- •Введение. Городское строительство и феномен устойчивого развития
- •1. Экологизация градостроительной
- •1.3. Роль планирования в экологизации градостроительной деятельности
- •2.3. Отношения техногенной и природной подсистем. Понятие о лимитирующих факторах
- •3. Методы регламентации показателей
- •Экологической совместимости
- •Городского поселения с окружающей
- •3.1. Эколого-экономическая характеристика территории
- •3.3. Регламентация биотических показателей экологической совместимости
- •4. Обоснование основных направлений
2.3. Отношения техногенной и природной подсистем. Понятие о лимитирующих факторах
Создание и функционирование городского поселения обусловливает его отношения с окружающей природной средой как потребителя ее земельных, водных, атмосферных (воздух) и растительно-биотических ресурсов. Сохранение гомеостаза эколого-экономической системы района возможно при динамическом экологическом равновесии на территории, условием которого является соблюдение законов природопользования и сбалансированность потребления и воспроизводства возобновляемых ресурсов. Количественные показатели сбалансированности расхода и воспроизводства по каждому виду ресурса выступают в качестве частного критерия (или в роли потенциального лимитирующего фактора) при оценке масштаба и характера строительно-хозяйственной деятельности на конкретной территории. Система частных показателей ресурсной сбалансированности и методы их определения рассмотрены в разд.З. На основании анализа полученных значений частных показателей определяется показатель, имеющий минимальную величину, который и является лимитирующим.
Такой подход позволяет:
=> обосновать параметры строительно-хозяйственной деятельности на населенных территориях, а также оценить допустимость и уровень ее интенсификации на уже освоенных;
=? наметить направленные на улучшение условий жизнедеятельности - приоритетного экологического фактора -комплексные изменения параметров и характера деятельности на территории (в увязке с природовосстановительными мероприятиями), относящиеся к повышенному экологическому риску или чрезвычайной экологической ситуации.
Отметим некоторые особенности отношений природной и техногенной подсистем, влияющие на показатели лимитирующих факторов при планировании градостроительно-хозяйственной деятельности.
Так, дефицит земель, пригодных для промышленно-гражданского строительства на территории, обычно имеет место только в особых условиях строительства: в горных районах, зонах орошаемого земледелия, зонах распространения неблагоприятных физико-геологических явлений. Ведь даже для малых городов (до 50 тыс. чел.) принимается достаточно высокая плотность населения (обычно от 1,2 до 2,0 тыс. чел./км2), которая может быть увеличена (примерно до 3,0 тыс. чел\км2), учитывая градостроительную ценность территории и стремление к сокращению потерь земель. Для превалирующих отраслей материального производства в малых городах потребность в территориях для промышленного строительства оценивается величиной 20 га на 1000 жителей. В связи с этим на сравнительно небольшой части территории района, занимаемой городским поселением ■ (включая промышленную зону), можно сконцентрировать значительно большее число людей и производственные мощности, чем это экологически допустимо.
Сложная совокупность разнородных, факторов определяет и нормативы потребности на территориях для организации кратковременного отдыха населения в лесу. Минимально необходимая (эколого-социальная) лесистость территории района, соответствующая местным природным условиям (табл.1), может служить ориентиром удовлетворения этой потребности, учитывая транспортную доступность лесных территорий в течение часа. Лесные рекреации рай- ■ она, на которые распространяется охранный режим эксплуатации, не сокращают экологическое пространство.
Отметим, что невозможность организации лесных и водных рекреаций в соответствии с минимальными нормами потребности (вследствие особенностей местных природно-климатических условий) не препятствует организации поселений городского типа, но влияет на режим их использования. Продолжительность же существования любых поселений определяется как минимумом, так и максимумом экологического (экономического, социального) факторов. А для указанных поселений вероятность нарушения пределов толерантности в течение ограниченного времени существенно выше.
Вместе с тем, планируемую к застройке территорию (при новом строительстве или расширении существующего городского поселения) следует рассматривать как фактор сокращения экологического пространства района. К этой категории относятся и земли, намечаемые к интенсивному использованию при организации пригородной сельскохозяйственной базы (пашни, животноводческие комплексы и т.п.). Площадь этих земель может быть различной, так как зависит от совокупности социально-экономических, природно-климатических, этнических и других особенностей местных условий. Эти направления использования земельных ресурсов должны учитываться при обосновании приро-доподдерживающих мер, обеспечивающих сохранение экологического баланса территории.
