Понятие экологического равновесия
Понятие экологического равновесия.
Разработка и реализация комплекса мероприятий, обеспечивающих сохранение и улучшение природной среды в том или ином районе, в сочетании со стремлением получить возможно больший народнохозяйственный эффект — чрезвычайно сложны из-за трудностей, связанных с анализом и прогнозом характера взаимодействий природной и антропогенной субсистем, преодолением конфликтных ситуаций между ними и отсутствием экологических нормативов на окружающую среду. Поэтому значение реализации системного, биоэкономического и других подходов в рамках региональной урбоэкологии.
Все это свидетельствует о том, что помимо интеграции научных экологических знаний необходимы достаточно общие, масштабные и универсальные экологические принципы, которые могли бы быть положены в основу при решении конструктивных задач расселения на различных территориальных уровнях.
Характер и пути решения конструктивных задач расселения намечаются в рамках специальных градостроительных дисциплин — регионального расселения и районной планировки, имеющих определенные цели. Главная цель районной планировки, официально закрепленной в законодательном порядке,— наиболее рациональное решение территориально-хозяйственного устройства проектируемого района, формирование его архитектурно-планировочной структуры и функционального зонирования в целях обеспечения оптимальных условий для развития производства, градостроительства, сохранения и улучшения природной среды, сохранения памятников материальной культуры при условии эффективного и комплексного использования естественных, экономических и трудовых ресурсов.
В этой формулировке нетрудно заметить весьма существенные неточности. Речь идет по существу о нескольких целях районной планировки — экономической (эффективное и комплексное использование естественных, экономических и трудовых ресурсов, оптимальные условия для развития и размещения производства), социальной (оптимальные условия для развития градостроительства, сохранение памятников материальной культуры, улучшение природной среды) и экологической (сохранение и улучшение природной среды, комплексное использование природных ресурсов), объединенных единством территории и детерминированных во времени. Кроме того (и это наиболее существенно), не ясно, что гарантирует достижение этих целей. Очевидно, что в формулировке целей должны быть критерии их достижения, отражающие некое желаемое состояние экономической, социальной и экологической составляющих данного района, которое становится возможным на данном этапе развития общества благодаря определенному уровню развития науки, техники, производительных сил, общественных отношений. В данном случае, учитывая специфику книги, наибольший интерес представляет основной критерий достижения экологической цели.
В жизни даже безупречное с точки зрения комбинирования и кооперирования производств, современных методов промышленного и гражданского строительства, развитости технической инфраструктуры проектное решение может оказаться несостоятельным с экологической точки зрения, если в нем отсутствует критерий достижения экологической цели и не сформулирована сама эта цель. Неопределенный «учет интересов охраны природы» в таком проекте может оказаться лишь косметическим средством, неспособным обеспечить нормальное функционирование природной среды в условиях резко возросшего производственного и демографического потенциала района. Нередко так и случается |при планировке динамичных промышленных районов, в которых в течение 5—10 лет происходят кардинальные сдвиги в масштабах, и структуре и размещении хозяйства и многократно увеличиваются антропогенные нагрузки на природную среду. В таких условиях особенно важно иметь достаточно универсальные и отражающие специфику градостроительных документов экологические критерии и принципы.
Понятие экологического равновесия. В процессе взаимодействия с развивающимся человеческим обществом природная - среда должна бесконечно длительное время сохранять (а в ряде случаев и улучшать) основные ее характеристики, обусловливающие ход наиболее важных естественных процессов на Земле — достаточную фотосинтезирующую активность автотрофных растений, воспроизводство в необходимых масштабах всех своих компонентов, сохранение многообразия жизни на планете, способность к самоочищению и дальнейшей эволюции. Все эти качества природной среды могут быть обеспечены лишь при одном важнейшем условии — сила, частота и продолжительность прямых связей в системе «общество — природа» должны соответствовать тем же показателям обратных связей или реакций ПРИРОДНОЙ среды на антропогенное давление, а это означает, что взаимодействие человеческого общества и природной среды должно происходить в условиях динамического гомеостаза, равновесного состояния.
