CC BY
59
УДК 630*11
архитектоника лиственницы сибирской (LARIX SIBIRICA LEDEB.)
в урбанизированной среде
Е.В. Авдеева, О.Г. Кривоносенко
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» 660049 Красноярск, пр. Мира, 82 e-mail: sibstu@sibstu.kts.ru
В статье рассмотрены вопросы формирования крон деревьев лиственницы сибирской (LARIX SIBIRICA LEDEB.) в условиях городской среды крупного промышленного центра. Архитектонические особенности древесных растений определяют возможности композиционного пространственного размещения растений, их эстетического восприятия на объектах озеленения и отражают уровень техногенных воздействий.
Ключевые слова: урбанизация, древесные растения, архитектоника, габитус растения, золотые пропорции
In article questions of formation of tree crowns of Siberian larch (LARIX SIBIRICA LEDEB.) In the urban environment of a large industrial center. Architectural features of woody plants determine the spatial distribution of compositional features of plants, their perception of aesthetic objects to reflect the level of landscaping and man-made influences.
Keywords: urbanization, wood plants, habit of the plant, the golden ratio
ВВЕДЕНИЕ
Каждое растение - это система элементов, объединенных последовательностью их формирования и общностью функционирования. При этом габитус дерева есть видимая запись истории организма и его структурных ответов на изменяющиеся условия внешней среды (Серебряков, И.Г., 1962,; Цельникер, Ю.Л., 1997; Бобровская, Н.Е. 2001).
В декоративной дендрологии архитектоника растений означает структуру кроны, определяется ее размерами, формой, характером разветвленности побегов и ветвей, красотой их взаимного расположения. Архитектонические свойства зеленых насаждений определяют возможности композиционного пространственного размещения растений и их эстетического восприятия на объектах озеленения. При создании дальних пейзажных картин основную роль играют высота и силуэт дерева, на передних планах - большее значения приобретают декоративные детали: листва, ее фактура, цвет коры, рисунок сучьев.
АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИй РОСТА
и развития древесных растений в урбанизированной среде
Исследование состояния и прогноз развития древесной растительности, особенно в условиях городской среды, должны сочетать количественные и качественные критерии. Большинство исследователей рост дерева связывает с изменением размеров крон или величиной фотосинтезирующего аппарата растения, в зависимости от количества, качества и характера размещения которого в пространстве находится продуктивность насаждения и, следовательно, с наибольшей силой проявляется его функциональный
потенциал. Исследования ряда авторов показывают, что при изучении динамики насаждений особое место необходимо уделять изменению форм и размеров крон, их взаимосвязям с таксационными показателями и характеристиками среды обитания (Кузьмичев, В.В., 1977; Цельникер, Ю.Л., 1997).
Особенность жизненной формы дерева, отличающая его от других жизненных форм растений, состоит в том, что большинство образующих крону модулей не отмирают, сохраняя связи на протяжении значительного промежутка времени, часто соизмеримого с общей продолжительностью жизни дерева. Однако рост и развитие деревьев, произрастающих в техногенных условиях городской среды, существенно отличаются. Они не достигают потенциально возможных для данной местности размеров, в ряде случаев не вступают в фазу плодоношения, их кроны носят следы перевершинивания, проявляется сухове-шинность, часть кроны отмирает в молодом возрасте, снижается декоративность, продуктивность насаждений и функциональный потенциал. Перестройка растений под влиянием изменения условий среды, адаптация растений направлена на сохранение устойчивости и выживание в сложившихся условиях, т.е. на ослабление влияния отрицательных факторов на жизнедеятельность растений.
Габитус растения складывается в результате роста и развития и является выражением его приспособленности к условиям. Для жизненной формы дерева лесного типа характерно наличие главной вертикальной оси (ствола - первичного побега), от которой ежегодно ответвляются несколько боковых осей (ветви первого порядка или скелетные ветви). От них отходят ветви более высоких порядков. Число порядков ветвления в кроне ограничено у большинства лесных деревьев четырьмя-пятью, при этом преобладают побе-
ги 3 и 4 порядков. С увеличением порядка ветвления уменьшаются размеры побегов, что свидетельствует о наличии соподчиненности, строгой иерархии побегов в кроне или самоорганизации, которая создает «гармонию кроны» (Munch, E., 1968; Якшина, А.М., 1967; Серебрякова, 1978). Поддержание этой гармонии связано с апикальным доминированием, т.е. с подавлением роста боковых побегов развивающимся верхушечным побегом, занимающим лидирующее положение. Верхние почки дают начало удлиненным побегам, нижние либо образуют укороченные побеги, либо остаются спящими. Крона дерева развивается по принципу акротонии (Серебрякова, 1978).
