CC BY
41
ОБ ОСНОВНЫХ ПРИНЦИПАХ УПРАВЛЕНИЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ МЕГАПОЛИСА
В.Е. Корецкий
Специалисты в урбоэкологии выявили ряд специфических проблем экологического характера в глобальной тенденции к урбанизации. Это, во-первых, формирование мегаполисов, которые являются предметом нашего исследования. «Они будут расти и разрастаться, но фундаментальное значение имеют ограничение их антиэкологичных свойств, определение черт, границ, которые переступать нельзя» [5]. Мегаполисы появляются, прежде всего, за счет «срастающихся» крупных городов и «оперяющих» их промышленных зон, примером могут служить Рурский, Донецкий и Кузнецкий бассейны, Токийский мегаполис и в очень большой степени Москва. Во-вторых, мегаполисы образуются, как правило, на базе исторических городов, центральное ядро которых неоднократно перестраивалось и покоится на образованных самим же городом грунтовых основаниях. В-третьих, разрастание городов (субурбанизация) не только на прилегающие территории, но и в подземное пространство, а также и вверх за счет повышения этажности. «Овладеть пространством, поднять будущий город ввысь, используя каркас из металлоконструкций, опирающийся на землю, но оставляющий максимум территории для зеленых насаждений, сельского хозяйства, отдыха - вот основное направление творческого поиска современных градостроителей» [5].
Вероятно, целесообразным является дать определение понятия мегаполиса. Мегаполис представляет собой крупнейшее городское поселение, занимающее значительную площадь с исключительно высокой плотностью населения с исторически сложившимся ландшафтом, сочетающий в себе социальные, экономические, производственные, культурные, образовательные и жилищные компоненты. Мегаполис по форме представляет собой сложнейший мозаичный комплекс из различного рода объектов, транспортных, инженерных и информационных коммуникаций, обеспечивающий социально-производственные запросы населения. С экологической точки зрения мегаполис является гипертрофированной формой городского поселения и отражает в целом определенный уровень развития техногенеза, который практически отрицает возможность существования мегаполиса как открытой системы и может существовать на грани гомеостаза и стресса только как закрытая система с управляющими действиями человека. «Сегодня нет достаточного научного обоснования для отнесения мегаполиса к открытым системам, скорее все больше фактов свидетельствует о том, что мегаполис сложнейшая закрытая система, функционирующая по сходным с природными системами закономерностям» [1].
Городские сооружения под землей, да и «высотки» не могут обеспечить рекреационное пространство высокого качества, поэтому под землю уводятся часть транспортной и инженерная инфраструктура. Высотные здания, скорее всего, могут иметь служебное, офисное и т.п. предназначение. Повышение качества жизни городского населения, диктуется устремлением большинства жителей в загородные дома, отдельные коттеджи, 2-х - 4-х квартирные дома. Это, в свою очередь, резко усиливает агрессивные устремления города, а эта субурбанизация реализуется как экспансия на пригородные рекреационные - компенсирующие территории, дачные поселки, приусадебные хозяйства и аграрно-потенци-альные земли [3]. В целом урбанизированные ландшафты увеличиваются, но площадь территории, пригодной для градостроительства, не увеличивается, что резко поднимает цену земли в городе, да и в ближайших пригородах и прежде всего ранее незастроенной. Постепенно возрастает и ценность ранее использованных в хозяйственных целях участков внутри города, в пределах промышленных зон. В целом же - городские земли являются природным ресурсом, который может быть рассмотрен только как невозобновимый.
Города и мегаполисы, как их наиболее масштабное выражение, будут все более расти, как в количественном выражении, так и в части их внутренней организации. Причины роста как считают урбоэкологи лежат исключительно в социальной и экономической области. Проблемы жилищного и промышленного строительства в мегаполисах также будут нарастать, но в режиме значительного дефицита свободных территорий. «В городах человек находится в условиях, наиболее удаленных от тех, в которых он приспособ- ^ ^
к.
лен эволюционно. Искусственно создаваемая среда городов требует все больших усилий для поддержания параметров, отвечающих нормальной жизнедеятельности» [6].
Природно-техногенная система (ПТС) мегаполиса среди всех антропогенных систем занимает самый высокий иерархический уровень. Близкими к этому уровню можно считать ПТС горнодобывающих комплексов с большим объемом добычи, агроценозы значительных площадей с преобладанием монокультурного земледелия, гидроэлектростанции с крупными водохранилищами, тепловые и атомные электростанции и некоторые другие, обладающие аналогичными, значительными по масштабам воздействиями на природную среду. Применительно к геоэкологической среде, т.е. биотопу урбосистемы, решаемой в конечном итоге задачей является создание экологически допустимой природно-техноген-ной системы в модификации строительная система. Понятие «строительная система» введенное В.И.Теличенко и А.Д.Потаповым [2,4] включает в себя комплексы зданий, сооружений, их основания, а также инфраструктуру обеспечивающих и коммуникационных инженерных сетей с функционирующими в этих комплексах технологиями. На наш взгляд, - это ничто иное, как город, городская экосистема, урбосистема. Развивая понятие «строительная система» в рамках последнего выдвинутого нами тезиса, следует согласиться с утверждением [4], что приведенное выше определение позволяет расширить границы строительной системы до границ возникающих от неё воздействий в поверхностной и подземной гидросфере, в атмосфере, а в литосфере даже за зону основания сооружений, включая и собственные зоны влияния подземных сооружений. Уже вполне устоявшимся в литературе стало представление о том, что строительная система служит некоей оболочкой, отделяющей техногенную и природную среду. На наш взгляд эта оболочка не может служить непреодолимым барьером между природной и городской системами, в противном случае последняя просто перестала бы существовать, одновременно влияние городской системы на природную исключительно велико, что, в общем-то, и является одной из причин развивающегося экологического кризиса.
