Формирование экологической инфраструктуры города на примере городского парка

Формирование экологической инфраструктуры города

на примере городского парка

Автор работы:

Гнатюк Иванна Игоревна,

ученица 9 А класса

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 6

с углубленным изучением отдельных предметов»,

 г. Надым

Никифорова Юлия Игоревна,

ученица 9 А класса

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 6

с углубленным изучением отдельных предметов»,

г. Надым        

Руководитель:

Бородинова Алина Павловна,

учитель географии  МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 6 с углубленным изучением отдельных предметов», г. Надым

тел. 8 (3499) 523449

г. Надым

2010 год

Оглавление

Введение

Человек всегда стремится в лес, в горы, на берег моря, реки или озера.

Здесь он чувствует прилив сил, бодрости. Недаром говорят, что лучше

всего отдыхать на лоне природы. Санато рии, дома отдыха строятся в самых красивых уголках. Это не случайность. Оказывается, что окружающий ландшафт может оказывать различное воздействие на наше психоэмоциональное состояние. Созерцание красот природы стимулирует жизненный тонус и успокаивает нервную систему. Растительные биоценозы, особенно леса, оказывают очень сильный оздоровительный эффект. Их прохлада, гармония различных звуков и красок, многообразие запахов – особенно приятны человеку.

Тяга к природным ландшафтам особенно сильна у городских жителей. Еще в средние века было замечено, что продолжительность жизни горожан меньше, чем у сель ских жителей. Отсутствие зелени, узкие улочки, маленькие дворы-колодцы, куда практически не проникал солнечный свет, создавали неблагоприятные условия для жизни человека.

Зеленые насаждения являются неотъемлемой частью комплекса мероприятий по защите и преобразованию окружающей среды. Они не только создают благоприятные микроклиматические и санитарно-гигиенические условия, но и повышают художественную выразительность архитектур ных ансамблей.

Объект исследования:

определение функционального назначения экологической инфраструктуры города

Предмет исследования:

городской парк

Гипотеза:

если на территории города высаживать растения, приспособленные к действию техногенных примесей, то это приведет к оздоровлению среды обитания человека и минимизации вредных воздействий загрязнения атмосферного воздуха

Цель:

определение подходов к созданию системы озеленения современного города для минимизации вредного воздействия техногенных загрязнителей при    оздоровлении окружающей среды.

Задачи:

-  изучить видовой состав древесных растений городского парка;

- определить наибольшее загрязнение атмосферного воздуха на территории парка на примере сосны обыкновенной;

Методы:

Изучение литературы, документов и сведений из современных источников информации.

Систематизация собранного материала.

Анализ и синтез.

Исследования.

I. Городская флора как экологическая составляющая территории города

1.1 Особенности формирования микроклимата города

По некоторым литературным данным, в крупных промышленных городах под влиянием антропотехногенных факторов формируется своеобразный климат – «климат города», существенно влияющий на состояние окружающей среды. Формирование экологической инфраструктуры при этом напрямую связано с актуальнейшей градостроительной проблемой - компактностью и составляющими планировочных звеньев. Известно, что при антициклональном типе погоды образуются очаги тепла тепловой купол, которые и предопределяют городские перемещения воздушных масс. Чем крупнее массив городской застройки, тем интенсивнее перемещаются потоки воздуха от окраин города к его центру - очагу тепла. Восходящие потоки воздуха в очаге тепла поднимают атмосферные загрязнения, которые по мере их охлаждения, по краям теплового купола устремляются вниз и, увлекаемые бризовыми потоками, снова поступают центр. Этому способствует и то обстоятельство, что промышленные зоны за счет своих тепловыделений создают тепловую преграду по периметру города, причем, которая относительно постоянна (в отличие от очагов тепла, которые имеют суточный и сезонный характер изменения). Так локализуются атмосферные загрязнения, которые можно разрушить, только уменьшив градиент температуры "город - пригород" и создав за счет системы зеленых насаждений и акваторий интенсивные нисходящие потоки, при этом зеленые посадки играют также роль воздушных фильтров.

Растительный покров или флора - это исторически сложившаяся совокупность видов растений, населяющих какую-либо территорию или населявших ее в прошедшие геологиче ские эпохи. Растения являются основой существования жизни на Земле. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды ими создаются органические вещества, которые являются необ ходимыми для всего живого. Именно растения защищают почву от ветровой эрозии, принимают участие в регулировании круговорота воды на планете, оказывают влияние на климат.

