Розділ 11 урбоекологія

Основна ідея. Стійкий стан і динамічну екологічну рівновагу в міських екосистемах можна забезпечити лише шляхом гармонізації обміну речовини та енергії між блоками живої та неживої природи. Антропогенні зміни в урбоекосистемі повинні бути поступовими і передбачати правильний розподіл антропогенних навантажень і необхідні умови адаптації людини та природного середовища.

Смислові зв’язки. Стадії урбанізації — екологічне планування міського розвитку — місто як складна соціоекосистема — кібернетичні стосунки в урбоекосистемі — комплексний урбогенний градієнт середовища — концепція біоіндикації.

Ключові терміни. Урбанізація, квазіприродне середовище, артеприродне середовище, агемеробний, олігогемеробний, мезогемеробний, еугемеробний, полігемеробний, метагемеробний біогеоценози, здоров’я міської екосистеми.

Мета — проаналізувати природно-просторові ресурси міста, повітряний басейн міста, стан джерел питної води, поверхневих водних об’єктів, ґрунтового покриву, тваринного світу, процеси озеленення у місті, визначити потреби у ресурсах для функціонування різних типів міських систем; у результаті — здійснювати міське екологічне планування.

11.1. Об’єкт і предмет урбоекологічних досліджень

Урбоекологія — нова галузь екології, яка сформувалась у 1960—1970-ті роки як відповідь на негативні урбанізаційні процеси з їх переущільненням міської забудови, демографічним пресом, забрудненням міського довкілля, а головне — безжальним витісненням природних елементів ландшафту, передусім його біогеоценозів, які і стали об’єктом дослідження вчених-урбоекологів.

Предмет урбоекології — процеси розвитку міських біогеоценозів у складі екотопів (ґрунт, клімат) і біоценозів (об’єднання рослин, тварин і мікроорганізмів). Сьогодні відбувається накопичення знань про стан окремих компонентів міських біогеоценозів, проте розрізнені дані не дають повного уявлення про їх функціонування. Гадаємо, в осяжному майбутньому екологічна наука завдяки системному підходу зможе формалізувати всі явища, стани та процеси, які відбуваються в екосистемах окремих міст, їх районів чи мікрорайонів.

Урбоекологія вже сьогодні володіє інструментальними та біологічними методами індикації міського середовища, які дають можливість виявити дію урбогенних факторів і встановити рівень життєвості популяції людей. Здоров’я міської екосистеми — сума здоров’я всіх її компонентів (рослин, тварин і мікроорганізмів), серед яких осторонь стоїть людина. Тому урбоеколог має пильно стежити за урбогенними змінами довкілля, особливо його забрудненням (хімічним, фізичним, біологічним і радіаційним). Разом з урбосоціологами (урбаністами) він має постійно дбати про оптимізацію міської екосистеми.

Загалом урбоекологія — наука про взаємозв’язки та взаємодію у часі й просторі двох систем: міської (у складі підсистем — соціальної, технічної, енергетичної, інформаційної, адміністративної тощо) та природної (представленої біогеоценотичним покривом міста).

11.2. Природно-просторові ресурси міста

Слово «город», яке знаходимо у рукописах часів Київської Русі, походить від слова «городити», «огороджувати». Точніше, місто — огороджена укріплена місцевість. Спочатку люди ставили огорожу від хижих звірів, потім — від ворогів. У будь-якому випадку за огороджену територію сходилися люди, щоб уникнути небезпеки. Там вони осідали, і поступово сільське поселення переростало у місто.

Соціальний аспект трансформації села у місто (від латинського urbos) полягає головним чином у формуванні організованого соціального ядра та початку соціального розподілу праці. Стосовно природи, як стверджує Л. Мамфред, у містах виявляється тенденція до зміни, знищення або заміни звичайних умов місцевості штучними, які посилюють владу людини і створюють ілюзію її повної незалежності від природи.

Виділяють три основні типи історичних міст, які різко відрізняються між собою рівнем урбанізації:

• давні міста (до IV ст. до н. е.);

• середньовічні міста (V — середина XVII ст.);

• міста нового та новітнього часів (із середини XVIII ст. до наших днів).

