Эффективность снижения загрязнения атмосферного воздуха в зависимости от структуры озеленения

⇐ ПредыдущаяСтр 33 из 42Следующая ⇒

Структура защитной полосы	Ширина защитной полосы, м	Снижение уровня загрязнения, %
Структура защитной полосы	Ширина защитной полосы, м	общий	в т.ч. за счет насаждений
Однорядная полоса деревьев	5	5-10	4-7
Однорядная полоса кустарников	5	7-10	5-7
Двухрядная посадка деревьев высотой 10-12 м с кустарником	10	10-30	8-20
Двухрядная посадка деревьев высотой 10-18м	10	25-30	20-25
Четырехрядная полоса деревьев высотой 12-15м с кустарником	25	35-45	25-30

Ионизация воздуха. Существенной качественной особенностью кислорода, вырабатываемого зелеными насаждениями, является насыщенность его отрицательно заряженными ионами (благоприятно влияющими на здоровье человека). Число легких ионов в 1 см³ воздуха над лесами составляет 2000-3000, в городском парке - 800, в промышленном районе - 200-400 в закрытом многолюдном помещении - 25-100.

На ионизацию воздуха влияет как степень озеленения, так и природный состав растений. Лучшими ионизаторами воздуха являются смешанные хвойно-лиственные насаждения. Сосновые насаждения только в зрелом возрасте оказывают благоприятное воздействие на его ионизацию, так как вследствие выделяемых молодняком паров скипидара концентрация легких ионов в атмосфере снижается.

Фитонцидные свойства. К санитарно-гигиеническим свойствам растений относится их способность выделять особые летучие органические соединения, называемые фитонцидами, которые убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Эти свойства приобретают особую ценность в условиях города, где воздух содержит в 10 раз больше болезнетворных бактерий, чем воздух полей и лесов.

В чистых сосновых лесах и лесах с преобладанием сосны (до 60%) бактериальная загрязненность воздуха в 2 раза меньше, чем в березовых. Из древесно-кустарниковых пород, обладающих антибактериальными свойствами, положительно влияющими на состояние воздушной среды городов, следует назвать акацию белую, барбарис, березу бородавчатую, грушу, граб, дуб, ель, жасмин, жимолость, иву, калину, каштан, клен, лиственницу, липу, можжевельник, пихту, платан, сирень, сосну, тополь, черемуху, яблоню. Фитонцидной активностью обладают и травянистые растения - газонные травы, цветы и лианы.

Защита от шума. Недостаточное озеленение городских микрорайонов и кварталов, нерациональная застройка, интенсивное развитие автотранспорта и другие факторы создают повышенный шумовой фон города. Борьба с шумом в городах - острая гигиеническая проблема, обусловленная усиливающимися темпами урбанизации.

Различные породы растений характеризуется разной способностью защиты от шума: хвойные породы (ель и сосна) по сравнению с лиственными (древесные и кустарниковые) лучше регулируют шумовой режим. По мере удаления от магистрали на 50 метров лиственные древесные насаждения (акация, тополь, дуб) снижают уровень звука на 4,2 дБА, лиственные кустарниковые - на 6 дБ, ель - на 7 дБА, сосна - на 9 дБА; при удалении от магистрали на 250 метров - соответственно - 10; 14; 15,5 и 17,5 дБ. Лиственные породы способны поглощать до 25 % звуковой энергии, а 74 % её отражать и рассеивать. Наилучшими в этом отношении являются (из хвойных пород): ель, пихта, туя; из лиственных - липа, граб и другие.

Фитомелиорация городской среды. Принципы создания насаждений в городах и пригородных зонах.

Фитомелиорация –направление прикладной экологии, состоящее в исследовании, прогнозировании и использовании растительных систем для улучшения геофизических, геохимических, ботанических, пространственных и эстетических характеристик окружающей человека среды, проектировании и создании искусственных растительных группировок (включая целенаправленное использование природных растительных сообществ) с высокими преобразующими физическую среду свойствами. Любое растительное сообщество естественного или искусственного происхождения, используемое в целях фитомелиорации окружающей человека среды, является фитомелиоративной системой.

