ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.09.2020
Просмотров: 5616
Скачиваний: 283
ливнеотвода, а со временем и водопровода; так в городах появля-
ются подземные коммуникации. Одновременно засыпались мел-
кие водотоки — ручьи, притоки средних рек, балки, овраги, по-
скольку все они воспринимались строителями как помеха разви-
тию городов. Специальные реконструкции гидрографической сети
показывают, что в среднем городе (численностью около 500 тыс.
жителей) за последние пять-шесть веков его существования с
поверхности исчезло не менее 20 — 30 водотоков и около 100 ма-
леньких озер, стариц, прудов и болот. Часть природных водотоков
была заключена в специальные подземные трубы — коллекторы,
так впервые в литосфере города появилась сложная разветвлен-
ная сеть подземных «ходов». Порой они вскрываются при совре-
менных строительных работах и мы можем видеть неплохо сохра-
нившуюся сводовую кирпичную кладку, которая до сих пор удер-
живает толщу грунта с асфальтовым или даже бетонными покры-
тием.
Таким образом, естественная дренажная система территории
практически прекратила свое существование, вместо нее человек
более или менее удачно создавал искусственную.
Когда в XX в. на последнем этапе становления городов на об-
ширных площадях возводились целые промышленные зоны и
жилые микрорайоны, это привело к распространению
искусственных покрытий из асфальта и бетона. Причем долгие
десятилетия асфальт укладывался год за годом — слоями; в
результате такой практики на дорогах возник искусственный
многолетний панцирь: толща асфальтобетона, который в
центральной части города обыкновенно перекрывает старую
брусчатку, достигает 0,7—1,5 м.
Вообще в XX в. геологическая среда городов пополнилась це-
лой системой подземных коммуникаций; кроме уже упомянутых
систем водоприведения-водоотведения это еще и теплотрассы
центрального отопления, и ливневка, и сложная сеть силовых
электрических и телефонных кабелей. В теле города оказались «за-
рытыми» подземные части зданий (фундаменты и подвалы), а
также система метро. Кроме того, в крупных и крупнейших горо-
дах в 1970-е годы в разгар холодной войны построили подземные
хранилища и бомбоубежища. Таким образом, подземное простран-
ство города чрезвычайно усложнилось; оно представляет собой
нагромождение коммуникаций, крупных полостей и инженерных
сооружений. Все это значительно изменило первоначальную при-
родную среду города и вызвало активизацию неблагоприятных
экзогенно-динамических процессов.
Как мы уже могли убедиться, в старых городах верхняя часть
литосферы не похожа на природные поверхности, поскольку сло-
жена грунтами различного генезиса, получившими общее назва-
ние «культурный слой». Само это понятие ведет свое происхожде-
ние из археологии, поскольку, изучая материальные свидетель-
436
ства прошлых эпох, историки могут судить и о существовании
тех или иных культур на данной территории. Однако этот
термин правильно относить лишь к слабо нарушенным
историческим напластованиям, т.е. участкам исторических
городов, в пределах которых накопление грунтов происходило
последовательно, слой за слоем, и этот порядок практически не
нарушался. В этом случае, действительно, наиболее глубокие
слои будут содержать остатки наиболее древних культур, а
расположенные выше к дневной поверхности — артефакты
недавнего времени.
Однако подобное последовательное залегание слоев — скорее
исключение из правил, чем правило, оно возможно в
основном на участках, функциональное назначение которых со
временем не менялось; таковы территории внутри
исторических ядер городской застройки: кремлей, крепостей,
монастырей, соборов. Формирование верхней толщи грунтов
на остальной территории современных городов происходило
принципиально иным образом. Все они претерпевали этап
сельскохозяйственного использования, с которым связаны
неоднократные распашки, причем в грунт попадали
значительные дозы органики с удобрениями, стерней, соломой и
т.д. Затем в ходе первоначальной застройки под деревянный
посад часть грунта перекапывалась на небольшую глубину, с
этого момента начинались почти постоянные нарушения
последовательности залегания слоев грунта в связи с неоднократ-
ным перекапыванием и перемещением грунта.
