Урболесоведение

Российская академия наук Отделение биологических наук РАН

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ЛЕСОВЕДЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК







Л.П. РЫСИН, С.Л. РЫСИН




УРБОЛЕСОВЕДЕНИЕ





















Товарищество научных изданий КМК Москва * 2012

УДК 630


Издано при поддержке Программы фундаментальных исследований Отделения биологических наук РАН «Биологические ресурсы России: оценка состояния и фундаментальные основы мониторинга»

Рысин Л.П., Рысин С.Л. Урболесоведение. М.: Товарищество научных изданий КМК. 2012. 240 с.

   Урболесоведение - направление науки, исследующее особенности жизни леса на урбанизированных территориях. Лесные насаждения играют важнейшую роль в обеспечении устойчивого развития городов, выполняя множество средообразующих, защитных, санитарно-гигиенических и рекреационных функций. Специфика городской среды влияет на все компоненты лесных сообществ, и это должно учитываться при планировании и проведении лесоводственных мероприятий.
   Для специалистов в области лесоведения, экологии, биогеоценологии, охраны природы, а также для аспирантов и студентов.



Ответственный редактор: член-корреспондент РАН Б.Р. Стриганова


Рецензенты:
Доктор биологических наук РА. Карписонова
Доктор биологических наук М.Г Романовский













ISBN 978-5-87317-855-1

                      © Л.П. Рысин, С.Л. Рысин, текст, 2012 © Товарищество научных изданий КМК, издание, 2012

                ВВЕДЕНИЕ





   Рост числа городов и территорий, которые они занимают, увеличение численности городского населения (так называемая «урбанизация») давно уже приняли глобальные масштабы. Если в середине XIX века в городах проживало только 2% населения, в начале XX века - 10%, в 1970-х годах - 33%, то сейчас уже более 50%. В Германии горожане составляют 94%, в Испании - 91%, в Англии и Японии - 76%, в России и США - 74% (Дементьев, 2005).
   Город оказывает сильнейшее влияние на природную среду и все ее компоненты, изменяя климат, рельеф, гидрологический режим, почвенный покров, растительность и животный мир. Однако город не должен быть «каменными джунглями», он должен стать «местообитанием», благоприятным и комфортным для человека, обеспечивать «устойчивое развитие» городского социума. Большое значение имеет совершенствование технологий в промышленности, транспорте, в коммунальном хозяйстве, но есть еще не менее важное условие. На урбанизированных территориях должна быть сохранена природная биотическая компонента и, в первую очередь, зеленые насаждения, значение которых для городского населения огромно и многофункционально. Лесные сообщества выполняют водоохранные и почвозащитные функции, создают более благоприятные мезоклиматические условия, поглощают пыль, токсиканты и избыток углекислого газа, насыщают воздух кислородом, служат оздоровлению, являются местами отдыха. Популярность лесных насаждений в городе и его ближайших окрестностях чрезвычайно высока, но, к сожалению, отношение к лесу, даже со стороны органов лесного хозяйства далеко не всегда удовлетворительно. Нужна научно обоснованная, многоаспектная концепция ур-болесоведения - науки, изучающей специфику жизнедеятельности леса и его компонентов на урбанизированных территориях, рассматривающей все стороны жизни лесных насаждений в условиях города и его окрестностей. Структура этого научного направления должна соответствовать классической структуре лесоведения как науке о лесе, но все вопросы следует рассматривать и решать с учетом особенностей условий, которые здесь складываются.
   Все растения реагируют на техногенные условия городской среды. Повышенная загазованность и запыленность воздуха, несколько иные климатические условия и световой режим, включая искусственное освещение в темное время суток, изменение ряда характеристик почвенных условий (влажность, аэрированность, плотность, твердость,

3

водопроницаемость, загрязнение солями и тяжелыми металлами и др.), часто проявляющееся рекреационное воздействие неизбежно отражаются на жизнеспособности древесных пород. Однако их реакция далеко не одинакова; по-разному меняются интенсивность роста, продолжительность жизни, конкурентоспособность и, как следствие, характер взаимоотношений при совместном произрастании. На урбанизированные территории нельзя автоматически переносить ставшие традиционными приемы ведения лесного хозяйства, например, санитарные рубки или рубки ухода, не проведя предварительно соответствующей разъяснительной работы среди населения. Лесокультурные работы должны ориентироваться, с одной стороны, на рекреационное назначение будущих насаждений, а с другой - учитывать специфику среды урбанизированных территорий. Нередко заходит речь об обогащении городских лесов путем возвращения ранее обитавших здесь, но уже исчезнувших видов растений. Наш многолетний опыт показал, что сделать это крайне сложно, и гораздо целесообразнее принимать меры для сохранения того, что еще осталось. Все эти вопросы, как и многие другие, должны стать предметом интересов урболесове-дения.
   Предлагаемая книга стала результатом многолетней работы авторов в лесах Подмосковья. Вместе с тем мы попытались обобщить многочисленные литературные материалы. Надеемся, что она может быть использована при подготовке специалистов, работающих в сфере лесного хозяйства на урбанизированных территориях.
   Книга публикуется при поддержке Программы фундаментальных исследований Отделения биологических наук РАН «Биологические ресурсы России: оценка состояния и фундаментальные основы мониторинга». Авторы искренне благодарны руководителям Программы.