Классификация фитомелиоративных систем:

I. В зависимости от жизненных форм, преобладающих в составе фитомелиоративной системы, различают:

- древесно-кустарниковые насаждения;

- травянистые наземные сообщества;

- водно-болотные сообщества.

II. По происхождению и степени участия человека в контроле функционирования растительных систем различают:

культурфитоценозы - растительные сообщества, созданные человеком для получения первичной продукции (поля, сады, газоны);

искусственные растительные группировки, не обладающие фитоценотической структурой (искусственные уличные или внутриквартальные насаждения, с искусственными покрытиями между отдельными деревьями);

спонтанные фитоценозы — нарушенные естественные сообщества и сообщества синантропных растений;

природные фитоценозы.

III. По признаку целевого использования фитомелиоративные системы делят на следующие категории:

специальные, не используемые с целью получения первичной продукции или эксплуатируемые в определенном режиме (парки, скверы, защитные полосы, насаждения охраняемых территорий в пределах зеленых зон городов);

продукционные, фитомелиоративные функции которых используются без ущерба для производства первичной продукции (поля, плодовые сады, виноградники, фитоаквакультура и т.д.);

рудеральные, фитомелиоративные функции, которыми выполняются спонтанно.

Эффективность фитомелиоративной системы определяется как:

отношение количества поглощенного загрязняющего вещества, к общему количеству поступающего извне за определенное время (в случае фильтрующей функции по механизму сопротивления внешним воздействиям);

отношение количества выделенного растениями за определенное время в определенном объеме вещества с мелиоративными свойствами к количеству вещества в некоторый исходный момент времени в том же объеме до начала работы фитомелиоративной системы (в случае работы системы по принципу усиления);

отношение количества выделенного растениями вещества в определенном объеме за определенное время к количеству этого вещества в том же объеме, потребленного человеком за тот же период времени (в случае компенсирующего действия).

При определении фитомелиоративной эффективности рекультивирующих систем используются косвенные показатели, такие как, например, содержание гумуса в почве до рекультивации и по прошествии определенного периода после введения в действие фитомелиоративной системы, т.е. скорость гумусообразования в новых условиях. Наибольшей эффективностью отличаются многовидовые, многоярусные фитомелиоративные системы древесно-кустарниковых насаждений. Травянистые рудеральные сообщества в целом уступают по эффективности природным травянистым и древесно-кустарниковым, но, тем не менее, выполняют ряд важных функций в урбоэкосистеме: закрепляют нарушенные субстраты, препятствуя запылению атмосферы, поглощают значительное количество токсичных веществ, поступающих в окружающую среду с выбросами предприятий и выхлопными газами от автотранспорта, например. Различные фитомелиоративные системы функционально дополняют друг друга, поэтому в каждом крупном городе целесообразно использовать все возможные в данных условиях фитомелиоранты в комбинациях, позволяющих максимизировать желаемый эффект.

Свойства растений, используемых в составе городских и пригородных насаждений. Среди различных свойств видов растений, использующихся в фитомелиоративных системах, выделяют следующие характеристики, которые имеют наибольшее значение для достижения высокой эффективности фитомелиоративных мероприятий:

способность произрастать в широком диапазоне условий почвенного богатства, определяемых механическим составом и запасом питательных веществ; широкий диапазон толерантности к условиям почвенного увлажнения;

в ряде случаев, когда фитомелиоративные системы создаются в специфических эдафических условиях, для достижения желаемого эффекта необходимо использовать растения, специализированные в произрастании на очень богатых или, наоборот, очень бедных местообитаниях, или в условиях одновременного затопления и засоления; растения засоленных местообитаний проявляют и свойства высокой устойчивости к газо-аэрозольным выбросам;