Городская флора является одним из важнейших компонентов городской среды, непосредственно представляя экологическую составляющую урбанизированной территории. Однако, городские условия нередко накладывают отпечаток на эколо гический состав флоры, как бы динамична и непостоянная она не была. Растительный покров может меняться за сравнительно короткий промежуток времени в зависимости от сноса строений или их реконструкций, от развития промышленности и других условий. Формирование городской флоры - это яркий пример процесса изменения растительного мира под влиянием антропогенных факторов, получившего название «синантропизации флоры». В целом этот процесс ведет к уменьшению разнообра зия растительности, т.е. к замещению слабо выносливых видов растений более выносливыми и ксерофитными.

Растительный покров является наиболее чувствительным ландшафтным компонентом. В частности на растения крайне негативно влияют нарушения водного и воздушного режима почвенных структур, засорение отходами всю видов, а также загрязненность урбанизированной территории наиболее при знанными экотоксикантами - тяжелыми металлами. Именно поэтому растительность городов требует довольно пристального внимания со стороны специалистов различных направлений, а также широких масс общественности.

1.2 Влияние озеленения на жизнь человека

Следует отметить исключительную роль зеленых насажде ний в современных городских условиях. Хорошо известно, что в процессе фотосинтеза из воздуха поглощается избыток углекислоты и выделяется кислород, необходимый всему живому для дыхания, Кроме этого, зеленый лист растения является совершенным и высокоэффективным фильтром, который поглощает из воздуха промышленные загрязнения, задерживает пыль и копоть. Так, среди основных функций зеленых насаждений можно выделить следующие:

• Пылезащитная

На растительность оседает до 70% взвешенных в воздухе частиц пыли, причем особую пылезащитную роль играют дре весные виды растений с выраженной опушенностью листовой пластины (их способность задерживать пыль в 6 раз выше, чем у деревьев, имеющих гладкие лисья). За вегетационный период на листовой поверхности ивы (Salix fragilis) может осаждаться до 38 кг пыли. Однако, опушенность листовой пластины некоторых видов растений способствует удалению из атмосферы пыли, а с другой стороны тормозит поглощение газов. В связи с этим для озеленения городов, территорий предприятий целесообразно отбирать породы как с опушенными, так и неопушенными листьями. Одни из них будут способствовать очищению воздуха от пыли, другие - от вредных газов.

• Климатообразующая

Массивы деревьев в жаркую погоду снижают температуру воздуха на 2-4°С, а его влажность повышают на 15 %. На орошаемой травяной площадке (газоне) человек получает тепловой радиации на 40% меньше, чем на земле без насаждений.

• Шумопоглощающая

Шум является наиболее распространенным и агрессивным физическим фактором окружающей среды, влияющим на здоровье населения. Зеленые насаждения, являясь преградой для распространения звуковых волн, снижают более чем на 20 % уровень городского шума. При этом наибольшее предпочтение отдается древесным породам.

• Бактерицидная (фитонцидная)

Благодаря действию фитонцидов в лесу в 1 м3 воздуха содержится всего 200-300 бактерий, в то время как в воздухе городов их в 500 раз больше. Фитонциды хвои хвойных пород деревьев воздействуют на дизентерийную палочку, а фитонциды коры - на бактерии дифтерии. Хорошо известны бактерицидные свойства ели, сосны, черемухи и можжевельника.

• Ионизация воздуха

Растения повышают ионизацию воздуха. Содержание легких ионов в городских садах и парках 80-1200 тыс./см. куб, это втрое выше, чем в не озелененных дворах ив 10-40 раз вы ше, чем в закрытых многолюдных помещениях (25 - 100 тыс. / см 3).

• Защита от химического загрязнения

Средней величины дерево (высотой 10 м) в условиях умеренного климата за вегетационный период может поглотить и нейтрализовать 0, 5 кг двуокиси серы, 250 грамм хлора, 50 грамм фтора и осадить почти 50 кг пыли. Вообще, зеленые растения связывают до 50 ~ 60% токсичных газов. Хорошими поглотителями свинца, бензоапирена, по обочинам дорог являются придорожные растения. Наиболее устойчивы к загрязнению воздуха газами сосны, ивы и березы. Сомкнутые насаждения вдоль дорог ограничивают распространение соединений тяжелых металлов выхлопных газов автомобилей.

