Экологическое районирование урбосистем на примере г. Петропавловска -Камчасткого

Таким образом, определение объекта исследования экологии города опира­ется на специфику понимания городской среды.

После определения понятия «городская среда» нетрудно перейти к опреде­лению понятия экосистема «Город» (городская экосистема). В качестве рабочего определения можно предложить следующую формулировку: пространственно ограниченная природно-техногенная система, сложный комплекс взаимо­связанных обменом вещества и энергии автономных живых организмов, абиотических элементов, природных и техногенных, создающих среду жиз­ни человека, отвечающих его потребностям: биологическим, психологиче­ским, трудовым, экономическим, социальным. Она состоит из взаимосвя­занных и взаимопроникающих подсистем (сред): квазиприродной (преобразо­ванной географической среды, ландшафтно-архитектурной), экономической, со­циальной. Связь между ними столь велика, что практически ни одна из них в отдельности не может выполнять свои функции, и в то же время отсутствие од­ной из систем влечет разрушение экосистемы. Иначе говоря, сложная многоуров­невая, но более или менее ограниченная в пространстве, природно-антропогенная открытая система, состоящая из блоков: ландшафтно-архитектурная среда — городское население — социально-экономическая среда — управление. Именно эти блоки и должны в дальнейшем найти свое отражение при подборе показате­лей для методики комплексной оценки экологического состояния городов.

Важнейшей задачей научного направления «экология города», является вы­явление взаимодействия между основными системообразующими факторами: ан­тропогенной деятельностью человека в городе и природного комплекса много­кратно измененного в процессе развития города. Причем есть основание пола­гать, что вес этих факторов существенно различается в зависимости от размеров и функционального типа города. В малых, особенно моноструктурных городах, уровень антропогенной нагрузки локализован в ограниченном количестве направ­лений, природные факторы формирования городской среды выходят на первый план (при условии отсутствии более масштабного внешнего, экзогенного воздей­ствия со стороны более мощных внешних источников). По мере роста города, возрастания и усложнения масштабов и длительности воздействия роль компен­сирующей функции среды снижается. Однако взаимодействие в системе «город» существенно сложнее, чем можно предположить в виде изменения пропорций между двумя системообразующими факторами.

2.3 Город как экосистема: структура и связи

В настоящее время для экосистемы «Город» не определены пороговые характе­ристики, по которым можно однозначно выявить границы урбоэкосистемы, так как различны, прежде всего, физико-географическая и социально-экономическая значимость этих границ. Нет и четкого представления об особенностях функцио­нирования экосистемы.

В зависимости от цели исследования, город, городская среда могут рассмат­риваться как геосистема или как экосистема. В тех случаях, когда исследуются компоненты среды, природные и измененные человеком, принято говорить о «гео­системах» (Сочава, 1974). Когда на первое место ставятся проблемы человека, его жизнеобеспечения, проблемы взаимоотношения человека со средой, употреб­ляют термин «экосистема». Для исследования сильно трансформированных сис­тем, какими являются города, используют понятие геотехнической системы.

Концепция геотехнической системы (ГТС) в географии выступает как одно из проявлений системного подхода к изучению взаимоотношений природы и об­щества. Концепция ГТС отличается всесторонним исследованием процесса «вхо­ждения, взаимовлияния, сращивания технических устройств и природных ком­плексов» (Булатов, Винокуров, Кованова, 1982), «органического соединения тех­нических элементов с природными в единое целое» (Герасимов, 1967) в процессе выполнения первыми различных социально-экономических функций.

Объектами изучения являются не только природные комплексы, преобразо­ванные человеком (как, например, в антропогенном ландшафтоведении), но со­вершенно новые структуры природно-технического характера. Человек же вы­ступает не в роли внешней (по сути, разрушительной) силы, но является частью этой системы, выполняющей функцию, по выражению И. П. Герасимова (1967) «планомерного конструирования» ГТС или, другими словами, функцию управле­ния системой в условиях ее динамичного развития.