Наиболее распространенный повод для таких
перемешиваний — восстановление деревянной застройки
средневековых городов после очередных пожаров,
происходивших в среднем раз в четверть века, а в более позднее
время — замена деревянной застройки на каменную. Застройке
практически повсюду предшествовали выравнивание
площадки, что местами требовало срезки естественных грунтов
(грив, валов, бугров), а местами насыпки грунтов привлеченных
(так пересыпались русла рек, озерные и прудовые ванны и
старые, ставшие ненужными, рвы). Поскольку каждый
городской район пережил не один этап застройки, а строи-
тельству новых зданий предшествовали слом и разрушение
старых, то в культурный слой в больших объемах попадал
разнообразный строительный мусор: рухляк кирпича, обломки
валунов, щебенка, фрагменты деревянных настилов, стекла,
мануфактура
и т.д.
Особенно активное строительство во второй половине XX
в. с применением бульдозеров способствовало накоплению в
толще грунта фрагментов асфальта, бетонной крошки,
штукатурки, обрезков железных и чугунных труб. Наконец,
некоторые территории могли «работать» парками и скверами и
тогда на них привлекался искусственный плодородный грунт
(часто с торфяных болот). Таким образом, то, что мы имеем в
качестве верхнего слоя
437
литосферы на большей части современного города, правильнее
называть не культурным слоем, а сложным искусственным грун-
том, т.е. смесью естественных грунтов со строительным мусором и
бытовыми отходами при возможном присутствии подсыпанных
специально песчаных и гравийных горизонтов, слоев асфальта и
шлаков, а также привлеченных плодородных грунтов (торфов,
гумуса) и «удобрительных» смесей.
Экономические условия использования городских территорий
определяют концентрацию деятельности и объектов, что приводит
к росту города «вверх» (возводятся многоэтажные здания) и «вниз»
(активно осваивается геологическая среда: подземные ком-
муникации, сооружения, гаражи, склады и др.). Закрытость тер-
ритории асфальтом и зданиями местами достигает предела, доходя
до 95 %.
9.3.2.
Геохимическая трансформация городских
ландшафтов
Одним из наиболее существенных трендов трансформации лан-
дшафтов на урбанизированных территориях оказалось геохими-
ческое воздействие на городскую среду. Особенностью застройки
городов России является перемежаемость многих промышленных
узлов с селитебными районами, отсутствие санитарно-защитных
зон у заводов, нахождение внутри и вблизи города десятков тысяч
садово-огородных участков и недостаточность системы озеленения.
Это в целом обусловило высокий уровень суммарного загрязнения
атмосферного загрязнения: от 10 — 40 ПДК (предельно-допустимых
концентраций) в селитебных районах, до 200 ПДК в промышленных
зонах и на автомагистралях. Попадающие в атмосферу,
перемещаемые воздушными массами и осаждающиеся загрязнители
накапливаются в так называемых депонирующих компонентах
ландшафтах — почвах и снеговом покрове.
Геохимическим фильтром любого ландшафта, в том числе и
техногенного, служит почва — малоподвижная природная среда,
через которую проходят миграционные потоки вещества (водные,
воздушные) и под воздействием которых она геохимически изме-
няется, влияя в свою очередь на сопредельные среды. Все это спо-
собствует накоплению продуктов загрязнения в почве. Загрязнение
почвогрунтов идет через промышленные выбросы в атмосферу,
выхлопы автотранспорта, складирование твердых и жидких
промышленных отходов. Еще более усугубляют ситуацию захоро-
нения различных антропогенных включений в виде разнообразного
строительного мусора. Поэтому если нормальные зональные почвы
подзоны южной тайги относятся к подзолистому типу с
характерным промывным режимом, то городские почвы отличны от
зональных. В результате формирования на поверхности городов
так называемого культурного слоя генетический профиль город-
ских почв сильно изменен, соответственно трансформируются и
химические процессы почвообразования. Механическое разруше-
ние горизонтов, оборачивание, захоронение внутри почв бытового
и строительного мусора, наличие подземных коммуникаций и
фундаментов — все это не может не влиять на изменение самой
природы почвообразующих процессов в городах.
