CC BY
22
УДК 581.52
DOI: 10.24412/1728-323X-2021-4-24-28
МОНИТОРИНГ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ В СКВЕРЕ МИРА ГОРОДА КАЛУГИ
В работе рассмотрены проблемы, связанные с поддержанием зеленых насаждений в нормальном состоянии в условиях города Калуги. Обследована территория одного из крупнейших скверов города. Проведение мониторинга связано с инвентаризацией всех древесно-кустарниковых насаждений на данной территории, анализ их видового состава, возрастных особенностей и жизненного состояния на данный момент. В результате мониторинга установлено, что возрастной состав и другие показатели значительно изменились: увеличилось количество перестойных деревьев, а количество молодых и спелых экземпляров снизилось. Показатель жизненного состояния составляет 2,4 и приблизился к показаниям сильно ослабленного древостоя (2,6—3,5). Согласно полученным данным, состояние озеленения сквера близко к неудовлетворительному. Результатом работы явилось создание электронной базы данных полного инвентаризационного списка объектов с указанием всех индивидуальных характеристик, а также сформулированы рекомендации по корректировке существующего плана сквера Мира с учетом современных норм и требований к озеленению города. Показана необходимость внедрения современных эффективных технологий для реализации нового проекта, что подразумевает под собой инновационную систему мониторинга и контроля действий на территории сквера Мира при помощи ГИС-технологий.
The paper deals with the issues associated with maintaining green spaces in a standard state in the city of Kaluga. The territory of one of the largest public gardens of the city was examined. Monitoring is associated with an inventory of all tree and shrub plantations in a given territory, an analysis of their species composition, age characteristics and life state at the moment. As a result of monitoring, it was found that the age composition and other indicators have changed significantly: the number of over mature trees has increased, and the number of young and ripe specimens has decreased. The indicator of the vital state is 2.4 and is close to the indications of a heavily weakened stand (2.6—3.5). According to the data obtained, the state of the gardening of the park is close to unsatisfactory. The result of the work was the creation of an electronic database of a complete inventory list of objects with an indication of all individual characteristics, as well as formulated recommendations for adjusting the existing plan of the Mira public garden, taking into account modern norms and requirements for city greening. The necessity of introducing modern effective technologies for the implementation of a new project is shown, which implies an innovative system for monitoring and controlling actions in the territory of the Mira public garden using GIS technologies.
Ключевые слова: древесные растения, мониторинг, инвентаризация, озеленение, ГИС-технологии.
Keywords: woody plants, monitoring, inventory, gardening, technologies of geographic information system.
Т. В. Ивченко, кандидат педагогических наук, доцент, Калужский государственный университет К. Э. Циолковского, t.v.i50@mail.ru, г. Калуга, Россия,
А. Н. Романова, кандидат биологических наук, доцент, Калужский государственный университет К. Э. Циолковского, romanovaannic@gmail.com, г. Калуга, Россия,
С. Н. Савельев, студент,
Калужский государственный университет К. Э. Циолковского, se.saweliew@yandex.ru, г. Калуга, Россия
Введение. Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию о состоянии окружающей среды, об источниках и факторах воздействия, о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом и о существующих резервах биосферы [1].
В крупных городах существует множество факторов, которые приводят к росту антропогенного воздействия на экосистемы городов. К таким факторам можно отнести, например, увеличение асфальтовых покрытий; нарушение поверхностного стока вод и как следствие этого изменение состава почвенных вод, влияние подземных коммуникаций и обилие всевозможных жилищных построек и многое другое [2].
Весьма многообразны и значительны социально-экономические последствия воздействия человека на природу. Урбанизация может резко повлиять на водоснабжение, промышленное развитие и градостроительство, возможно наступление дефицита зон отдыха и, следовательно, снижение уровня жизни в городах.
Однако урбанизация — достаточно долгий процесс, длительность которого может помочь урегулировать все вышеперечисленные проблемы заранее.
Зеленые насаждения городов подвержены сильному антропогенному воздействию. Учитывая то, что посадки в городах крайне незначительны, жизнедеятельность людей оказывает пагубное влияние на растительные сообщества [3].
Озеленение г орода играет большую роль в жизни человека. Зеленые насаждения являются одним из наиболее благоприятных экологических факторов. В городе зеленые насаждения выполняют эстетическую и оздоровительную функции. Они улучшают микроклимат города, создают воздушные коридоры, поглощают углекислый газ и выделяют кислород, понижают температуру ок-
24
№ 4, 2021
ружающего воздуха в жаркую погоду за счет испарения, снижают уровень шума в городе, запыленность и загазованность. Наконец зеленые насаждения исключительно благотворно влияют на нервную систему благодаря богатству красок, приятному аромату, шелесту листвы и т. д. [4].