Концепция ГТС в географии не нова, ее становление происходило в

1960              70 гг. XX в. Среди ученых, внесших значительный вклад в разработку идеи

ГТС, были Г Ф. Хильми,И. П. Герасимов, Л. Ф. Куницьш,В. С. Преображенский, А. Ю. Ретеюм, И. Ю. Долгушин, К. Н. Дьяконов, Л. И. Мухина и другие. Многие из теоретических положений концепции вошли в практику управления современ­ным природопользованием. Это касается, прежде всего, водохозяйственных гео­технических систем (созданных для мелиоративных целей, имеющих своем со­ставе водохранилища и др.).

Однако в географии существуют иные природно-технические системы, в на­учном изучении которых данная концепция не нашла еще достаточного развития. Данное исследование направлено на изучение одной из таких групп — урбо-ценозы.

При рассмотрении города как экосистемы, где существует сложная система прямых и обратных связей во взаимодействии человека и общества со средой, именно человек является ведущей силой — не просто изменяющей природную среду, но и создающей принципиально новое качество этой среды — урбосреду. В экосистеме город можно выделить ряд элементов:

- неизменненные (относительно неизмененные) природные элементы — при­родная основа города (биотическая и абиотическая): рельеф, природные водные объекты, атмосфера и пр.;

- измененные в процессе хозяйственного освоения природные элементы:
изменения в рельефе, реки, «спрятанные» в трубы под землю и пр.;

- природно-антропогенные элементы: искусственные парки, пруды и пр.;

- техногенные элементы: промышленность, инфраструктура, селитьба и пр.;

- управление (через ограничение, лицензирование, стимулирование развития отдельных подсистем, штрафы, налоговое регулирование, планирование про­странства и пр.)

Между элементами существует сложная система взаимосвязей:

- поступление вещества — самых разнообразных веществ и продуктов не
обходимых городу для развития и существования: вода, топливо, минерально-строительное сырье и пр.;

- поступление и выделение энергии тепловой, электрической и пр.;

- выделение отходов в среду: твердых, жидких, газообразных;

- изменение акустических, электромагнитных и др. физических свойств среды;

- управление всеми этими потоками и связями, осуществляемое через раз­личные системы: непосредственной утилизации, информационную, финансово-
контролирующую и др.

Если рассматривать город, как экосистему, то необходимо отметить, что взаи­модействие внутри системы:

- во-первых, очень динамично, так как система связей и пропорции между
элементами в городах достаточно быстро меняются во времени и городская эко­система все больше отдаляется от первоначального естественного состояния. При­
чем происходит не только исчезновение неизмененных природных компонентов,
но и сильная трансформация оставшихся. Так, в городах формируется особый
тип почвы, получивший название урбоземы, искусственно высаживаются азональ­ные растения и погибают традиционные для данной территории, формируется особый тип зооценоза;

- во-вторых, не определено в пространстве. Это может быть локальное воз действие, с которым среда «справляется» или нет в зависимости от мощности или, напротив, взаимодействие в рамках бассейна большой реки или многокило­метрового ареала атмосферного загрязнения.

Именно поэтому город даже при крупномасштабном исследовании сложно рассматривать вне окружающей территории, где он берет значительное количе­ство ресурсов, сбрасывает отходы, использует в качестве рекреационной систе­мы и пр. Поэтому автор нередко использует понятие город как экосистема, учи­тывая и пригородные территории, их воздействие или, напротив, подверженность изменениям, то есть весь комплекс урбанизированных территорий. Однако необ­ходимо помнить, что городские системы влияют и на руральные пространства.

Таким образом, основным системообразующим элементом системы являет­ся человек, а точнее все виды его деятельности, осуществляемой в пределах го­родской территории. На другом полюсе находится трансформированная в тече­ние длительного времени природная среда. Взаимодействие этих двух факторов и создает специфическую природно-антропогенную городскую среду, называе­мую урбоценозом.

А. Г. Исаченко выделил 3 уровня исследований в рамках системного подхо­да: 1) изучение «вертикальных» связей, то есть анализ информации на «входе» и «выходе» геосистемы (в данной работе — оценка воздействия и устойчивости); 2) изучение «горизонтальных» связей с целью определения степени распростране­ния взаимодействия; 3) временной аспект исследования (Исаченко, 1980).