Отмечая целый ряд важнейших для человека функций растений, включая также декоративную, эстетическую и рекреационную, следует отметить, что в современных городских условиях система озеленительных насаждений должна быть четко скоординирована исходя из основных задач озеленения.

II. Система зеленых насаждений как основная часть экологической инфраструктуры города

2.1 Растения, традиционно использующиеся в озеленении города Надыма

При систематизации семейств растений, традиционно использующихся в качестве системы культурных насаждений установлено, что в современном озеленении г. Надыма широко представлены лиственницы, сосны, березы и кедры (таблица 1).

 Таблица 1

Встречаемость различных видов растений в озеленении г. Надыма

В практике озеленения дворовых территорий, кроме вышеперечисленных пород деревьев хорошо зарекомендовали себя рябина обыкновенная, а для защитных полос вдоль автомобильных дорог - ива ломкая (тальник).

Подробные морфо-функциональные характеристики вышеуказанных пород представлены в приложениях 1-6. Так, характерными особенностями перечисленных пород деревьев является морозоустойчивость, что обусловливает высокую приспособ ленность этих пород к суровым природно-климатическим условиям Крайнего Севера. У большинства растений отмечен быстрый рост, долговечность, а у некоторых - устойчивость к негативным влияниям загрязнителей атмосферного воздуха,

Известно, что некоторые растения проявляют естественную устойчивость к фитотоксинам, слабо повреждаясь в результате действия вредных примесей окружающей среды. Такие растения представляют наибольший практический интерес, так как ценны не только для выяснения механизмов приспособленности, но и могут быть широко использованы для озеленения территорий, более или менее подвергающихся воздействию техногенных факторов.

Под устойчивостью растений к вредным примесям среды обитания следует понимать их способность противостоять действию фитотоксикантов, сохраняя декоративные качества и нормальную продуктивность. Так, хвойные деревья сильнее повреждаются фитотоксинами, чем лиственные, которые в результате сбрасывания листвы предохраняют себя от накапливающихся вредных веществ. По этой причине листопадные растения более устойчивы по сравнению с вечнозелеными. Важное значение в устойчивости растений к токсинам принадлежит особенностям строения и режиму работы устьиц, состояние покоя у растений в периоды действия низких температур. Резкое снижение интенсивности газообмена при одновременном усилении развития покровных тканей обеспечивает зимующим побегам деревьев высокую газоустойчивость.

Однако, в одних условиях то или иное растение может быть устойчивым, в других - более повреждаемым. Снижение приспособленности растений к загрязнителям атмосферы оказывают природно-климатические условия: низкие температуры, качество почв, условия произрастания и т.д. Поэтому изучение представителей северного фитоценоза с точки зрения индикаторной роли растений к действию техногенных факторов представляется весьма приоритетным.

С позиции ландшафтоведения и подходов, принятых в градостроительстве, экосистемы города можно поделить на:

- природные территории – лесные и лесопарковые массивы, незастроенные долины рек и ручьев, протекающих преимущественно в открытых руслах и естественных берегах;

- озелененные территории общего пользования - парки, сады, скверы, бульвары, включая водные объекты;

- озелененные территории ограниченного пользования - территории рекреационных, лечебных и лечебно-оздоровительных, научных, учебных, административных учреждений (также отдельные участки внутриквартального озеленения);

- озелененные территории специального назначения - кладбища, защитные зоны линий электропередач, трубопроводов и других инженерно-технических коммуникаций;

- резервные территории - нарушенные хозяйственной деятельностью, в том числе застроенные территории и участки в долинах рек, на сопредельных с лесными массивами территориях, участки, выделяемые для создания объектов озеленения общего пользования в районах реконструкции жилых кварталов и промышленно-коммунальных зон, а также сельскохозяйственные угодья.

2.2. Оценка состояния окружающей среды по особенностям сосны обыкновенной

На примере природной территории - городского парка, проследим изменения, которые происходят с растениями.