высокая устойчивость (соответственно, низкая чувствительность) к промышленным газо-аэрозольным загрязнениям; как правило, листопадные деревья умеренных широт и травянистые растения засушливых местообитаний демонстрируют более высокую устойчивость к этому фактору, чем, соответственно, хвойные растения и растения более влажных местообитаний;

способность поглощать загрязняющие вещества из атмосферы или водной среды;

хорошо выраженные фитонцидные свойства; хорошо выраженная способность к ионизации атмосферного воздуха;

ветвистые кроны с густой листвой или плотной хвоей, что является необходимым условием для использования растений в целях шумопоглощения;

высокие эстетические качества: растения с красивыми, декоративными кронами, побегами, цветками, плодами используются в архитектурно- планировочной фитомелиорации.

Главныепринципы создания насаждений в различных функциональных зонах городов. Принцип комплексности: растительные системы проектируются, создаются и используются для достижения не одной, а комплекса фитомелиоративных целей. Принцип соответствия насаждения типу местообитания, который предполагает в свою очередь использование следующего комплекса принципов: экологические и лесотипологические. Подбирается ассортимент видов, способных произрастать в условиях данного лесохозяйственного района и данного местообитания. Интродуцированным видам отдается предпочтение в случае, если их экологические характеристики близки к таковым местных видов, но устойчивость к промышленному загрязнению значительно выше. Из полученного списка исключаются виды с ярко выраженными аллелопатическими свойствами, которые подавляют другие виды при совместном произрастании в смешанных насаждениях.

Филогенетические и биосистематические. В основе использования этих принципов лежат представления о соответствии географических ареалов видов растений их экологическим и филогенетическим особенностям: филогенетически близкие таксоны занимают идентичные экологические ниши. На основе данного принципа создаются так называемые монокультурные парки и сады из деревьев разных видов одного рода, обладающие высокими санитарно-защитными, рекреационными и эстетическими свойствами. Эти же принципы положены в основу селекционной работы по выведению новых форм (в рамках современных таксонов), обладающих такими свойствами, которые делают их пригодными для культивирования в специфических условиях города.

Эстетические принципы. Используются преимущественно в архитектурно-планировочной, эстетической и рекреационной фитомелиорации при создании пейзажных элементов насаждений.

Лишь на основе комплексного применения методических принципов и подходов лесоведения, биогеоценологии, физиологии, генетики и селекции растений, ландшафтной архитектуры возможно решение задач экологической оптимизации современного урбанизированного ландшафта.

ТЕМА 9

ЭКОЛОГИЯ ФАУНЫ В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

1. Структура города как фактор формирования фауны.

2. Поведенческие адаптации животных к жизни в городской среде.

3. Феномен и формы синантропии.

4. Влияние урбанизации на ареал видов.

5. Специфика состава, распределения и некоторых черт экологии животных урбанизированных территорий.

1. Структура города как фактор формирования фауны.

Условно город делят на две подсистемы: природную и антропогенную. К природной подсистеме относится биологическая система, в которую входят биотические компоненты – биота. Процесс устойчивого освоения антропогенных ландшафтов обнаруживает определенные, эволюционного масштаба, сдвиги:

- в экологии животных. Фактически, животные реагируют на города как на конгломерат условий, имитирующие естественные: нагромождение скал, обрывы, леса, водоемы и т.п. На этой основе формируются специфические урбанизированные комплексы видов, использующих эти условия. Экологию животных в городах в значительной мере характеризует следующая классификация: 1) сельскохозяйственные (продуктовые); 2) комнатные; 3) служебные (сторожевые собаки, животные в зоопарках); 4) безнадзорные (собаки, кошки); 5) синантропные; 6) дикие.

- в поведении ряда видов животных в осваиваемой среде. В процессе освоения городского ландшафта животные не только используют благоприятные условия, но и вырабатывают определенные адаптации к ним.

