Глава 2. Урбанизация

Город отличается от природных экосистем более интенсивным «метаболизмом» на единицу площади, поскольку на его территории изменен естественный энергетический баланс: к солнечной энергии добавлена энергия городских источников тепла и электроэнергии. Он отличается также более активной миграцией вещества с вовлечением искусственных материалов – металлов, пластмасс и др., более мощным потоком отходов, многие из которых не реутилизируются в природе и являются токсичными. Город полностью зависит от поступления ресурсов из природных экосистем. В строгом смысле, город не является экосистемой, так как не производит продуктов питания, не обогащает воздух кислородом, почти не возвращает воду и неорганические вещества в природные круговороты.

При планировании развития города необходимо учитывать емкость сосуществующих с ним природных экосистем. Она определяется их способностью к регенерации изъятых ресурсов и к регенерации природных резервуаров – воздушного, водного бассейна, земель, а также мощностью потоков биогеохимического круговорота [Акимова, Хаскин, 1994].

Наряду с ростом населения мира, урбанизация являлась доминирующей тенденцией развития человечества в ХХ веке. В 50-х годах население городов составляло 600 млн. человек, в конце 80-х годов – более 2 млрд. человек (43–45% населения мира). Массовая урбанизация – это феномен ХХ в.: до 1900 г. в городах жили всего около 14% населения. При этом существенную роль играют три демографических процесса: миграция из сельских районов в город, естественный прирост городского населения и превращение сельских районов в города. При сохранении этих демографических тенденций число горожан через 20–30 лет удвоится. При этом в значительной мере рост городов (рис. 2.1) характерен для стран третьего мира (три из пяти городов с населением около 15 млн. человек находятся именно в развивающихся странах).

Урбанизация резко нарушает баланс инвестиций в сельские и городские виды производства в пользу последних. При этом растет социальное неравенство населения: горожане имеют явный приоритет в обеспечении услугами образования, здравоохранения, энерго- и водоснабжения. В развивающихся странах сельскому населению, составляющему до 70% и более всего населения, выделяется лишь около 20% бюджета. Такой подход способствует не только обостре-

Рис. 2.1. Рост численности населения городов в последней четверти ХХ века по данным программы ООН UNEP [Николайкин и др., 2000]нию социальных противоречий, но вызывает растрату и людских (здоровье и развитие людей) и природных ресурсов.

Урбанизация и в будущем останется одной из важнейших глобальных проблем. На фоне общего роста численности населения мира городское население в 1990–1995 годах увеличивалось со средней скоростью 2,5% в год, тогда как сельское – на 0,8% в год. В перспективе к 2025 году в городах будет жить 61% населения Земли.

Наивысшие показатели прироста городского населения характерны для наиболее бедных стран (до 7% в год). При этом численность населения крупного города удваивается примерно за 10 лет.

Для второй половины ХХ века характерно формирование мегаполисов (городов с населением более 6 млн. человек) и конурбаций (скоплений городов). Если в 1950 году в мире было всего два мегаполиса – Нью Йорк (12,3 млн. человек) и Лондон (8,7 млн. человек), то на 1995 году в мире насчитывалось 30 мегаполисов и ожидается, что к 2015 году их число возрастет до 516 [Голубев, 1999].

Проблемы урбанизации можно подразделить на следующие группы: изменения в природных экосистемах; изменения в образе жизни, здоровье и психологическом статусе человека; прогрессирующее загрязнение и деградация природной среды.

Города требуют сосредоточения продовольствия, воды и топлива в таких масштабах, которые не встречаются в природе. Природные экосистемы также не в состоянии переработать то количество отходов, которое сопровождает жизнедеятельность города (рис. 2.2).

ГОРОД с населением 1 000 000 человек

Рис. 2.2. Схема метаболизма (т/сут) города с населением 1 млн. человек [Голубев, 1999]

Со временем все увеличивается зависимость городов от обеспечения извне продовольствием, водой, энергоресурсами, а также необходимость постоянного изъятия отходов, рекультивации городских и пригородных земель, организации рекреационных зеленых зон вокруг городов как с целью очищения воздушных и водных масс, загрязняемых жизнедеятельностью города, так и с целью организации оздоровления и отдыха горожан.

В последние десятилетия, в связи с ростом уровня загрязненности городской среды, наблюдается тенденция к «расползанию» мегаполисов: образованию кольца спальных районов в зеленой зоне и развитию «челночного» автотранспорта, доставляющего горожан к местам работы в центре. Главными последствиями «расползания» мегаполисов могут считаться истощение энергетических ресурсов в связи с растущими потребностями населения, загрязнение воздуха, следствиями которого являются парниковый эффект и кислотные дожди; деградация водных, лесных, почвенных ресурсов, потеря сельскохозяйственных угодий, разрушение природных экосистем вокруг города.

Стихийное развитие городов несет также много опасностей и для горожан, так как до последнего времени планирование городского хозяйства велось без учета экологических факторов и их влияния на здоровье и благополучие человека. Большинство проблем, связанных с жизнью человека в городе, имеют санитарно-гигиенические, социальные и психологические корни, так или иначе связанные с перенаселением и всеми видами загрязнения городской среды. Техногенная городская среда, с одной стороны, предоставляет человеку комфорт, лишающий его необходимых факторов физиологической тренировки, с другой стороны, она щедра на стрессовые условия: химические, физические, социально-психологические, информационные стрессы создают постоянный источник опасности для физического и психического благополучия современного горожанина. В частности, упомянем загрязненный воздух, хлорированную воду, рафинированное и несбалансированное питание, избыток противоречивой информации, гиподинамию, химизацию и электрификацию домашнего хозяйства, электромагнитные, шумовые, вибрационные нагрузки и многое другое.

