Экологическая оценка и оптимизация зеленых насаждений в условиях Северной Осетии-Алании

Проблемы формирования качественной среды обитания и жизнедеятельности человека и, в частности, формирования озелененных городских территорий в настоящее время приобрели особую актуальность и остроту. Повышение загазованности и запыленности воздуха, неблагоприятные химические и физико-механические свойства почвы, асфальтовое покрытие улиц и площадей, наличие подземных коммуникаций и сооружений в зоне корневой системы зеленых насаждений, дополнительное освещение растений в ночное время, механические повреждения и интенсивный режим использования городских насаждений населением — все это оказывает постоянное негативное влияние на состояние и жизнеспособность растений в условиях городской среды, приводя к преждевременному их отмиранию задолго до наступления естественной старости.

Роль зеленых насаждений в оздоровлении городской атмосферы, а также их эстетическое и санитарно-гигиеническое значение, велики.

Улучшить условия роста и развития зеленых насаждений города, продлить сроки их эффективного функционирования можно, добиваясь сохранения экологического равновесия, гармоничного, целенаправленного развития урбанизированных территорий и природной среды. Такое равновесие основано на оптимальном сочетании ряда факторов и, прежде всего, максимально полного соответствия следующих элементов:

— видового состава насаждений природно-климатическим условиям;

— функционального назначения озелененного пространства его размерам, характеру и особенностям;

— уровня благоустройства озелененного пространства интенсивности его использования и экологической емкости.

Зеленые насаждения играют огромную роль в формировании архитектурно-художественного облика города, придают ему индивидуальные, своеобразные черты.

Зеленые насаждения участвуют в формировании городских площадей, проспектов, улиц и других композиционных центров, с их помощью проявляются особенности или сглаживаются недостатки рельефа. Они украшают берега рек и водоемов. Объекты зеленого строительства сами должны являться и часто являются самостоятельными произведениями искусства.

Очень важны санитарно-гигиенические и микроклиматические функции системы озеленения. Городские насаждения призваны приближать условия окружающей среды к некоторым оптимальным показателям, характеризующим, так называемую, зону комфорта.

Кроме того, зеленые насаждения являются глушителями шума. Эффект снижения шума зависит от характера посадок, породы деревьев и кустарников (точнее — формы, величины, строения кроны и характера облиствения), времени года, а также от силы шума, проходящего через насаждения. Таковыми являются, в первую очередь, хвойные растения. Вечнозеленые лиственные также эффективны в борьбе с шумом во все сезоны года.

Одно из важнейших свойств зеленых насаждений — их санитарно-гигиенические функции, выражающиеся в способности повышать ионизацию и уменьшать бактериальную инфицированность воздуха, обогащать его различного рода фитонцидами и биологически активными веществами.

Актуальность темы

обусловлена состоянием зеленого хозяйства г. Владикавказа, не отвечающего современным требованиям. В настоящее время отсутствуют не только генеральный план зеленого строительства, но и планы реконструкции существующих зеленых насаждений общего пользования, а также озеленения пустырей, имеющихся в городской черте. Необходимо разгрузить городские парки, скверы и бульвары. Желательно, по возможности, тихий отдых вынести за границы центра города, подальше от городского шума. Вокруг города следует создать рекреационно-оздоровительную зеленую зону.

Площадь дендросадов, скверов и бульваров в городе крайне малазеленые насаждения в них составляют 480 га. Это в 2,4 раза меньше нормы. В целом во Владикавказе зеленых насаждений общего пользования должно быть не менее 525 га. Поэтому создание новых скверов, парков и садов, озеленение мест массового отдыха населения и благоустройство набережной р. Терек являются актуальными задачами Владикавказского управления зеленого строительства, органов исполнительной власти и местного самоуправления.

В совокупности необходимо создать благоприятную для человека пространственную среду, обладающую всеми необходимыми функциональными, эстетическими, санитарно-гигиеническими и экологическими свойствами, целенаправленно преобразовать те или иные природные ландшафты, облагораживая и окультуривая заброшенные и захламленные участки.

Проблема состояния и перспективы озеленения г. Владикавказ, изучалась такими учеными как, Габеевым, В. Н. 1997 г. [25], Поповым, К. П. 1991 г. [83], Рубцовым, Л. И. 1979 г. [93], Рубилиным, Е. В. 1956 г. [91], Теодорон-ским, В. С. 1989 г. [102].

Цели и задачи работы. Целью настоящей работы является оптимизация структуры, повышение качества, декоративности и устойчивости зеленых насаждений г. Владикавказа, улучшение городских ландшафтов и стабилизация окружающей природной среды путем реализации стратегии создания единой системы озеленения в соответствии с современными экологическими нормативами.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Оценить состояние зеленых насаждений, изучить тенденции формирования садово-паркового ландшафта и архитектонику зеленого строительства г. Владикавказа на примере наиболее известных объектов озеленения.