С возрастом прирост ствола и ветвей изменяется. Система ветвления, образованная ростовыми побегами, является несущим каркасом кроны (Н.В. Паутова, 2002). Длительность жизни ветвей уменьшается от низших порядков к высшим и от удлиненных побегов к укороченным, что также способствует поддержанию «гармонии кроны». Соотношение роста в длину ствола и скелетных ветвей, ветвей более низких порядков к более высоким (т.е. степень апикального доминирования), а также углы отхождения ветвей определяют различия в форме крон у разных пород деревьев. Их разнообразие развивалось в процессе эволюции и зависит от экологии вида и условий произрастания. Форма кроны с увеличением возраста существенно изменяется (Munch, E., 1968; Серебрякова, Т.И. Морфология. Ботаника / Т.И. Серебрякова., 1978; Цельникер, Ю.Л., 1997; Паутова, Н.В., 2002).
Рассмотренное изменение структуры древесных растений относится к «нормальному», («идеальному») дереву, т.е. растущему в благоприятных условиях, без аномалий в развитии. Однако внешний облик дерева, формирующегося в городских насаждениях, зависит от многообразных условий произрастания, которые сложились на озелененных территориях городов. Габитус саженцев или молодых деревьев формируется в условиях питомников. В этот период развития форма кроны зависит от этапа онтогенеза. С возрастом дерева его внешний облик существенно изменяется под влиянием условий произрастания, что приводит к созданию габитуса растения, характерного для конкретных градорастительных условий.
Структура кроны дерева характеризуется освещенной и затененной частями, охвоенной - «одеждой кроны», частью кроны без хвои - «стерженем кроны», высотой расположения максимального диаметра кроны. Архитектонические свойства зеленых насаждений определяют возможности композиционного пространственного размещения растений и эстетического восприятия их на объектах озеленения. На больших расстояниях основную роль играют высота и силуэт дерева, на ближних - большее значения приобретают декоративные детали: листва, ее фактура, цвет коры, рисунок сучьев.
Человек всегда испытывал потребность в красоте. Вначале интуитивно, охраняя отдельные объекты природы, впоследствии осознанно, сохраняя ландшафтную панораму, создавая объекты садово-
паркового искусства, которые в сложном процессе биологических и социальных связей наполнялись эстетической значимостью. Эстетическое восприятие -это сложный процесс, в котором сочетаются сенсорные способности, как врожденные (интуитивные), так и приобретенные личностью в ходе воспитания, образования, социального развития. Поэтому индивидуальное восприятие окружающего мира субъективно. Субъективность - фактор, который зависит от эмоциональной чуткости человека, его жизненного опыта, предшествующих впечатлений и переживаний, других индивидуальных качеств, и особенно -от знаний о целостности природной среды. В процессе восприятия происходит невольное сопоставление наблюдаемого с эстетическими идеалами, сформированными у конкретного лица культурной, социальной или этнической общностью людей. Поэтому оценка эстетических достоинств окружающего пространства у различных субъектов может варьировать. Вследствие этого, оценка эстетических свойств городских озелененных пространств должна базироваться на совокупности результатов математико-статистических исследований, при этом сочетать сенсорные, интеллектуальные и оценочные подходы. Эстетика - направление философии, изучающее сферу эстетического как специфического проявления ценностного отношения между человеком и миром и область художественной деятельности людей. Освоение мира по законам красоты входят в сферу интересов эстетики. В частности, эстетика техническая изучает социально-культурные, технические и эстетические проблемы формирования гармоничной предметной среды, создаваемой для обеспечения наилучших условий труда, быта и отдыха людей, составляя теоретическую основу дизайна (Борев, Ю., 1988). Одна из пяти теоретических моделей описания эстетического, сложившихся в ходе истории развития эстетической мысли, подчеркивает, что эстетические - естественные свойства объектов. Форма, симметрия, цвет - это такие же свойства природы, как ее химические и физические свойства. К тому же в реальном процессе бытия жизненным фундаментом эстетического выступает полезное (функциональные свойства объектов) (Борев, Ю., 1988). При этом эстетическая ценность объекта зависит не только от его естественных качеств, но и от тех общественных обстоятельств, в которые он включен.
В эстетическом восприятии природной среды выделяют ряд уровней, или слоев, которые придают ей и духовную ценность. Прежде всего, эстетическое восприятие природных объектов связано с реальными формами предметов и явлений, но биологическая интерпретация не исчерпывает его содержания. Экспериментально установлено, что положительные эмоции у человека возникают в связи с определенными закономерностями зрительного образа, проявляющимися в гармоничных чередованиях линий, красок, фигур, что связано со спецификой зрительного восприятия человека. Психологической основой восприятия красоты природы, источником чувственных переживаний является поиск гармонии между
личностью и окружающей средой, который также определяется общим уровнем культуры общества, социальным опытом индивида, направленностью его воспитания.
Эстетическое восприятие природы включает познавательный процесс. Воспитательное воздействие природы специфично и значительно отличается от целенаправленного формирования учителем личности ученика. Не будучи преднамеренным и контролируемым, оно приковывает внимание, вызывает эстетические переживания, включает оценочный подход. Природа воспитывает в человеке любовь к родным местам. Определенный смысл приобретают и становятся необходимыми, близкими пейзажи, отдельные природные объекты, с которыми связаны значительные события жизни каждого отдельного человека. Поэтому неоправданное уничтожение растительности, ущерб, наносимый водам, разрушает веру в стабильность таких нравственных норм, как патриотизм, уважение к истории.