Речь идет, конечно, не об абсолютном естественном равновесии, которое потребовало бы превратить всю Землю в гигантский заповедник. Развитие человеческого обществ неизбежно ведет к изменению природной среды. Вместе с тем антропогенные изменения не должны носить характер катастроф, ведущих к новым экологическим кризисам. Они должны быть постепенными, обеспечивать правильное распределение и силу антропогенных нагрузок и необходимые условия адаптации к ним, человека и природной среды. Такое состояние динамического гомеостаза в биосфере (в отличие от естественного равновесия) назовем динамическим экологическим равновесием и примем в качестве главного критерия достижения экологической цели регионального расселения и районной планировки.
Абсолютного естественного равновесия на Земле не было и до появления человека. В условиях подобного равновесия была бы невозможна и сама эволюция биосферы. Однако природа развивается миллиарды лет и происходящее в ней изменения для человека практически незаметны. Находящиеся в естественном равновесии экосистемы и биогеоценозы в процессе своей эволюции проходят целый ряд стадий, которым присуща смена экологических характеристик (продуктивности, породного и видового состава и т. д.), в том числе и определенная степень устойчивости к внешним воздействиям. Такие стадии, т. е. последовательность растительных и животных сообществ, сменяю. Противоположным этому состоянию является нарушение динамического гомеостаза, которое означает нанесение ущерба, выходящего за пределы определенного допустимого уровня совокупности всех внешних условий и влияний, оказывающих воздействие на жизнь и развитие человека, на человеческое поведение и, следовательно, на общество.
Замещение видов в сукцессиях обусловлено тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций. Этот процесс продолжается по тех пор, пока достигается равновесие между биотическими и абиотическими компонентами. Подобная терминальная стабилизация экосистемы называется климаксом. Так, в случае вторичной сукцессии заброшенное поле через 1—2 года зарастает травой, далее в течение 15—20 лет оно бывает покрыто злаками и кустарником, затем 60—70 лет на нем растет сосновый лес и затем развивается устойчивый климаксовый широколиственный или смешанный лес. Точно так же на вырубках, где ранее были хвойные леса, сначала появляется кустарниковая растительность, затем лиственные породы (преимущественно береза и осина), сменяющиеся снова хвойными деревьями, и наконец, лесное сообщество переходит в климаксовое состояние. Климаксовые системы обладают наибольшей биомассой, но и самой низкой продуктивностью. Поэтому хозяйственное развитие экосистем, трансформация биогеоценозов в агро- и урбоценозы происходит в сторону постоянного повышения продуктивности последних, что исключает достижение экосистемой фазы климакса, т. е. многократно снижает ее устойчивость, пластичность и резистентность. Вследствие невозможности отказа от интенсивного хозяйственного использования агро- и урбоценозов сохранение многообразия и компонентного баланса природной среды, а следовательно и экологического равновесия, все в большей степени начинает зависеть от территориальных, в том числе архитектурно-планировочных методов, обеспечивающих достаточное разнообразие биогеоценоза и антропогенных ценозов в пределах крупных экосистем.
Экологическое равновесие в региональном расселении и районной планировке.
Все сказанное об экологическом равновесии имеет прямое отношение к региональному расселению и районной планировке и не в последнюю очередь потому, что территорию любого государства образуют районы различного таксономического ранга, проведение природоохранных мер планировочного характера в которых может оказаться весьма действенным не только для отдельной страны, но и для объектов континентального и даже планетарного масштабов.Излишне говорить о том, чем грозит человечеству в целом потеря экологического равновесия на Земле. Но и в локальных масштабах для районов расселения, городских агломераций и урбанизированных районов потеря экологического равновесия может обернуться настоящей катастрофой, последствия которой нанесут огромный ущерб не только природе, но и хозяйству, и социальной сфере. Поэтому поддержание динамического экологического равновесия следует считать важнейшим экологическим принципом расселения, и одновременно главной экологической целью регионального расселения и районной планировки.