В фауну городов существенные различия вносит их размер, различное географическое положение и исторические особенности. Ключевыми факторами, определяющими особый статус города как среды обитания животных, являются элементы экологической обстановки, присущие урбанизированному ландшафту. В качестве основных параметров выделения мест обитания используются ландшафтно-экологические различия участков территории:

- состояние растительности;

- общая застроенность;

- наличие открытых пространств;

- гидрологические условия;

- фактор беспокойства;

- интенсивность движения транспорта;

- плотность населения людей.

На основании этого для города характерно множество типов местообитаний, объединенных в 5 комплексов:

1. Комплекс техногенных местообитаний;

2. Комплекс застройки. Особенности городской архитектуры открывают широкие возможности для поселения многих видов птиц и других животных. Часть из них прямо связаны с каменными строениями, имеющими множество ниш, щелей, карнизов (голуби, стрижи).

3. Комплекс открытых пространств, в том числе и городские свалки, где концентрируются грачи, вороны, галки, голуби.

4. Комплекс зеленых насаждений (белки, дрозды, зяблики);

5. Комплекс водно-болотных мест обитания.

Важнейшие местообитания, исчезающие из урбанизированных областей, следующие: сырые или влажные участки (с застойным увлажнением); бедные питательными веществами почвы и воды; участки с густой растительностью; древесина различной степени разрушения; скальные породы и продукты их выветривания: ложбины, низины, склоны.

Следует отметить, что различие условий и места обитания в городе значительно разнообразнее, чем представленная выше классификации. Приведем примеры основных местообитаний, складывающихся в них условий и особенностей фауны.

Постройки.

Строения– представляют собой совершенно особые и отчасти новые для живого экологические ниши. Для заселения животными внутренних помещений определяющими факторами являются: наличие специфического источника питании, температурный режим и относительная влажность воздуха.

Непостоянно отапливаемые жилые домахарактеризуются, прежде всего, частой, относительно сильной изменчивостью температуры в помещении, расположением отапливаемых и неотапливаемых помещений.

Чердаки. По своей пространственной структуре чердаки пригодны для гнездования (сизый голубь), отдыха, сна, зимовки (летучие мыши). В свою очередь гнезда птиц и подстилка из экскрементов летучих мышей заселяются многими видами членистоногих. Главной причиной встречаемости доминирующих таксонов являются трофические связи:

- кровь и детрит гнезда: блохи;

- плесень и детрит: ногохвостки, сеноеды;

- останки животных: кожееды, моли;

- экскременты: двукрылые.

Этажи. Фауна этажей зависит в первую очередь от наличия пищи, от структуры и расположения комнат. Так, нижние и верхние этажи как правило отличаются повышенной влажностью воздуха, южные комнаты теплее северных.

Экологически фауна этажей подразделяется на следующие группы: вредители запасов, вредители материалов, паразиты человека, паразиты домашних животных, обитатели домашней пыли, обитатели плесени, фауна цветочных горшков и комнатных растений, синантропные двукрылые, пауки, случайно проникающие виды (главным образом через окна, заносимые с почвой на обуви) виды и «фауна холодильников».

Подвалы. Присутствие специфических видов животных в подвалах зависит прежде все от абиотических факторов (темнота, высокая относительная влажность воздуха, устойчивая низкая температура), наличия пищи (хранящиеся продукты питания, дерево и плесневые грибы), структуры пространства и сравнительно слабых нарушений. Собственно, «подвальными» считаются лишь некоторые виды, остальные заносятся людьми с материалом, используют подвалы для зимовки.

Постоянно отапливаемые здания.В экологическом отношении характеризуются, прежде всего, довольно высокой с незначительными колебаниями на протяжении всего года температурой, пониженной в большинстве случаев относительно влажностью воздуха. Переоборудование непостоянно отапливаемых зданий в постоянно отапливаемые влечет за собой глубокие изменения в составе фауны. Например, развитие точильщика Anobium punctatum приостанавливается при включении центрального отопления. Постоянно отапливаемые здания с более сухим и теплым микроклиматом благоприятны для поселения жуков-кожеедов, платяной моли, рыжего таракана.