Давні міста, незважаючи на їхні розміри та велику кількість мешканців, навряд чи можна назвати урбанізованими.

На рубежі нової ери (населення нашої планети тоді становило близько 230 млн чоловік) окремі міста Стародавнього Сходу досягають величезних розмірів (наприклад, Вавилон і Александрія — до 500 тис.). У період свого розквіту Рим налічував близько 1,5—2,0 млн мешканців. Хоча ці міста і мали певні ознаки урбанізації (висока щільність забудови, значні території замощень, помітна зміна природного ландшафту), урбанізованими їх ще не називають.

Рим із його гігантськими комплексами видовищних споруд (Великий цирк на 250 тис. глядачів, Колізей із амфітеатром на 87 тис. глядачів), храмами, тріумфальними арками, віадуками мав досить розвинений житловий фонд та інженерне обладнання. Його водопроводи поставляли мешканцям міста достатню, навіть за нинішніми мірками, кількість свіжої питної води. Однак у соціальному плані місто не було рівноправним; поряд із кварталами патриціїв можна було побачити тісну 3—6-поверхову забудову кварталів міської бідноти, де не були вирішені елементарні питання каналізації та сміттєзбирання. У зимовий період повітря Рима забруднювалося димом домашніх вогнищ.

Середньовічні міста, які починають оживати після тривалого застою, пов’язаного із занепадом Римської імперії, також не мають сучасних ознак урбанізації. У містах проживає лише 3—5 % населення планети (у цей період населення Землі коливається в межах 440—550 млн). Більшість міст того часу налічує 5—20 тис. мешканців. Лише в окремих столичних містах, таких як Лондон, Париж, Мадрид, Лісабон, Москва, населення становило 200—500 тис.

Із середини XVII ст. зі зростанням темпів капіталістичного розвитку набирає обертів урбанізація. У цей час кількість населення Землі збільшується до 952 млн у 1800 р. і до 1 656 млн у 1900 р. Частка міського населення зростає, але навіть на початку XX ст. вона не перевищує 10—20 %. Щоправда, вже тоді в Англії вона становить близько 70 %, що дає підстави стверджувати, що саме ця країна стала першою урбанізованою країною світу (у США, Німеччині, Франції частка міського населення тоді не перевищувала 40 %).

На першій стадії урбанізації місто практично мало чим відрізняється від села, яке також було відгороджене від полів земляним валом або частоколом, мало постійну забудову, загальні місця поховання та звалищ. У селі вже були ритуальні будівлі, які виділялись серед примітивної забудови.

Раннє місто, як і село, використовувало в основному органічні джерела енергії — рослинні та тваринні, місцеві джерела води. Як для однієї, так і для іншої форми розселення характерні тривалий обробіток землі, використання у вигляді добрив людських і тваринних екскрементів. Цей період розвитку поселень відрізняється низькою концентрацією неорганічних відходів (скляних і металевих), а також відсутністю забруднення повітря. Розмір міста і кількість його

Рис. 11.1. Модель можливих екологічних і соціальних наслідків урбанізації

населення на першій стадії урбанізації залежали від площі та продуктивності сільськогосподарських земель. Оточуючі місто природно-територіальні комплекси перебували у рівновазі та взаємозв’язку.

Друга стадія урбанізації пов’язана з подальшим економічним розвитком, який характеризується інтенсивним використанням сільських природних і трудових ресурсів. Переробка сільськогосподарської сировини, а також гірничі розробки та виплавка металів вимагали залучення такої кількості населення, яку б могла прогодувати земля, що належала місту. Розвиток економічних зв’язків між містами зумовив будівництво доріг, розвиток морського та річкового транспорту. Ця стадія відрізняється в основному лише деякою перевагою міста над сільськогосподарським оточенням.