2. Определить параметры основных экологических функций городских зеленых насаждений.

3. Оптимизировать ассортимент декоративных растений и структуру зеленых насаждений различного целевого назначения:

— специального пользования (Северо-западный въезд в г. Владикавказ);

— ограниченного пользования (сад карликовых форм древесных и кустарниковых растений на территории санатория «Осетия»);

— общего пользования (прибрежный ландшафт набережной р Терек и спортивно-оздоровительный парк для активного массового отдыха).

4. Разработать рекомендации по реконструкции участков с неудовлетворительным озеленением (прибрежный ландшафт набережной р. Терек и Северо-западный въезд в г. Владикавказ);

5. Разработать стратегию озеленения спортивно оздоровительного парка для активного массового отдыха.

Проведение детального ландшафтного анализа объектов диссертационного исследования позволили решить задачи определения пригодности территории для рекреации и дифференциации ландшафта в этих целях. Интеграция, систематизация и дифференциация объектов диссертационных исследований обусловлены как их многофункциональным назначением, так и необходимостью для дальнейшего проектирования их озеленения. Оценка и анализ ланд-шафтно-антропогенной специфики объектов исследований сопряжены с урбанизацией пригородных территорий, и вовлечением природного ландшафта в динамичный градостроительный процесс.

В результате решения поставленных задач значительно улучшатся рекреационные возможности не только для жителей близлежащих кварталов, но и для всего населения города, а также в последствии, несомненно, улучшится в нем общая экологическая обстановка.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые предложена архитектоника зеленых насаждений как научно-обоснованный подход к формированию внутригородских и пригородных садово-парковых ландшафтов [59, 77].

На основе детальных обследований разработаны научные принципы и подходы к формированию ландшафтов с использованием зеленых насаждений разного функционального назначения, благоустройства, художественного оформления территории, а таюке других элементов садово-паркового искусства (малых архитектурных форм, биогрупп, цветников, вертикального озеленения, ландшафтно-парковых пространств и др.) [60, 61].

Впервые определены количественные и качественные параметры основных экологических функций городских зеленых насаждений [62, 78].

Предложенные в работе принципы и варианты озеленения, особый подход к его пространственному формированию, базирующиеся на подборе и использовании разнообразного ассортимента деревьев, кустарников и цветов, новых декоративных форм и видов посадочного материала, а также использования принципов пространственной композиции садово-паркового ландшафта идут вразрез с существующим на сегодняшний день массивам сомкнутых зеленых насаждений без элементарных приемов благоустройства [60, 61].

Практическое значение заключается в оптимизации организации отдыха и улучшения здоровья населения за счет улучшения экологической обстановки и эстетической привлекательности зеленых насаждений и отдельных ландшафтов. Полученные результаты дают возможность осуществления научно-обоснованной оценки рекреационных территорий. Результаты исследований могут быть использованы при разработке генеральных планов перспективного озеленения г. Владикавказа, а также в учебном процессе при изучении региональной географии, экологии, ландшафтной архитектуры и озеленения.

Для производства разработаны рекомендации по озеленению для участков с неудовлетворительным состоянием, что позволит увеличить площадь зеленых насаждений в 4 раза и приблизить их к существующим нормам за счет реконструкции старых и создания новых скверов, садов и парков.

Достоверность полученных результатов обеспечивается большим объемом проведенных диссертационных исследовании, замеров, а также применением современных методик исследований и статистической обработки материалов с использованием компьютерных программ.

Личный вклад автора заключается в разработке программы исследований, изучении и применении дендрологических, ботанических, экологических методик сбора материала, проведении экспериментов и анализе полученных данных, обобщении результатов исследований, разработке мероприятий по созданию единой сети озеленения набережной р. Терек, спортивно-оздоровительного парка, «Сада карликовых форм» и Северо-западного въезда в г. Владикавказ [59, 77, 76, 78, 79,60, 61, 62].

На защиту выносятся следующие основные положения:

— оценка современного состояния озеленения г. Владикавказа;

— особенности роста и развития древесных растений в техногенно загрязненных городских условиях;

— количественные и качественные параметры основных экологических функций зеленых насаждений;

— оптимизированный ассортимент древесных и кустарниковых пород для озеленения ландшафтов различного целевого назначения;

— оригинальные варианты архитектоники зеленых насаждений на примере объектов разного функционального назначения.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ, в том числе 4 работы — в центральной печати, 1 — в издании, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста. Она состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений. Текст иллюстрирован 14 рисунками, содержит 50 таблиц. Список использованной литературы включает 123 источника, в том числе 4 иностранных.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

На основании полученных результатов по всем видам выполненных комплексных исследований можно сделать следующие общие выводы.