Особое значение имеет коммуникативная специфика природного окружения, которая, как установлено, влияет на характер контактов человека с окружающими. Благодаря особенностям природных объектов -композиционному расположению древесной растительности, ее цветовой гамме, характеру ландшафта -у человека возникают различные впечатления и ассоциации, которые влияют на процесс формирования и распространения чувств, мыслей, идей (Шестаков, В.П., 1973; Хацкевич, Д.Х., 1987; Тетиор, А.Н., 1997).
В условиях растущей урбанизации неизмеримо возрастает ценность красоты городских ландшафтов. Признается, что красивому присущи пропорциональность, гармоничность и гибкость форм, изящество, соразмерность, естественность и воспринимается как слитный образ, синтез формы и содержания, тем более - красота такого большого и разнообразного объекта, как город (Бархин, М.Г., 1979;. Патури, Ф., 1982).
Качество жизни в городе зависит от множества факторов, связанных со степенью удовлетворения потребностей его жителей. Высокое качество градостроительной среды - экологическая гармония города - может быть достигнуто при условии соблюдения экологических и эстетических интересов природной среды и потребностей человека. Эта гармония, созданная по экологическим законам и правилам, основанная на поддержании природной среды в ее многообразии, на экологической этике, достижении экологического равновесия, устойчивого развития. Оценка комфортности жилой среды базируется на интерактивном эстетическом (чувственном) восприятии человеком многочисленных ее параметров. Характеристики экологической безопасности дополняются эстетическими параметрами, которые, как установлено исследованиями в области изучения «визуальной среды», влияют на физическое и психическое здоровье людей, проживающих в данной предметной среде. Установлено, что однообразная прямоугольная сетка, навязчиво повторен-
ная в коробках жилых домов, панелях и квадратах окон, создает для глаза так называемую «агрессивную визуальную среду». Для глаза человека при осмотре пространства физиологичнее двигаться по синусоидальным кривым, что соответствует природному окружению (холмы, кроны деревьев, изгибы рек и т.п.), постоянно считывая информацию и перерабатывая ее. Прямые линии мегаполисов пересекаются зрачком и на физиологическом уровне вызывают ощущения дискомфорта, накапливая в организме «визуальную агрессию», подрывая его психическое и физическое здоровье (Траутвейн, С.Ф., 2001; Филин, В.А., 2001). Таким образом, визуальная среда - важный экологический фактор, влияющий на создание комфортной среды городов. В создание комфортной визуальной среды зеленые насаждения могут внести значительный вклад, так как разнообразная цветовая гамма, их сочность или приглушенность, наличие острых вершин (что особенно благоприятно для восприятия в верхней части видимой картины), силуэты растений, их разномас-штабность и удаленность доставляют наблюдателю эстетическое наслаждение, а механизмы зрения в данной ситуации работают в предпочтительном для человека режиме.
От качества градостроительной среды, от экологической гармонии города зависит физическое здоровье и гармоничное развитие личности. Поэтому в основе формирования архитектурно-ландшафтной среды должны лежать закономерности прекрасного, заложенные в природе, преломленные через призму искусства и психологических потребностей человека. Значительную положительную роль в этом играют элементы природного ландшафта: озелененные и водные пространства, включенные в структуру городского пространства. Система озеленения в целом и ее отдельные объекты представляют собой синтез природы и градостроительства, сочетание рельефа, водных пространств, зелени с архитектурными ансамблями, элементами монументального и декоративного искусства, световой, цветовой и звуковой информацией.
В теории и практике садово-паркового искусства выработались определенные «алгоритмы» проектирования парковых ансамблей на основе принципов динамического их развития в пространстве и времени, с учетом объективных закономерностей их восприятия. Однако в современной практике проектирование и содержание объектов городского озеленения нередко ведется без учета влияния «негативных» факторов урбанизированной среды на закономерности изменения отдельных деревьев, благодаря которым определяются силуэт, структура, обрамление, фон и тон пейзажа и даже его «настроение» и, соответственно, на развитие ландшафтных композиций и системы озеленения города в целом. Поэтому оценить гармонию объекта озеленения в настоящее время и прогнозировать его состояния в возрастной динамике: пространственную структуру, композицию насаждений, пейзажное разнообразие, невозможно,
не оценив изменение развития отдельных элементов (древесных растений) в конкретных градораститель-ных условиях.
При подборе ассортимента растений для создания и реконструкции объектов озеленения необходимо учитывать эстетические свойства древесных растений, которые определяются биологическими и декоративными особенностями вида и их непрерывного изменения под воздействием фактора времени и трансформацией различными экологическими нагрузками в городах.