Экологическая обстановка в Калуге в целом характеризуется умеренным антропогенным воздействием, однако на определенных территориях ситуация острая из-за загрязнения вод и почв промышленными и сельскохозяйственными отходами. Также велико воздействие автотранспорта на городскую экосистему [5].
В настоящее время качество городского воздуха представляет собой серьезную экологическую проблему, не только из-за обеднения кислородом, но и в связи с тем, что с каждым годом возрастают антропогенные загрязнения, которые связаны с эксплуатацией автотранспорта.
Выхлопные газы автомобилей содержат более 200 элементов, таких как азот, водяной пар и диоксид углерода, а также всевозможные вредные примеси. Большинство из этих веществ находятся в тонкодисперсном состоянии, из-за чего они более агрессивны и не поддаются очистке.
В 1995 году была проведена операция «чистый воздух», которая показала, что наиболее загрязненными улицами в Калуге являются улицы Ленина, Кирова, Московская и Салтыкова-Щедрина. Наибольшему влиянию подвержена историческая часть (центральная) города и основные автомагистрали. Самая большая концентрации свинца находится в районе сквера Мира и улицы Гагарина, территория которых является объектом исследования. Из этого можно сделать вывод, что данная местность нуждается в обильных посадках зеленых насаждений и регулярном уходе за ними [6].
Для устранения данных проблем необходимо скорректировать действующий план сквера Мира и утвердить новый, включая все нормы и требования к проекту озеленения города. Также необходимо внедрить новые эффективные технологии для реализации нового проекта, что подразумевает под собой новую систему мониторинга и контроля действий на территории сквера Мира при помощи технологий географических информационных систем (ГИС-технологий).
Методы исследования. Для систематизации результатов исследования на каждое дерево или кустарник была разработана отдельная карточка с подробным описанием объекта (видовое название растения, его высота, диаметр, расположение на карте-схеме и порядковый номер) [7, 8].
Оценка жизненного состояния древесно-кустарниковых насаждений производилась по «шка-
ле категории состояния», которая описывает степень повреждения того или иного насаждения.
Состояние растений оценивали по следующим признакам:
• отличное состояние: повреждения ствола и ветвей отсутствуют, нет сухих ветвей, поросли, растение не повреждено болезнями, цветение и плодоношение наступает в положенные сроки и по качественным характеристикам приближается к таковому в естественных условиях, угнетения состояния не наблюдается;
• хорошее состояние: отсутствуют повреждения ствола и ветвей, сухие ветви, повреждения болезнями, нарушения в цветении и плодоношении; наблюдается незначительная поросль, некоторая изреженность кроны;
• удовлетворительное состояние: отсутствуют повреждения болезнями, могут наблюдаться повреждения и сухость ветвей, поросль, изреженность кроны, незначительные признаки угнетения общего состояния;
• неудовлетворительное состояние: отмечаются повреждение болезнями, суховершинность, обилие сухих ветвей, механические повреждения ствола и ветвей и другие признаки угнетенного состояния.
Результаты и обсуждение. Сквер Мира был построен в 1957 году и открыт в 1958 году. На территории парка находится памятник К. Э. Циолковскому. Общая площадь парка составляет 25 434 кв. м, что говорит о масштабах проведенной работы. Помимо деревьев и кустарников в сквере произрастает множество цветковых растений. В 1973 году муниципальное предприятие «Калугаблагоустройство» предоставила инвентарный план сквера Мира, изданный в 1973 году. Согласно этому плану на территории парка произрастало 467 деревьев.
Первая полная инвентаризация древесно-кустарниковых насаждений была проведена студентами Института естествознания под руководством преподавателей кафедры ботаники и экологии Калужского государственного университета им. К. Э. Циолковского (КГУ) в 2009 году. Мониторинг проводился в 2017 году с целью установлении различных показателей в состоянии зеленых насаждений за период 2009—2017 годов.
Инвентаризацию зеленых насаждений сквера Мира производили при помощи глазомерной оценки высоты деревьев и кустарников. Присутствие жилых домов облегчило возможность более точного определения высоты древесно-кустарниковой растительности. Высота древесных растений имеет значение в создании вертикального оформления парков и скверов, она дает возможность создавать мягкие переходы между группа-
№ 4, 2021
25
ми растений. Величина и объем зеленых насаждений — одно из главных средств воздействия на зрителя. Но высота, как и величина, представляет собой довольно сложную характеристику, так как в скверах и парках деревья зачастую имеют спилы и срубы, что не позволяет в точности определить их размеры.