Современный город представляет собой неустойчивую искусственную экосистему с преобладанием гетеротрофного звена пищевых цепей. Поэтому городская среда для ее поддержания нуждается в постоянной заботе человека о восстановлении зеленых насаждений, очищающих воздушный бассейн, очищении водоисточников и удалении и переработке отходов. Степень антропогенных преобразований городских территорий очень значительна. Город потребляет, перерабатывает и превращает в отходы значительную массу воды, продовольствия, топлива. Города являются также центрами, влияющими на антропогенную трансформацию прилегающих территорий вокруг города и вдоль крупнейших транспортных магистралей. В зонах высокого загрязнения воздуха предприятиями промышленности, энергетики и автотранспортом растительность (ее состояние и видовой состав) изменена или уничтожена. Крупные города, расположенные на реках, вносят заметный вклад в загрязнение рек, причем иногда это приводит к полному уничтожению биоты на протяжении нескольких километров вниз по течению. В реках городов в жарком климате концентрация патогенных бактерий катастрофически увеличивается.

Степень и характер влияния городов на природные экосистемы зависят от многих факторов: численности и плотности городского населения, его экономического положения, от специфики промышленных предприятий, типа застройки, а также от климата и географического положения. Вместе с тем можно выделить некоторые функциональные зоны, характерные для любого города [Негробов и др., 2000]. Центр города – ядро культурно-бытовой инфраструктуры города: общественных, торговых, культурных планировочных единиц; здесь сходятся также основные транспортные магистрали. Селитебные территории города заняты жилой застройкой, вместе с зданиями общественного назначения, уличной сетью и зелеными участками. Внеселитебные территории включают промышленные, коммунально-складские зоны и магистрали пригородного транспорта. Основой существования города зачастую является комплекс промышленных предприятий. Промышленные зоны могут занимать от 20 до 60% всей территории города. Профиль этих предприятий, их расположение определяют основные типы загрязнений и характер их распространения в окружающей среде (в воздухе, воде, почве). Взаимное расположение этих функциональных зон в значительной мере зависит от того, стихийно ли складывалась структура города в историческом формировании (концентрическая и пятнистая застройка), или же город строился планомерно, с четким зонированием территорий. Большое влияние на окружающие город территории и городскую среду оказывают транспортные потоки и их организация.

Климат и биотические компоненты городской среды значительно отличаются от природных экосистем. В городскую среду поступает примерно в 10 раз больше веществ, чем из нее выносится, вокруг города аккумулируются отходы. Город представляет собой «остров тепла» с куполом пыли и смога над ним. Все это ведет к резкому уменьшению видового разнообразия в городе, изменению флористического и фаунистического состава биоценозов.

Можно выделить различные категории городских ландшафтов [Мильков, 1996]:

геотехногенные системы – «погребенные ландшафты», «каменные одежды» города;

урбобиоценозы – включающие растительное и животное население города; зеленые зоны: парки, скверы, сады;

антропогенные ландшафты с фрагментами естественных, расположенные в пригородах (пастбища, пустыри, пригородные леса);

рекреационные (зеленые) зоны, выделенные для отдыха и оздоровления горожан и играющие роль в очищении воздушных и водных масс. Эти зоны служат также сохранению разнообразия местных видов животных и растений. Они нуждаются в охране и заботе человека;

промышленные зоны, в которых в значительной мере разрушены природные экосистемы. Нередко эти системы превращаются в безжизненные пространства.

Резко различаются по природно-социальным условиям малоэтажные, многоэтажные, заводские, садово-парковые районы.

Влияние крупного города на окружающую территорию распространяется достаточно далеко за его пределы: это широкая зона добычи ресурсов, поставляемых в город (полезных ископаемых, топлива, строительных материалов, продовольствия); зона загрязнения отходами промышленного производства и продуктами жизнедеятельности и, наконец, застроенная и полностью преобразованная территория самого города и пригородов. Загрязнение и деградация этих территорий зависят от характера производства. Так, сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности губительны для всех беспозвоночных и рыб в районах сброса; нефтепродукты, кислоты, поверхностно-активные вещества, тяжелые металлы, инсектициды и др. являются мощными токсикантами и при загрязнении ими почвы и воды также вызывают гибель многих живых организмов. Загрязнение воздуха продуктами сгорания углеводородов и выпадение кислотных осадков ведет к деградации растительного покрова, почв и исчезновению многих наземных животных. Транспортные потоки, помимо загрязнения и прямого уничтожения местообитаний, вносят фактор беспокойства в жизнь животных, нарушают пути их миграции, места размножения, связи между биоценозами. При строительстве гидротехнических сооружений разрушаются прибрежные экосистемы, зачастую сильно изменяются ландшафты. При геолого-разведочных работах и на стройках выбросы пустой породы скрывают под собой плодородный слой почвы и содержат токсичные для растений и микроорганизмов вещества.

Если проводится замещение вырубленных лесов посадками, используют, как правило, немногочисленные виды ценных для человека растений, зачастую интродуценты. Таким образом устойчивая природная экосистема заменяется на неустойчивую, с немногочисленными видами. Интродукция и непреднамеренное расселение чужих видов (например, с транспортом) также нарушают сложившиеся функциональные связи между популяциями в биоценозах и снижает их устойчивость. В частности, это ведет к вспышкам численности вредителей растений, распространению возбудителей болезней животных и другим последствиям снижения устойчивости экосистем.