Внешний облик каждого вида древесных растений имеет свой стиль и характер, форму и строение, окраску в ходе роста и по сезонам года. При этом индивидуальный облик дерева складывается в результате двух факторов: во-первых, его ботанического вида, чем обуславливается тенденция принимать и сохранять определенную форму и, во-вторых, влияния окружающей среды: климатических, почвенных, пространственных и урбо-техногенных условий. У видов, сформировавшихся в среде, параметры которой близки к характеристикам экологической ниши растений, наилучшим образом проявляются их декоративные качества.
Хвойные породы вносят эстетическое своеобразие в озеленение городов, они не только сохраняют зеленый убор зимой, но и объемность своих форм. Четкий, пирамидальный силуэт ели декоративен уже в молодом возрасте. Благодаря горизонтальному строению ветвей и плотному охвоению снег на них держится долго, создавая дополнительный эстетический эффект в зимнее время. Ель в пейзажных картинах является и прекрасным акцентом, и фоном. Лиственница сибирская, не смотря на то, что сбрасывает хвою, является ценнейшей породой для оформления озелененных пространств за счет характерного архитектонического силуэта, своеобразного рисунка ветвей и изменяющейся на протяжении вегетационного сезона окраски хвои. Лиственные деревья различаются своей индивидуальностью, своим характером и даже темпераментом. Так, береза притягивает своим светлым, радостным обликом, липа более сдержанна, но становится особенно привлекательной в период цветения.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования ряда авторов показывают, что компонентам природной среды характерен общий набор гармонических сочетаний, закономерностей, благодаря которым весьма далекие по своей сути объекты представляют изоморфные образования. Например: крона деревьев, речная сеть, кровеносные системы; спиралевидная структура раковин моллюсков, вьющихся растений и др. В итоге гармония природы выступает как совокупность повторяющихся структурных канонов. Критериями комплексной оценки структурного, функционального и эстетического состояния древесной растительности, произрастающей в урбанизированной среде, высту-
пает ряд гармонических канонов: золотые пропорции (золотое сечение, золотой вурф), симметрия, фрактальность, ритм.
Математическая суть золотого сечения состоит в закономерном делении целого отрезка на две неравные части таким образом, что большая часть так относится к меньшей, как целый отрезок относится к большей части. Пропорция выражается иррациональной величиной и составляет 1,6180339..., округляя ее, принято считать равной 1,618. » 1,62 » 1,6. (Васютинский Н.А., 1990).
В античной литературе «золотое» сечение впервые встречается в «Началах» Евклида (III в. до н.э.), оно лежит в основе геометрических построений Пифагора (VI в. до н.э.), по его законам построены пирамиды Древнего Египта, архитектурные памятники Древней Греции и Рима, средневековые храмы Византии (храм Святой Софии) и Руси (церковь Покрова на Нерли) и многие другие шедевры архитектуры.
В XIII веке итальянский математик Леонардо Фибоначчи из Пизы предложил числовую последовательность, в которой каждый последующий член получается по рекуррентной формуле Un=Un-1+Un-2 путем суммирования двух предыдущих членов ряда. Решая частную задачу о размножении кроликов, он получил ряд чисел 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144 и т.д., названный в математике «числами Фибоначчи», которые обладают важными свойствами.
В XV - XVI вв. усилился интерес к золотому сечению среди ученых и художников в связи с его применением как в геометрии, так и в искусстве. Лука Пачоли посвятил ему книгу «Божественная пропорция» (1509), о золотом сечении много писал И.Кеплер (1596), сам термин «Sectio aurea» («золотое сечение» или «золотое число») ввел Леонардо да Винчи.
Спустя четыре столетия И. Кеплер (1571 - 1630) установил, что отношение рядом стоящих чисел в пределе стремится к значению золотой пропорции, т.е. Un-1/Un^ Ф при п^да. Ф = 1,618033. Ф - общепринятое обозначение золотой пропорции - первой буквой имени Фидия - греческого скульптора, применявшего золотую пропорцию при создании своих произведений. Английский ученый Р. Симпсон доказал, что отношение рядом стоящих чисел Фибоначчи стремится к золотой пропорции = (V 5+1)/2. Полученные отношения отражают колебательный процесс с уменьшающейся амплитудой относительно величины золотого сечения. При этом равенство отношений чисел Фибоначчи к его среднепропорци-ональному значению при любом n достигнуто быть не может, так как эти отношения являются рациональными числами, а золотая пропорция - иррациональное число.
В природной среде все процессы и явления взаимосвязаны, всему присуще единство, основанное на подобии, которое одновременно содержит и сходство, и различие. Например, все деревья различны и в то же время подобны, в этом единстве разноо-
бразия и схожести заключаются гармоничность и красота древесных растений. Структура растений, относительные размеры отдельных частей, их пропорции, принимают различные соотношения, при этом они связаны внутренними изменениями и состоянием внешней среды.