Внешние стены домов.Заметно отличается фауна озелененных стен домов от голых стен. В первом случае, среди растительности (виноград, плющ) отмечаются гнездования некоторых видов птиц (снегиря, серой мухоловки), колонии домового воробья. На неозелененных стенах зданий обитают эпилитные виды - обитатели скал, использующие стены зданий как потенциальное убежище. Высокая их численность связана с большим возрастом городов и расширением их территорий. В заполненных раствором швах старых домов поселяются перепончатокрылые. Например, пчела-коллетес, являющаяся вредителем зданий.

Крыши.Фауна крыш зависит от их формы (плоская, наклонная), наличия или отсутствия растительного покрова. Особенно богата фауна плоских, покрытых мхом крыш (жуки, клопы, гусеницы бабочек, пауки; иногда гнездится хохлатый жаворонок). Собственный ценоз формируется в желобах крыш, в котором изучены, прежде всего, тихоходки и коловратки. Многочисленны гнезда ос, птиц под выступающими частями крыш.

Балконывследствие наличия на них различных видов растений и определенных пространственных структур могут быть местами концентрации некоторых видов животных. Здесь гнездятся некоторые птицы: домовой воробей, зеленушка, деревенская ласточка, черный дрозд. Балконные растения служат кормом для перепончатокрылых, селящихся в стенах домов. Под цветочными горшками часто встречается уховертка, а в цветочных ящиках зимуют божьи коровки, хлебный трипс. В косяках, перилах гнездится большеголовая оса.

Складские и некоторые производственные помещения.Данные типы помещений различаются как по важнейшим абиотическим факторам, так и по наличию пищи, а соответственно и по населяющей их фауне, которая отчасти сходна с фауной жилых домов.

Хранилища муки и зерна. Этот тип строений обладает специфичной фауной, включающей высокую долю космополитов и постоянно обогащающейся заносными видами. Некоторые виды насекомых из родов Sitophilus, Trogoderma, Ephestia, и Sitotroga, а также ряд их паразитов в природе больше не встречаются.

Пекарни. Типичными животными пекарен считаются рыжий и черный тараканы, домовой сверчок, мельничная огневка, комплекс амбарных клещей, различные чернотелки и некоторые щетинохвостки. Например, щетинохвостка термобия домашняя (Thermobia domestica) обитает почти исключительно в пекарнях.

Застроенные территории.

С точки зрения антропогенной нагрузкиможно условно разделить на: городские центры, районы старой застройки, районы новостроек. В первых двух случаях наблюдаются схожие условия: повышенная и относительно устойчивая температура, очень быстрый сток дождевой води и связанная с этим низкая относительная влажность воздуха. Степень застроенности территории очень велика (свыше 80%), свободная почва как правило сильно эвтрофицированна и засолена. Растительность развита незначительно, преобладают ухоженные газоны, цветочные клумбы, кустарниковые насаждения. Деревья встречаются обычно отдельными экземплярами, дикорастущие виды почти полностью отсутствуют. Районы новостроек характеризуются окраинным положением по отношению к ранее застроенным городским кварталам и более сильным влияние городских окрестностей. Районы новостроек рассматривают как сукцессии городской фауны. В различных городах здесь сходны сначала свободные экологические ниши, которые быстро заселяются определенными видами. Общие закономерности изменения фауны в городских новостройках (на примере птиц):

- доминируют виды, гнездящиеся на зданиях; они составляют в большинстве случаев свыше 90% общего числа гнездящихся пар;

- по мере развития растительности возрастает количество птиц, размножающихся в природе на кустарниках и деревьях;

- общее число видов, их число на 10 га, число гнездящихся пар и плотность заселения увеличиваются с возрастом района;

- численность некоторых видов (например, хохлатого жаворонка) наоборот, уменьшается, поскольку по мере застройки исчезают оптимальные для них местообитания.