Определяющими факторами развития промышленности, транспорта и обеспечения комфортных условий обитания населения на территории являются энергетика и водообеспечение. Масштабы использования органического топлива и водопотребления ограничиваются зонально-географическими, гидрологическими и другими местными ресурсными возможностями, которые и приобретают значение критериев (факторов), лимитирующих хозяйственную деятельность на территории. При этом, естественно, предполагается, что размеры выбросов (сбросов) загрязненных веществ в результате технологического использования топливно-энергетических и водных ресурсов всеми стационарными и подвижными объектами в городе соответствуют ограничениям, установленным государственными органами охраны окружающей природной среды и санитарно-эпидемиологического надзора.
Информационная база планирования экологической совместимости
Информационную базу планирования составляют следующие положения, нормативы, принципы, условия и количественные характеристики факторов и явлений:
Следует учитывать, что глобальные кризисные изменения природной среды явились следствием суммы локальных воздействий на природные процессы, которые распространились на большие пространства. Поэтому при планировании экосовместимости необходимо исходить в основном из условия сохранения экологического равновесия в районе, т.е. рассчитывать на использование ресурсов, воспроизводимых его природной системой, а не компенсируемых ресурсами других районов в "процессе межрайонногообмена" веществ и энергии.
В условиях развивающегося экологического кризиса особую опасность представляет техногенное воздействие на глобальный климат вследствие роста потребления энергии, главным образом, за счет использования угля, нефти и природного газа и сопутствующего ему увеличения содержания углекислого газа в атмосфере. Оба фактора способствуют развитию глобального потепления и процессу нарушения энергетики природных систем. Поэтому не только масштаб, но и характер использования топливно-энергетических ресурсов на территории должны быть экологически регламентированы.
3. Энергетические и водные ресурсы используются совместно на бытовые нужды населения и производственно-хозяйственную деятельность. Расход этих ресурсов на нужды населения определяется удельными нормами потребления, учитывающими особенности местных климатических и других условий. Расход же ресурсов в производственной сфере, характеризующий степень ее интенсивности, может быть различным, но, очевидно, не ниже определенной минимальной величины, оправданной с экономической точки зрения.
Учитывая характер и уровень развития промышленности малых городов, расход указанных ресурсов на цели производства следует определять с помощью повышающего коэффициента к ресурсозатратам на жизнеобеспечение населения. Значения этого коэффициента, соответствующие разной степени интенсивности хозяйственной деятельности принимаются: K1 = 1,5 (минимальная интенсивность); К2 - 2 (средняя); Кз 2,5 (высокая).
4. Громадная территория нашей страны, простирающаяся от 45° северной широты и выходящая за границу Северного полярного круга, отличается чрезвычайным разнообразием природно-климатических условий как по регионам, так и на уровне локальных участков, а следовательно, - и ресурсными возможностями природных систем. Первоочередное хозяйственное освоение получили те территории, которые по совокупности климатических и других природных условий наиболее благоприятны для жизни и деятельности человека. В настоящее время до 90% городского населения страны проживает на 1/3 ее территории, включающей Европейскую часть, Урал и узкую полосу вдоль Транссибирской магистрали. Однако демографическая ситуация требует расширения географических границ расселения и строительнохозяйственной деятельности. Это обусловливает необходимость более полного учета ресурсных возможностей территорий, которые определяются не только местными микроклиматическими, почвенными, биотическими, орографическими, геоморфологическими и гидрологическими условиями, но и допустимой мерой преобразования естественных систем, зависящей от зонально-географических и других местных особенностей природопользования.
Решающим фактором сохранения биологического и ландшафтного разнообразия, а следовательно, и экологического равновесия на территории района является выделение особо охраняемых территорий (ООТ), представляющих собой сохраняемые естественные самовосстанавливающиеся образования. Они включают типичные, характерные, уникальные, а также ценные в рекреационном и эстетическом отношениях участки местности. Сюда в обязательном порядке должны входить естественные леса. Доля целенаправленно охраняемых территорий по Н.Ф. Реймерсу зависит от природной зоны.
