Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Урбоэкология и мониторинг

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 782287.01.01
К покупке доступен более свежий выпуск Перейти
Учебное пособие представляет руководство к практическим, лабораторным работам, посвященным вопросам экологии и мониторинга городской среды для защиты окружающей среды от загрязнений, понимания роли основных компонентов урбоэкосистем: растительного и животного мира, почв, поверхностных и подземных вод, воздушных масс тропосферы, устойчивости растительных сообществ к воздействию факторов урбанизированной среды. Пособие логически структурировано, состоит из шести тематических глав, каждая сопровождается практикумом, заданиями к самостоятельной работе студентов. Содержит также глоссарий, тестовые задания, вопросы для самостоятельной подготовки. Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.10 «Ландшафтная архитектура», направленность (профиль) «Садово-парковое и ландшафтное строительство».
Коротченко, И. С. Урбоэкология и мониторинг : учебное пособие / И. С. Коротченко. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 159 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). - ISBN 978-5-16-018069-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1908970 (дата обращения: 22.05.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
УРБОЭКОЛОГИЯ 
И МОНИТОРИНГ

И.С. КОРОТЧЕНКО

Москва
ИНФРА-М
2023

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано 
Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений, обучающихся 
по направлению подготовки 35.03.10 «Ландшафтная архитектура» 
(квалификация (степень) «бакалавр») 
(протокол № 8 от 19.10.2022)

УДК 504.064(075.8)
ББК 20.173я73
 
К68

Коротченко И.С.
К68  
Урбоэкология и мониторинг : учебное пособие / И.С. Коротченко. — 
Москва : ИНФРА-М, 2023. — 159 с. — (Высшее образование: Бакалав-
риат). 

ISBN 978-5-16-018069-4 (print)
ISBN 978-5-16-111083-6 (online)
Учебное пособие представляет руководство к практическим, лабора-
торным работам, посвященным вопросам экологии и мониторинга город-
ской среды для защиты окружающей среды от загрязнений, понимания 
роли основных компонентов урбоэкосистем: растительного и животного 
мира, почв, поверхностных и подземных вод, воздушных масс тропосферы, 
устойчивости растительных сообществ к воздействию факторов урбанизи-
рованной среды.
Пособие логически структурировано, состоит из шести тематических 
глав, каждая сопровождается практикумом, заданиями к самостоятельной 
работе студентов. Содержит также глоссарий, тестовые задания, вопросы 
для самостоятельной подготовки. 
Соответствует требованиям федеральных государственных образова-
тельных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подго-
товки 35.03.10 «Ландшафтная архитектура» (направленность (профиль) 
«Садово-парковое и ландшафтное строительство»).

УДК 504.064(075.8)
ББК 20.173я73

Р е ц е н з е н т ы:
Первышина Г.Г., доктор биологических наук, доцент, профессор ка-
федры технологии и организации общественного питания Института 
торговли и сферы услуг Сибирского федерального университета;
Вышегородцева И.С., кандидат биологических наук, доцент, доцент 
кафедры биологии и экологии Красноярского государственного ме-
дицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого 
Министерства здравоохранения Российской Федерации

ISBN 978-5-16-018069-4 (print)
ISBN 978-5-16-111083-6 (online)

