Экологическое районирование урбосистем на примере г. Петропавловска -Камчасткого

В результате такой перестройки трансформируется вертикальная и горизонтальная структура природно-территориальных комплексов и они типологически переходят в другую категорию территориальных образований — становятся городскими ландшафтами.

Городские ландшафты можно определить как территориальную единицу обладающую структурой, искусственно формируемой из исходной природной и постоянно перерабатываемой в результате строительства и функционирования городских объектов, инженерных коммуникаций и дорог с учётом действующих градостроительных нормативов (Курбатова, 2003). Главной особенностью формируемой в городских ландшафтах структуры становится её дискретность подчинённая искусственно создаваемой планировочной сети города. Таксономи­ческой единицей при этом может быть площадь водосборных бассейнов, выделя­емых в соответствии с современными канализационными системами города.

Основными элементами и факторами, образующими структуру ландшафтов в городе, становится улично-дорожная сеть и инженерные коммуникации. Они определяют как направленность, так и интенсивность основных потоков веще­ства и энергии. В предельном случае они забирают полностью все функции тран­зита веществ, энергии и информации.

Внутри ландшафтных выделов – планировочных элементов города – гори­зонтальная структура элементарных ландшафтов строится на сочетании трёх факторов:

• функции объектов;

•  пространственного габарита объектов (как на надземном уровне, так и по глубине проникновения в подземное пространство);

• характера экспонируемой поверхности объекта.

При этом необходимо подчеркнуть ещё одно важное обстоятельство: функции объектов определяют интенсивность и тип исходящих или входящих потоков ве­щества и энергии; трёхмерные габариты – возможность горизонтальных взаимо­связей между различно удаленными друг от друга элементарными выделами городского ландшафта; экспонируемая поверхность – возможность внутренней трансформации потоков, если сами объекты способны как излучать, так и поглощать их.

Следовательно, типологическая классификация городских ландшафтов должна быть основана на различии их морфотипов, определяемом как внешние проявления и выражение их функциональных особенностей. Сами морфотипы городских ландшафтов определяются как количественно выраженное соотношение в границах элементарного ландшафта площадей под искусственно организованными градостроительными объектами, различающимися по выполняемым функциям. На этих соотношениях строятся и градостроительные нормативы баланса территории различного функционального назначения. Так, даже для максимально сохраняющих природные режимы функционирования скверов, садов, бульваров, микрорайонов эти нормативы предусматривают соотношение площадей между разными типами покрытия и запечатанности территории.

Определение границ между элементарными городскими ландшафтами осуществляется в результате последовательного выполнения следующих шагов операций:

• определение функций градостроительных систем;

• определение характера поверхности (соотношение площади и типов искусственных и незапечатанных участков);

• выявление наличия внутренних и внешних регуляторов функционирования;

• оценка характера сопряжений элементарных градостроительных систем (по функциям и процессам) с другими элементарными градостроительными систе­мами, расположенными на приграничных территориях.

В результате часто оказывается, что многие объекты Природного комплекса (ПК) функционально продолжают реализацию функций сопряжённых террито­рий промышленных и селитебных зон. Это происходит потому, что последние не могут ограничить свою функциональную деятельность только внутри своих гра­ниц либо из-за её интенсивности, либо из-за планировочной организации терри­тории и им необходимо место (и время) для погашения краевого эффекта. По этой причине незапечатанные территории часто служат лишь буфером между террито­риями с более активными городскими функциями.

1.2 Динамика урбосистем

В пределах города динамика ландшафтов определяется временем их нахожде­ния в нём, степенью и видом городского влияния и наличием внутриландшафтных процессов, способствующих трансформации (ослаблению или усилению) антропогенного воздействия.

Перекрытие природной структуры ландшафта городской, более жёстко орга­низованной как в пространственном, так и временном аспектах, чем природная, не может не нарушить баланса процессов динамики ландшафта в сторону подавления процессов естественного функционирования. Это является ведущей причиной динамики городских ландшафтов, направленной в сторону деградации природных компонентов ландшафта. Отсутствует и реальная возможность самовосстановления природных ландшафтов в городе, т.е. восстановления только за счёт естественных процессов функционирования.