Общепризнанно, что в условиях тайги и хвойно-широколиственных лесов подвержены деградации сосновые массивы. Поэтому сосна может служить своего рода индикатором состояния окружающей среды - во-первых, и интенсивности рекреационного воздействия на конкретные участки леса - во-вторых. Информативными являются морфологические и анатомические изменения хвои сосны, а также сроки наступления вегетации и осенних фенофаз.

Считается, что в незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова и не имеет повреждений, в то время как в зонах, поврежденных за счет загрязненности атмосферы или испытывающих непомерный антропогенный пресс, хвоинки приобретают светло-зеленые пятна, некротические точки и другие признаки.

Для работы мы отобрали с ветвей 5-10 деревьев сосны побеги одинаковой длины, с них мы собрали всю хвою и визуально (то есть на глаз) анализировали ее состояние, выявляя:

- хлоротичные пятна;

- некротические точки;

- некрозы кончиков хвои длиной до 10 мм;

- повреждения и усыхание хвои в процентах.

Все эти данные занесли в таблицу:

                                                                                                          Таблица 2

Из таблицы видно, что на участке, расположенном ближе к дороге, сосна наиболее подвержена повреждению и усыханию хвоинок. Наши данные соответствуют лабораторным экспериментам ГУ НИИ медицинских проблем Крайнего Севера.

По данным ГУ НИИ медицинских проблем Крайнего Севера установлено, что сосна обыкновенная в большей степени среди всех анализируемых металлов накапливает цинк (9,5±0,3 мг/кг), марганец (5,2±0,2 мг/кг) и железо (3,6±0,2 мг/кг). Суммарное содержание остальных элементов не превышает 0,3 мг/кг, где отмечены лишь значительные концентрации по серебру (0,05±0,001 мг/кг) и кадмию (0,01±0,001 мг/кг). Медь обнаружена в недостаточном количестве (0,9±0,02 мг/кг).

Кедр является хорошим концентратором свинца. В 1 придорожных растениях этого вида количество металла резко возрастает (0,б±0,2 мг/кг). Отмечены приблизительно равные, концентрации по цинку, марганцу, железу (в пределах 3,9-5,1 мг/кг). Значения по меди несущественны; определены никель и кадмий.

Таким образом, в целях минимизации загрязнения воздуха  и оздоровления урбанизированной среды при создании системы газонных насаждений необходим учет видовых особенностей в пользу кедра и ивы ломкой, как наиболее устойчивых представителей северной флоры к действию техногенных факторов.

2.3 Изучение видового состава растений городского парка

Мы провели исследование с целью изучить видовой состав деревьев парка города Надыма. Мы выбрали два участка площадью 100 м2 в разных частях парка. Затем просчитали общее количество деревьев на этих участках и количество деревьев отдельного вида. 

Все эти данные занесли в таблицу:

Таблица 3

Изучив видовой состав растений в парке,  ы пришли к выводу, что количество сосен наименьшее среди других видов деревьев. Это говорит о том, что в озеленении парка не использовались растения, которые способны к наилучшему очищению атмосферного воздуха. Для города с большим загрязнением воздуха требуется большее количество деревьев. Поэтому мы считаем, что требуется большее озеленять наш город

Заключение

Особое место вокруг промышленных предприятий и автострад должны занять защитные зеленые зоны. В них рекомендуется высаживать деревья и кустарники, устойчивые к загрязнению: сосну сибирскую, иву ломкую, кедр сибирский.  

В размещении зеленых насаждений необходимо соблюдать принцип равномерности и непрерывности. Парки, скверы, внутригородские бульвары следует объединять как между собой, так и с насаждениями, расположенными за городом. Это обеспечит поступление свежего загородного воздуха во все жилые зоны города. Важнейшими компонентами системы озеленения города являются насаждения в жилых микрорайонах, на участках детских учреждений, школ, спортивных комплексов.

        Поэтому наша гипотеза: если на территории города высаживать растения, приспособленные к действию техногенных примесей, то это приведет к оздоровлению среды обитания человека и минимизации вредных воздействий загрязнения атмосферного воздуха считается верной.

Ухаживая за зелеными насаждениями, оберегая и умножая их, каждый житель города может внести сбой посильный вклад в улучшение экологии города.

В Надыме проходит акция «Дерево моей семьи», организованная Администрацией муниципального образования город Надым. Цель этой акции - озеленить город Надым, а также привить любовь детей к окружающей природе.