© Коротченко И.С., 2022
© Красноярский государственный 
аграрный университет, 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................. 4 
1. 
УСТОЙЧИВОЕ 
РАЗВИТИЕ 
УРБАНИЗИРОВАННЫХ 
ТЕРРИТОРИЙ ......................................................................................... 6 
Практическая работа 1. Экологическое равновесие урбанизирован-
ной территории ..................................................................................... 11 
Лабораторная работа 1. Оценка устойчивости и стабильности 
экосистем. Строение интродуцированных хвойных древесных 
растений, используемых в озеленении г. Красноярска .................... 17 
2. ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ В ГОРОДАХ .......................................... 21 
Практическая работа 2. Химическое загрязнение почв города ....... 22 
Лабораторная работа 2. Загрязнение сельскохозяйственных угодий 
тяжелыми металлами ............................................................................ 26 
3. ВОЗДУШНАЯ СРЕДА ГОРОДА .................................................... 29 
Практическая работа 3. Оценка опасности загрязнения городского 
воздуха промышленными предприятиями и автотранспортом ....... 35 
Лабораторная работа 3. Качественная оценка загрязнения воздуха 
с помощью лишайников (лихеноиндикация)  .................................... 39 
4. ВОДНАЯ СРЕДА ГОРОДА ............................................................. 56 
Практическая работа 4. Городские сточные воды ............................ 58 
Лабораторная работа 4. Определение качества питьевой воды ...... 60 
5. ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ В ГОРОДАХ .................................. 69 
Практическая работа 5. Расчет шумового загрязнения городской 
территории ............................................................................................. 71 
Лабораторная работа 5. Оценка шумового загрязнения окружающей 
среды ...................................................................................................... 73 
6. ГОРОДСКИЕ ОТХОДЫ .................................................................. 80 
Практическая работа 6. Полигоны ТБО и их влияние на окру-
жающую среду ...................................................................................... 86 
Лабораторная работа 6. Оценка радиационного состояния окру-
жающей среды ....................................................................................... 88 
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ...................................................... 96 
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ....................................................................... 113 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................... 115 
ГЛОССАРИЙ ....................................................................................... 116 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК ............................................... 154 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Расширение городских  застроенных территорий, увеличение 
числа автомобилей, средств  общественного транспорта, развитие 
сферы потребления связаны с все большим натиском городов и других 
населенных мест на окружающую городскую среду. Отношения 
между городами, поселками, сельскими населенными  пунктами, городскими 
агломерациями и окружающей их природной средой характеризуются 
большой сложностью и комплексностью. С одной  стороны, 
целостная система природы неоднородна: ее составляют и физически 
разные среды – газообразная, жидкая и твердая, и биологически 
неодинаковое вещество – абиотическое, биотическое и биокосное, и 
сами компоненты природы, различные по их физической сущности, 
химическому составу, интенсивности обмена веществом и энергией, 
многообразным связям, благодаря которым стала возможна эволюция 
природы.  
С другой стороны, городская среда также весьма сложна и обладает 
собственными прямыми и обратными связями, характерными 
для сложной социально-экономической многоуровневой территориальной 
системы. Учитывая все сказанное выше, а также дальнейшее 
развитие урбанизации и индустриализации, наиболее важным в подготовке 
бакалавров направления подготовки 35.03.10  «Ландшафтная 
архитектура» является освоение обучающимися принципов экологии 
городов и поселений, знаний о взаимодействии экологических факто-
ров в урбанизированной среде, о формировании городской среды, оз-
накомлению их с современными градостроительными предложения-
ми, направленными на охрану здоровья населения городов, пробле-
мами сохранения равновесия и устойчивости городской среды, с про-
ведением мониторинга состояния городской среды и мониторингом 
состояния зеленых насаждений. 
Цель преподавания курса «Урбоэкология и мониторинг» – фор-
мирование экологического мировоззрения, понимание роли основных 
компонентов урбоэкосистем: растительного и животного мира, почв, 
поверхностных и подземных вод, воздушных масс тропосферы, ус-
тойчивости растительных сообществ к воздействию факторов урба-
низированной среды. 
Задачами курса являются:  

 приобретение студентами знаний и практических навыков в 
области мониторинга урбоэкосистем при решении вопросов приро-
доохранного обустройства территорий, мелиорации и рекультивации 

ландшафтов, создания объектов ландшафтной архитектуры в урбани-
зированной среде; 

 знакомство с основными компонентами урбоэкосистем (рас-
тительного и животного мира, почв, поверхностных и подземных вод, 
воздушных масс и т. п.) и их ролью в формировании комфортной го-
родской среды; 

 изучение закономерности динамики урбоэкосистем в различ-
ных климатических, географических условиях при различной интен-
сивности техногенной нагрузки; 

 овладение основными методами ландшафтной таксации, мо-
ниторинга состояния и инвентаризации на объектах ландшафтной ар-
хитектуры. 
Студенты должны обладать следующими теоретическими зна-
ниями и практическими навыками:  

 знать основные принципы защиты окружающей среды от за-
грязнений; методы мониторинга состояния окружающей среды; зна-
чение экологических факторов и санитарно-гигиеническую роль на-
саждений в урбанизированной среде; закономерности динамики ур-
боэкосистем в различных климатических, географических условиях 
при различной интенсивности антропогенной нагрузки; 
р

 уметь применять методы мониторинга для слежения за со-
стоянием насаждений, прогноза состояния и принятия оперативных 
решений по улучшению качества городской среды; определять коли-
чественную и качественную оценку состояния зеленых насаждений; 