По этой причине в условиях города требуется найти оптимальное соотношение между двумя направлениями:

• снижением по сравнению с выдвигаемыми к природным аналогам требований к качеству их слагаемых компонентов;

• организацией системы адекватных местных экономических мер противодействующих влиянию, негативно отражающемуся на качестве компонентов.

Основными компонентами, определяющими качество ландшафтов в условиях города, становятся растительный и почвенный покров, т.к. они имеют прямой социальный эффект. Именно они наравне с искусственными городскими сооружениями определяют внешнюю городскую специфику ландшафта, являясь внешними реперами, по состоянию которых можно судить об эффективности построения ландшафтной структуры, взаимосвязи между остальными компонентами ландшафта — литологической основой, гидрогеологическими гидрохимическими условиями и т.д.

В свою очередь, почва и растительность являются наиболее лабильными и наиболее деградируемыми компонентами городских ландшафтов, что и опреде­ляет скорость динамических изменений самих ландшафтов в целом. Существует градостроительная иллюзия, что различные компоненты ландшафта, в особенно­сти почвы и растительность, поддаются прямому проектированию, так как воз­никают и существуют в строгом соответствии с проектом. Но при этом не учиты­ваются сами процессы функционирования города, которые противодействуют формированию требуемого качества ландшафтных компонентов. В качестве при­мера здесь можно привести применение различных антигололёдных реагентов, погребение в почвах строительных остатков, подтопление почв и грунтов, вытаптывание и разрушение газонов.

Сохраняемые природные макропроцессы в городских ландшафтах имеют прин­ципиальное значение, когда города формируются в условиях их активного прояв­ления – горах, условиях подтопления или затопления, на вечной или периодичес­кой мерзлоте. Здесь имеют место природные риски, что сказывается и на плани­ровочной структуре городов.

1.3 Урбоэкологические особенности структуры города

Влияние природных особенностей на планировочную структуру городов, использование этих особенностей для создания здоровой среды жизни горожан, обогащения архитектурно-планировочной композиции населенных мест – предмет многих специальных исследований.

В городе невозможно полностью обеспечить экологическое равновесие при наличии любого природного каркаса. Поэтому современные нормативы ориентированы на выполнение городскими озеленёнными территориями в основном гигиенических и эстетических функций. В то же время, любая система зелёных насаждений, какова бы ни была её конфигурация в плане города, выполняет и экологические задачи.

Во многих городах система зелёных насаждений представляет собой случайную совокупность небольших сохраняемых парковых, бульварных, рядовых и других зелёных насаждений, в малой степени ориентированных на формирова­ние благоприятной экологической обстановки. Наиболее существенные недостатки такой системы, мешающие ей в полной мере выполнять функции природного кар­каса, – её неразвитость в центральных районах городов, большая автономность наиболее значительных её элементов и оторванность от загородных открытых пространств, в том числе и от основных структур природного каркаса района. Развитие природного каркаса города в условиях сложившейся застройки – чрез­вычайно сложная задача, хотя минимальные возможности для этого существуют повсеместно (массовое озеленение «ничейных» земель вдоль транспортных маги­стралей, мест свалок, ликвидируемых баз, складов и др.). В новых городах таких возможностей, конечно, намного больше. Сохранение и развитие природного кар­каса, например в г. Пущино Московской области, позволяет успешно решать мно­гие экологические проблемы.

По В.В. Владимирову (1986, 1996), при формировании природного каркаса города важно учитывать следующие наиболее важные принципы:

• преемственность построения каркаса в экзогенном плане (главные оси природного каркаса города должны быть логическим продолжением тех или иных элементов природного каркаса района);

• взаимосвязанность элементов каркаса (каркас должен представлять собой не случайную мозаику различных по назначению городских зелёных насаждений, а скорее сетку экологических осей, на пересечении которых целесообразно формировать сравнительно крупные массивы зелени (зелёные зоны) – центры экологической активности);

• относительную автономность отдельных частей каркаса (элементы каркаса должны проникать во все наиболее значительные структурные звенья города – жилые и промышленные районы, микрорайоны и др.);

• функциональное соответствие каркаса конкретным структурным и экономическим особенностям города, что должно выражаться, как в построении структуру каркаса, так и в его биологических характеристиках;

• одновременное формирование каркаса (по крайней мере в новых городах) с городской застройкой как части архитектурно-планировочной структуры города.