Третя стадія урбанізації, яка збіглася з періодами технічної та науково-технічної революцій, відрізняється стійкою перевагою урбанізованого середовища над природними ландшафтами та трансформацією невеликих урбанізованих територій у великі. На даній стадії природне середовище міста якісно змінюється, зумовлюючи негативні екологічні та соціальні наслідки (рис. 11.1). На території міста утворюються значні площі штучної підстилкової поверхні, змінюється ґрунтовий покрив. Нові джерела енергії, небачене раніше промислове виробництво, зокрема сталеварне, коксове, хімічне, автомобільний транспорт викидають у повітря та воду відходи, які не можуть переробити природні саморегулювальні екосистеми.

Міста розростаються у бік передмість і витісняють природні ландшафти. Упродовж тривалого історичного періоду довкола щільного міського центру формуються концентричні урбанізовані смуги, які мають різну густоту забудови (рис. 11.2). Якщо площа середньовічного міста становила сотні гектарів, а інколи і менше (середньовічний Львів «за мурами» займав лише 50 га), то сучасне місто охоплює величезні території, які досягають сотень квадратних кілометрів.

Розростаючись по горизонталі, сучасне місто одночасно росте й угору. Фізична маса його споруд на одиницю площі не меншає, вона значно більша від густо забудованих кварталів середньовічного міста. Нагромадження будинків сучасної висотної забудови немов притискує його мешканців до землі. Сильні вітри, які утворюються в «ущелинах» кварталів, роблять міжбудинковий простір ще незатишнішим.

Росте концентрація міського населення, його густота в окремих містах досягає небувалих величин. Наприклад, у Парижі вона донедавна становила 250 тис. чол./км², що в 35 разів більше середньої густоти міського населення та в 650 разів більше середньої густоти сільського населення Франції. На кожного парижанина припадає лише 40 м² землі і тільки 3 м² зеленого простору. У сучасному містобудуванні ведеться пошук нових просторових рішень, в основу яких покладено принцип «вільної» забудови, умілого розміщення будинків різної поверховості, використання характерних рис місцевого рельєфу. Найперше, на що звертають увагу, — забезпечення домінування довколишньої природи. Може, це й ілюзорне відчуття, створене архітектурним генієм, але воно так необхідне мешканцю міста, якому «бракує» природи. Саме так сприймаються нові житлові райони Вільнюса — Жирмунай і Лаздинай, відзначені у свій час Ленінською премією СРСР.

Гармонійний зв’язок забудови із природним ландшафтом відчувається у багатьох житлових масивах Москви (Кунцево, Орєхово-Борисово, Зеленоград), Києва, Дніпропетровська, Таллінна. У країнах Східної Європи ці принципи застосовані в житловій забудові Варшави, Софії, Пітешті (Румунія), Дрездена (Німеччина), Егера, Печа, Дунайвароша (Угорщина). У Белграді для кращого узгодження будівель із ландшафтом архітектори змінили навіть звичайний силует житлових будинків. Часто для пом’якшення урбанізованих елементів доводиться створювати організований і добре озеленений простір.

Рис. 11.2. Розвиток міста на прикладі Кракова

(J. Bogdanowski, 1981)

Місто та довкілля, як система урбанізованих і неурбанізованих територій, розглядаються сучасним містобудуванням не тільки за окремими його компонентами (житлова, промислова або інша забудова та природний ландшафт), але й у цілому, як співвідношення міста та його приміської природної та окультуреної природних зон. Урбанізовані території не повинні зливатися між собою, щоб між ними не було «неурбанізованого фону». У недалекому майбутньому радіус природних зелених зон великих міст збільшиться до 100 км і більше. Наявність швидкісного автомобільного та залізничного транспорту забезпечить переміщення (перевезення) міського населення у найвіддаленіші мальовничі куточки приміської зони.

Із висоти пташиного польоту можна спостерігати прямування урбанізованого потоку «міської цивілізації». Цей потік можна або зупинити, або спрямувати в потрібне русло. Все полягає в тому, щоб зберегти «неурбанізований фон» від невиправданої забудови, а також його руйнування будівельними кар’єрами та розробками корисних копалин.

Проблема сучасних великих міст якраз і посилюється через нестачу природно­просторових ресурсів. Якщо раніше вони розглядались як фізичний простір, який необхідно подолати, то сьогодні набувають великої цінності у відтворенні трудового та культурного потенціалу особистості.