1. Озеленение г. Владикавказа имеет многолетнюю историю, начиная с 1867 г. За минувший период неоднократно менялись градостроительные подходы и принципы озеленения, расширилось видовое разнообразие и ассортимент высаживаемых пород. Наиболее распространенный прием планировки парков, садов и скверов — осевое расчленение их территории на треугольные и четырехугольные формы.

2. В настоящее время общая площадь городских зеленых насаждений составляет 480 га, из которых по характеру использования приходится на насаждения:

— общего пользования — 280 га;

— специального пользования — 20 га;

— ограниченногошользования — 180 га.

Большинство улиц озеленено рядовыми посадками деревьев и кустарников, протяженность которых составляет более 340 км, живых изгородей -40 км.

3. Площадь и современное состояние городских зеленых насаждений не соответствуют действующим нормативам и требованиям. В среднем на 1 жителя приходится 2,3 га зеленых насаждений, что в 2,2 раз меньше градостроительных норм и правил. Сложившийся уровень озелененности г. Владикавказ по административным районам и функциональным зонам неравномерный и везде недостаточный.

4. Ассортимент растений, используемых для озеленения г. Владикавказа, характеризуется большим разнообразием. Учтено 294 таксона древесных растений. Широко используются представители флоры СевероКавказского региона, а также интродуценты из различных областей России, Азии, Америки и Европы. Несколькими видами представлены ель, сосна, береза, дуб, клен, липа, ива, катальпа, платан, ясень, тополь, спирея и другие декоративные древесные и кустарниковые растения.

5. Всего в г. Владикавказе произрастает более 210 тыс. шт. древесных растений различных видов, из которых только 5,5 тыс. шт.(0,3%) приходится на долю кустарников и лиан, а 94% видов представлены деревьями.

Из 198 052 деревьев в зеленых насаждениях общего пользования произрастает 16,4%, а в уличных посадках — около 30% деревьев. В озеленении территорий общего назначения используются 7 родов лиан: среди наиболее часто встречаются: виноград культурный, девичий виноград пятилисточко-вый, ломонос Жакмана (клематис), жимолость, кампсис укореняющийся, 4 вида вистерии китайской, плющ колхидский. Роза многоцветковая высаживается редко и крайне мало.

6. В придорожных зеленых насаждениях у Северо-западного въезда полностью отсутствуют здоровые деревья. На долю ослабленных деревьев здесь приходится 66,7%, а на суховершинные — 33,3%.Чем крупнее деревья, которые, как правило, и старше по возрасту, тем хуже их санитарное состояние. Деревьев старше 40 лет почти, не встречается. У обследованных растений 20 пород (1893 шт. деревьев и кустарников) возраст колебался от 5 до 35 лет, высота — от 5 до 25 м., диаметр — от 1 до 32 см. Из всех деревьев 58,3% являются бесперспективными и нуждаются в замене.

7. Участок ландшафта между ул. Московской и проспектом Доватора является бросовым. Озеленение — скудное, территория покрыта сорной растительностью, кое-где встречаются одиночные плодовые деревья. Работы по благоустройству и озеленению на протяжении ряда лет здесь не ведутся.

8. Экологическая обстановка в промышленной, селитебной и санаторно-курортной зонах имеет тенденция к ухудшению. Суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу г. Владикавказа по 116 наименованиям за 2004 г. составили 12,06 тыс. т, что соответствует 270,1 тыс. усл. т. В среднем за год промышленными предприятиями города и автомобильным транспортом в атмосферу выбрасывается 54,300 тыс. т загрязняющих веществ и тяжелых металлов. Из них на долю цинка приходится 17,4%, кадмия — 10,5% и свинца — 12,6%.

9. Оценки экологического состояния среды и почв г. Владикавказа на основе метода биологической индикации свидетельствуют, что содержание тяжелых металлов превышает фоновые значения в десятки раз. В почвах исследуемых районов г. Владикавказа повышено содержание всех анализируемых химических элементов, особенно в зоне Северо-западного въезда, а также между ул. Московской и проспектом Доватора — по цинку (40 раз), кадмию (17 раз) и свинцу (15 раз). На участке между Кировским и Чапаевским мостами также установлено превышение ПДК по цинку (15 раз), кадмию (11 раз) и свинцу (5 раз). В рекреационно-курортной зоне санаторий «Осетия» выявлено превышение ПДК по цинку в 5 раз, кадмию — в 3 раза и свинцу — в 2 раза.

10. Установлено, что деревья и кустарники способствуют очищению атмосферного воздуха от пыли, и загрязняющих веществ. По способности задерживать пыль на поверхности листьев деревья и кустарники располагаются следующим образом: вяз шершавый — 3,39 г/м2, снежноягодник белый — 1,61, липа мелколистная — 1,32, клен остролистный — 1,0 и тополь бальзамический — 0,55 г/м2. Запыленность листьев березы в 2,5 раза, а хвойных пород в 30 раз больше запыленности осины.

