5.5. Городские ландшафты

Городские ландшафты являются наиболее сильно измененной категорией антропогенных ландшафтов. В их пределах произошла трансформация всех компонентов природного ландшафта. Изменилась литогенная основа, исчезла естественная растительность и появились особые фитоценозы городских парков и скверов, сформировался особый тип почв - урбаноземы. Существенное влияние оказывает город даже на самую стабильную часть ландшафта - атмосферу. Выбросы промышленных предприятий и транспорта приводят к существенным загрязнениям воздуха, особенности городской архитектуры (антропогенный рельеф) создают особые условия циркуляции и теплообмена приземных слоев воздуха, что в итоге приводит к формированию особого городского климата.

Деятельность человека в городском ландшафте приводит к формированию крупных геохимических аномалий. На природном фоне города выделяются как центры концентрации веществ, поступающих в них с транспортными потоками, в результате работы промышленных предприятий и коммунальной деятельности. Наиболее сильное техногенное геохимическое воздействие на природную среду и население проявляется в крупных промышленных городах, которые уже сейчас по интенсивности загрязнения и площади аномалий загрязняющих веществ представляют собой техногенные геохимические провинции. Поступая в окружающую среду, отходы хозяйственной деятельности формируют техногенные геохимические аномалии в различных средах.

5.5.1.Ландшафтно-геохимический анализ городов.

Основным направлением изучения ландшафта городов и уровня загрязнения компонентов этого ландшафта является ландшафтно-геохимических анализ. Геохимические исследования городов проводятся по традиционным для геохимических исследований методом выявления геохимических аномалий и осуществляются как в региональном масштабе, с оценкой геохимической специализации отдельных городов, так и локальном масштабе, в рамках одного города или городского района

Одним из основных показателей, используемых при региональной оценке городов является коэффициент эмиссионной нагрузки Е, показывающий количество выбросов на одного жителя в год

Е = Р/Н,

где Р - количество выбросов, тыс. т/год, Н - число жителей, тыс. чел.

В крупных городах с населением более 500 тыс. жителей Е меняется от 0,1 до 0,7 с максимальными значениями (больше 0,3) в городах, где преобладает химическая и нефтехимическая промышленность. Для малых городов Е меняется от 0,2 до 10 и более (для городов с черной и цветной металлургией).

Важной эколого-геохимической характеристикой является структура загрязнения. Она определяется для макрополлютантов (оксиды и диоксиды азота, серы, углерода, пыль), на долю которых приходится более 90% от общего объема выбросов, и для микрополлютантов, объемы выбросов которых малы, но велики уровни концентрации в выбросах и токсичность (тяжелые металлы, хлорорганические соединения, углеводороды). Каждый промышленный город имеет свою геохимическую специализацию. Например, геохимическая специализация Норильска - медь, никель, свинец; Тольятти - хром, молибден, никель, свинец, медь; Чернобыля - плутоний, стронций, цезий. Наряду с серными, азотными выделяют медные, фторные и плутониевые города.

При локальном анализе геохимической обстановки в городах учитывают особенности природной обстановки: природную зону, в которой расположен город, особенности воздушной миграции продуктов техногенеза в данном городе (соотношение сильных и штилевых ветров, частоту инверсий), геоморфологическое положение города (равнинное, горно-котлованное, предгорное, приморское и т.д), особенности водной миграции продуктов техногенеза и положение в ландшафтно-геохимичеоких системах.

При анализе особенностей формирования геохимических аномалий внутри города необходимо учитывать к какой функциональной зоне приурочена та или иная территория. Выделяют пять порядков таких зон: 1)парково-рекреационный; 2) агротехногенный; 3) селитебный; 4) селитебно-транспортный; 5) промышленный. Для этих зон коэффициент контрастности поступления загрязняющих веществ из атмосферы по сравнению с фоном составляет не менее 10 в парково-рекреационной зоне, 30 и более - в промышленной. Эти зоны являются ландшафтами соответственно со слабой, умеренной, сильной и практически полной деградацией биологического круговорота.

Первые три зоны представляют арены преимущественно привноса загрязняющих веществ. В их пределах геохимическая дифференциация ландшафтов во многом определяется местной миграцией поллютантов.

Наименьшую атмотехногенную нагрузку испытывают парково-рекреационные ландшафты. В них велика роль биогенной миграции.

Агротехногенные ландшафты используемые для производства сельскохозяйственной продукции (приусадебные участки, тепличные и парниковые хозяйства), представленные как правило по периферии городов, находятся под двойным техногенным прессом загрязняющих веществ - атмотехногенным и агрогенным и выращиваемые на в них продукты могут быть сильно загрязнены.

Селитебные территории сами не являются источниками крупных техногенных потоков. Но жилые здания служат механическим барьером на пути воздушных потоков и способствуют формированию техногенных аномалий, контрастность которых зависит от высоты и ориентировки зданий. Кроме особой циркуляции воздушных потоков с этажностью связаны также плотность населения, комфортность проживания и даже специфические заболевания, возникающие при проживании в районах с многоэтажной застройкой (психические расстройства). Поэтому, при экологической оценки селитебной зоны следует выделять: ландшафты с низким антропогенным рельефом (одно-двух этажные застройка, слабая выраженность механических барьеров, преобладание латеральной воздушной миграции), 3-4, 5-10 и более 10 этажная застройка (контрастные механические барьеры, появление и даже преобладание восходящих воздушных потоков).

Другие зоны (промышленная и селитебно-транспортная) являются источниками техногенных эмиссий и местами частичной аккумуляции поллютантов. Селитебно-транспортные ландшафты следует разделять по категории магистралей, интенсивности движения и, следовательно, загрязнения. Промышленные зоны подразделяют по виду производства, типа добываемого сырья, источников энергии и характеру отходов. Выделяют ландшафты заводов, фабрик, рудников определенной специализации; электростанций (тепловых, атомных); отвалов, свалок и т.д.

Необходимым условием изучения геохимии городских ландшафтов является изучение водной миграции химических элементов для выделения окислительно-восстановительных, щелочно-кислотных условий, видов геохимических барьеров в профиле почв и между сопряженными ландшафтами. Особое значение имеет оценка трансформаций геохимических условий миграции и прогноз ее изменений под влиянием техногенеза.