Поскольку элементы природного каркаса города – это не что иное, как озеле­нённые территории, а их экологическая полезность различна, важно хотя бы ори­ентировочно знать «экологический потенциал» различных элементов каркаса.

Подходы к построению природного каркаса в городах, различных по величи­не, природным условиям, производственной структуре, должны быть весьма ин­дивидуальны, что, безусловно, отразится на функциональной и планировочной структуре этого урбоэкологического образования, а также и на его чисто биологических характеристиках. Общая площадь озеленения в городе – важный показатель, особенно в сопоставлении с другими функциональными зонами но с экологической точки зрения этот показатель мало информативен. Кроме площади зелёных насаждений необходимо знать их биологическую продуктивность и продолжительность вегетационного периода, а также особенности планировочной структуры природного каркаса. Структуру природного каркаса города условно можно подразделить на макро-, мезо- и микроструктуру (Владимиров 1996).

Макроструктура включает в себя зелёные массивы города вне крупных жи­лых образований, промышленных районов, узлов внешнего транспорта. Поскольку процессы агломерирования ведут к слиянию населённых мест друг с другом че­респолосице застройки, макроструктура природного каркаса города в своём раз­витии проявляет тенденции к мозаичности её строения. На эти признаки влияют консервативные черты коренного природного ландшафта – рельеф, поймы круп­ных рек, очертание береговой линии и др. Поэтому формирование элементов при­родного каркаса должно идти по линии создания зелёной зоны города в виде вод­но-зелёных диаметров, озеленённых санитарно-защитных зон а также системы экологических коридоров – озеленённых улиц, бульваров, защитных зелёных на­саждений, сохранённых долин городских рек, соединяющих элементы макрострук­туры природного каркаса с пригородными лесопарками и лесами.

Элементы мезоструктуры природного каркаса города – сады, скверы, аллеи, другие зелёные насаждения в пределах жилых районов и микрорайонов. В ста­рых частях города можно выделить два типа мезоструктуры – межквартальный (аллеи, озеленённые улицы, скверы) и внутриквартальный (сады, огороды, пали­садники и др.). В экологическом отношении эти типы довольно резко различают­ся даже при одинаковой плотности застройки: в первом случае антропогенный пресс гораздо выше (транспорт, пешеходы, собаки), во втором – больше возмож­ностей для сравнительно спокойного развития зёленых насаждений, их возоб­новления и обогащения. В новых микрорайонах с преимущественно свободной планировкой, несмотря на рост озеленённых площадей, наблюдается видовое и структурное обеднение зелёных насаждений вследствие постоянного и сильного антропогенного воздействие на жилую территорию.

Микроструктура природного каркаса связана с особенностями внутреннего построения и породным составом отдельных элементов озеленения – газонов, цветников, кустарников, деревьев. По существу, это уже развитие природного каркаса. Ценность отдельных элементов и их сочетаний в экологическом, экономическом и эстетическом отношениях часто бывает различной. Например, большим экологическим эффектом обладают густые живые изгороди, сомкнутые группы деревьев, водоёмы с богатой прибрежной растительностью. Поэтому совершенствование микроструктуры зелёных насаждений в городе должно включать в себя меры по увеличению зелёных насаждении со сложной структурой, развитие вертикального и многоярусного озеленения, всестороннего замещения «ничейных», бросовых, неудобных городских земель разного вида посадками.

Все компоненты экосистем городских ландшафтов подвергаются трансфор­мации (амортизации). При этом наиболее сильной амортизации подвергается почвенный покров, который становится биотоксичным (подавляется развитие естественных микроорганизмов, прорастание семян, развитие корневой системы). Применяемая в городе система создания почвенного слоя при производстве работ по озеленению, особенно в части создания газонов, не даёт положительного ре­зультата в силу недоучёта особенностей строения почвенной толщи в естествен­ных условиях. При подсыпке только торфяной смеси на поверхности грунта и замене грунта в посадочных ямах создаются первичные почвы (конструктозёмы), не способные к саморазвитию в процессе дальнейшего функционирования. Био­логический ресурс таких грунтов исчерпывается в первые 2-3 года после посад­ки зелёных насаждений.

В соответствии с этим необходимо разработать методы реконструкции почвен­ного покрова в городе, применимые как при проведении работ по созданию ново­го озеленения, так и на территориях с уже имеющейся системой зелёных насаж­дений.