Сучасні форми просторової організації та концентрації виробництва, а також інтенсивний розвиток транспорту дають можливість ізолювати найагресивніші стосовно довкілля та людини господарські об’єкти, а цінні природні комплекси зробити доступнішими для населення. Такий підхід, закладений у методиці районного планування, яке ще на початку минулого століття запропонував англійський архітектор Патрік Аберкромбі, розробляючи проект Великого Лондона (нині воно використовується в українському містобудуванні). Це планування визначає території перспективного розвитку населених міст і їх груп (систем, агломерацій), зон обмеженого розвитку урбанізації та можливого розміщення підприємств, що забруднюють довкілля. Передбачається створення екологічних коридорів, зон охорони водних джерел і водосховищ, а також територій, які охороняються (цінних природних ландшафтів, заповідників, заказників, архітектурно­історичних комплексів), і, нарешті, розвиток сільськогосподарських поясів. Подібна структура, закладена в районному плануванні, дає змогу управляти екологічною ситуацією в містах і приміських зонах.

Питання «раціональної урбанізації», тобто розумного співвідношення урбанізованих і неурбанізованих територій, або ж урбанізованої земної поверхні та неурбанізованого природного каркасу, надзвичайно актуальні. У таблиці 11.1 наведено типи екологічно обґрунтованих територій і їх місце у балансі суходолу Землі.

Таблиця 11.1.

Типи екологічно обґрунтованих просторів

і їх місце у балансі суходолу

№ п/п	Частка природ- них екосистем, %	Антропогенний вплив	Частка тери- торій, окуль- турених людиною	Транспортні засоби, машини, промисловість	Типи будівель	Інфраструктура	Частка суходолу Землі
1	100	Наукові дослідження	—	—	—	—	40
2	100	Піші прогулянки, екскурсії на воді	—	—	—	—	17
3	95	Тимчасове перебування, екскурсії	3	—	палатка легкого типу	—	10
4	95	Тимчасове перебування, екскурсії	4	—	—	—	8
5	95	Тимчасове перебування, екскурсії	5	автомобіль	готелі, житлові будівлі	автомобільні шляхи	7
6	20	Постійне перебування та робота	70	автомобіль, трактор, промисловість	житлові та громадські будівлі	автомобільні шляхи	5,5
7	20	Постійне перебування та робота	60	—	—	автомобільні шляхи, залізниці	5
8	20	Постійне перебування та робота	40	рекреаційний транспорт, розваги	—	автомобільні шляхи, залізниці та аеропорти	5
9	10	Постійне перебування та робота	30	автомобіль	—	автомобільні шляхи, залізниці та аеропорти	1,3

7

Таблиця 11.1. (Продовження)

Типи екологічно обґрунтованих просторів і їх місце у балансі суходолу

№ п/п	Частка природ- них екосистем, %	Антропогенний вплив	Частка тери- торій, окуль- турених людиною	Транспортні засоби, машини, промисловість	Типи будівель	Інфраструктура	Частка суходолу Землі
10	10	Постійне перебування та робота, щільність населення 30 чол. /га	20	автомобіль	—	автомобільні шляхи, залізниці та аеропорти	0,7
11	—	Постійне перебування та робота, щільність населення 30 чол. /га	10	автомобіль	—	автомобільні шляхи, залізниці та аеропорти	0,3
12	—	Тільки для трудових процесів	10	будь-які функції	промислові будівлі, комунально- побутові об’єкти	автомобільні шляхи, залізниці та аеропорти	0,2

Як бачимо, 18 % земного суходолу, на думку вчених, має бути зайнято постійним перебуванням людини (проживання, праця, дозвілля). Характерно, що тут присутність природних екосистем коливається в межах 10—20 %. На 0,5 % земного суходолу елементи природного ландшафту зовсім відсутні (великі агломерації та конурбації, міста зі щільною забудовою). Зазначені у таблиці співвідношення типів неурбанізованих і урбанізованих територій — це в кращому разі побажання науковців, на які слід орієнтуватися. Спрямувати розвиток урбанізації у правильне русло можна лише шляхом екологічного планування міського розвитку (Владимиров, 1999; Sukopp, Wittig, 1993). Такий підхід випливає з Концепції сталого розвитку, схваленої Міжнародною конференцією ООН із проблем довкілля (Ріо-де-Жанейро, 1992).