Рост любого биологического объекта сопровождается изменением его конфигурации в соответствии с законами биосимметрии, которые основываются на более широкой группе геометрических преобразований, чем группа подобий. Как показали исследования биосимметрий, в их основе лежат конформные (круговые) преобразования формообразования (Васютинский, 1990). При этом установлено, что симметрии биообъектов, основанные на преобразованиях параллельного сдвига, зеркального отображения и масштабирования являются частными случаями конформных биосимметрий.
В общем случае в зависимости от пространственно-временных состояний окружающей среды изменяется и мир биологического объекта, его размеры, форма, пропорции. Исследования показывают, что пространственную структуру объекта определяет система отношений воздействия одних событий на другие, т.е. «пространство - время» как множество событий. Установлено, что в формообразовании биологических объектов различных уровней организации обнаруживаются одни и те же принципы симметрии (Петухов, 1981, 1988; Васютинский, 1990; Коробко, 1998). Исследования структуры дерева и степени развития кроны показали, что оно состоит из трех блоков: освещенная и затененная части кроны, часть дерева без кроны, т. е. ее можно описать четырьмя точками, разделяющими отрезок на три части. В ряде исследований установлено, что в пропорциях трехчленных блоков биологических объектов в процессе роста сохраняется неизменным инвариант проективных преобразований, называемый двойным отношением или вурфом, который рассчитывается по уравнению 1
W _
(CA) • (DB)
(1)
(СВ) • (РА)
где в скобках даны соответствующие длины звеньев между четырьмя расчленяющими точками А, В, С, D трехчленного отрезка.
Для древесных растений, форма которых состоит из трех звеньев: освещенная и затененная части кроны, а так же часть ствола дерева без кроны формула для расчета будет иметь вид:
(L + L ) • (L + L6 )
WW _ ^ осв- зат./ \ зат. оезкр.у
(L3am. ) (Lобщ. )
(2)
где Ж - вурф, протяженность частей кроны: Ь -освещенной, Ь - затененной; Ь , - высота дерева,
^ зат. 7 общ. ^
Ьбез р - часть дерева без кроны.
Симметрия биологических объектов во многих случаях демонстрирует связь с рядом чисел Фибоначчи. Исследования вурфов трех соседних членов ряда Фибоначчи показали, что предельное значение данной вурфовой последовательности стремится к Р
Р _ limWn_lim(F +2 / 2F 2 / 2^1,309..., (3)
П^Ю п^ю n n
где Ф - значение золотого сечения, Р - значение золотого вурфа, F - соседние члены ряда чисел Фибоначчи
Подобно пределу аффинной последовательности, из ряда чисел Фибоначчи Ф, названному золотым сечением, данная величина получила название золотого вурфа (Петухов, 1981, 1988). При этом при п^<ж длины отрезков принимают значения 1, Ф, Ф2. Наблюдения показывают, что при реализации вурфовой последовательности природа использует ее начальные члены, только приближенно равные золотому вурфу. Установлено, что система золотого вурфа приемлема не только к пропорционированию длин, но также площадей и объемов (Васютинский Н.А., 1990). Результаты исследования биологических сим-метрий и пространственных форм природных объектов являются основой познания их эстетических закономерностей. Золотой вурф является инвариантом системы построения эстетических пропорций - системы золотого вурфа - для трехзвенных форм, включая древесные растения.
В качестве экспериментальной основы исследований использовались биометрические параметры лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) в возрасте от 8 до 50 лет. Объем используемого материала представлен 68 объектами озеленения города Красноярска, на которых обследовано около 900 деревьев. Исследуемые насаждения принадлежат к различным категориям озеленения: 38 участков заложены в насаждениях общего пользования (скверы, парки, набережные и площади), 30 - в посадках улиц и магистралей. Для исследования степени фитонасыщенности крон с использованием специально разработанных программ обработано более 350 цифровых фотографий и видеозаписей.
Необходимое и достаточное количество повтор-ностей опытов определялось известными методами. На каждом участке выполнены обмеры деревьев, в результате которых получены следующие биометрические параметры: высота дерева, высота до максимального диаметра кроны, высота до начала кроны, диаметр дерева на высоте 1,3 м, диаметры кроны, обмеренные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что позволило вычислить длину кроны и ее освещенную поверхность, объем ствола и кроны.
Учитывая различия условий произрастания деревьев в пределах участка, по результатам обмеров получили средние значения всех биометрических параметров. Средний диаметр деревьев определялся через площадь сечений стволов, усредненную по участку. Средняя высота деревьев определялась по
Рисунок 1а - Изменение внешних признаков, возрастных состояний и фаз адаптации лиственницы сибирской в условиях города Красноярска
Рисунок 1б - Изменение внешних признаков, возрастных состояний и фаз адаптации лиственницы сибирской в условиях города Красноярска
графику зависимости высот деревьев от диаметров через средний диаметр. Для остальных биометрических показателей рассчитаны средние арифметические значения.