4

                Глава 1. УРБАНИЗАЦИЯ -ГЛОБАЛЬНЫЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС




   Возникновение и развитие городов имеет тысячелетнюю историю с общими (глобальными) и специфическими (региональными и локальными) особенностями. Следствиями этого процесса, получившего название «урбанизация» (от латинских urbs - город, urbanus - городской), стали стремительный рост городского населения и образование многочисленных скоплений городских поселений (агломераций), объединённых интенсивными и многообразными связями в сложные динамические системы (Владимиров, Лаппо, 1984).
   Первые поселения зачастую имели бревенчатые заборы; в этом случае они назывались «городищами». Поселения меньших размеров получили название «селищ». Судьба городищ складывалась по-разному - одни бесследно исчезали, другие сохранялись в течение длительного времени, а некоторые позднее становились городами, У древних городов обычно невозможно назвать точную дату их возникновения. Например, официальной датой основания Москвы считается 1147 г. - именно тогда суздальский князь Юрий Владимирович Долгорукий пригласил на встречу черниговского князя Святослава Олеговича. Состоялся «обед силён», как записано в летописи. Но первые поселения на территории современной Москвы появились еще в VI тысячелетии до н.э., в верхнем палеолите. К этому периоду относятся обработанные человеком кости мамонта, найденные на берегу речки Химки. Несколько «моложе» кремневые орудия, обнаруженные у деревни Мякинино. Обстоятельно исследованы места и описаны следы стоянок, существовавших во втором тысячелетии до нашей эры: Алеш-кинская (на правом берегу Химкинского водохранилища), Крутицкая (в районе Крутицких переулков), Серебряноборская, Троице-Лыков-ская (у села Троице-Лыково), Щукинская (в районе Щукино), Дьяковская (в районе Коломенского). Каменные орудия и остатки керамической посуды так называемого «бронзового века» (II тысячелетие до н.э.) были найдены у Покровских ворот и в Крылатском, в Чертанове и на Софийской набережной, в Сокольниках и на Воробьёвых горах, в Дорогомилово и во многих других местах; можно считать, что уже тогда почти вся территория современной столицы была заселена. Со временем количество поселений продолжало расти. В раннем «железном веке» (с середины I тысячелетия до н.э. до середины VI-VII

5

вв. н.э.) в черте Москвы находилось не менее 10 укрепленных городищ: Дьяковское, Кунцевское, Филёвское, Мамоново, Сетуньское, Тушинское, два Спас-Тушинских, Пенягинское, Нижнекотловское, Капотнинское и до 25 более мелких поселений; общая численность населения была не меньше тысячи человек (Кренке, 1997). Очевидно, что и упомянутая ранее встреча двух князей прошла не в безлюдном месте - на реке Москве стояли села, принадлежавшие боярину Степану Ивановичу Кучке. Поэтому 1147 г. - это, скорее, условная, а не реальная дата основания Москвы.
   Совсем иначе обстоит дело с городами более позднего происхождения - обычно место для их основания выбиралось вполне осознанно, более или менее точно известны даты начала их строительства. Например, городами со временем стали многие «остроги», построенные казаками, направлявшимися за Урал - в Сибирь и на Дальний Восток. Иркутск начался с постройки русского поселения «Иркутское зимовье»; затем был построен Иркутский острог (1661-1669 гг). Омск был основан в 1716 г., долгое время существовал как острог и лишь в 1782 г. стал городом. Томск был основан в 1604 г. Точную дату своего «рождения» (16 мая 1703 г.) имеет Санкт-Петербург - именно в этот день Пётр I заложил Петропавловскую крепость в устье реки Невы.
   Дальнейшая судьба городов определялась многими факторами -географическими, политическими, экономическими. Вот наглядный пример: «ровесником» Москвы является город Тотьма на реке Сухоне, но биографии у этих городов оказались совершенно разными. Еще в VIII в. до н.э. долина реки Москвы в пределах современного города была одним из основным очагов интенсивного хозяйственного освоения региона (Кренке, 1997). «Плюсом» в дальнейшем стало и выгодное географическое положение, позволявшее людям расселяться как в долготном, так и в широтном направлениях, осваивая близлежащие территории. Москва стала одним из крупнейших городов мира (11,6 млн. жителей), а Тотьма осталась небольшим городом в Вологодской области с населением около 11 тыс. человек.
   Археологи нашли города, возникшие за 12 тыс. лет до нашей эры. Значительная их часть была разрушена землетрясениями, войнами, пожарами. Долгое время процент городского населения Земли был ничтожно мал. Но начиная с XIX в., с развитием промышленности, доля жителей городов становится всё больше, и в середине этого столетия они составляли уже 2% обитателей нашей планеты. В начале XX столетия эта цифра увеличилась до 10%, сейчас она превысила 50% и продолжает расти. В качестве одного из критериев использует