Дороги.

Асфальтированные дороги обладают барьерным эффектом по отношению к распространению животных. Четырехрядная дорога – такой же эффективный барьер против распространения мелких млекопитающих, как и водная полоса вдвое большей ширины. Барьерный эффект дороги обусловлен прежде всего следующими причинами:

- изменение важнейших микроклиматических факторов на расстоянии до 30м с каждой стороны проезжей части;

структура дороги может действовать как механическая преграда;

- шум, пыль, ночное освещение, выхлопные газы, засоленность почвы обуславливают неблагоприятную экологическую обстановку;

- непостоянство растительности вследствие обработки гербицидами и механических воздействий;

- гибель при пересечении дороги, сдувание потоками воздуха более мелких видов.

Обочины дорог. Транспортные выбросы и другие антропогенные факторы оказываю значительное воздействие на фауну обочин, в следствие чего, возникают новые ассоциации – антропогенные зональные зооценозы, характеризующиеся своеобразной структурой сообщества.

Мощеные тротуары, места стоянок транспорта и улицы бывают предпочтительными местообитаниями для различных жалящих перепончатокрылых, особенно для некоторых видов, обитающих в песке. На некоторые виды благоприятно влияет высокая температура, которая под уличными покрытиями значительно выше, чем в открытом грунте. По сравнению с окружающей местностью здесь наблюдается ускорение развития и более раннее появление насекомых, а иногда частичное образование в течение года второго поколения.

Железнодорожные сооружения. Создающиеся специфические условия характеризуются следующими особенностями: антропогенные наслоения камня, гравия, песка с незначительной долей естественной почвы; сильное поверхностное нагревание насыпей; применение солей; локальные загрязнения горючего и смазочного масла; преобладание солеустойчивых однолетников и теплолюбивых многолетников.

Кладбища.Отличаются эмоционально-обусловленным отсутствием нарушений, что приводит к появлению некоторых видов и прежде всего позвоночных, высоко видовое разнообразие членистоногих. Биотопы кладбищ отличаются значительными площадями открытого грунта, естественными почвами, но с перемешанными горизонтами, разнообразен растительный покров (наличие хвойных, интродуцентов, кустарников).

Особенности городской среды, откладывающие отпечаток на формирование фауны:

1. Рост урбанизации (нарушение естественного ландшафта, интенсивное потребление природных ресурсов, загрязнение окружающей среды отходами, застройка пустырей, расширение города за счет поглощения ближайших населенных пунктов, рекреационная нагрузка и т.п.) негативно влияет на животных.

2. На обитание животных в городе значительный отпечаток накладывает островной характер пригодных для их существования биотопов: озелененные пространства, луговины, пустоши, кладбища, поймы рек и ручьев перемежаются заасфальтированными улицами и площадями, транспортными путями и т.п.

3. Еще одна особенность городской среды – наличие множества переходных зон между отдельными биотопами.

4. Особенности формирования городского климата. С одной стороны на жизнедеятельность и распространенность животных, в городах создаются благоприятные условия для обитания определенных типов фауны: температура воздуха в городе на 1-2 °С выше; обилие пищи и значительное количество укрытий для потомства). Но вместе с тем относительная влажность воздуха ниже на 20%; идет загрязнение почвы и воды, имеет место запыленность и загрязненность воздуха, шум, большое количество бродячих кошек и собак. В результате в городе выживают эврибионтные полифаги, обладающие высокой плодовитостью и пластичным поведением.

5. Различный «возраст» отдельных кварталов или застроек, также сказывается на распространенности некоторых видов.

На рисунке 6 схематически показано пути формирования флоры и фауны городов.

Рис. 6. Пути формирования флоры и фауны городов

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 2767; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 28 29 30 31 323334 35 36 37 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!