 владеть методикой проведения мониторинга городской среды; 
способностью дать рекомендации, направленные на сохранение сре-
дообразующих, водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических, 
оздоровительных и иных полезных функций зеленых насаждений и 
сооружений на объектах ландшафтной архитектуры. 
Предлагаемое учебное пособие является оригинальным издани-
ем. Учебное пособие апробировано в различных вариантах (практи-
ческие работы на занятиях, работы в природной обстановке, при вы-
полнении дипломных работ и т. д.). Компактность изложения, его 
концептуальная и дидактическая ясность сочетаются с полнотой рас-
крытия тематики. Пособие логически структурировано, состоит из 
шести тематических глав, каждая из которых сопровождается прак-
тикумом, приводятся также вопросы к зачету, глоссарий, библиогра-
фический список, методические рекомендации для самостоятельной 
работы студентов.  

1. УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ  
ТЕРРИТОРИЙ 
 
Для урбоэкологии наряду с основными понятиями, законо-
мерностями и принципами общей экологии особенное значение 
имеют ее прикладные аспекты на биогеоценотическом уровне. 
Главным экологическим принципом в условиях неизбежного про-
грессирующего антропогенного изменения природной среды, 
обоснованным С. С. Шварцем, является то, что биогеоценозы и 
другие экологические системы в индустриальном и урбанизиро-
ванном мире не могут быть сохранены в естественном состоянии. 
Только для особо охраняемых территорий (природных и нацио-
нальных парков, заповедников, заказников и т. д.) нет никаких 
объективных причин для их неизбежного ухудшения и утраты ими 
биосферных функций. По мнению С. С. Шварца, преобразование и 
оптимизация биогеоценозов на урбанизированных территориях 
должны быть основаны на выполнении следующих требований: 
1. Биомасса всех основных трофических уровней биогеоце-
ноза максимальна. Преобладание фитомассы над зоомассой, харак-
терное для антропогенных ландшафтов, выражено не резко, что 
обеспечивает синтез большого количества кислорода и продуктов 
животного и растительного происхождения. 
2. Большому объему продукции биогеоценоза соответствует 
его высокая продуктивность. Произведение продуктивности и 
биомассы максимально, что является главной предпосылкой для 
быстрой компенсации возможных потерь биомассы на отдельных 
трофических уровнях, возможных в результате случайных пли 
преднамеренных внешних воздействий. 
3. Сложная структура биогеоценоза в целом и разнородность 
отдельных его трофических уровней, что обеспечивает высокую 
стабильность биогеоценоза в широком спектре внешних условий. 
При этом важно сохранить состояние гомеостаза не только для по-
пуляций доминирующих видов животных и растений, но и для 
экосистемы в целом. Поддержание биогеоценоза в состоянии ди-
намического равновесия обеспечивает состояние гомеостаза и для 
абиотических составляющих биогеоценоза (гидрологического ре-
жима, газового состава атмосферы и т. д.), что делает экосистему в 
целом чрезвычайно устойчивой к внешним воздействиям. 

4. Высокая скорость обмена веществом и энергией в биогео-
ценозе как предпосылка вовлечения в биотический круговорот 
всей продуцируемой биомассы в течение короткого времени, что 
может обеспечить максимальную скорость биологического само-
очищения экосистемы. 
5. Высокая продуктивность и стабильность экосистемы явля-
ется предпосылкой высокой степени ее резистентности и гибкости, 
т. е. способности к быстрой перестройке структуры сообщества 
живых организмов и к быстрым эволюционным преобразованиям 
популяций их доминирующих видов при направленном изменении 
внешней среды. Все это может обеспечить поддержание биогеоце-
ноза в оптимальном состоянии при изменении условий среды. 
В урбоэкологии при конструировании систем расселения по-
мимо перечисленных принципов формирования «оптимальных 
биогеоценозов» широкое применение находят также такие важные 
экологические категории и понятия, как «энергетические и трофи-
ческие уровни и пирамиды», «экологические ниши», «закон 1 %», 
«закон 10 %», «эффект опушки» и др. 
При решении конструктивных задач расселения необходимо 
стремиться к достижению наиболее важной, экологической цели, 
реализация которой на достаточно обширных территориях может 
стать важнейшей предпосылкой достижения гармонии во взаимо-
отношениях общества и природы. 
Природная среда в процессе взаимодействия с развивающим-
ся человеческим обществом должна бесконечно длительное время 
сохранять основные свои характеристики, обусловливающие ход 
наиболее важных естественных процессов на планете – достаточ-
ную фотосинтезирующую активность автотрофных растений, вос-
производство в необходимых масштабах всех своих компонентов, 
сохранение многообразия жизни на Земле, способность природы к 
самоочищению и ее дальнейшую эволюцию. Все эти качества при-
родной среды могут быть обеспечены лишь при условии, что сила, 
частота и продолжительность прямых связей в системе «общество–
природа» должны соответствовать тем же показателям обратных 
связей или реакций природной среды на антропогенное давление. 
Это означает, что взаимодействие человеческого общества и при-
родной среды должно происходить в условиях экологического 
равновесия. 