Анализ пространственной структуры городских объектов озеленения и закономерных различий изменения габитуса деревьев в них показал, что все разнообразие насаждений можно разделить на два типа. Первый тип пространственной структуры объединяет насаждения, деревья в которых растут и развиваются в сообществе, - это групповой тип произрастания, второй тип - насаждения, состоящие из свободно растущих деревьев - свободный тип произрастания, т.е. растения в них не вступают в фазу роста в сообществе.
Градорастительные условия, являющиеся сочетанием природно-климатических, техногенных и социальных условий города, определялись с использованием оригинальной методики (18).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Дерево является одним из представителей биологических видов, поэтому нами проведены исследования проявления закономерностей в организации их
биологического пространства и его связи с окружающей средой.
Пространственно-временная ритмичность природных процессов отражает естественный процесс изменения среды. Исследование и сравнительный анализ биологических признаков деревьев лиственницы сибирской, произрастающих в естественных и городских насаждениях, показали, что в условиях городской среды происходят изменения габитуса растений, не свойственные им в определенном календарном возрасте в естественных условиях. Основные критерии выделения возрастных периодов для древесных растений непосредственно связаны с особенностями роста ствола и формирования кроны Динамика этих изменений для лиственницы сибирской, произрастающей в насаждениях Красноярска, представлена на рисунке 1.
Результаты анализа взаимосвязи динамики пропорций трехчленных звеньев дерева в онтогенезе и градорастительных условий крупного промышленного города Сибири представлены в таблице 1 и на графиках (рисунок 2).
Исследования пропорций вертикальной структуры лиственницы сибирской, произрастающей в различных градорастительных условиях Красноярска, позволяет судить о состоянии, уровне развития и гармоничности дерева как системы в целом.
Таблица 1 - Динамика пропорций лиственницы сибирской в процессе роста (сечение - Р и вурф - W) и пределы отклонений от золотых пропорций (%)
Тип условий произрастания ет л Золотые пропорции
— Тип Тип градо-расти- г „ пространственной тельных условий r г J структуры н" с а сечение вурф
р з о m Рi % Р2 % W %
1 2 3 4 5 6 7 8 9
I Все типы 10 20 30 40 50 1,62 1,64 1,59 1,62 1,62 0,17 1,13 1,57 0,25 0,22 1,61 1,57 1,69 1,61 1,61 0,43 2,88 4,30 0,64 0,58 1,28 1,35 1,32 1,38 1,37 2,01 3,22 0,64 5,22 4,74
II Все типы 10 20 30 40 50 1,68 1,51 1,59 1,51 1,45 3,83 6,41 1,76 6,80 10,18 1,47 1,94 1,70 1,97 2,21 9,11 20,18 4,85 21,68 36,33 1,26 1,28 1,34 1,37 1,36 3,78 2,53 2,26 4,59 4,19
III Все типы 10 20 30 40 50 1,63 1,52 1,60 1,71 1,80 0,43 6,15 1,11 5,75 11,25 1,60 1,93 1,67 1,41 1,25 1,11 19,19 3,01 13,09 22,74 1,26 1,42 1,34 1,22 1,15 4,11 8,14 1,92 6,85 12,36
IV Все типы 10 20 30 40 50 1,52 1,84 1,42 1,33 1,23 5,82 13,85 12,08 18,06 24,20 1,91 1,19 2,37 3,07 4,42 17,99 26,61 46,27 89,68 72,97 1,28 1,14 1,24 1,42 1,71 1,88 13.34 5,63 8,53 30.35
I Свободный 10 20 30 40 50 1,64 1,61 1,61 1,60 1,63 1,54 0,76 0,43 1,30 0,54 1,64 1,61 1,61 1,60 1,63 3,86 2,05 1,13 3,52 1,38 1,26 1,33 1,31 1,33 1,30 3,87 1,76 0,16 0,90 0,73
Продолжение табл. 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
I Групповой 10 1,64 1,54 1,56 3,86 1,24 5,10
20 1,59 1,84 1,70 5,07 1,36 3,66
30 1,61 0,43 1,64 1,13 1,32 0,62
40 1,58 2,44 1,73 6,82 1,37 4,88
50 1,56 3,43 1,78 9,88 1,45 10,83
III Свободный 10 1,63 0,43 1,60 1,11 1,28 2,45
20 1,52 6,15 1,93 19,19 1,41 7,25
30 1,61 0,67 1,65 1,80 1,25 4,40
40 1,52 6,10 1,93 19,03 1,25 4,70
50 1,73 6,75 1,38 15,02 1,10 16,37
III Групповой 10 1,58 2,54 1,73 7,13 1,27 2,97
20 1,52 6,00 1,92 18,65 1,48 12,70
30 1,61 0,43 1,64 1,13 1,38 5,54
40 1,52 6,01 1,92 18,67 1,39 6,10
50 1,84 13,72 1,19 26,42 1,12 15,43
Р1 - отношение протяженности кроны к длине освещенной части;
Р2 - отношение длины освещенной части к длине затененной части кроны
% 30,0 25,0 20,0
IV
10 15 20 25 30 35
I II III
I, II, III, IV - типы градорастительных условий , а) в зависимости от градорастительных условий
40
IV
III
II I
45 50
Возраст, лет
%
0,0 И
10
15
20
25
30
пространственная структура насаждений:
- I, III,
35
■ свободная,
40
45 50
Возраст, лет
шш т групповая тип ы градорастительных условий
б) в зависимости от уровня техногенных нагрузок и типа пространственной структуры насаждения
Рисунок 1 - Динамика отклонений (в %) вурфов лиственницы сибирской, произрастающей в различных градорастительных условиях, от значения золотого вурфа
