Взаимодействие города с природной средой

Город оказывает колоссальное влияние на природную среду. Исторически сложившиеся урбанизированные ландшафты со специфическими абиотическими и биотическими факторами среды являются результатом целенаправленной деятельности человека, а также непреднамеренных последствий этих действий. При своем возникновении и развитии города деформируют естественную биосферу, приспосабливая все ее компоненты к своим потребностям.

В наибольшей степени подвержены антропогенной деформации природные ландшафты, почвы, растительность и животный мир. Также существенно преобразуются рельеф и гидрологическая сеть, изменяется качество атмосферного воздуха за счет поступления значительных количеств несвойственных естественной атмосфере веществ, формируется специфический макро- и микроклимат. Эти деформации охватывают собственно природные компоненты городской среды и пригородные природные комплексы.

Известно, что площадь воздействия города на пригородный природный комплекс может превышать его территорию в 20–50 раз. Пригородные зоны оказываются загрязненными всеми видами продуктов жизнедеятельности города. Возникает проблема необеспеченности города природно-ресурсным потенциалом, что выражается в недостаточности площадей зеленых насаждений, рекреации и оздоровления, развитии опасных геодинамических процессов, первичном и вторичном загрязнении воздушной и водной сред. В результате теряется устойчивость территорий, увеличивается абиотичность системы, повышается степень экологического риска для всех структурных компонентов окружающей среды: воздуха, воды, почвы, грунтов, растительности и животного мира.

Воздействия города на биосферу весьма разнообразны. Выделяют механические, физические, химические, биологические, психологические воздействия. Они относятся к средообразующим факторам и формируют окружающую среду города – урбосферу, которая со всеми ее специфическими компонентами является основной составляющей нового планетарного явления, называемого техносферой.

Техносфера – это планетарное пространство, находящееся под воздействием инструментальной и технической производственной деятельности людей и занятое продуктами этой деятельности. Если в прежние эпохи техносфера являлась частью биосферы, существовала в ней в виде отдельных очагов, то теперь уже биосфера, или область жизни, входит в техносферу и преобразуется преимущественно техновеществом в соответствии с его особенностями.

Структура техносферы достаточно сложна, так как включает в себя техногенное вещество, технические системы, живое вещество, верхнюю часть земной коры, атмосферу, гидросферу.

Ресурсами техносферы являются вся совокупность вещества геосферы, в том числе и живое вещество биосферы.

Техносфера может рассматриваться как некоторая совокупность актов трудовой деятельности человека, в рамках которых происходит развитие всех реальных процессов, протекающих в биосфере.

Особенностью техносферы является то, что область жизни в ней постоянно подвергается разнообразным и порой чрезвычайным по мощности залповым воздействиям. В начале эволюции техносферы эти воздействия были направлены практически полностью на живое вещество с целью максимально возможного обеспечения человека пищевыми ресурсами, т. е. человек как бы навязывал отдельным видам особый техногенный ритм жизнедеятельности. В результате многие виды животных и растений попросту исчезли, выпали из продолжающейся эволюции биосферы. С момента перехода к искусственному воспроизведению пищевых ресурсов (скотоводство и земледелие) человек начал вовлекать в сферу своих экономических интересов другие природные ресурсы (полезные ископаемые, воду и пр.). С каждым десятилетием этот процесс все ускоряется, в связи с этим ускоряется и значительно изменяется интенсивность природных процессов и явлений. В результате этого биосфера не просто преобразовалась, она изменила свою пространственно-временную структуру и энергетическую сущность, превратившись в область активной технической деятельности, или в техносферу (табл. 1.2).

 

Таблица 1.2. Рост техносферы в XX в. (Акимова, Хаскин, 2001)

 

Техносфера характеризуется прежде всего появлением нового, несвойственного биосфере, элемента – техновещества. На суше оно соотносится с биовеществом следующим образом:

 

Техновещество обладает огромной геологической активностью и очень быстро изменяет облик планеты. Оно расходует потенциальную энергию ныне существующей биосферы примерно в 10 раз быстрее, чем она может быть аккумулирована всем современным живым веществом. Поэтому разрушительная функция техновещества намного превосходит все его созидательные качества.

Техновещество образуется совокупностью всех существующих технических устройств и систем, которые можно рассматривать как техноценозы.

В состав техновещества включают технические средства:

• добывающие полезные ископаемые и вырабатывающие энергию подобно зеленым растениям в биосфере;

• перерабатывающие сырье и производящие средства производства;

• производящие средства потребления;

• передачи, использования и хранения средств информации;

• по переработке и утилизации отходов, включенные в непрерывный цикл безотходной технологии;

• автономные многофункциональные системы (роботы, автоматические межпланетные станции и пр.) и др.

Анализ структуры техновещества позволяет сделать вывод о том, что оно все больше воспроизводит аналогичную организацию естественных природных живых систем: продуценты – консументы нескольких порядков – редуценты.

В табл. 1.3 приведены данные по количественному сравнению биосферы и техносферы по разным источникам.

 

Таблица 1.3. Количественное сопоставление биосферы и техносферы (Акимова, Хаскин, 2001)

 

Примечания. * Гт – гигатонна = 10⁹ т; ** ЭДж – эксаджоуль = 10¹⁵ Дж.

 

Появление техноценозов и организация их по биосферному принципу указывает на протекающие в настоящее время процессы замены эволюционно сложившейся биосферы на искусственно созданную человеком в процессе своего эволюционного развития техносферу – окружающую среду, качественно и количественно отличающуюся от морфофизиологических потребностей.

Урбосфера – природно-антропогенная система, представляющая собой сложное сочетание естественных, техногенных, социопсихических форм, создающих специфические геологоморфологические условия. Она в полной мере обладает таким обязательным комплексом свойств системы как структура, устойчивость, иерархия, организованность.

Структура урбосферы во многом определяется каркасными элементами геолого-морфологических систем и прежде всего структурой речной сети и особенностями рельефа, так как исторически возникновение городских поселений было связано с ними.

Устойчивость урбосферы обеспечивается совокупностью геолого-геоморфологических процессов, поддерживающих состояние динамического равновесия. Пространственная (территориальная) и временная устойчивость (долговечность) урбосферы обусловливается состоянием всех естественных ресурсов территории.

Именно организованность урбосферы, т. е. способность сохранять функционально единое целое и определенный порядок явлений в конкретных исторических пространственно-временных пределах, определяет долговечность города.

Урбосфере присущи все характерные черты техносферы, однако она имеет и специфические особенности, которым будут посвящены следующие главы учебного пособия.