Для локальных масштабов, районов расселения, городских аг-
ломераций и урбанизированных районов потеря экологического 
равновесия может обернуться настоящей катастрофой, последст-
вия которой нанесут огромный ущерб не только природе, но и хо-
зяйству, и социальным условиям в том или ином районе. Поэтому 
поддержание экологического равновесия следует считать важнейшим 
экологическим принципом решения конструктивных задач 
расселения в рамках регионального расселения и районной планировки. 

Под экологическим равновесием в рамках урбоэкологии следует 
понимать такое состояние природной среды района, при котором 
обеспечивается саморегуляция, надлежащая охрана и воспроизводство 
основных ее компонентов: атмосферного воздуха, водных ресурсов, 
почвенно-растительного покрова, животного мира.  
В соответствии с этими непременными условиями такого состояния 
должно быть:  
1) воспроизводство основных компонентов природной среды, 
обеспечивающее их баланс в межрайонных потоках вещества и 
энергии;  
2) 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; 
3) соответствие степени биохимической активности экосистемы 
района (в том числе наличие условий для биологической переработки 
органических и нейтрализации вредного воздействия 
неорганических загрязнений) уровню антропогенных загрязнений; 
4) соответствие уровня физической устойчивости ландшаф-
тов силе воздействия транспортных, инженерных, рекреационных 
и других антропогенных нагрузок; 
5) баланс биомассы в ненарушенных или слабо нарушенных 
антропогенной деятельностью участках экосистемы района рассе-
ления. 
Наличие в пределах района формирования системы расселе-
ния первого и последнего условий в ряде случаев может рассмат-
риваться как достаточно надежная гарантия удовлетворения всех 
других требований экологического равновесия. 
Если рассмотреть все условия экологического равновесия на 
различных территориальных уровнях, можно заметить разницу в 

возможностях их реализации. На глобальном уровне все эти усло-
вия должны быть, безусловно, выполнены. Как правило, их можно 
выполнить и на макротерриториальном уровне (континенты, круп-
ные страны, отдельные регионы крупнейших государств). На мик-
ротерриториальном уровне применительно к локальным системам 
расселения (агломерации, города) можно выполнить только часть 
условий экологического равновесия, в чем нетрудно убедиться, 
рассмотрев упрощенный экологический баланс абиотических ком-
понентов природной среды города с населением 1 млн жителей. 
Территория (примерно 20 тыс. га) даже очень хорошо озеле-
ненного миллионного города (такого, например, как Донецк) за 
один год произведет не более 25–30 тыс. т кислорода. Потребление 
же этого газа промышленностью, энергетикой, транспортом города 
составит не менее 10 млн т (без учета ежегодного его потребления 
на окисление органических продуктов опада растительности, кото-
рое можно считать постоянным и независимым от антропогенной 
деятельности). Если бы воздушный бассейн такого города был ог-
раничен какой-либо преградой, то кислорода его обитателям хва-
тило бы всего на 40–50 лет. Благодаря тому, что воздух постоянно 
перемешивается и восстанавливается, убыль кислорода над урба-
низированными территориями практически не ощущается. В сред-
нем расход кислорода миллионным городом может быть воспол-
нен за счет регенерации этого газа открытыми пространствами, за-
нимающими не менее 15–20 тыс. км2. Таким образом, города су-
ществуют за счет открытых пространств – лесов, лугов, полей, ак-
ваторий. 
Не говоря уже о невозможности выполнить пятое условие 
экологического равновесия – обеспечить в городе баланс биомас-
сы, 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, 
то удовлетворительное решение проблемы может быть найдено 
лишь в рамках достаточно обширного района, в частности, в пре-
делах групповых систем населенных мест. 
Вместе с тем многообразие объектов градостроительного про-
ектирования, их различный экономический и демографический по-