Таким образом, на основе выше сказанного можно предложить методику кон­кретных прикладных исследований социально-экологических проблем террито­рии, базирующуюся на 3 основных концептуальных направлениях:

1. анализ существующего воздействия и устойчивости данной геосистемы;

2. анализ реального распространения и интенсивности последствий такого
воздействия для природного комплекса и человека;

3. анализ временного аспекта, по сути длительности, продолжительности воз­действия на территорию.

Из этих трех направлений наиболее распространенным является оценка воз­действия на окружающую среду, поскольку с одной стороны, давая возможность идентифицировать источник экологической напряженности, она служит важным инструментом согласования экологических требований с процессами хозяйствен­ной деятельности. Несмотря на достаточную освещенность вопроса на концеп­туальном уровне [например, модели-концепции воздействия общества на при­родную среду, отражающие практически всю сумму представлений о сути дан­ной проблемы (Преображенский, 1988; Прохоров, 1993)], в конкретных разра­ботках системный подход более декларируется, нежели реально применяется. В географии достаточно много работ, изучающих состояние и функционирование каждой из подсистем, в особенности отдельных сред, но редко удается выявить характер взаимосвязей как внутри самих подсистем, так и между ними. Поэтому для получения интегральной схемы взаимодействия в системе «природа—обще­ство» на территории необходимо создание методики учитывающей, как антро­погенное воздействие, так и последствия этого воздействия для природной среды и самого человека, с учетом длительности такого воздействия.

При разработке такой методики, очевидно, ведущим фактором является фак­тор воздействия, по сути, главным образом инициирующий всю цепочку изме­нений в экосистемах. При оценке воздействия необходимо опираться на исход­ные понятия и основные принципы процесса воздействия, понимаемого как со­вокупность всех видов деятельности человека и созданных им объектов, вызы­вающих те или иные изменения в окружающей среде.

Деятельность человека на современном этапе обширна и крайне многооб­разна, поэтому и форм воздействия также очень много. Совокупность антропо­генных воздействий на экосферу может быть условно классифицирована по не­скольким критериям.

Общий характер процессов антропогенного воздействия, предопределяе­мый формами человеческой деятельности:

а) изменение ландшафтов и целостности природных комплексов;

б) изъятие природных ресурсов;

в) загрязнение окружающей среды.

Материально-энергетическая природа воздействий:

а) механические;

б) физические — связанные с физическими процессами и явлениями прояв­ляющимися в результате человеческой деятельности и приводящие к изменению
физических свойств среды (тепловых, электромагнитных, радиационных, акусти­ческих);

в) физико-химические — связанные с нарушением термодинамического со­
стояния среды;

г) химические — связанные преимущественно с привнесением в среду хи­мических элементов, что приводит как правило к изменению ее химических
свойств;

д) биологические — основанные на привнесении животных и растительных
организмов в экосистемы и технические сооружения, а также создание условий,
провоцирующих изменение естественного биологического потенциала или фона
экосистемы;

е) биогенные — связанные с привнесением в среду биогенных факторов и

агентов и их различные сочетания;

Категории объектов воздействия: природные ландшафтные комплексы, по­верхность земли, почва, недра, растительность, животный мир, водные объект атмосфера, микросреда и микроклимат обитания, люди и другие реципиенты;

Конфигурации источников воздействия:

а) стационарные (точечные или точечно-очаговые), к которым относятся промышленность, электроэнергетика, население (населенные пункты) транспортная инфраструктура (стационарные объекты, обеспечивающие функционирования
транспорта);

б) передвижные (линейные) — все виды транспорта;

в) площадные — сельскохозяйственное производство, рекреация, охота.

Количественные характеристики воздействия:

а) их ареал распространения, зависящий в свою очередь от интенсивности
воздействия (скорости, продолжительности и радиуса распространения), а также
специфики реципиента (локальные, региональные, глобальные);

б) единичность и множественность (сочетание источников),

в) сила воздействий, что в совокупности с масштабом и определяет величину воздействия;