Результаты исследований показали:
• в наиболее чистых условиях города (I тип градорастительных условий) в зависимости от пространственной структуры посадок прослеживаются изменения в относительных значениях размеров частей дерева: для свободного типа посадок величины частей (освещенной, затененной, без кроны) деревьев изменяются весьма незначительно - до 2% для всех рассматриваемых элементов; в насаждениях группового типа у деревьев со временем изменяются соотношения освещенной, затененной частей кроны и части ствола без кроны - уменьшается общая протяженность, снижается величина освещенной части кроны. Для загущенных посадок лиственницы в группах в значительной степени проявляется снижение протяженности кроны и ее поднятие, разница между параметрами у свободно растущих и деревьев в группе в возрасте 50 лет составляет 14%;
• соотношения аналогичных показателей у деревьев, произрастающих в более сложной экологической обстановке (III тип градорастительных условий) несколько сглажены: разница в протяженности кроны составляет 5%, что объясняется более разреженными насаждениями и сниженными реакциями растений из-за подавления их роста и развития техногенными воздействиями;
• отклонения соответствия реальных структур от «золотых» пропорций изменяется в зависимости от условий среды, при этом величина средних отклонений реальных размеров деревьев от золотых пропорций составляет:
- при свободной структуре насаждений, растущих в наилучших условиях города, в пределах исследуемого периода времени (от 10 до 50 лет): от золотого вурфа - 1,6%, от золотого сечения - 0,9 и 2,3;
- для деревьев в групповых загущенных посадках отклонение от золотого вурфа составляет: в 40 лет 5,4%, к 50 годам оно увеличивается до 10%;
- данные характеристики для деревьев, произрастающих на фоне III типа градорастительных условий, также более близкие между собой и составляют в среднем 6 и 8%, увеличиваясь к 50-летнему возрасту до 9,5% и 14,5%;
- прослеживается тенденция наибольшего приближения к золотым пропорциям у растений в возрасте от 25 до 35 лет, что соответствует максимальной степени фитонасыщенности растений;
- проявляется накопительный эффект от воздействия вредных факторов городской среды. Так, для насаждений со свободным типом посадки, произрастающих под воздействием I уровня техногенных нагрузок, отклонения от золотого вурфа с возраста 25 лет не превышают 1%, со временем дерево воспринимается соразмерно, пропорционально, гармонично. Пропорции лиственницы сибирской, произрастающей в IV типе градорастительных условий, в возрасте 10 лет достаточно точно, с отклонением в 2%, соответствуют значениям золотого вурфа. За 40-летний период роста в урбосреде Красноярска происходило увеличение техногенных воздействий, что сказалось
на параметрах габитуса растений: абсолютные значения высоты дерева снижены, произошло перераспределение эффективной и неэффективной частей кроны, что к 40-50-летнему возрасту отразилось на внешнем облике дерева. Отклонение размеров от эстетических пропорций составляет: от золотого сечения для кроны в целом - 25, освещенной и затененной частей - 80%, и для формы дерева в целом от золотого вурфа - 30%;
• уровень трансформации пропорций растений отражает степень патологического (отклонения от нормы) состояния деревьев. Растения, пропорции которых в значительной степени отклоняются от «золотых», воспринимаются менее эстетично, ухудшают внешний вид окружающего пространства, воздействуют эмоционально угнетающе. Таким образом, критерии отклонения от золотых пропорций должны служить основой при оценке соответствия видов растений внешним условиям среды и при подборе ассортимента растений;
• древесная растительность, в зависимости от своего декоративного состояния, достаточно эмоционально воздействует на человека и вызывает сине-стетические ощущения, т.е. при воздействии одного раздражителя одновременно возникают ощущения разной природы (межчувственного содержания): объединяются пространственные и цветовые образы, вызывая определенные эмоциональные переживания (чувства удовлетворения, удовольствия и радости, или раздражения, подавленности и даже страха).
• синестетические сравнения помогают точнее и полнее передать образные эмоциональные переживания: положительные - «изумрудная хвоя», «теплый цвет», «мягкий шепот листвы» и отрицательные: «кричащие краски», «холодные тона» и др. Таким образом, насаждения со сложившимися эстетическими качествами вызывают ответные эстетические реакции и создают особый эмоциональный настрой у жителей городов.
