Зеленые насаждения в мониторинге окружающей среды крупного промышленного города (на примере Красноярска) - Автореферат

Обосновать систему аналитических методов оценки экологического и эстетического состояния древесных растений, позволяющие определить уровень экологической комфортности городских территорий по показателям индивидуального роста дендроиндикатора, разработать методику определения уровня качества объектов озеленения. В настоящее время оценка санитарного и эстетического состояния древесных растений проводится глазомерно по состоянию крон деревьев, что приводит к субъективности результатов, либо по площади горизонтального сечения или объема крон, определяемых методами эвклидовой геометрии [Колесников, 1974; Полякова, 2004 и др.]. Анализ литературных источников позволил составить относительную (так как число экологических факторов и процессов, вызывающих у древесных растений способность к защите, потенциально не ограничено) классификацию процессов, факторов, видов, обусловливающих стабильность озелененных территорий в урбанизированной среде, и на основе экологического подхода определить алгоритм дендроиндикационных исследований методами биоиндикации [Морозов, 1962; Риклефс, 1979; Удовенко, 1979; Илькун, 1982; Матюк, 1983; Гродзинский, 1983; Полевой, 1989; Реймерс, 1990; Рожков, 2003; Николаевский, 2002; Лищинская, 2003; Башкин, 2005]. Анализ индикаторной роли древесных растений позволил составить классификацию процессов и факторов, определяющих стабильность роста древесных растений в урбанизированной среде. Первый тип пространственной структуры объединяет насаждения, деревья в которых растут и развиваются в сообществе, - это групповой тип произрастания, второй тип - насаждения, состоящие из свободно растущих деревьев - свободный тип произрастания, т.е. растения в них не вступают в фазу роста в сообществе.Анализ связи параметров ландшафтных ресурсов и экологических ниш древесных растений обеспечивают выбор ассортимента видов растений для создания устойчивых насаждений в различных природных зонах города. Основными негативными факторами, снижающими функционально-экологическую эффективность городских насаждений, являются: несоответствие сложившейся ландшафтно-экологической обстановки города градостроительным нормативам озеленения, автономность объектов и их оторванность от зеленой зоны; отсутствие непрерывных зеленых коридоров вдоль линейных ландшафтных и инженерно-транспортных осей; несоответствие видового состава и структуры насаждений функциональной категории объекта озеленения, что приводит к снижению стабильности роста и развития древесных растений, а в целом - к снижению качества объектов озеленения. Разработана методика и проведена оценка фитоэкологических условий с учетом техногенного фона города, урбоэкологических признаков отдельных территорий, син-, аутэкологических характеристик насаждений и биологических особенностей видов древесных растений. У деревьев, растущих в напряженных, конфликтных и критических условиях для роста растений, к 45-летнему возрасту потери по высоте составляют: для лиственницы сибирской - 16, 33 и 48 %, березы повислой - 18 % и 33 % относительно высоты естественных насаждений II (преобладающего в зеленой зоне города) класса бонитета. Среди изученных видов древесных растений наибольшая амплитуда изменения значений показателей роста наблюдается у лиственницы сибирской, разброс значений составляет до 60% в зависимости от уровня воздействия факторов городской среды, что свидетельствует о ее значительной чувствительности к качеству условий произрастания, пластичности и адаптации к стрессовым нагрузкам.

1. Анализ связи параметров ландшафтных ресурсов и экологических ниш древесных растений обеспечивают выбор ассортимента видов растений для создания устойчивых насаждений в различных природных зонах города.

2. Основными негативными факторами, снижающими функционально-экологическую эффективность городских насаждений, являются: несоответствие сложившейся ландшафтно-экологической обстановки города градостроительным нормативам озеленения, автономность объектов и их оторванность от зеленой зоны; отсутствие непрерывных зеленых коридоров вдоль линейных ландшафтных и инженерно-транспортных осей; несоответствие видового состава и структуры насаждений функциональной категории объекта озеленения, что приводит к снижению стабильности роста и развития древесных растений, а в целом - к снижению качества объектов озеленения.

3. Экологическое состояние городской среды формируется в результате взаимодействия промышленных и транспортных выбросов. Установлено, что в настоящее время происходит их перераспределение, доля последних неуклонно растет. На основе биологических норм ПДК в примагистральных пространствах города выделено четыре уровня воздействия дорожно-транспортной системы на зеленые насаждения.

4. Разработана методика и проведена оценка фитоэкологических условий с учетом техногенного фона города, урбоэкологических признаков отдельных территорий, син-, аутэкологических характеристик насаждений и биологических особенностей видов древесных растений. Обоснован термин «тип градорастительных условий». В соответствии со шкалой плотности негативных факторов городской среды, влияющих на рост зеленых насаждений, на территории города выделено 4 типа градорастительных условий: I - удовлетворительный, II - напряженный, III - конфликтный и IV - критический.