Устойчивость строительной системы города, её геоэкологическая безопасность определяется качеством её взаимодействия с окружающей средой в виде комплекса инженерных и организационно-управляющих решений, реализованных в виде функционирующей урбосистемы, или, иными словами, города. В отличие от утверждения [6], что такого рода ПТС в большой степени принадлежат предмету изучения инженерной геологии, нам представляется, что для урбосистем города на первое место выдвигается городская гидросфера и, без сомнения, городская атмосфера. При этом мы ни в коей мере не умаляем роли литосферной составляющей в городских биотопах, в конечном итоге все здания и сооружения опираются на грунты или располагаются в них.
Подход к строительному освоению новых территорий и ранее использованных в различных хозяйственных целях, существенно отличен, так как последние уже пережили период, когда, будучи застроенными, представляли собой экран, препятствовавший перемещению вещества, энергии и информации, с частичным их накоплением и значительно при этом изменяясь. В современном понимании значимости круговоротных биогенных процессов новые территории могут быть освоены строительством даже в условиях плотной городской застройки в природосберегающем режиме при реализации соответствующих проектов, не создающих экранного эффекта. В случае использования ранее застроенных тех-ногенно загрязненных территорий необходима оценка происшедших изменений во всей антропогенной городской экосистеме. К сожалению урбосистемы настолько угнетены, что изучению подвергаются только биотопы, так как биоценозы практически разрушены, либо представлены синантропными животными и патогенными микроорганизмами.
Строительное освоение территорий городов и обеспечение функционирования компонент урбосистем, включая инженерные, транспортные, информационно-коммуникативные системы базируется на выявленных общих причинах урбанизации в её масштабном выражении, если можно так сказать, «мегаполизации». «Рассмотрение комплекса экологических факторов формирующих состояние урбосистем крупных городов и особенно мегаполисов является необходимой задачей в разработке управляющих действий человека в антропогенной закрытой экосистеме мегаполиса, не только для поддержания
её гомеостаза, но и вообще для обеспечения возможности существования собственно урбосистемы, не говоря уже о качестве жизни населения. »[1].
К числу основных воздействий ПТС на природную среду следует отнести:
- значительное объемно-территориальное отчуждение части природной среды с выведением её из обычных условий гомеостаза;
- активную нагрузку на элементы литосферы, с созданием техногенно загрязненных территорий и формированием возможности «отложенной» реакции геологической среды в силу её генетически определенной инерционности;
- значительное изменение природного ландшафта вплоть до полной замены его на вторичный ландшафт городской экосистемы, а при проведении масштабной реконструкции, что проявляется при росте мегаполиса, переформирование вторичного ландшафта на искусственный городской ландшафт техногенного характера;
- разрушение природных почвенных горизонтов или их загрязнение до состояния, при котором необходима их замена на новые в связи с утерей плодородия;
- изменение основных параметров городской атмосферы: загрязнение, замутнение, кислородный дефицит, температурная инверсия, формирование городского микроклимата с трансформацией розы ветров, среднемношлетних температурных зависимостей, количества и вида атмосферных осадков, создание условий для образования кислотных выпадений и смога; шум; вибрация и т.п.;
- практическое выведение из условий экологической ниши всех элементов биоты, сведение древесной и кустарниковой растительности природного происхождения (за исключением лесопарков и части субурбанизированных территорий), «зеленое» строительство (посадки кустарников и деревьев вдоль транспортных магистралей, озеленение микрорайонных участков после прекращения строительства); практическое сведение травянистой растительности с ежегодным восстановлением газонов путем пересева трав; выведение из города практически всех видов животных и замена их «одомашненными» видами; формирование специфической, часто патогенной микробиоты; активизация жизнедеятельности грибов; практическое уничтожение природных редуцентов;
- образование специфической городской гидросферы, характеризующейся: техногенным режимом водоносных горизонтов подземных вод (дренированием, подтоплением, утечками из водонесущих коммуникаций, перетеканием вод из различных уровневых положений, загрязнением как химическим, механическим, так и тепловым), изменением режима поверхностных водотоков и водоемов с поступлением в них поверхностного стока с городских территорий, наличием концентрированных объемов снеговых выпадений с обильным весенним таянием, эвтрофикация, загрязнение сбросами; формирование сложной системы взаимодействия поверхностных, подземных вод и атмосферных выпадений.