тенциал, разнообразие природных условий предопределяют и раз-
личные возможности для сохранения экологического равновесия в 
границах этих объектов, поэтому более правильно говорить, по 
меньшей мере, о трех уровнях экологического равновесия: полном, 
условном и относительном. 
1. Полное экологическое равновесие может быть достигнуто 
при удовлетворении всех его условий. Необходимыми предпосыл-
ками для этого должны быть значительная территория района 
формирования системы расселения и наличие в нем достаточно 
сбалансированных отношений между природой и техникой, урба-
низацией и естественной средой. Критерии достижения экологиче-
ского равновесия этого уровня различны в разных природно-
экологических зонах страны и зависят от многих конкретных усло-
вий (климата, лесистости, гидрологических условий, степени хо-
зяйственной освоенности территории и т. д.). Этот наивысший 
уровень экологического равновесия применительно к северу Лу-
ганской области может быть обеспечен на территории с плотно-
стью населения не более 50–60 чел./км2 и лесистостью не менее 
20–30 %. 
2. Условное экологическое равновесие можно обеспечить 
при отсутствии лишь первого условия. Это реально на территориях 
с плотностью населения не выше 100 чел./км2, достаточно высокой 
долей открытых пространств и при значительной лесистости (не 
менее 20–30 %). Относительное экологическое равновесие может 
быть обеспечено во всех остальных случаях. Обязательное требо-
вание при этом удовлетворение условий соответствия геохимиче-
ской и биохимической активности, а также физической устойчиво-
сти территории данного района антропогенным воздействиям, т. е. 
выполнение, трех из пяти условии экологического равновесия. 
3. Относительное экологическое равновесие может быть 
обеспечено не столько за счет резистентности природной среды 
района формирования системы расселения, сколько за счет стаби-
лизации возрастающих антропогенных нагрузок путем последова-
тельного осуществления комплекса гигиенических, инженерно-
планировочных, технологических и других мероприятий, компен-
сирующих вредное воздействие на среду. 
Любая система расселения (район формирования такой сис-
темы) представляет собой иерархическую структуру, состоящую 
из многих соподчиненных элементов более низкого порядка. Для 

достижения полного экологического равновесия на достаточно 
обширных территориях, как минимум, необходимо, чтобы уровень 
экологического равновесия в пределах систем расселения высшего 
ранга не был ниже соответствующего уровня входящих в эту сис-
тему подсистем следующего, более низкого ранга. 
 
Практическая работа 1. Экологическое равновесие  
урбанизированной территории 
 
Демографическая емкость территории – максимальное число 
жителей, потребности которых могут быть обеспечены за счет ресур-
сов территории при сохранении экологического равновесия. Демо-
графическая емкость районов устанавливается обычно путем анализа 
наиболее важных для повседневной деятельности природных компо-
нентов: территорий, пригодных для промышленного и гражданского 
строительства; сельскохозяйственных земель, необходимых для орга-
низации пригородной сельскохозяйственной базы; водных ресурсов; 
территорий, благоприятных для организации массового отдыха насе-
ления. Демографическая емкость территории является величиной пе-
ременной и не означает какого-либо нормативного показателя. Он 
отражает некий планировочный порог, за пределами которого нару-
шается равновесие всех природных, хозяйственных и социальных ус-
ловий. В условиях роста национального благосостояния, повышения 
плодородия почв показатели демографической емкости будут изме-
няться в сторону повышения. 
Демографическую емкость определяют как наименьшее из зна-
чений частных демографических емкостей: 
1. По наличию территории: 
 

1000 ,
1
T
D
H
1000
T

H
1000

                                          (1) 

 
где   D1 – частная демографическая емкость, чел.;  
Т – площадь территории, для которой рассчитывается демогра-
фическая емкость;  
Н – ориентировочная потребность в территории 1000 жителей 
(Н = 20 – 30 га). 
2. По наличию всех водных ресурсов: 
 

2
3,
D
D
D
2
3,
D
D
2
3                                            (2) 

 

К покупке доступен более свежий выпуск Перейти