7

Як відомо, існують розрахунки екологічних, господарських і психологічних потреб людей у території. Наприклад, за Ю. Одумом, на одного мешканця планети необхідно мати 2 га землі (пропашні — 0,6 га, технічні культури — 0,4 га, природні ландшафти — 0,8 га, промисловість і соціальна інфраструктура — 0,2 га). Розподіл території земної поверхні на душу населення має співвідноситися як 5 : 4 : 1 — відкриті простори: культурні ландшафти, передусім господарські землі: урбанізовані території». Згідно з вимогами ФАО ООН, ліси на суходолі мають займати 50 %, сільськогосподарські землі — 45 %, забудова — 5 % території (5:4,5:0,5).

Запропоновані 12 типів просторових зон (табл. 11.1) можна згрупувати таким чином: відносно не зачеплені людською діяльністю, перетворені (сільськогосподарські, рекреаційні тощо) і глибоко змінені (урбанізовані).

Тоді це співвідношення буде виглядати так: 5,5:4:0,5. Як бачимо, наведені «екологічно збалансовані» пропозиції збігаються, хоча це лише приблизні, орієнтовні показники. Вони більше стосуються планетарних масштабів. Регіональні умови, особливо високо урбанізованих місцевостей, вимагають зовсім іншого співвідношення. Однак і за цих умов слід дотримуватися головного принципу: не допускати розповзання урбанізованих територій на шкоду природному каркасу.

Як наголошував відомий український архітектор І. Д. Родичкін, зв’язок між містом і природою має розглядатися як вихідна й вирішальна позиція проектування, а не другорядна (після вирішення селітебних, виробничих, транспортних, комунально-господарських, промислових питань).

У межах міста, де процеси перетворення природних ландшафтів відбуваються в цілому активніше, ніж за ними, існує три типових стани ландшафту:

• природний ландшафт, який упродовж деякого часу зберігається і використовується у новому місці або його нових районах;

• перетворений і змінений природний ландшафт, який набув антропогенного вигляду;

• повністю перетворений, штучний ландшафт у найбільш засвоєних районах міста.

Збереження в місті природного ландшафту упродовж тривалого часу, як свідчить практика, — справа майже неможлива. Водночас слід усіма силами намагатися продовжити його існування на урбанізованій території, зберігаючи

до останнього окремі фрагменти: куртини дерев чи навіть одне вікове дерево. Велика частка «штучного» ландшафту, особливо пам’яток архітектури, може бути в історичних частинах міст (Київ, Львів, Харків, Одеса, Чернівці, ІваноФранківськ).

На взаємозв’язок міста із природним оточенням впливають такі фактори:

• величина та розташування лісових масивів;

• наявність водойм і водотоків;

• мезо- та мікрокліматичні особливості;

• структура міста (розчленована, компактна, розтягнута тощо);

• функціональне зонування міста;

• господарський профіль міста;

• санітарно-гігієнічні умови;

• розвиток транспортних зв’язків;

• композиційно-візуальний взаємозв’язок (панорамний огляд, домінанти, ізоляція тощо);

• співвідношення «відкритих» і «закритих» просторів.

Зупинимося окремо на понятті відкритих просторів, які представлено природними та зміненими природними ландшафтами. Виділяють такі типи відкритих просторів:

• системи розселення та приміські зони (М 1:5000; 1:50 000; 1:100 000) — позаміські простори усіх типів: ліси, водойми, поля (включаючи дрібні населені пункти та інженерно-транспортні споруди тощо);

• міські відкриті простори (М 1:5000; 1:2000) — парки, сади, сквери, набережні, водойми;

• «фонові» відкриті простори (М 1:2000; 1:5000) — у межах житлових мікрорайонів, громадських центрів, комплексів промислових підприємств.