К числу факторов (или воздействий) природной среды на ПТС мегаполиса следует отнести:
- географо-климатические особенности расположения со всеми основными параметрами основных жизнеобеспечивающих геосферных оболочек;
- первичный ландшафт до начала формирования населенного пункта, как ядра будущего мегаполиса, включая особенности рельефа, геоморфологии;
- вторичный ландшафт, созданный в рамках урбосистемы мегаполиса и находящийся в состоянии «квазишмеостаза»;
- гидрографическую обстановку территории города с зонами основных водотоков, притоков, водоразделов, замкнутых водоемов и болот;
- геологические и инженерно-геологические условия территории города, включая не только характеристиками грунтов, но и развитие опасных геологических процессов;
- особенности биоценозов и устойчивость экологических ниш для существования различных видов биоты; степень биоразнообразия; видовой состав.
Гомеостаз ПТС мегаполиса осуществим при реализации управляющих действий человека в закрытой антропогенной экосистеме и наличии компенсационных возможностей и ассимилирующей способности природной среды. Как видно из этого положения, гомеостаз ПТС мегаполиса является труднодостижимым в связи с тем, что компенсационные возмож- 171
к.
ности и ассимилирующая способность природной среды, будучи изначально заданными, по мере развития ПТС мегаполиса при техногенезе постепенно утрачиваются, либо в лучшем случае остаются на начальном уровне, которого недостаточно, чтобы противодействовать влиянию факторов ПТС. При наличии управляющих действий человека допустимой становится определенная реконструкция возможностей и способностей природной среды, что позволяет вывести эту среду из зоны стресса или отдалить от границы деградации и разрушения. Значительное место в этих управляющих действиях отводится достаточно хорошо проработанной и научно-обоснованной природоохранной деятельности, в частности, применительно к городским условиям, к мегаполису. Здесь следует отметить, что в условиях прекращения развития ПТС города, компенсационные возможности и ассимилирующая способность среды имеют способность к регенерации, что собственно и описывает процесс «растворения» в среде «брошенного» города.
Рассматривая основные этапы взаимоотношений города и природы, О.Н.Яницкий [6] отмечает углубляющийся разрыв сторон, вытеснение и уничтожение городом природного окружения на первом этапе. Культивацию и воспроизводство природного окружения на следующем этапе. И приходит к теоретическому выводу о возможности наступления третьего этапа, основанного на органическом синтезе города и природы. «Этот синтез есть преодоление отношения к природе как к пространству и ресурсу самовозрастания капитала, достижение такой ступени универсализации практически-производственной деятельности человека, когда снимается противоречие частных форм отношения к природе (как к «пространству», «материалу и предмету труда», «непосредственному жизненному средству»). Эта ступень взаимоотношений общества и природы является необходимой предпосылкой завершения процесса урбанизации как взаимодействия организма (города) и среды (сельской периферии, биосферы). «Концентрация» и «распространение» должны стать лишь сторонами, моментами регулируемого обмена (круговорота) между различными функциональными звеньями природно-городского целого.» [6].
Гораздо сложнее дело обстоит с управляющими действиями человека в ПТС мегаполиса. Развитие мегаполиса носит сложный многоаспектный характер и зачастую не имеет прямой связи с экологическими причинами, а обусловлено социально-экономическими, политическими мотивами. Выше нами были показаны основные виды воздействий ПТС мегаполиса на создание его геоэкологической среды. Для формирования гомеоста-за ПТС, выведения её из зоны стресса и отдаления от границ деградации и разрушения требуется создание научно-обоснованной модели развития ПТС мегаполиса с выявлением наиболее активных видов воздействий и формирование научных программ управляющих действий вплоть до создания систем инженерной защиты главных жизнеобеспечивающих геосферных оболочек в ПТС мегаполиса.
Вышеизложенное показывает, что при рассмотрении урбосистем мегаполиса в основу мероприятий по формированию их гомеостаза и, исходя из условия закрытости этих систем должен быть положен принцип научной оценки элементов урбосистемы и их воздействий на среду, наличие обратной связи, а главное выявление тех управляющих действий человека, которые минимизируют негативное воздействие геоэкологических факторов среды мегаполиса и активизируют компенсационные возможности элементов природной среды.
Литература
1. Корецкий В.Е. Геоэкологические проблемы северных мегаполисов и крупных городов. Вестник МГСУ, №3, 2007г., - М.: МГСУ, 2007.
2. Потапов А.Д., Теличенко В.И. и др. Экологические понятия и термины - М., МГСУ, 2000.
3. Потапов А.Д. Научно-методические основы геоэкологической безопасности строительства // Автореферат диссертации д.т.н. -М., МГСУ, 2002.
4. Потапов А.Д. Экология. М.: Высшая школа. 2004.
5. Экология крупного города (на примере Москвы), под ред. А.А.Минина. - М.: изд. «ПАСЬВА», 2001.
6. Яницкий О.Н. Экология города. Зарубежные междисциплинарные концепции. - М.: Наука, 1984.
