Урбоэкология или экология города – наука об экологических проблемах городов

Урбоэкология – это наука, изучающая взаимодействие деятельности человека с окружающей средой на территории поселений. В XXI веке города становятся местом сосредоточения большей части населения планеты. Так, в 2001 году впервые количество городских жителей перевалило за 50 % от общего количества населения Земли. Предполагается, что к 30 годам этого века жителей городов станет в 2 раза больше, чем жителей сельской местности. Поэтому урбоэкология и проблемы городов затрагивают интересы все большего и большего количества людей. Особенно актуальны разработки по улучшению городской среды, предложенные урбоэкологами для жителей мегаполисов.

Основы урбоэкологии

Урбоэкология – наука, использующая для решения своих задач данные технических, инженерных, медицинских, биологических, географических, социальных и экономических наук. Объекты изучения урбоэкологии – это освоенные человеком территории, к которым относятся отдельные здания, кварталы, города, области и даже целые страны. Предмет изучения урбоэкологии – механизмы взаимодействия урбанизированной и естественной среды. Задачей урбоэкологии является разработка плана развития поселения, обеспечивающего высокое качество жизни человека, охрану здоровья, охрану лито-, гидро-, атмосферы и биоты от пагубного воздействия городской застройки. Внедрение разработок урбоэкологии в жизнь во многом зависит от политики государства.

Часто говорят, что урбоэкология – это разрастание городов и проблема перенаселения. Но существуют и другие экологические проблемы, связанные с городами:

• возрастание загрязнений среды городов, попадание загрязнений в окружающую среду вокруг городов;
• «расползание» городов и количества жителей, слишком высокая плотность населения, превращение городов в гигантские мегаполисы с населением в десятки миллионов человек;
• вытеснение природного ландшафта искусственным;
• потеря человеком прямых контактов с природой (осязательных, звуковых, визуальных, обонятельных);
• влияние на естественные суточные биоритмы человека (ночная работа, освещение городов ночью, шум).

Проблема «расползания» городов

Самый высокий процент городского населения отмечается в экономически развитых странах Европы и Северной Америки – более 70 %. Самая гигантская городская застройка под названием «Босваш» поглотила более 500 городов на территории между Бостоном и Вашингтоном. Здесь проживает около 20 % всего населения США. «Босваш» на фотоснимках, сделанных со спутников Земли ночью, выглядит как сплошное светящееся пятно. И таких агломераций в мире становится все больше.

Причем сейчас активными темпами происходит укрупнение городов в бедных странах. Если в первой половине XX века 20 из 30 крупнейших мегаполисов мира располагались в развитых странах, то в 2017 году таких городов осталось всего 5 (Токио, Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Осака, Париж), остальные 25 находятся в развивающихся странах. Самые крупные из них – Бомбей, Лагос, Шанхай, Джакарта.

Антропогенные загрязнения городской среды

Неумелое управление развитием города приводит к росту негативного воздействия на природную среду городов. К ним относятся:

• загрязнения;
• исчерпание природных ресурсов;
• изменение глобального климата, связанное с деятельностью человека;
• изменение или разрушение природных ландшафтов.

Самым опасным видом антропогенного воздействия оказывается загрязнение. Основными источниками являются: автотранспорт, промышленные предприятия, особенно нефтехимической направленности, черная и цветная металлургия, теплоэлектростанции, мусоросжигающие заводы.

Химическое загрязнение вызвано попаданием в среду новых химических веществ или увеличением концентрации присутствующих в ней соединений. Особую опасность для здоровья человека несут ксенобиотики – вещества, не свойственные природе (тяжелые металлы, нитрозоамины, полициклические углеводороды), которые приводят к нарушению метаболизма в организме, обладают канцерогенным и мутагенным действием.

Физическое загрязнение подразделяется на тепловое, шумовое, световое, электромагнитное, радиоактивное. Механическое загрязнение происходит веществами, которые не оказывают на природу физического или химического воздействия. К ним относятся в основном отходы производств строительных материалов. Биологическое и микробиологическое загрязнение – самые опасные инфекционные заболевания регистрируются именно в местах наибольшего скопления людей.