Возникает новая модификация почв — техногенные почвы («тех-
ноземы», или «урбаноземы»), которые особенно разительно от-
личаются от нормальных на участках бывших бытовых свалок, тер-
риториях, засыпанных привлеченным материалом, золоотвалах и
т. д. Миграция загрязняющих веществ в таких почвах происходит
относительно медленно как по вертикали, так и по горизонтали.
Вертикальный вынос веществ происходит неодинаково в почвах
различного механического состава. Песчаные и супесчаные почвы
легко выносят химические элементы, а глинистые и суглинистые
тяжелее расстаются с элементами, так как здесь в закреплении
последних играют роль катионный обмен, сорбция, гипергенез
соединений, соосаждение с коллоидами и другие геохимические
процессы.
Городские почвы сильно загрязнены металлами, и больше всего
их накапливается на поверхности почвы. Верхние горизонты
почвы загрязняются техногенными потоками вещества через ат-
мосферу, а также возвращением металлов через листопад.
Ненормально большие содержания каких-либо элементов или
соединений в почвах, снеге по сравнению с природными среда-
ми, возникшие в результате работы промышленных предприятий
и транспорта, называются
техногенными аномалиями.
Появление аномалий связано с наличием большого числа ис-
точников техногенных аэральных выбросов. Все техногенные ано-
малии полиэлементны, т.е. содержат целый набор элементов и
соединений, однако геохимический спектр их довольно существенно
различается по районам города. Это связано с разным набором
источников, интенсивностью выбросов. Строгой приуроченности
ингредиентов к их источнику не наблюдается, что обусловлено
«наложением» зон влияния отдельных производств и сложностью
микроклиматической обстановки в городе. Вместе с тем при на-
личии в выбросах того или иного производства относительно спе-
цифичного элемента и известной территориальной обособленно-
сти предприятия некоторые аномалии могут быть приурочены к
их непосредственному источнику. Так, например, повышенные
концентрации в снеговой пыли ванадия и никеля, судя по всему,
связаны с работой нефтеперегонных заводов и теплоэлектроцен-
тралей, которые в зимнее время в качестве топлива использует
мазут. Ванадий и никель при сжигании тяжелых фракций перегонки
нефти из ванадиево-никелевых порфиринов переходят в аэро-
439
золи и образуют широкие шлейфы рассеяния. Литейные цеха по-
рождают аномалии с повышенным содержанием элементов, при-
меняемых для легирования сталей: молибдена, вольфрама, хро-
ма.
Аномалии содержания в почвах тяжелых металлов вокруг мощ-
ных точечных источников выбросов напоминают концентрические
круги, однако чаще их конфигурация гораздо более сложна. Раз-
меры аномалий довольно значительно варьируются (от несколь-
ких сотен метров до десятков километров). В каждом конкретном
случае вследствие пространственного наложения «сфер влияния»
производств четко выделить зону воздействия каждого отдельного
предприятия не представляется возможным. Видимо, это можно
объяснить метеорологической обстановкой на застроенных тер-
риториях. Концентрация промышленных выбросов в большой сте-
пени зависит от рельефа. При ветрах до 3 — 4 м/с загрязнители,
встречая на своем пути поднятия рельефа с относительной высо-
той в 30 — 50 м, обтекают их, частично сваливаются к рекам, ча-
стично застаиваются в лощинах. Реки (возле которых, как прави-
ло, выстроены российские города), как аэродинамическая труба,
втягивают загрязненные воздушные массы, которые в виде турбу-
лентного потока в 80 % случаев устремляются вниз по течению,
захватывая прибрежную полосу, загрязнение которой прослежи-
вается до 30 — 40 км от городов вниз по течению рек.
Из этого вытекает и сложный характер миграционных потоков
техногенных веществ. В целом общий контур городской геохими-
ческой аномалии по почвам ориентирован по господствующим
направлениям розы ветров. Перемежаемость промышленных и се-
литебных зон обусловила довольно неблагоприятную экологиче-
скую обстановку в ряде крупных жилых массивов наших городов.
Поэтому некоторые группы городского населения даже в нерабо-
чее время подвержены воздействию повышенной концентрации
тяжелых металлов.
