Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Августа 2014 в 07:51, доклад
Характеризуются наибольшей степенью разнообразия хозяйственного использования территорий, а, следовательно, и наиболее разнообразными формами трансформации исходных природных ландшафтов. Процесс урбанизации, то есть роста и развития городов, сопровождающийся увеличением удельного веса городского населения в отдельных регионах, странах и мире в целом, является одним из важнейших аспектов современного этапа развития биосферы.
В настоящее время процесс урбанизации имеет в значительной мере стихийный, неуправляемый характер. С этим связано множество проблем, порождаемых современной цивилизацией. Среди них существенное место занимают проблемы геохимические, связанные с геохимической ролью городов в биосфере на современном этапе её развития.
Независимо от своего происхождения, растительный покров города всегда находится под мощным техногенным воздействием различных негативных факторов городской среды, связанных с загрязнением почв, грунтовых вод и атмосферы. Под их воздействием происходит угнетение растений, деградация и даже уничтожение, как отдельных экземпляров, так и целых сообществ. Разные виды растений приспособлены к различным диапазонам содержаний тех или иных загрязнителей, что даже используются в качестве основы биоиндикационных методов контроля и оценки состояния природной среды.
Одной из характерных особенностей растительного покрова городской среды является общее изменение химического состава растений. Установлено, что концентрация большинства металлов в растениях и их органах возрастает при увеличении степени загрязнения других компонентов ландшафта. Если сравнивать между собой различные внутригородские ландшафты, то содержание металлов в растениях увеличивается в ряду: парк жилого района – парк промышленного района – уличная посадка в промышленном районе. Механизм такого накопления представляет собой сложный физиологический процесс, в котором задействована не только корневая система растений, но и листва, а у травянистых растений – вся их поверхность, куда загрязнители попадают вместе с пылью и атмосферными осадками. Переходя в растворимую форму, они проникают в ткани растения с поверхности, и также усваиваются организмом. Таким образом, растения усваивают загрязнители и из почвы, и из грунтовых вод, и непосредственно из городской атмосферы. Поэтому растительный покров является конечной депонирующей средой для различных видов техногенных миграционных потоков. Здесь «сходятся» пути миграции загрязнителей, переносящихся различными способами – и все они могут тут накапливаться.
В результате, как констатирует Н.С. Касимов, растительный покров типичного города представляет собой, в сравнении с региональным фоном, биогеохимическую аномалию средней контрастности. А вблизи зон наиболее интенсивного техногенного загрязнения возникают высококонтрастные биогеохимические аномалии, с коэффициентами контрастности в десятки и сотни единиц.
Поэтому нужна очень большая осторожность при использовании городских и пригородных земель для выращивания сельскохозяйственных культур. Наибольшую потенциальную опасность представляют территории, прилегающие к промышленным предприятиям и дорогам. На загрязнённых ландшафтах можно культивировать лишь те сельхозкультуры, которые не усваивают избыточных содержаний имеющихся здесь загрязнителей. Выбор таких культур требует проведения специальных исследований, причём на весь комплекс загрязнителей. Следует также учитывать, что продукция, выращенная на тех же участках не в открытом грунте, а в парниках, подвергается значительно меньшему загрязнению, так как значительная часть токсичных элементов поглощается из атмосферы (особенно это характерно для овощных культур).
Подводя итог вышесказанному, можно констатировать, что города представляют гигантские природно-техногенные системы, характеризующиеся значительными масштабами трансформации природной среды. Изучение геохимических процессов, протекающих в этих системах, является одним из важнейших аспектов познания города как целостной экосистемы. Необходимо комплексное изучение источников загрязнения, миграционных потоков загрязнителей, трансформации транзитных и депонирующих сред под воздействием этих потоков.