5. Реакции древесных растений на стрессовые воздействия городской среды имеют видовые особенности, что проявляется в изменении параметров роста. У деревьев, растущих в напряженных, конфликтных и критических условиях для роста растений, к 45-летнему возрасту потери по высоте составляют: для лиственницы сибирской - 16, 33 и 48 %, березы повислой - 18 % и 33 % относительно высоты естественных насаждений II (преобладающего в зеленой зоне города) класса бонитета. Потери по высоте для ели сибирской составляют до 35 % относительно высоты естественных насаждений III класса бонитета. Деревья ели сибирской не выдерживают воздействий критических нагрузок городской среды (IV тип градорастительных условий), насаждения деградируют, что приводит к преждевременной гибели деревьев в возрасте 25 - 30 лет.

6. Градорастительные условия оказывают значительное воздействие на рост и развитие древесных растений, что отражается в изменениях хода онтогенеза, стадии фитостресса и стратегии устойчивости развития дерева и проявляется в трансформации габитуса (формы, размеров, фитонасыщенности крон). Увеличение техногенных нагрузок ускоряет процессы старения деревьев, сокращает продолжительность этапов возрастного развития до 8 раз.

7. Среди изученных видов древесных растений наибольшая амплитуда изменения значений показателей роста наблюдается у лиственницы сибирской, разброс значений составляет до 60% в зависимости от уровня воздействия факторов городской среды, что свидетельствует о ее значительной чувствительности к качеству условий произрастания, пластичности и адаптации к стрессовым нагрузкам. Лиственница сибирская является эффективным видом-индикатором.

8. Тип роста и степень фитонасыщенности крон выступают основными признаками-маркерами уровня экологической комфортности территорий. Выявлена высокая теснота связи между значениями фитонасыщенности и фитомассы лиственницы сибирской, произрастающей в одинаковых условиях города. Таким образом, дробная размерность массы адекватно отражает структуру и динамику процессов в живых системах, следовательно, параметры фитонасыщенности крон деревьев, описанные фрактальной размерностью, рекомендуется использовать в мониторинге городских зеленых насаждений.

9. При организации пространственной структуры городских насаждений плотность посадок является базовым параметром. Наряду с техногенными воздействиями, она существенно влияет на биометрические параметры деревьев, продукционные процессы и выполнение насаждениями экологических функций. Организация пространственной структуры насаждений, адекватной градорастительным условиям, обеспечивает повышение функциональной эффективности городских насаждений на 25 - 50%, что составляет значительный резерв повышения комфортности жизни в крупных промышленных центрах.

10. Оценка эстетического и экологического состояния древесных растений на основе аналитических методов (золотые пропорции, ритм, симметрия, фрактальность) повышает достоверность результатов. При этом соответствие основных параметров инвариантам устойчивости зеленых насаждений служит характеристикой их индивидуального роста и отражает степень экологической комфортности территорий. Так, отклонения показателей роста до 5 % от параметров деревьев, соответствующих преобладающему классу бонитета естественных условий зеленой зоны города, соответствуют благоприятному уровню экологической комфортности для проживания населения в городской среде, от 5 до 20 % - удовлетворительному, от 20 до 30 % - неудовлетворительному, более 30 % - крайне неблагоприятному.

11. Оценка качества зеленых насаждений методами квалиметрии, позволяет установить уровень экологической комфортности окружающей среды для проживания населения в крупном промышленном городе на основе индикаторной роли древесных растений.

Практические рекомендации

1. Для экологической стабилизации состояния городских территорий мониторинг зеленых насаждений необходимо проводить на основании диагностики градорастительных условий, оценки условий произрастания растений и качества объектов озеленения на базе разработанных нами методик.

2. Для повышения эффективности функционирования объектов озеленения использовать предложенные нами мероприятия по подбору ассортимента древесных растений и структуры посадок, адекватные градорастительным условиям.

Основные работы, опубликованные по теме лиссертации

1. Авдеева, Е.В. Зеленые насаждения городов Сибири [Текст] / Е.В.Авдеева. - Красноярск: СИБГТУ, 2000. - 150 c.

2. Авдеева, Е.В. Ландшафтно-экологическая среда сибирских городов [Текст] / Е.В.Авдеева. - Красноярск: СИБГТУ, 2006. - 124 с.

3. Авдеева, Е.В. Ландшафтное проектирование. Электронный тематический словарь [Текст] / Е.В.Авдеева. - Красноярск: СИБГТУ, 2006. - 128 с.

4. Авдеева, Е.В. Основы градостроительства. Часть I. Планировка и застройка населенных мест. [Текст] / Е.В.Авдеева. Красноярск: СИБГТУ, 2006. - 276 с.

5. Авдеева, Е.В. Основы градостроительства. Часть II. [Текст] / Е.В.Авдеева. Красноярск: СИБГТУ, 2006. - 116 с.

6. Авдеева, Е.В. Рост и индикаторная роль зеленых насаждений в урбанизированной среде. [Текст]/Е.В.Авдеева. Красноярск: СИБГТУ, 2007.-382 с

7. Авдеева, Е.В. Влияние городской среды на состояние природных лесов [Текст] / Е.В. Авдеева, В.В. Кузьмичев // Экология. - 1997. - № 4. - С. 248 - 252.