Под экологическим равновесием в региональном расселении и районной планировке следует понимать такое состояние природной среды района, при котором обеспечиваются саморегуляция, надлежащая охрана и воспроизводство основных ее компонентов — атмосферного воздуха, водных ресурсов, почвенно-растительного покрова, животного мира. В соответствии - с этим непременными условиями такого состояния должны быть: воспроизводство основных компонентов природной среды, обеспечивающее их баланс в межрайонных потоках вещества и энергии; соответствие степени геохимической активности ландшафтов (в том числе наличие условий для достаточно высоких темпов миграции продуктов техногенеза) масштабам производственных и коммунально-бытовых загрязнений окружающей среды; соответствие степени биохимической активности экосистемы района уровню антропогенных загрязнений (в том числе наличие условий для биологической переработки органических и нейтрализации вредного воздействия неорганических загрязнений); соответствие уровня физической устойчивости ландшафтов силе воздействия транспортных, инженерных, рекреационных и других антропогенных нагрузок; баланс биомассы в ненарушенных или слабо нарушенных антропогенной деятельностью участках экосистемы района расселения, достаточная сложность и возможно большее разнообразие природной среды.
При рассмотрении условий экологического равновесия на различных территориальных уровнях видна существенная разница в возможностях их реализации. На глобальном уровне все эти условия (и в этом состоит экологическая стратегия человечества) должны быть, безусловно, выполнены. Как правило, их можно выполнить и на макротерриториальном уровне (континенты, крупные страны, отдельные регионы крупнейших государств). На микротерриториальном уровне применительно к локальным системам расселения (агломерации, города) можно выполнить только часть условий экологического равновесия.
Наличие в пределах района формирования системы расселения первого и последнего условий экологического равновесия в ряде случаев может рассматриваться как достаточно надежная гарантия осуществления всех других его требований.
Нетрудно убедиться, обратившись к ориентировочному экологическому балансу абиотических компонентов природной среды хорошо озелененного города с населением 1 млн. жителей.
Не говоря уже о невозможности выполнить пятое условие экологического равновесия — обеспечить в городе баланс биомассы и необходимое разноооразие – ЭЛЕМЕНТОВ B экосистемы.
Следует помнить об огромных количествах вредных веществ, выделяемых промышленностью, транспортом, коммунально-бытовым сектором, которые даже при кардинальном изменении технологии производства останутся весьма существенными еще долгие годы. Все это свидетельствует о том, что если при решении конструктивных задач расселения ставить и экологические цели (что, как выше было показано, в современных условиях совершенно необходимо), то удовлетворительное решение проблемы может быть найдено лишь в рамках достаточно обширного района, и в частности, в пределах ГСНМ1. При экологическом подходе к проблеме город как система не имеет поста точных возможностей к саморегуляций, а поэтому должен рассматриваться в единстве с достаточно обширным районом.
Таким образом, мезотерриториальный уровень, уровень районной планировки является той реальной первичной территориальной основой, на которой можно обеспечить экологическое равновесие.
Гомеостатические уровни и принципы. Многообразие объектов градостроительного проектирования, их неодинаковый экономический и демографический потенциал, разнообразие природных условий предопределяют и различные возможности для сохранения экологического равновесия в границах этих объектов.
Кажущаяся саморегуляция жизнедеятельности отдельного города происходит за счет все большего введения в его систему дополнительной энергии, что не только повышает его энтропию как экологической системы, но ведет к дисбаслансу природных компонентов на окружающих его территориях и является основной причиной теплового загрязнения окружающей.
Поэтому более правильно говорить по меньшей мере о трех уровнях экологического равновесия — полном, условном и относительном.