6

ся такое понятие как «уровень урбанизации» - отношение численности городского населения в данном регионе к его общей численности. Например, в Санкт-Петербурге в 2000 г. этот показатель был на уровне 0,914 (Сергеева, 2005). Впрочем, в последние десятилетия в развитых странах наметился и противоположный процесс, получивший название деурбанизации - часть городского населения «меняет» город на сельскую местность, растёт число так называемых «экопоселений».
   Иногда город называют «экосистемой». Еще в 1984 г. эстонский геоботаник В.В. Мазинг поставил перед учеными принципиальный вопрос: город - это экосистема или биогеоценоз? К обсуждению экосистемной сущности города мы еще вернемся, но понятие «биогеоценоз» для города не применимо в любом случае.
   Впервые термин «биогеоценоз» был предложен В.Н. Сукачёвым в статье «Идея развития в фитоценологии» (1942). Он же в статье «О принципах генетической классификации в биоценологии» (1944) более подробно рассмотрел эту тему и сформулировал следующее определение: биогеоценоз - это участок земной поверхности, на известном протяжении однородный по горным породам, по влаге, по атмосферным явлениям, по почве, по растительному и животному миру и характеризующийся одинаковой на этом протяжении формой взаимодействия между этими элементами географического комплекса. В.Н. Сукачёв не считал себя «первооткрывателем», ссылаясь на то, что существуют другие, близкие по смыслу определения: «элементарный ландшафт» (Пономарёв, Полынов), «эпиморфа» (Аболин), «биохора», «ландшафт второго порядка» (Берг), «участок территории» (Гожев), «микроландшафт» (Ларин), «микрокосм», «голоцен» и др. Однако, по его мнению, термин «биогеоценоз» более соответствует характеру изучаемых объектов, поскольку сочетает понятия «геоценоз» и «биоценоз», объединяющий «фитоценоз» и «зооценоз» (тогда ещё не существовало понятий «микоценоз» и «микробоценоз»). Позиция В.Н. Сукачёва представляла собой развитие взглядов Г.Ф. Морозова, его концепции основных «лесообразователей». В работе «Основы лесной биогеоцено-логии» (1964, с. 9) В.Н. Сукачёв писал: «Именно Морозов должен по праву считаться основоположником лесной биогеоценологии».
   В 40-50-х годах прошлого столетия быстрыми темпами развивалось ландшафтоведение, и далеко не все видели различие между биогеоценозом и ландшафтом. По мнению В.Н. Сукачёва, ландшафт является более широким (в том числе и в пространственном отношении) понятием. Например, есть «ландшафт западносибирской лесо

7

степи», для которого характерно чередование берёзовых колков, открытых лугово-степных территорий и заболоченных западин. Ландшафт - один, а в его пределах - некоторое множество биогеоценозов нескольких типов.
   Позднее В.Н.Сукачёв (1964) усложнил определение биогеоценоза, сформулировав его следующим образом: это «совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействия этих слагающих её компонентов и определённый тип обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии» (с.23). Биогеоценозы есть повсюду, где существуют растительные или животные организмы; совокупность всех биогеоценозов составляет биогеоценотический покров Земли, являющийся частью биосферы. Человек является «мощнейщим фактором, воздействующим на природные биогеоценозы», но он не должен включаться в число их компонентов.
   В.Н. Сукачёв развивал понимание «биогеоценоза», однако оставался неизменным основной смысл термина. Биогеоценоз - это относительно однородный участок земной поверхности Земли, где во взаимодействии находятся все его компоненты - атмосфера, почва, растительность, животный мир, грибы, микроорганизмы. Совершенно очевидно, что такому определению город никак не соответствует.
   Автором термина «экосистема» является английский ботаник и эколог А. Тэнсли (A. Tansley). Экосистема - это «естественная единица, представляющая совокупность живых и неживых элементов; в результате взаимодействия этих элементов создается стабильная система, где имеет место круговорот веществ между живыми и неживыми частями; экосистемы могут быть различных размеров». Это и лесной массив, и отдельная роща, и заболоченная ложбинка в этой роще. На карте, в отличие от биогеоценоза, она может вообще не иметь границ, поскольку это система, в первую очередь, функциональная. Тем не менее, В.В. Мазинг (1984) всё-таки счёл возможным применить это понятие к городу, поясняя при этом следующее.
   1.    Город - зависимая экосистема, поскольку он сам не способен себя обеспечить ни энергией, ни питанием для населения, ни кислородом (город живёт за счёт ресурсов окружающей атмосферы); он выкачивает грунтовые воды или снабжается из ближайших водоёмов.