9.4. Ландшафты современного города как
техногеосистемы
С точки зрения науки геосистемы города сложно считать ланд-
шафтами в чистом виде. С одной стороны, формально на урбани-
зированных территориях имеются все те же компоненты геосис-
тем, что и в природе: литогенная основа (почвообразующие по-
роды) с выраженным рельефом, почвенные горизонты, расти-
тельный покров с различными ярусами, подземные и поверхнос-
тные воды и фауна (хотя и достаточно своеобразная). С другой
стороны, мы уже имели возможность убедиться в том, как сильно
изменены эти компоненты, каждый в отдельности и все вместе:
44П
выровнен, смоделирован или сильно изменен природный рельеф
территории, неоднократно перевернуты-перекопаны и удобрены
(либо, наоборот, смыты) почвы, засыпаны и заключены в трубы
водотоки, сведен полностью либо значительно изменен расти-
тельный покров; наконец, в городе множество искусственных
асфальтобетонных покрытий и крупных рельефоподобных объек-
тов — зданий и сооружений (рельефоидов), которые значительно
меняют тепловой и ветровой режим местности.
Кроме того, в городе существенно нарушена, деформирована
или неявно выражена связь между отдельными компонентами лан-
дшафта, наблюдающаяся повсюду в природе: например, домини-
рующий в ярусе зрелого древостоя вид в городах практически не
дает информации об остальных ярусах растительности и характе-
ре местообитания в целом. Следовательно, не распространяется
на урбанизированные территории и ставшее уже классическим
замечание В.В.Докучаева о том, что «по почвенному профилю
можно теоретически предсказать ландшафт, равно как и наобо-
рот — внимательное изучение ландшафта ведет к представлению
об определенном профиле».
И все же в какой-то степени природа и в городе «берет свое»:
будучи «наложенными», компоненты ландшафта (пусть даже и
искусственного происхождения или значительно измененные)
взаимодействуют, «пропитываясь» свойствами друг друга. Такому
взаимодействию способствуют потоки вещества и энергии, про-
низывающие ландшафт в вертикальном (по профилю) и гори-
зонтальном (латеральном) направлениях. Толщи насыпного и при-
влеченного грунта «слеживаются», приобретая более-менее есте-
ственную структуру, пронизываются корнями деревьев и кореш-
ками трав, под растительностью формируются дерн и гумусовый
горизонт, атмосферные осадки перемещаются вниз по профилю,
захватывая с собой частички грунта и химических соединений.
Поверхность покрывается снежным покровом, который тает по
весне, и талая вода, фильтруясь по микротрубочкам грунта, про-
носит с собой химические соединения, выпадавшие в течение
зимы на заснеженную поверхность. Следовательно, и компоненты
искусственного или полуискусственного происхождения, ока-
завшись наложенными друг на друга, создают известные условия
для существования один другому и все вместе — друг другу, в
результате возникают природно-техногенные образования, кото-
рые можно, в принципе, называть
городским ландшафтом.
Логика освоения человеком природной территории такова, что
он традиционно использует различные ее части, предварительно
выделив их из структуры естественного ландшафта. Будучи осво-
енными, эти части впоследствии изменяются сходным образом в
соответствии с характером деятельности (распашка, застройка
различного типа, выпас). Таким образом, городские ландшафты
441
возникают, как правило, на месте одной естественной геосисте-
мы или нескольких смежных, на одном элементе рельефа (над-
пойменная терраса, пойма, моренный холм и т.д.), для них ха-
рактерна общая история антропогенного освоения, сходство со-
временных антропогенных воздействий по всему ареалу, а также
принадлежность к одной функциональной зоне внутри городской
территории. Городские ландшафты развиваются и функциониру-
ют на одном типе поверхностных отложений со сходными усло-
виями дренажа. В их пределах почвенный покров претерпел мор-
фологические нарушения сходной направленности под опреде-
ленной растительной группировкой сходного состояния. Прин-
ципиальное значение при характеристике городских ландшаф-
тов имеет фактор однородности их внутренней структуры, опре-
деляемый соотношением открытых почвогрунтов, занятых и не-
занятых растительностью, промышленными и жилыми сооруже-
ниями, искусственными покрытиями в проекции на площадь ос-
нования.