Воздействие города на природную среду

К абиотическим компонентам окружающей среды относятся лито-, гидро- и атмосфера. Наиболее важной для человека частью литосферы является почва. Формируется она очень долго – всего 2-3 см за 200 лет. Легче всего разрушается почва под влиянием эрозии и раздувании ее ветром, причем страдают в первую очередь самые ценные площади – сельскохозяйственные угодья. Большую опасность представляет неумелое использование различных пестицидов, которые вызывают гибель флоры и фауны почвы, а также загрязняют подземные воды. Негативно влияют на почву и твердые бытовые отходы, которых с каждым годом становится все больше и больше. Ежегодно на планете выбрасывается 1 млрд тонн мусора, причем большую часть занимают синтетические материалы, не разрушающиеся в природе и загрязняющие почву на тысячелетия.

Основными факторами негативного воздействия города на гидросферу является высокое потребление воды, связанное с ведением сельского хозяйства в пригородах, и загрязнение сточных вод. Мегаполисы ежегодно сбрасывают около 350 млн т загрязненных сточных вод, содержащих фосфаты, азот, тяжелые металлы, нефтепродукты, моющие вещества.

Самые распространенные вещества, загрязняющие воздух, – это пыль, оксиды серы, углекислый газ, оксиды азота, углеводороды. Воздух над крупным городом содержит в 25 раз больше вредных примесей, чем воздух сельской местности. Страдают от загрязнений воздуха больше всего города, расположенные в горных долинах. Загрязненный воздух обусловливает примерно 30 % всех заболеваний городских жителей. Аллергены, находящиеся в воздухе (сероводород, формальдегид, никель, хром), вызывают бронхиальную астму, ринит и другие респираторные аллергозы. Кроме того, у жительниц городских районов, расположенных рядом с предприятиями нефтехимической, химической или металлургической промышленности, отмечают в 2 раза чаще патологии беременности и родов и в 6-7 раз больше рождение детей с патологиями или аномалиями развития.

Функционирование города влияет на растительный и животный мир. Особую роль в городе играют растения – они поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Вырубка 1 % леса приводит к снижению речного стока на 2,5 % и чревата обмелением рек. Леса защищают почву от эрозии, раздувания ветром, очищают воздух. 1 га соснового леса поглощает в год до 32 т пыли. И если растительность приносит пользу городу, то сам город пагубно влияет на нее. Причем больше всего страдают небольшие массивы вдоль дорог. Например, липа в лесу доживает до 400 лет, в городских парках – до 150, на улицах – всего до 60 лет. Негативное влияние оказывает целый ряд факторов: загрязнение воздуха, почвы и подземных вод, уплотнение почвы, вибрации от транспорта, нарушение температурного режима.

Влияние городской среды на животный мир неоднозначно. Для одних видов животных и птиц существование в городе невозможно – нет пищи и привычных условий существования и размножения. Для других же видов город дает пищу и защищает от естественных врагов. В городе преобладают птицы, которые могут вить гнезда под крышами, на обрывах – голуби, воробьи, стрижи, галки.

Урбоэкология предлагает решения экологических проблем города

1. Экологизация городской среды

Необходимо обеспечить экологическое равновесие между городской и природной средой, сохранить естественную поверхность Земли вместе с почвой, растительностью, животным миром, рельефом. Это возможно при строительстве городов с несколькими плотными застройками и мощным озеленением.

2. Экономия энергии

Необходимо строить энергосберегающие здания, использовать технологии, не требующие затрат энергии.

3. Снижение негативного воздействия городской среды на здоровье человека

Необходимо улучшать качество воздуха и воды, экономить водопотребление. Лучше всего с вопросом оздоровления среды справляются зеленые насаждения – леса, парки, зеленые коридоры. Они очищают воздух, регулируют микроклимат, изолируют шумы, задерживают питательные вещества, обеспечивают биоразнообразие, дают возможность опыления и рассеивания семян.

4. Сокращение отходов и их утилизация

Необходимо ввести систему управления отходами, сокращать неблагоприятное воздействие отходов за счет их снижения и переработки.

5. Экономия ресурсов

Одной из проблем городов является перерасход пресной воды, поэтому необходимо внедрять системы для сбора дождевой воды. Для строительства необходимо выбирать материалы с высоким сроком службы.

Основная идея по созданию городской среды, предлагаемая урбоэкологией, – это «замещающая» экологическая реконструкция городов, восстановление ландшафтов. Это самый мягкий путь, который не требует масштабных вмешательств в жизнь уже существующих городов.