8. Авдеева, Е.В. Оптимизация структуры городских зеленых насаждений [Текст] / Е.В. Авдеева // Химия растительного сырья, 1998, № 2. - С. 83 -86.

9. Авдеева, Е.В. Разработка регрессионных моделей структуры городских зеленых насаждений / Е.В. Авдеева // Лесной журнал, 2000, № 3. - С. 67 -70.

10. Авдеева, Е.В. Особенности роста древесной растительности в условиях городской среды [Текст] / Е.В. Авдеева Деп. ВИНИТИ. № 2967 В00, 2000. - 10 с.

11.Авдеева, Е.В. Формирование пригородных пространств крупного города Сибири [Текст] / Е.В. Авдеева // Вестник Крас ГАУ.- № 8.- 2004. - С.144 - 147.

12. Авдеева, Е.В. Оценка уровня загрязнения воздушной среды в примагистральном пространстве г. Красноярска [Текст] /Авдеева Е.В.//Вестник Крас ГАУ.- №9. - 2005. - С.121 - 123.

13. Авдеева, Е.В. Особенности ландшафтной среды [Текст] / Авдеева Е.В. // Вестник Крас ГАУ.- №10.- 2005. - С.142 - 145.

14. Кузьмичев, В.В. Реакция лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) на техногенные воздействия городской среды [Текст] / В.В. Кузьмичев, Е.В. Авдеева // Хвойные бореальной зоны. Вып. XXIV.- № 1.- 2007. - С. 36 - 42.

15. Авдеева, Е.В. Специфика онтогенеза и индикаторная роль лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) в условиях городской среды [Текст] / Е.В Авдеева, В.В. Кузьмичев // Хвойные бореальной зоны. Вып. XXIV.- № 4-5, 2007. - С. 43 - 52.

16. Авдеева. Е.В. Особенности роста древесных растений в урбанизированной среде [Текст] / Е.В. Авдеева, Е.А. Авдеева //Проблемы озеленения крупных городов: сб. ст. матер. XI межд. конф. - Москва, 2008. - С.8 - 10.

17. Авдеева, Е.В. Оценка уровня качества объектов городского озеленения методами прикладной квалиметрии [Текст] / Е.В Авдеева, В.Ф. Полетайкин, Е.А. Авдеева // Хвойные бореальной зоны. Вып. XXIV.- № 1, 2008. - С. 26 - 31.

18. Авдеева, Е.В. Специфика роста древесных растений в условиях городской среды [Текст] / Авдеева Е.В. // Вестник Крас ГАУ.- №4.- 2008. - С.200 - 204.

19. Авдеева, Е.В. Обоснование выбора рациональной структуры городских зеленых насаждений [Текст] / Е.В. Авдеева // Лесная таксация и лесоустройство: сб. ст. - Красноярск, 1994. - С.116 - 119.

20. Авдеева, Е.В. Влияние освещенности на биометрические параметры деревьев [Текст] / Е.В. Авдеева //Лесной комплекс и химические производства : сб. ст. - Красноярск, 1994. - С. 91 - 92.

21. Авдеева, Е.В. Влияние различных типов посадки на рост лиственницы в условиях городской среды [Текст] / Е.В. Авдеева // Переработка растительного сырья и утилизация отходов : сб. ст. - Красноярск, 1996. - С. 70 - 72.

22. Авдеева, Е.В. Динамика объемно-пространственной структуры деревьев березы повислой в условиях городской среды [Текст] / Е.В. Авдеева // Лесная таксация и лесоустройство : сб. ст. - Красноярск, 1996. - С. 76 -80.

23. Авдеева, Е.В. Применение математических методов к анализу возрастных изменений древесных растений в условиях городской среды [Текст] / Е.В. Авдеева // Вестник СИБГТУ : сб. ст. - Красноярск, 1996. -С.216 - 219.

24. Авдеева, Е.В. Экологическое состояние лесных ландшафтов урботехногенной системы [Текст] / Е.В. Авдеева // Тр. ПЕТРГУ: сб. ст. - Петрозаводск, 2003. С.7-10.

25. Авдеева, Е.В. Природный каркас - основа устойчивого развития урбанизированных территорий [Текст] / Е.В. Авдеева // Проблемы озеленения городов: сб. ст. Вып. 10. - Москва, 2004. - С.18-20.

26. Авдеева. Е.В.Роль ландшафтных компонентов в формировании комфортной среды сибирских городов [Текст] / Е.В. Авдеева //Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России: сб. ст. МГУП. - М., 2005. - С. 461 - 465.

Сдано в производство

Формат 60х80 1/16. Усл. печ. л. 2.0.

Изд. № . Заказ № . Тираж 100 экз.

Редакционно-издательский центр СИБГТУ

660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82

Размещено на .ru