Полное экологическое равновесие может быть достигнуто при удовлетворении всех его условий. Необходимыми предпосылками этого должны быть значительная территория района формирования системы расселения и наличие в нем достаточно сбалансированных отношений между природой и техникой, урбанизацией и естественной средой. Критерии достижения экологического равновесия этого уровня различны в разных природно-экологических зонах страны и зависят от многих конкретных условий (климата, лесистости, гидрологических условий, степени хозяйственной освоенности территории и т. д.). В целом этот наивысший уровень экологического равновесия применительно к средней полосе страны может быть обеспечен на территориях с плотностью населения не более 50—60 человек на 1 км2, лесистостью не менее 20—30% и индексом антропогенного давления менее 2.
Условное экологическое равновесие можно обеспечить при невыполнимости лишь первого условия. Это реально на территориях с плотностью населения не выше 100 человек на 1 км2, достаточно высокой долей открытых пространств, при значительной лесистости (не менее 20—30%) и индексе антропогенного давления 2—4.
Относительное экологическое равновесие может быть обеспечено во всех остальных случаях (индекс антропогенного давления при этом не должен превышать 6). Обязательное условие при этом — удовлетворение требований соответствия геохимической и биохимической активности, а также физической устойчивости территории данного района силе антропогенных воздействий, т. е. выполнение трех из пяти рассмотренных выше условий экологического равновесия.
При обосновании того или иного уровня экологического равновесия необходимо учитывать не только возможности, но и жесткие экологические и экономические императивы и ограничения. Так, для того чтобы сохранить полное экологическое равновесие в масштабе планеты, необходимо это сделать и в границах наиболее крупных стран, что неизбежно повлечет за собой стремление к достижению такого состояния природной среды в крупных их регионах и т. д.
Попытки представить себе возможность сохранения способности природной среды в границах крупных государств к частичному гомеостазу на уровне условного или тем более относительного экологического равновесия, т. е. главным образом путем развития мощной средозащитной техники, даже если пренебречь интересами нормальной эволюции биосферы (что, конечно, само по себе ошибочно), приводят к фантастическим результатам. Например, ориентировочные расчеты применительно к территории бывшего СССР показывают, что если обеспечить нормативное состояние атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова (основываясь лишь па гигиенических нормативах) исключительно путем строительства очистных сооружений, потребуется затратить много средств, для обслуживания сложнейшей экологической инфраструктуры.
Поэтому территориальные методы, способствующие сохранению экологического равновесия и не требующие, как правило, специальных крупных капиталовложений, представляются особенно перспективными как с экологической, так и с экономической точек зрения.
Если рассматривать любую систему расселения как иерархическую структуру, состоящую из многих соподчиненных элементов (подсистем расселения) более низкого порядка, то в интересах достижения полного экологического равновесия на достаточно обширных территориях как минимум необходимо, чтобы уровень экологического равновесия в пределах систем расселения высшего ранга (региональных системах расселения, крупных ГСНМ) не был ниже соответствующего уровня входящих в эту систему подсистем более низкого ранга. Поэтому при всем многообразии конкретных ситуаций стремление сохранить экологическое равновесие в пределах того или иного района должно опираться на четыре наиболее важных принципа.
Принцип мозаичности экологического равновесия основан на том, что территория района не в равной мере может противостоять антропогенным нагрузкам и не в одинаковой степени испытывает на себе эти нагрузки. Сохранение экологического равновесия в районе предполагает не только проведение стабилизирующих и компенсирующих мероприятий в различных функциональных зонах и природных ландшафтах, обеспечивающих достижение в их пределах динамического экологического равновесия того или иного уровня, но и целенаправленное перераспределение антропогенных нагрузок, экологическую сбалансированность различных участков района. В этом заключается существо градостроительных предложений регионального расселения и районной планировки как экологических дисциплин в их эндогенном аспекте.
Принцип иерархичности экологического равновесия представляет по существу тот же принцип мозаичности, перенесенный на более высокий территориальный уровень. Он основан на предположении о£ обязательности достижения полного экологического равновесия в пределах особо крупных территориальных единиц (страна, крупные ее регионы).