К сожалению, современные исследования и экологический мониторинг в городах страдают недостатком комплексности. Так, в Красноярске проведена только эколого-геохимическая съёмка, результатом которой явилась полученная картина распределения загрязнения в различных транзитных и депонирующих средах. На основании данных этой съёмки сделана попытка определить источники загрязнения. Но сами процессы миграции (т.е. концентрации и рассеяния) элементов остались не изучены. Так что проведённая съёмка – это хорошо, но недостаточно. К сожалению, городские власти уверены, что проведения такого рода геохимических съёмок для оценки экологии города достаточно, и никакие другие работы не нужны. Ведётся, правда, эколого-геохимический мониторинг. Но он в современном виде ограничивается фиксацией промышленных выбросов и стоков, контролем за ними. А дальнейшая судьба элементов, поступающих из источников загрязнения, как они мигрируют, где накапливаются, какие факторы влияют на эти процессы и как могут повлиять в будущем в случае их изменения – это всё остаётся вне сферы наблюдения. И такая картина не только в Красноярске, но и везде. Московские экологи давно предлагают создать систему природно-техногенных стационаров, которые отслеживали бы динамику миграции химических элементов в городских ландшафтных средах. Но даже в Москве этот вопрос не решается.
Другая проблема заключается в том, что ограничивать рамки эколого-геохимических исследований городских систем только пределами городских территорий недостаточно. Потому, что города как эколого-геохимические системы неразрывно связаны с окружающими их территориями. Это взаимодействие между городом и окружающими его территориями имеет много аспектов. Остановимся на наиболее важных.
1. Роль города как источника загрязнения окружающих территорий. Процессы аэрогенного и водного переноса загрязнителей не замыкаются в рамках городских территорий, а выходят далеко за их пределы. Восходящие воздушные потоки, связанные с техногенным разогревом атмосферы городов (о них уже шла речь в прошлой лекции), поднимая газы и аэрозоли на большую высоту, способствуют их разносу далеко за пределы собственно городских территорий. Геохимические исследования загородных территорий показывают, что содержания химических элементов в снеговом покрове становятся фоновыми на удалении порядка 100 км от городских окраин (вокруг малых городов – десятков километров). В результате пригородная зона тоже оказывается зоной экологического неблагополучия. При этом ближайшая пригородная зона (10-12 км от города) характеризуется повышенной концентрацией тяжёлых металлов в пылевом аэрогенном осадке. Это объясняется тем, что непосредственно в городской черте много разнообразных источников пылевого загрязнения, а за пределы городской черты выносятся большей частью тонкие пылевые частицы – выбросы промышленных предприятий. Тем не менее, накопления металлов в почвах этих зон в большинстве случаев не отмечается, то есть пока природа в целом справляется с самоочисткой от такого загрязнения.
Загрязнение, связанное с водными миграционными потоками, также распространяется на значительные территории. Протяжённость техногенных потоков рассеяния в донных осадках водотоков ниже крупных источников загрязнения может превышать 50 км. Специфика такого загрязнения в его, как правило, фрагментарном распространении: повышенные концентрации возникают на отдельных участках, играющих роль геохимических барьеров на пути движения потока загрязнителей. Но в наиболее урбанизированных районах и целые водотоки могут приобретать характер техногенных.
Ещё один аспект влияния города на пригородные районы – окружение любого города сетью коммуникаций, густота которых с приближением к городу увеличивается. Это автомобильные и железные дороги, трубопроводы, линии электропередач. Влияние этих систем на трансформацию природной среды мы рассмотрим отдельно.
2. Не менее, а, может, даже более важная сторона взаимодействия городов с окружающими территориями заключается в том, что город не может существовать без использования экологических ресурсов своего окружения. Это использование заключается, с одной стороны, в потреблении ресурсов чистого воздуха и воды, выращиваемой за городом сельскохозяйственной продукции, а с другой – в утилизации и захоронении отходов, продуктов «жизнедеятельности» городской системы, для чего тоже нужно занимать внегородские территории. Поэтому в последние годы экологи считают очень актуальной проблему экологической оптимизации не только городской среды самой по себе, но и всей системы город – окружающие территории. Речь идёт о необходимости экологического равновесия как состояния, обеспечивающего длительную устойчивость природно-техногенных систем. Структура такой системы должна состоять из нескольких зон.
В целом ключевой проблемой, от решения которой зависит возможность преодоления глобального экологического кризиса, многие специалисты считают проблему баланса потребительских и экологических благ. Суть её в том, что рост производства потребительских благ, повышая, с одной стороны, комфортность среды обитания человека, в то же время деструктивно воздействует на природные экосистемы и, тем самым, приводит к снижению благ экологических. А это неизбежно ведёт и к снижению потребительской комфортности. И без достижения разумного баланса между тем и другим деградация природно-техногенных экосистем неизбежна.