По высоте деревья и кустарники были разделены на 8 групп:
1) Исключительно высокие (свыше 35 м) — тополь бальзамический и пирамидальный, вяз, ель обыкновенная, сосна кедровая сибирская.
2) Очень высокие (25—35 м) — клен остролистный, ясень обыкновенный и пенсильванский, ива белая, дуб обыкновенный или черешчатый, липа сердцевидная, лиственница европейская.
3) Высокие (20—25 м) — клен ясенелистный, береза бородавчатая, акация белая.
4) Средней высоты (10—20 м) — клен полевой, черемуха обыкновенная, рябина, туя восточная, можжевельник обыкновенный.
5) Низкие (5—6 м) — клен татарский, боярышник, яблоня лесная, можжевельник обыкновенный.
6) Кустарники высокие (2—5 м) — сирень обыкновенная, ирга, жимолость лесная, кизильник, бузина черная и красная, чубушник обыкновенный.
7) Кустарники средней высоты (1—2 м) — айва японская, барбарис обыкновенный, спирея иволистая, бирючина.
8) Кустарники низкие (до 1 м) — можжевельник казацкий, волчеягодник обыкновенный, спирея японская.
Для определения возрастной группы, к которой принадлежит данный вид, использовали следующую классификацию:
1. Молодые деревья и кустарники (0—10 лет).
2. Средневозрастные (10—30 лет).
3. Спелые (30—40 лет).
4. Перестойные (свыше 40 лет).
В большинстве случаев перестойные деревья и кустарники необходимо заменять молодняком, однако при должном уходе за состоянием скверов и парков старые деревья могут присутствовать среди остальных видов. Здесь также необходимо отметить, что при посадке зеленых насаждений в скверах учитывается способность вида адаптироваться к городской среде. Многие деревья не способны выдержать техногенного воздействия и имеют меньшую продолжительность жизни, чем в естественных условиях. Такие деревья подлежат сносу. Из этого можно сделать вывод, что показатель качества состояния зеленых насаждений сквера напрямую зависит от условий предоставленных городской средой.
Полученные данные были сведены в таблицу, содержащую все вышеупомянутые характеристики. Расчет индекса жизненного состояния производили на основе 5-балльной шкалы, в которой деревьям той или иной категории присваивался определенный балл (1,0 — здоровые; 0,7 — поврежденные; 0,4 — сильно поврежденные; 0,1 — отмирающие; 0 — свежий и старый сухостой) [9].
Расчет индекса проводили по следующей формуле:
n + 0,7и2 + 0,4n3 + 0,1 n4
In = —------2------3-----4 ,
n
где In — индекс жизненного состояния древостоя по числу деревьев:
И1 — число здоровых;
И2 — число поврежденных;
И3 — число сильно поврежденных;
И4 — число отмирающих;
и — общее число деревьев и кустарников, включая сухостой.
Градацию жизненного состояния древостоя учитывали по следующим критериям:
I < 1,5 — здоровый древостой;
I = 1,6—2,5 — ослабленный древостой;
I = 2,6—3,5 — сильно ослабленный древостой;
I = 3,6—4,5 — усыхающий древостой;
I = 4,6 — погибший древостой.
Оценка состояния древостоя необходима для определения степени угнетения деревьев и кустарников в сквере Мира, так как в городской среде состояние насаждений будет ухудшаться с годами в геометрической прогрессии, если не будет обеспечен должный уход за городскими насаждениями.
Всего в сквере Мира произрастает 491 экземпляр деревьев и кустарников, которые относятся к 11 семействам и 25 видам (Мальвовые, Сапин-довые, Маслинные, Бобовые, Сосновые, Розовые, Гортензиевые, Березовые, Ивовые, Вязовые и Буковые). Процентное соотношение видов представлено на рисунке 1. Таким образом, доминирующим видом является липа сердцевидная (T. cordata Mill.) в количества 273 экземпляров. Остальные виды встречаются значительно реже. Например, ясень обыкновенный (F. excelsior L.) — 47 экземпляров; ясень пенсильванский (F. pen-nsylvanica Marsh.) — 32 экземпляра; каштан конский (A. Hippocastanum L.) — 25 экземпляров и т. д. По периметру сквера произрастает боярышник обыкновенный (Crataegus laevigata (Poir.) DC.) протяженностью около 500 м.