В условиях нашей страны с ее огромной территорией и высоким природным потенциалом существует реальная возможность обеспечить полное экологическое равновесие не только в границах экономических районов, но и в пределах большинства крупных административных единиц — областей, краев, республик. Поэтому необходимо учитывать этот важнейший территориальный фактор и стремиться к сбалансированности районов с различным уровнем экологического равновесия. Необходимо, чтобы на достаточно обширных территориях районы с условным и относительным экологическим равновесием были бы «уравновешены» районами, в пределах которых обеспечивается полное экологическое равновесие. В этом заключается сущность экзогенного аспекта регионального расселения и районной планировки как градостроительных и одновременно с этим экологических дисциплин.
Принцип континуальности предполагает непрерывный переход основных элементов природного ландшафта районов высшего территориального уровня во входящие в них районы более низкого территориального уровня, чем обеспечивается неразрывность компенсирующих элементов природной среды на всех территориальных уровнях.
Принцип динамичности экологического равновесия состоит в том, что, как уже было сказано, развитие экономики, рост населения, его потребностей в том или ином районе могут привести к частичному нарушению экологического равновесия — районы с полным экологическим равновесием могут трансформироваться в районы с условным и даже с относительным равновесием и т. д. Научно-технический и социальный прогресс (успехи биологии, экологии, сельскохозяйственной и лесохозяйственной наук, например) могут также привести (хотя и значительно реже) и к повышению уровня экологического равновесия. В этом заключается временной аспект регионального расселения и районной планировки как территориальных, градостроительных и экологических дисциплин.
Формирование экологически сбалансированной территориальной структуры расселения.
Условия и принципы динамического экологического равновесия, хотя и дают необходимое представление о территориальном механизме гомеостаза, все же недостаточны для того, чтобы оперировать этим понятием в практической деятельности. Использование гомеостатических принципов при планировке территорий разного таксономического ранга становится возможным при введении в градостроительную практику второго основного положения урбоэкологии — экологически сбалансированной территориальной структуры расселения.Взаимосвязь экологического равновесия с плотностью населения и характером использования территории. В настоящее время на земном шаре насчитывается около 15 млн. поселений, занимающих (вместе с открытыми пространствами, испытывающими на себе сильное влияние урбанизированной среды) около 9 млн. км2 (8% всей суши планеты), из которых более 6 млн. км2 приходится на города и техническую инфраструктуру. В 2000 г. территории городов увеличатся 7 млн. человек. Ясно, что учитывая ограниченность средств и напряженную демографическую ситуацию в стране, это абсолютно нереально.
Поэтому территориальные методы, способствующие сохранению экологического равновесия и не требующие, как правило, специальных крупных капиталовложений, представляются особенно перспективными как с экологической, так и с экономической точек зрения.
Экологический каркас пространственной организации расселения.
Оптимизация взаимодействия расселения и окружающей среды в большой степени зависит от характера пространственной организации систем расселения, соотношения в конкретных условиях зон с различными экологическим и хозяйственным режимами, т. е. от территориальной структуры расселения в крупных регионах.Огромная территория нашей страны и ее большой экологический потенциал, как и сложившаяся достаточно равномерная в целом сеть населенных мест, позволяют реализовать и поддерживать в будущем рациональную в экологическом отношении территориальную структуру, названную экологическим каркасом пространственной организации расселения.
В крупных регионах должен быть обеспечен баланс обширных территорий различного назначения (в том числе и очень продуктивных с экологической точки зрения), что является одной из важнейших предпосылок для сохранения в регионах полного экологического равновесия. При этом особый практический интерес представляет структура экологического каркаса наиболее крупных и сложных региональных систем расселения, в которых исходя из стратегических природоохранных задач расселения во всех случаях необходимо обеспечить полное экологическое равновесие. Поэтому при исследовании и проектировании региональных систем расселения (а тем более общереспубликанской системы) целесообразно рассматривать районы их формирования как территориальные системы, включающие крупные городские образования и обширные открытые пространства, которые в экологическом отношении могли бы уравновесить друг друга.