С позиций ландшафтоведения и подходов, принятых в градо-
строительстве ландшафты города можно подразделить:
•
на
природные территории —
лесные и лесопарковые массивы,
незастроенные долины рек и ручьев, протекающих преимуществен
но в открытых руслах и естественных берегах;
•
озелененные территории общего пользования —
парки, сады,
скверы, бульвары, включая водные объекты;
•
озелененные территории ограниченного пользования —
террито
рии рекреационных, лечебных и лечебно-оздоровительных, на
учных, учебных, административных учреждений;
•
озелененные территории специального назначения —
кладбища,
защитные зоны линий электропередачи, трубопроводов и других
инженерно-технических коммуникаций;
•
резервные территории —
нарушенные хозяйственной деятель
ностью, в том числе застроенные территории и участки в доли
нах рек, на сопредельных с лесными массивами территориях,
участки, выделяемые для создания объектов озеленения общего
пользования в районах реконструкции жилых кварталов и про-
мышленно-коммунальных зон, а также сельскохозяйственные
угодья.
Эта градостроительная классификация является, скорее, фун-
кциональной и недостаточной для экологического анализа, кото-
рый проводится обычно для целей генерального планирования в
городах. С точки зрения экологии важно иметь как можно более
определенное представление о генезисе, т.е. происхождении го-
родских ландшафтов, поскольку генезис ландшафтов определяет
исторический характер их вписывания в городскую среду, основ-
ные параметры современного состояния и потенциальную роль в
экологическом каркасе.
АА1
Современный ландшафт любого российского города — про-
дукт многовекового развития, включающий в себя элементы, раз-
личные по возрасту и происхождению, месту в городской системе
озеленения, рекреационным функциям и роли в городском эко-
логическом каркасе, а именно:
•
фрагменты древних монастырских и кремлевских садов (не
которые из них были заложены еще в XIII — XV в.);
•
остатки русских регулярных провинциальных парков, как пра
вило, созданных при мануфактурном производстве в петровские
времена;
•
набережные рек и озер (так, набережные приволжских горо
дов создавались в первой половине XIX в.);
•
поймы рек — притоков крупной (основной) реки в пределах
городского центра, отчасти окультуренные, отчасти занятые са
мосевными насаждениями;
•
городские скверы — фрагменты культурных насаждений кон
ца XIX — начала XX в., состоящие из очень старых, но по-пре
жнему живописных и величественных деревьев широколиствен
ных пород;
•
фрагменты парков и культурных насаждений, представляющие
собой остатки барских, купеческих и промышленных дач на быв
ших городских окраинах;
•
очень небольшие парки и скверы в различных районах горо
дов, связанные своим происхождением с эпохой индустриализа
ции и «сталинской волной» озеленения;
•
сравнительно молодые парки, созданные в более поздний пе
риод для обустройства микрорайонов «хрущевок» и более поздне
го времени (1970-е годы);
•
самосевные насаждения городских окраин и межселенных тер
риторий, возникавшие на пустырях или пропущенных (межмаги
стральных) пространствах между жилыми и промышленными стро
ениями;
•
фрагменты зональных лесов, оказавшиеся в пределах город
ской черты по мере расползания городов в 1970— 1980-е годы в
эпоху «развитого социализма» и представляющие собой ценней
ший рекреационный фонд города.
Разумеется ландшафтная структура городов России разнооб-
разна, сложна и достаточно заметно меняется от города к городу.
В табл. 9.1 приведены основные геосистемы, свойственные ланд-
шафтной структуре верхневолжских городов (Тверь и Ярославль,
Череповец и Углич, Кашин и Калязин, Мышкин и Рыбинск,
Тутаев и Кострома, Иваново и Кинешма).
Что общего в состоянии этих элементов городского ландшафта
и как оценить их перспективную роль в формировании экологи-
ческого каркаса урбанизированных территорий? Для ответа на эти
вопросы ландшафтоведами были предприняты специальные ис-