Городской ландшафт не должен быть однообразной каменной пустыней. В архитектуре города следует стремиться к гармоничному сочетанию аспектов социальных (здания, дороги, транспорт, коммуникации) и биологических (зеленые массивы, парки, скверы).

Современный город следует рассматривать как экосистему, в которой созданы наиболее благоприятные условия для жизни человека. Следовательно, это не только удобные жилища, транспорт, разнообразная сфера услуг. Это благоприятная для жизни и здоровья человека среда обитания.

Не случайно экологи считают, что в современном городе человек должен быть не оторван от природы, а как бы растворен в ней. Поэтому общая площадь зеленых насаждений в городах должна занимать больше половины его территории.

Список используемых источников и литературы:

1. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. - М.: Наука, 1986.

-172с.

2. Кирилюк Л.И. Концепция формирования экологической инфраструктуры малых северных городов. – Надым, 2006. – 36 с.

3. Кирилюк Л.И., Буганов АА., Бахтина Е.А. и др. Тяжелые металлы в рас тениях природных и урбанизированных ландшафтов // Лесное хозяйство 2004. №6. С. 19-20.

4. Козловцева О. С. Деревья и кустарники. - Ишим, 2002. - 34 с.

5. Комарницкий Н.А., Кудряшов JLB., Уранов А.А. Ботаника (систематика растений). Изд. 7-е. М.: Просвещение, 1975. - 608 с.

6. Нехуженко Н.А. Основы ландшафтного проектирования и ландшафтной архитектуры. ~ С.-Пб., Нева, 2004. -192 с.

7. Рева М.Л. Растения в быту. - Донецк: Донбасс, 1981. - С.8,

8.Сумина О.И. Техногенные воздействия на тундровые экосистемы и ре культивация нарушенных территорий. - С-Пб., 1992. - 44 с.

Приложения

Приложение 1

Некоторые нормативы озеленения городских территорий

Как следует из СНиП 2.07.01 - 89 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений», в городских поселениях необходимо предусматривать непрерывную систему озелененных территорий, удельный вес которых должен быть не менее 40%, а в границах территории жилого района - не менее 25%. В городах с промышленными предприятиями, требующими устройства санитарно-защитных зон шириной более 1 км, уровень озелененности территории застройки увеличивается не менее чем на 15 %.

Особую группу озелененных территорий общего пользования составляют парки, скверы и бульвары. Здесь площадь озелененных территорий принимается в зависимости от категории городов и составляет 10-12 м2 на человека. В средних и малых городах, расположенных в окружении высокорослых лиственных и хвойных лесов, в прибрежных зонах рек, площадь озелененных территорий общего пользования уменьшается на 20%. По нормативу территории озеленения общего пользования, крупные парки и лесопарки должны составлять в городе не менее 10%.

Наряду с парками городского и районного значения при разработке генеральных планов необходимо предусматривать специализированные детские и спортивные парки, ботанические сады. Ориентировочные размеры детских парков допускается принимать из расчета 0,5 м2 / чел., а спортивных парков - 12 м2 /чел., включая площадки и спортивные сооружения.

При рассмотрении соответствия нормативам озеленения территории общего пользования г. Надыма, выявлены недостаточные площади естественных (Центральный парк и Кедровая роща) и искусственных парково-газонных массивов, представленных бульваром им. Стрижова и сквером им. Ремезова. Удельный вес непрерывной площади системы озеленения для города составляет около 16% (метод квадратов) при рекомендуемых нормах - 40% от общей урбанизированной территории.

Следует заметить, что большинство малых городов Севера приурочены к зонам северной тайги, лесотундры и тундры, поэтому расположены в окружении хвойных, низкорослых лесов, а также крупных безлесных пространств. Таким образом, соз даваемые лесопарки и скверы должны быть увеличены не менее, чем на 20%. При чем подбор различных видов растений для создания тех или иных культурных насаждений должен исходить из тех задач, которые обусловлены формированием зоны озелене ния и с учетом основных функций, оказываемых растениями на человека и его жизнедеятельность.

Приложение 2

Характеристики некоторых видов растений

БЕРЕЗА ПОВИСЛАЯ

РЯБИНА ОБЫКНОВЕННАЯ

ЛИСТВЕННИЦА ОПАДАЮЩАЯ

СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ

ИВА ЛОМКАЯ