Микроклимат городской среды. Образование «острова тепла»
Лекция УРБОЭКОЛОГИЯ
Городская экосистема (урбоэкосистема) — пространственно ограниченная природно-техногенная система, сложный комплекс взаимосвязанных обменом вещества и энергии автономных живых организмов, абиотических элементов, природных и техногенных, создающих городскую среду жизни человека, отвечающую его биологическим, психологическим, этническим, трудовым, экономическим и социальным потребностям (Лихачева и др., 1996).[ ...]
Ю.Одум (1986) предложил классификацию экосистем, опираясь на их энергетические особенности, выделив «четыре функциональных типа экосистем»:
1. Природные: движимые Солнцем, несубсидируемые (океаны, высокогорные леса).
2. Природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими природными источниками (речные экосистемы – субсидируемые энергией течений).
3. Движимые солнцем и субсидируемые человеком (агроэкосистемы).
4. Индустриально-городские, движимые топливом. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах, здесь ее расход на 2-3 порядка выше.
Данная классификация, основанная на свойствах среды, принципиально отличается от биомной, основанной на структуре экосистем.
Основные отличительные черты городской экосистемы:
1). Имеются определенные особенности в функции трофических уровней в городе. Автотрофная составляющая, т.е. городской «зеленый пояс» имеет, в основном, эстетическую, рекреационную ценность. Более половины годичного прироста автотрофов в виде древесины, листьев и срезанной травы вывозится на свалки. Гетеротрофная составляющая городских экосистем обеднена (снижено видовое разнообразие). Характерно формирование синантропных и эвритропных экосистем.
|
|
|
2). Город – зависимая экосистема, полностью зависящая от окружения. Города используют в огромном количестве энергию топлива, добываемого как правило не на месте. Город не обеспечен и кислородом: он живет за счет ресурсов окружающей атмосферы. Например, в среднем город потребляет 30 млн.т кислорода, производя 25-30 тыс. т (дефицит 29,7 млн.т, для покрытия которого требуется озелененная территория 5000-6000 тыс. га). Город выкачивает грунтовые воды или же снабжается водой из ближайших водоемов. Если сравнить «импорт» и «экспорт» основных пищевых продуктов, строительных материалов, промышленного сырья и топлива в больших городах, то «импорт» превышает «экспорт» в среднем в 10 раз. Территория, обеспечивающая минимально необходимые потребности миллионного города в воздухе в 20, а в воде, пище и рекреации в 10 раз превышает территорию самого города.
3). Город отличается от природных экосистем интенсивным расходом энергии на единицу площади. Потребность в энергии плотно населенных индустриально-городских районов на 2-3 порядка выше потока энергии, поддерживающего жизнь в естественных экосистемах, субсидируемых Солнцем. Для этого требуется большой приток концентрированной энергии извне (главным образом за счет сжигания ископаемого топлива). Солнечная энергия не только не используется, но и становится дорогостоящей помехой, нагревая бетон, асфальт и другие искусственные поверхности.
|
|
|
4). Город – аккумулирующая система. Помимо потребления природных ресурсов и энергии города производят огромное количество отходов. Часть веществ оседает в водоемах, отлагается в почве, создаются даже новые положительные формы рельефа из отбросов. Ежегодно городом-миллионером производится и в основном накапливается на окружающих территориях около 3,5 млн. т твердых и концентрированных отходов примерно следующего состава (тыс. т): зола и шлаки теплоэлектроцентралей - 550; твердые остатки из общей канализации - 420; древесные отходы – 400; твердые бытовые отходы – 350; строительный мусор-50; автопокрышки- 12; бумага – 9; текстиль – 8; стеклобой – 3. В природе также имеются некоторые аккумулирующие экосистемы, но в них отлагается более однообразный и малоактивный материал: в озерах – сапропель, в болотах – торф, в долинах рек – нанос паводков.
|
|
|
5). Город – неравновесная экосистема. На его территории нарушен равновесный экологический баланс. В отличие от природных экосистем развитие города определяется не естественным отбором и другими природными процессами, а деятельностью человека. За счет концентрации людей в городе отношение фитомассы к зоомассе иное, чем в естественной природе. Пищевые цепи нарушены. Процессы потребления ресурсов и выделения отходов сильно отличаются от круговорота веществ в природе.
6). Город – конгломерат искусственных экологических микросистем: зданий и сооружений жилой, промышленной и коммунально-складской застройки.
Естественные и городские экосистемы наряду с глубокими экологическими различиями имеют и некоторые общие черты, например наличие границ, самоподдержание за счет обмена веществ и притока энергии, стабилизация за счет круговорота энергии и тенденция перехода от экспансии к интенсивному росту (таблица 2).
Таблица 2
Сравнение природных и городских экосистем (по Böhme, 1985)
| Признак | Природная экосистема | Урбоэкосистема | ||
| Абиотические компоненты | Неорганические и органические вещества, климат, почва, воды | Антропогенное изменение исходных и появление новых компонентов | ||
| Биотические компоненты
| ||||
| Продуценты | Превращают достаточное количество солнечной энергии в химичекую энергию фотосинтезирован- | Как правило, небольшой по объему декоративный компонент. Для питания консументов необходимо | ||
| ного вещества. | поступление связанной в веществе энергии из-за пределов системы. | |||
| Макроконсументы | Соответствуют принципу пирамиды масс | Резко преобладают; доминируют человек, немногие виды домашних и диких животных. | ||
Продолжение табл. 2
| Признак | Природная экосистема | Урбоэкосистема |
| Микроконсументы | В состоянии минерализовать все мертвое органическое вещество. | Играют небольшую роль ввиду огромной массы отходов, которые должны транспортироваться за пределы системы и там перерабатываться. |
| Поток энергии | Каскадоподобный поток энергии, поступающей преимущественно от Солнца. | Солнечной энергии достаточно, приток энергии из вне. |
| Круговорот веществ | Замкнутый, объем внутреннего круговорота больше обмена с окружением системы. | Разорванный, объем внутреннего круговорота веществ меньше обмена с окружением. Поступление биомассы для поддержания макроконсументов из-за пределов экосистемы. |
| Продуктивность | В начале сукцессии высокая, затем снижается до сравнительно низкого уровня (климакс). | Незначительная, подчинена потребностям человека. |
| Стабильность | Сравнительно высокая, динамическое равновесие. | Низкая, система постоянно подвергается различным антропогенным нарушениям. |
| Способность к регуляции | Саморегуляция | Почти отсутствует, человек должен выполнять регуляторную функцию, дополнительно затрачивая вещество и энергию. |
| Пищевые цепи | В виде многозвенных биоценотических коннексов. | В значительной степени случайные, обычно короткие. |
Микроклимат городской среды. Образование «острова тепла»
Города, особенно крупные, имеют свой микроклимат, существенно отличающийся от окружающей среды. На метеорологический режим города влияют следующие факторы: 1. изменение альбедо (отношение отраженной радиации к суммарной) земной поверхности, которое для застроенных районов обычно меньше, чем для загородной местности; 2. уменьшение средней величины испарения с земной поверхности; 3. выделение тепла, создаваемого различными видами хозяйственной деятельности; 4. увеличение в черте города шероховатости земной поверхности по сравнению с загородной местностью; 5. загрязнение атмосферы различными примесями, образуемыми в результате хозяйственной деятельности.
Таким образом, архитектурно-планировочные и техногенные особенности городской территории способствуют формированию местного климата, отличного от климата пригородных территорий (табл. 3).
Таблица 3
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!