8

   2.   Город - аккумулирующая экосистема с положительным балансом обмена веществ; накапливается мощный «культурный» слой из строительных материалов и разнообразных отходов, рельеф сглаживается, а в ряде случаев создаются положительные формы; в почве и в воде накапливаются токсичные соединения.
   3.   Город - неуравновешенная система; его развитие определяется не природными процессами, а деятельностью человека.
   С нашей точки зрения, перечисленные выше особенности города лишают его права называться «экосистемой». Экосистема - функционально целостное образование, находящееся в состоянии подвижного равновесия, которое является обязательным условием её существования. В нормально функционирующей экосистеме все компоненты находятся между собой в определённых отношениях, обеспечивающих её устойчивость (устойчивое развитие). На любое нарушение экосистема реагирует постепенным восстановлением равновесного состояния.
   Французский ученый А.Л.Ле Шателье в 1884 г. сформулировал ставший широко известным принцип: если на систему, находящуюся в истинном равновесии, оказывают воздействие извне путём изменения какого-либо из условий, определяющих положение равновесия, то она (система) будет меняться в направлении того процесса, который ослабляет эффект воздействия. Руководствуясь этим принципом, можно получить представление о направлении реакции, которое будет содействовать восстановлению равновесия. Изначально принцип Ле Шателье предназначался для описания поведения неорганических систем, но позднее он стал использоваться более широко, в том числе и для анализа поведения систем биологических. Последние также стремятся к состоянию равновесия (гомеостаза) и к его восстановлению в случае нарушения. Специфической особенностью живых систем является множество постоянно происходящих обменных процессов, причём эти системы сами воспроизводят условия, необходимые для их сохранения.
   «Город представляет модель крайне неустойчивой и уязвимой системы, утратившей способность к самовосстановлению, неспособной противостоять негативным экологическим факторам среды, включая антропогенные воздействия. Сохранение стабильности и устойчивости природного комплекса в городе затруднительно и постоянно требует больших затрат материальных и энергетических ресурсов» (Почва. Город. Экология, 1997, с. 16). С такой характеристикой города нельзя не согласиться.

9

   Несколько лет назад была опубликована коллективная монография «Город-экосистема» (1997). Во введении к этой работе говорится о том, что «...исследования городов как экосистем только начинаются, и в настоящее время нет чёткой формулировки понятия городской экосистемы, не определены пороговые (критические) характеристики, по которым можно однозначно выявить её границы, так как различна, прежде всего, физико-географическая и социально-экономическая значимость этих границ. Нет ясного представления об особенностях функционирования экосистемы» (с. 7). При этом авторы предлагают в качестве «рабочей» следующую формулировку: экосистема города -«пространственно ограниченная природно-техногенная экосистема, сложный комплекс взаимосвязанных обменом веществ и энергии автономных живых организмов, абиотических элементов, природных и техногенных, создающих городскую среду жизни человека, отвечающую его потребностям: психологическим, этническим, трудовым, экономическим, социальным. Состоит она из взаимосвязанных и взаимопроникающих подсистем (сред): квазиприродной (преобразованной географической среды), ландшафтно-архитектурной, социально-экономической, общественно-производственной. Связь между ними столь велика, что практически ни одна из них в отдельности не может выполнять свои функции и в то же время отсутствие одной из подсистем влечёт разрушение экосистемы «Город» в целом» (с. 30-31).
   Высказывается убеждение в том, что необходимо новое направление экологической географии, которое должно синтезировать «все естественно-исторические знания и выводы общественных наук о городе как естественной экологической нише человека и о городском человеке как разновидности Homo sapiens, о природе города, о взаимосвязи природы и общества, города и природы. Новое направление, основой которого является представление о городе как ЭКОСИСТЕМЕ ЧЕЛОВЕКА (выделено авторами монографии), со всеми внутренними и внешними связями и структурой управления» (с. 9). С нашей точки зрения, такой подход не соответствует первоначальному (и широко распространённому) пониманию экосистемы как природного явления. Напомним, что известный эколог Ю. Одум (1986) называл города «паразитами биосферы», поскольку их первичная продукция ничтожна мала по сравнению с потребляемым ими количеством энергии.
   В.С. Преображенский (1984) определяет город как техническую систему, которая специально проектируется и создается для защиты человека и средств его деятельности от неблагоприятных свойств окружающей среды.

10