Під системою відкритих просторів розуміють таку сукупність взаємодіючих незабудованих (озеленених, водних) територій міста або будь­якого містобудівельного утворення, яка сприяє оздоровленню довкілля, поліпшує умови масового відпочинку населення, збагачує зовнішній вигляд міста, допомагає охороні природного ландшафту. Вирішенням цих завдань в умовах містобудівельної діяльності займається ландшафтна архітектура.

Місто як складна соціоекосистема може розраховувати на благополуччя лише за умов наявності науково обґрунтованих екологічної політики та екологічного планування. «Програми та планування, — зазначають німецькі екологи Г. Зукопп і Р. Віттіг, — можна назвати лише тоді екологічними, коли вони служать меті тривалої гарантії збереження природних ресурсів і життєвого середовища для потреб людей, тварин і рослин». Екологічне планування, таким чином, має бути націлене на довкіллєзберігальний міський розвиток, або, як сьогодні прийнято говорити, на сталий розвиток міської соціоекосистеми.

У зв’язку з цим центральними в межах просторового екологічного планування є такі питання:

• придатність території для певного використання (функціонування);

• чутливість території до користування (навантаження); • навантаження, що мають лягти на територію;

• конфліктні ситуації, які виникають через одночасну дію факторів (придатності, чутливості та завантаженості).

Відповіді на ці питання можна дати за умов глибокого аналізу всіх компонентів міського середовища. У Німеччині, наприклад, для цього використовують тематичні карти (табл. 11.2).

Таблиця 11.2. Зміст тематичних карт аналізу міського середовища

(за Sukopp, Wittig, 1993)

Вид карти та видавець (власник)	Масштаб
Загальні основи	—
Німецька основна карта	1:5000
Топографічна карта (геодезичні служби)	1:25 000
Історико-краєзнавчі карти (геодезичні служби, міські архіви, музеї)	у старих, часто неметричних масштабах
Знімки з літака та супутника (геодезичні служби, управління з питань захисту природи, лісова адміністрація)	1:5000
Природно-територіальний поділ (служба краєзнавства, статистичні земельні служби, геодезичні служби)	1:1 000 000 1:200 000,1:25 000
Ґрунти
Геологічна карта (геологічні та земельні служби)	1:500 000,1:25 000
Карта ґрунтів, оцінка багатства ґрунту (геологічні земельні служби)	1:25 000
Специфічні міські карти (атласи) ґрунтів	у різних масштабах
Клімат і повітря
Карти опадів і температур (метеорологічні служби та центри)	1:500 000 або менші
Локальний кліматичний поділ (різні автори)	1:1 000 000 або менші
Фенологічні карти (метеорологічні центри, ботанічні інститути)	1:25 000,1:10 000
Карти забруднення повітря	Різний

Таблиця 11.2. (Продовження) Зміст тематичних карт аналізу міського середовища

(Sukopp, Wittig, 1993)

Вид карти та видавець (власник)	Масштаб
Рослинний і тваринний світ Карта міських біотопів Карта сільських біотопів Карти рослинного покриву (інститут земельних насаджень)	1:5000 1:10 000 1:500 000 1:200 000
Карта флори (органи захисту природи, університети, природничо-наукові об’єднання)	1:25 000
Карта фауни (органи захисту природи, університети, природничо-наукові об’єднання)	1:25 000
Карти лісових місцезростань і функціонального зростання	1:10 000
Води
Карти якості вод	1:25 000
Карти водного господарства	1:50 000
Існуюче планування
Регіональний план	1:100 000
Регіональні місця планування	1:25 000
План землекористування району	1:10 000
План землекористування общин	1:5 000
Муніципальний план забудови	1:5 000
Муніципальний план забудови общини	1:500
Муніципальний план озеленення	1:5 000
Муніципальний план озеленення общини	1:500
План догляду та розвитку (муніципальні общини, об’єднання)	різні, часто 1:1000,1:5 000,1:25 000

У межах містобудівельних планів, проектів і програм, які виконуються в Україні, закладаються екологічні чи природоохоронні розділи, які наскрізь пронизують ці документи.

Вирішення екологічних проблем охоплює всі ієрархічні рівні системи державного планування (рис. 11.3).