Во всех возможных случаях на стыке границ региональных систем расселения (которые целесообразно увязывать по возможности с внешними границами зон экологического равновесия) должны быть предусмотрены буферные зоны, в задачу которых входит компенсация экологической неполноценности некоторых региональных систем расселения в наиболее плотно заселенных районах страны и обеспечение экологического равновесия в перспективе.
В зонах экологического равновесия должны быть установлены наиболее строгие хозяйственный и экологический режимы. Эти режимы должны предусматривать проведение следующих наиболее важных мер: всемерное ограничение размещения новых промышленных производств; сдерживание роста крупных городов; ограничение нового транспортного строительства; запрещение всех рубок леса кроме санитарных; расширение сети природных парков, заповедников, заказников, охраняемых ландшафтов; поддержание лесистости на уровне не менее 40—50%; проведение комплекса мероприятий по биологической и физико-химической очистке производственных и коммунально-бытовых стоков и всемерное сохранение чистоты малых рек; восстановление популяций животных и птиц, имеющих хозяйственное значение, а также редких их видов; запрещение всех видов охоты кроме необходимых для поддержания фауны в равновесном состоянии; целенаправленное проведение мероприятий по инженерной подготовке и защите территории (в первую очередь в зеленых и пригородных зонах городов); ограниченное применение инсектицидов, пестицидов и гербицидов, всемерное внедрение биологических и интегрированных методов борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства.
При формировании экологического каркаса пространственной организации расселения необходимо учитывать не только региональные социально-экономические особенности, но и различия в устойчивости экосистем различных природных зон.
В арктической и тундровой зонах естественные экосистемы должны занимать не менее 98% территории, в северной зоне тайги и горных таежных районах — не менее 80—90%, в зоне южной тайги — не менее 50%, в зоне широколиственных лесов и лесостепной зоне — 30—35%, в степной зоне в зависимости от конкретных условий — 20—40%. Особенно осторожно надо подходить к этому вопросу в полупустынных и пустынных зонах. Функциональное зонирование района расселения при реализации соответствующих режимов использования территории создает предпосылки для достижения экологического баланса.
Систему, обладающую наибольшей экологической устойчивостью (условиями лесовозобновления, разнообразием биогеоценозов, повышенной мозаичностью ландшафтов, большим «эффектом опушки», обеспечением условий миграции животных и т. д.), называется природным каркасом района (территории). Обладая повышенной экологической активностью, устойчивостью, пластичностью, природный каркас района соотносится с природной «тканью» района, также характеризующейся известной биологической продуктивностью (сельскохозяйственные угодья, эксплуатационные леса и т. д.), как экономический каркас района (города, поселки, крупные транспортные и инженерные коммуникации и т. д.) соотносится с остальной территорией.
Площадные элементы (ареалы экологической активности) — национальные и природные парки, заповедники (биосферные, эталонные, ресурсные, демонстрационные, и др.), заповедные урочища, заказники (постоянные, временные, сезонные), леса I и II групп (в том числе используемые в рекреационных целях) и другие охраняемые территории.
Линейные элементы( экологической активности) — реки и их поймы, водоразделы (и особенно водораздельные леса), пограничные участки биотопов, озелененные коридоры транспортной и инженерно-технической инфраструктуры, защитные лесопосадки (полезащитные, водорегулирующие на склоновых землях, государственные лесные полосы, лесные полосы вдоль рек и водоемов, насаждения вдоль железных и автомобильных дорог и др.). специальные биотехнические коридоры и т. д. Главные задачи линейных элементов — поддержание целостности каркаса, обеспечение перемещения подвижных компонентов природной среды, выполнение хозяйственных, социальных и эстетических функций.
Точечные элементы (узлы экологической активности) - зеленые зоны городов, верховые болота, охраняемые объекты живой и неживой природы, памятники материальной культуры с охранными зонами и другие объекты. Основные задачи точечных элементов — охрана отдельных уникальных объектов природы и материальной культуры, выполнение хозяйственных (главным образом защитных и ресурсосберегающих), эстетических и социальных функций.
0