Важная социально-экологическая роль принадлежит естественным лесам, выполняющим климаторегулирующие, рекреационные, водоохранные и защитные (от ветровой и водной эрозии земель) функции. Выполнение лесами этих функций возможно при минимальной лесистости территории, зависящей от ее нахождения в той или иной природной зоне. Поэтому на освоенных территориях должен быть обеспечен, по крайней мере, минимальный (соответствующий природной зоне) уровень лесистости, который при небходимости восполняется искусственными посадками.
Общий масштаб хозяйственной деятельности на территории достаточно полно характеризуется величиной потребления энергии, которая должна быть регламентирована (согласно ориентировочному "правилу 1 %") величиной, не превышающей 1% от среднегодового радиационного баланса территории R, Как будет показано ниже (см. подразд. 3.3), эта величина составляет 0,3%. Здесь же отметим, что радиационный баланс или результирующий поток солнечной энергии у поверхности Земли зависит, главным образом, от широты расположения местности, альбедо земной поверхности и ее температуры. Это количество солнечной энергии расходуется на испарение воды, образование тепловых потоков воздуха между земной поверхностью и атмосферой, нагрев нижележащих слоев почвы (основные энергозатратные процессы) и в конечном итоге рассеивается в форме тепла в мировое пространство, поддерживая тем самым состояние динамического энергетического равновесия поверхности Земли. В сочетании с другими климатическими факторами (температура воздуха, количество осадков) величина радиационного баланса определяет зонально-географические особенности растительного покрова, которые носят выраженный широтный характер.
8. Взаимосвязанная совокупность указанных выше характеристик климата, растительных сообществ и условий природопользования, учитываемых при экологическом планировании, приведена в табл.1.
При этом следует учитывать, что приведенные в графах 2-4 табл.1 показатели биопродуктивности и интенсивности газообменных процессов соответствуют данному типу растительного сообщества в целом при характерном уровне лесистости. Поэтому для территорий, занятых данным типом растительного покрова, эти показатели принимаются, в порядке первого приближения, с учетом поправочных коэффициентов Чл (для лесных массивов) и Чо (для остальной территории, занятой естественным растительным покровом), равных соответственно 1,3 и 0,85 - для природных зон со смешанными, широколиственными и таежными лесами, t ,4 и 0,9 - для лесостепной и степной зон.
9. При обосновании норм техногенной эмиссии углекислого газа и расхода кислорода атмосферного воздуха необходимо учитывать следующие данные, характеризующие изменение баланса этих газов в ходе эволюции атмосферы и влияние таких изменений на биологические процессы.
Основным источником поддержания постоянной концентрации кислорода в атмосфере является фотосинтез автотрофных растении. До появления цивилизации сохранялся баланс между приходом кислорода и его расходом на дыхание живых организмов и окисление продуктов их деятельности. В современный период в результате сжигания большого количества органического топлива баланс прихода и расхода кислорода стал отрицательным. Однако его концентрация в атмосфере за последние 100 лет снизилась незначительно: с 20,948 до 20,946%, а по другим данным - до 20,8% (Н.Ф. Реймерс). Существенно большее влияние на процесс снижения количества О2 оказало повышение концентрации углекислого газа в атмосфере, что явилось главной причиной глобальных климатических сдвигов.
Полагается (Ю. Одум, М-.И. Будыко и др.), что следствием таких изменений газового состава атмосферы и климата явилось увеличение примерно на 5-10% продуктивности, как естественного растительного покрова, так и сельскохозяйственных культур. Соответственно, интенсифицировался и процесс фотосинтеза. В связи с этим ресурсный потенциал техногенного изъятия кислорода воздуха можно оценить в первом приближении величиной, равной примерно 10% от интенсивности газообмена растительного сообщества данной территории. Дополнительные обстоятельства, уточняющие нормы техногенной эмиссии СО2 и расхода О2, рассмотрены ниже (в подразд. 3.3).
