Значительные объемы бытовых отходов хранятся на свалках. Хранение мусора на неприспособленных свалках чревато опасностью загрязнения почвы и воды в границах городских агломераций. А свалки, как правило, находятся далеко не в самом лучшем состоянии. В Японии перерабатывается половина отходов, Западная Европа –30%, США- 20%. Резко увеличиваются затраты на переработку. Если 25лет назад, чтобы освободиться от 1т отходов, в США, например, надо было затратить 2$, то сейчас – 100$.

В различных частях планеты широко известно явление геохимических аномалий в ландшафте. Так, в почвах лесостепи и степи недостаточно меди, таежная зона характеризуется недостаточностью меди и кобальта, серые лесные почвы бедны молибденом и т.д. Известны болезни, порожденные такими аномалиями – эндемичный зоб (недостаток фтора), уровская болезнь (избыток стронция и дефицит кальция) и т.д.

Огромные масштабы производства металлов и несовершенная технология ведут к тому, что на планете образуются большие ареалы искусственных геохимических аномалий. Особенно опасно рассеивание в биосфере ртути, свинца, меди, цинка. Отравление ртутью характеризуется поражением хромосомного аппарата (болезнь Минамата), не менее известно также костное заболевание " Итай-итай" в результате загрязнения воды на рисовых полях фунгицидами. Свинец содержится не только в отходах предприятий, но и в выхлопных газах автомобилей (в течение года один автомобиль выбрасывает более 1кг свинца). Городской воздух содержит в 20 раз больше свинца, чем сельский, вдоль дорог образовались достаточно широкие (до 150м) полосы свинцовых геохимических аномалий, в пределах которых 1 кг сухой биомассы содержит до 50 кг Pb (100мг на 1кг корма смертелен для скота). Свинец может привести также к заболеванию хромосомного аппарата у животных и человека. Повышенное содержание меди и цинка в почве приводит к замедленному росту растений и снижению урожайности. Выброс металлов в биосферу в процессе техногеноза пропорционален плотности населения, поэтому особенно опасно формирование техногенных геохимических аномалий в пределах городских агломераций.

Серьезную экологическую опасность представляют твердые промышленные отходы, объемы которых в несколько раз превышают объемы ТБО. Промышленные отходы опасны не только тем, что они занимают много места, заиливают водостоки, неэстетичны, но прежде всего тем, что могут самовозгораться, содержат ядовитые вещества и соли тяжелых металлов, которые выливаются осадками, выветриваются, загрязняют почву, водный и воздушный бассейны.

Специфическая проблема, имеющая право на самостоятельное рассмотрение, - это так называемое психологическое "загрязнение" ландшафта, т.е. прогрессирующее снижение эстетических качеств пригородных и урбанизированных территорий вследствие их безликой структуры или не соответствующей данному ландшафту застройки, засорение ландшафта железобетонными и другими конструкциями, увеличение доли так называемых "бросовых" земель и т.д. Особенно страдают участки ландшафта вдоль разного рода коммуникаций – железнодорожных линий, автодорог, линий электропередач и др. Огромный урон ландшафту наносит его засорение вследствие рекреационной деятельности, масштабы которой все более возрастают.