Анализ жизненного состояния древесно-кустарниковых насаждений показал, что 45 (9 %) экземпляров находится в отличном состоянии, в
26
№ 4, 2021
70
Ш ггп III]] III]] н—I—и
Рис. 1. Процентное соотношение доминирующих видов растений
хорошем состоянии 230 (47 %) экземпляров, в удовлетворительном — 142 (29 %) экземпляра, в неудовлетворительном состоянии находится 74 (15 %) экземпляра, то есть большинство древесных растений на территории сквера Мира находится в хорошем состоянии, однако довольно большой процент деревьев и кустарников находится в удовлетворительном и неудовлетворительном состоянии, соответственно 29 и 15 % от общего числа всех экземпляров.
В сквере Мира обнаружено всего 24 экземпляра молодых деревьев и кустарников, что составляет 5 % от общего количества, а преобладают перестойные деревья в количества 202 (41 %) экземпляров и остальные: средневозрастные — 149 (30 %) экземпляров и спелые — 116 (24 %) экземпляров.
В результате проведенных расчетов, произведенных по методике Е. Н. Андреевой [9], индекс состояния сквера Мира составил 2,4, что соответствует ослабленному и поврежденному древостою.
Материалы, полученные в 2017 году позволили провести сравнительный анализ с исследованиями 2009 года. Сопоставление данных исследований предыдущих годов и исследования 2017 года представлены в таблице 2. Разница в общем количестве объектов заключается в том, что исследования 2009 года не включали в себя территорию за сквером Мира (после автострады), в связи с этим большое количество Ясеней пенсильванских (F. Pennsylvania Marsh.) и Ясеней обыкновенных (F. excelsior L.) не вошло в исследование 2009 года.
Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод, что посадки, которым 10 или меньше лет, практически отсутствуют, а те, что имеются, ско-
рее всего, посеялись самостоятельно. Деревьев и кустарников, находящихся в удовлетворительном и неудовлетворительном состоянии, становится все больше. Возраст деревьев также превышает норму. Здесь необходимо отметить, что посадки новых насаждений не производились в течение многих лет, а старые деревья подвергались жесткой обрезке.
Но, несмотря на отсутствие нужного ухода за деревьями и кустарниками сквера, на его территории проводятся работы по посадке травянистых декоративных растений, осуществляется уборка опавших листьев и уборка тротуаров. Благодаря этому внешний вид парка сохраняет свою эстетическую составляющую.
Таблица 1
Сравнение исследований 2009 и 2017 годов
Критерий Исследования 2009 года Исследования 2017 года
Количественный состав деревьев
Общее количество 392 491
Липа сердцевидная 308 273
Ясень 14 79
Каштан конский 24 25
Акация белая 10 16
Состояние деревьев
Отличное 15 45
Хорошее 285 230
Удовлетворительное 80 142
Неудовлетворительное 12 74
Возрастной состав
Молодое 32 24
Спелое 306 116
Перестойное 55 202
Состояние древостоя 2,1 2,4
№ 4, 2021
27
Выводы
2. Для устранения данных проблем необходи-
1. Ситуация с озеленением сквера Мира находится в неудовлетворительном состоянии. Необходимы новые посадки деревьев и кустарников, иначе роль насаждений в городе теряет свой смысл.
Библиографический список
1. Стрельцов А. Б. Региональная система биологического мониторинга. — Калуга: Издательство Калужского ЦНТИ, 2003. — 168 с.
2. Лыков И. Н., Шестакова Г. А. Техногенные системы и экологический риск. — М.: ИПЦ «Глобус», 2005. — 262 с.
3. Потапова Е. Проблемы озеленения городов. — М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. — 228 с.
4. Романова Р. А., Тихомирова Е. В. Анализ состояния древесно-кустарниковой флоры в Ленинском округе г. Калуги // Вопросы археологии, истории, культуры и природы Верхнего Поочья. Материалы XI Всероссийской научной конференции 5—7 апреля 2005 г. Калуга, 2005. — С. 309—312.
5. Стрельцов А. Б., Логинов А. А., Лыков И. Н., Коротких Н. В. Очерк экологии города Калуги. — Калуга, 2000. — 400 с.
6. Ивченко Т. В., Романова Р. А., Короткова Е. Ю. Озеленение крупных населенных пунктов как компенсация загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом // Экология урбанизированных территорий, 2014. № 1. — С. 30—34.