10. Важное значение для обеспечения экологически безопасной городской среды имеет достаточная аэрация городского поселения, которая зависит от сочетания ряда факторов: ветрового режима, характеризуемого розой ветров, рельефа местности, а также плотности застройки (отношения площади, запятой зданиями, к общей площади рассматриваемой территории). При низких скоростях движения воздуха в застройке (менее 2 м/с) резко повышается вероятность температурных инверсий, способствующих интенсивному загрязнению воздушного бассейна города. Вместе с тем и стабильные скорости ветра более 5 м/с неблагоприятны для физиологических функций организма человека.
При выборе места размещения поселения в ландшафте следует учитывать (наряду с другими факторами, отмеченными в подразд. 3.2) влияние на его аэрационный режим коэффициентов изменения скорости ветра (по сравнению с данными розы ветров) в зависимости от условий рельефа и плотности застройки (табл. 2).
Ветровой режим и рельеф местности также учитываются при определении взаиморасположения селитебной и промышленной зон городского поселения. Промышленную зону, яа которой размещаются предприятия, являющиеся источниками вредных выбросов в атмосферу, следует располагать за чертой селитебной зоны и с подветренной стороны от жилых массивов по отношению к господствующему направлению ветров. Кроме того, площадка промышленной зоны должна располагаться на ровном возвышенном (по отношению к площадке, занимаемой жилой зоной), а потому хорошо продуваемом ветрами любых направлений месте.
11. Расстояние от границы промышленной зоны до жилой застройки (ширина санитарно-защитной зоны) принимается, в зависимости от класса санитарной вредности предприятий, ориентировочно: 1 км (для 1-го класса), 0,5 км (для 2-го класса), 0,3 км (для 3-го) и 0,1 км (для 4-го). При соответствующих расчетных обоснованиях указанное расстояние может быть увеличено, но не более, чем в 3 раза.
12. Зеленые зоны, состоящие из лесной и защитно-озеленительной растительности, располагаются вокруг городов с целью предупреждения вредного воздействия хозяйственной деятельности на среду обитания жителей и использования их в рекреационных целях - для кратковременного отдыха. Зеленые зоны наделены по закону режимом особой охраны. Для выполнения ими своих оздоровительных функций общая площадь лесов в составе зеленой зоны, а также рекреационные нагрузки на них нормируются. Причем необходимая площадь лесов зависит от уровня хозяйственной деятельности, характеризуемого коэффициентом К; (см. выше). Ориентировочные нормативы указанных показателей для малых городов приведены в табл.4.
Контрольные вопросы
Каковы критерии обособления открытых систем? Чем обусловлено ограничение природно-техногенной систе мы района расселения?
Что понимают под зоной влияния городского поселения?
Каковы основные признаки устойчивого городского по селения?
Дайте определение понятию экологической совмести мости как общесистемному свойству природнотехногенной системы.
Каковы условия экологической совместимости поселения с окружающей средой?
Что понимают под природно-ресурсным потенциалом территории?
7. Чем характеризуется экологическое равновесие на территории? Как оно связано с сохранением природноресурсного потенциала?
Каковы общие принципы сохранения природноресурсного потенциала?
Что является объектом, задачей и целью планирования экологической совместимости городского поселения?
Охарактеризуйте планирование экологической совместимости как процесс управления деятельностью на основе информации.
11. Почему энергетика и водообеспеченностъ являются основными факторами, лимитирующими масштаб социально-экономической деятельности на территории?
Какие факторы нерегулируемой хозяйственной деятельности на территории влияют на изменение климата и каким образом?
Что способствует сохранению биологического и ландшафтного разнообразия территории при ее хозяйственном освоении?
В чем состоят эколого-социальные функции естествен- пых лесов и каковы условия их выполнения?
Каково назначение особо охраняемых территорий? Какова структура и общая площадь этих территорий?
Что понимают под радиационным балансом территории и какие факторы определяют его величину?
Какие биотические характеристики растительных сообществ учитывают при планировании экологической совместимости?
Почему аэрация городского поселения является факто ром экологической безопасности населения? Какие факторы учитывают при планировании аэрационного режима?
Каково назначение санитарно-защитных и охранных зон? Для каких объектов они приме
Каковы функции зеленых зон няются и каковы их размеры? вокруг городов и при каких условиях они могут быть выполнены?