• гармоничные пропорции дерева, подтвержденные расчетными значениями золотого сечения и вурфа, отражают принцип оптимальности, который прослеживаются в пространственно-временном соответствии структурных и функциональных характеристик.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ существующих методик определения эстетичности древесных растений в городской среде показал, что они разработаны на основе визуальной балльной оценки их декоративности. За критерии оценки приняты: соответствие растений видовой характеристике, глазомерно определяемые отклонения от идеального развития ствола и кроны, что, по субъективному мнению исследователя, влияет на живописность объекта. По нашему мнению, основой шкал оценки состояния городских зеленых насаждений должны служить объективные количественные (расчетные) значения эстетических характеристик древесной рас-
тительности. При этом соответствие отношения основных параметров, характеризующих структуру или функцию организма, золотым пропорциям свидетельствует об их оптимальном состоянии, а величина отклонения может служить характеристикой патологии.
Полученные результаты, полученные на основе разработанных методик количественной оценки эстетичности развития растений в условиях городской среы, необходимо использовать в различных областях зеленого строительства: в технологии обрезки насаждений, при подборе ассортимента растительности, в создании объемно-пространственного образа объекта озеленения, при выявлении как особо ценных экземпляров, перспективных для сохранения в качестве дендроакцентов, так и растений, имеющих низкие эстетические свойства, подлежащие удалению. Декоративная стрижка растений в соответствии с пропорциями, отвечающими «золотым», может выступать одним из способов повышения декоративности визуального эстетического качества городской среды. Результаты оценки основных показателей состояния дерева в целом, и в особенности - его кроны, таких, как архитектоника, ресурсный и эстетический потенциал, должны учитываться при создании объектов озеленения и определении уровня комфортности городской среды для проживания в ней населения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИй СПИСОК
1. Серебряков, И.Г. Экологическая морфология растений.
Жизненные формы покрытосеменных и хвойных / И.Г. Серебряков. - М. : Высшая школа, 1962. - 378 с.
2. Цельникер, Ю.Л. Морфологические и физиологические
исследования кроны деревьев (литературный обзор) (Текст) / Ю.Л. Цельникер, М.Д. Корзухин, Б.Б. Зейде. -М.: Изд-во Урания, 1997. - 93 с.
3. Бобровская, Н.Е. Формирование структуры крон лиственных и хвойных деревьев в онтогенезе: автореф.
дисс. ... канд. биол. наук. / Н.Е. Бобровская. - М., 2001.
4. Кузьмичев, В.В. Закономерности роста древостоев / В.В.Кузьмичев. - Новосибирск : Наука, 1977. - 160 с.
5. Munch, E. Untersuchungen uber die Harmonie der Baumgestalt / E. Munch // Jahrbuch. d. Wiss. Bot. 1968. B. 68. P. 581-673.
6. Якшина, А.М. Структура кроны дуба в связи с расходом
органического вещества на дыхание / А.М. Якшина // Световой режим, фотосинтез и продуктивность леса. -М.: Наука, 1967. - С. 200-218.
7. Серебрякова, Т.И. Морфология. Ботаника / Т.И. Серебря-
кова. - М.: Высшая школа, 1978. - 378 с.
8. Паутова, Н.В. Структура кроны лиственницы сибирской
/ Н.В. Паутова, // Лесоведение. - 2002. - № 7. - С. 3-13.
9. Борев, Ю. Эстетика / Ю. Борев. - М.: Политиздат, 1988.
- 496 с.
10. Шестаков, В.П. Гармония как эстетическая категория / В.П. Шестаков. - М., 1973. - 138 с.
11. Хацкевич, Д.Х. Природа как эстетическая ценность / Д.Х. Хацкевич. - М.: Высш. шк., 1987. - 120 с.
12. Тетиор, А.Н. Красота и целесообразность природы / А.Н. Тетиор. - М.: РЭФИА, 1997. - 266 с.
13. Бархин, М.Г. Архитектура и человек. Проблемы градостроительства будущего (Текст) / М.Г. Бархин. - М.: Наука. 1979. - 240 с.
14. Патури, Ф. Растения - гениальные инженеры природы / Ф. Патури. - М.: Прогресс. 1982. - 272 с.
15. Траутвейн, С.Ф. Некоторые параметры комфортной жилой среды / С.Ф. Траутвейн, // Научно-методические основы нормативно-регламентационной базы градостроительства в сибирском регионе: материалы научно-практической конференции/ под ред. В.М. Пивкина. -Новосибирск: Сибпринт, 2001. - 160 с.
16. Филин, В.А. Видеоэкология. Что для глаза хорошо, а что - плохо / В.А.Филин. - М.: МЦ «Видеоэкология», 2001 - 312 с.
17. Васютинский, Н.А. Золотая пропорция / Н.А. Васютин-ский. - М.: Молодая гвардия, 1990. - 238 с.
18. Авдеева, Е.В. Рост и индикаторная роль древесных растений в урбанизированной среде / Е.В. Авдеева. - Красноярск: СибГТУ, 2007. - 361 с.