7. Ивченко Т. В., Романова Р. А., Туманова Е. В. Инвентаризация деревьев и кустарников на улицах города Калуги // Проблемы региональной экологии, 2020. № 6. — С. 31—34.
8. Крылов А. В., Шестакова Г. А., Романова Р. А. К дендрофлоре в городе Калуге и его окрестностей // Научные труды педагогического университета имени К. Э. Циолковского. Серия Естественные науки. Калуга, 2006. — С. 207—212.
9. Андреева Е. Н., Баккал В. В. Методы изучения лесных сообществ. — СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 2002. — 240 с.
мо скорректировать действующий план сквера Мира и утвердить новый, включая все нормы и требования к проекту озеленения города.
3. Необходимо внедрение современной системы мониторинга на территории сквера Мира при помощи ГИС-технологий.
MONITORING OF TREE AND SHRUB PLANTATIONS IN THE MIRA PUBLIC GARDEN OF THE CITY OF KALUGA
T. V. Ivchenko, Ph. D. (Pedagogy), Associate Professor, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Kaluga State University named after K. E. Tsiolkovski", t.v.i50@mail.ru, Kaluga, Russia,
A. N. Romanova, Ph. D. (Biology), Associate Professor, Head of the Department of Biomedical Disciplines, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Kaluga State University named after K. E. Tsiolkovski", romanovaannic@gmail.com, Kaluga, Russian Federation,
S. N. Savelyev, student, "Kaluga State University named after K. E. Tsiolkovski", se.saweliew@yandex.ru, Kaluga, Russia
References
1. Streltsov A. B. Regionalnaya sistema biologicheskogo monitoringa [Regional biological monitoring system]. Kaluga: Izdatel-stvo Kaluzhskogo CNTI, 2003. 168 p. [in Russian]
2. Lykov I. N., Shestakova G. A. Tehnogennye sistemy i ekologicheskij risk [Technogenic systems and environmental risk]. Moscow, IPC “Globus”, 2005. 262 p. [in Russian]
3. Potapova E. Problemy ozeleneniyagorodov [Urban greening issues]. Moscow, LAP Lambert Academic Publishing. 2014. 228 p. [in Russian]
4. Romanova R. A., Tikhomirova E. V. Analiz sostoyaniya drevesno-kustarnikovoj flory v Leninskom okruge g. Kalugi [Analysis of the state of tree and shrub flora in the Leninsky District of Kaluga]. Voprosy arheologii, istorii, kultury i prirody Verhnego Poochya. Materialy XI Vserossijskoj nauchnoj konferencii 5—7 aprelya 2005 g. [Questions of archaeology, history, culture and nature of the Upper Poochya. Proceedings of the Eleventh All-Russian Scientific Conference on April 5— 7, 2005]. Kaluga, 2005. P. 309—312 [in Russian]
5. Streltsov A. B., Loginov A. A., Lykov I. N., Korotkikh N. V. Ocherk ekologii goroda Kalugi [Essay on the ecology of the city of Kaluga]. Kaluga, 2000. 400 p.
6. Ivchenko T. V., Romanova R. A., Korotkova E. Yu. Ozelenenie krupnyh naselennyh punktov kak kompensaciya zagryazneniya atmosfernogo vozduha avtomobilnym transportom [Greening of large settlements as compensation for atmospheric air pollution by road]. Ekologiya urbanizirovannyh territory [Ecology of urban areas]. 2014. No. 1. P. 30—34 [in Russian]
7. Ivchenko T. V., Romanova R. A., Tumanova E. V. Inventarizaciya derevev i kustarnikov na ulicah goroda Kalugi [Inventory of trees and shrubs on the streets of Kaluga]. Problemy regionalnoj ekologii [Regional Environmental Issues]. 2020. No. 6. P. 31—34 [in Russian]
8. Krylov A. V., Shestakova G. A., Romanova R. A. K dendroflore v gorode Kaluge i ego okrestnostej [To the dendroflora in the city of Kaluga and its environs]. Vsb. Nauchnye trudy pedagogicheskogo universiteta imeni K. E. Ciolkovskogo. Seriya Est-estvennye nauki [In collection. Scientific works of the K. E. Tsiolkovsky. Series Natural Sciences]. Kaluga, 2006. P. 207—212 [in Russian]
9. Andreeva E. N., Bakkal V. V. Metody izucheniya lesnyh soobshestv [Methods for studying forest communities]. St. Petersburg, NII Himii SPbGU, 2002. 240 p. [in Russian]
28
№ 4, 2021