11. Предложенная методика определения причиняемого ущерба природным комплексам по всем загрязняющим веществам дает возможность оценки их негативного влияния на различные объекты озеленения не по суммарному количеству загрязнителей, а по величине ущерба природной среде. Определены следующие значения оценок годового экономического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха в регионе: за 2003 г. — 292,05 млн руб., 2004 г. — 264,79 млн руб. и за 2005 г. — 271,15 млн руб.

12: Придорожные зеленые насаждения обладают различным шумо-защитным эффектом, зависящим от ширины и конструкции полос, схем размещения и смешения древесных пород и кустарников, их ассортимента, густоты и плотности крон. Факторами, определяющими уровень шумового воздействия, является интенсивность движения и виды автотранспорта, техническое состояние и обустройство дорог г. Владикавказа. Шумовое воздействие автотранспорта колеблется в пределах 88−97 (дБ), значительно превышая санитарно-гигиенические нормы.

13. Плотность крон деревьев лиственных пород варьирует в пределах от 1,9 до 2,9 кг/м3, а для кустарников — от 2,2 до 2,9 кг/м3. Хвойные породы имеют значительно большую плотность кроны. По замерам шумопоглащения полосами зеленых насаждений разной ширины установлено, что при ширине 5 м уровень шума снижается всего на 30%, при 10 м — на 40−43%, при 15 м — на 50−55%. Хорошей шумозащитой вдоль магистралей с интенсивным движением обладает полоса насаждений шириной не менее 20−25 м, состоящая из 2 рядов лиственных деревьев и 2 рядов кустарников. При такой структуре защитной полосы уровень шума снижается до 70%.

На основе моделирования плотности приведенного сечения и дендрологического состава шумозащитных полос заданной конструкции можно достичь значительного сокращения сроков (на 5−8 лет) получения желаемого шумопоглащающего эффекта.

Поэтому реконструкция старых и создание новых зеленых насаждений — один из эффективных путей стабилизации окружающей природной среды.

Предложения производству

1. Наиболее эффективными шумозащитными полосами зеленых насаждений являются специальные плотные «изолирующего» типа посадки из дре-весно-кустарниковых пород, сформированные ассортиментом, произрастающим в соответствующей климатической зоне из крупномерных, быстрорастущих пород с густо ветвящейся, низко опущенной плотной кроной.

Структура полос плотная, обязательны кустарники в подлеске, закрывающем подкронное пространство, в периферической части полосы по отношению к источнику шума — живая изгородь или опушечный ряд. Живая изгородь лучше двухрядная.

2. В оформлении придорожного полотна на прилегающей территории к г. Владикавказу со стороны Северо-западного въезда рекомендуем использовать следующий ассортимент деревьев и кустарников:

— деревья хвойных пород: ель колючая {Picea pungens Engelm), сосна Коха (Pinus kochinana Klotzsch es С.), туя западная (Thuja occidentals L.), можжевельник обыкновенный {Juniperus communis L);

— деревья лиственных пород — ясень зеленый (Fraxinus viridis Michx), ясень обыкновенный {Fraxinus excelsior L.), вяз шершавый {Ulmus scabra Mili), клен татарский (Acer tataricum L.), липа войлочная (Tilia tomentosa Moenchy,

— кустарники вечнозеленые — можжевельник казацкий (.Juniperas sabina L.), самшит вечнозеленый {Buxus sempervirens L.);

— кустарники листопадные — снежноягодник белый (Symphoricarpos albus), кизильник черноплодный (Cotoneaster melanocarpa Lodd), лох узколистный (Elaeagnus angustifolia L.), спирея Вангутта (Spiraea vanhouttei Briot), бирючина обыкновенная (Ligustrum vulgare L.), роза морщинистая (Rosa rugosa Thunb).

3. Липа мелколистная и акация белая характеризуются высокой способностью накопления ТМ и очевидно эту их биологическую особенность следует использовать при озеленении городов и участков, сильно загрязненных ТМ (особенно свинцом), для очистки от них окружающей среды.

4. С целью улучшения экологической обстановки рекомендуем создать спортивно-оздоровительный парк на участке между улицей Московской и проспектом Доватора на площади 3 га.

Рекомендуем использовать следующие основные породы:

— деревья — ель колючую (Picea pungeus Engelm), сосну обыкновенную (Pinus sylvestris L.), биоту восточную (Biota oriental is L. липу мелколистную и крупнолистную (Tilia platyphyllos Scop, Tilia cordata Mill), бук восточный (Fagus orientalis Lipsky), вяз шершавый (Ulmus scabra Mill), граб обыкновенный {Carpinus betulus L.), ясень зеленый {Fraxinus lanceolata Borkh), конский каштан {Aesculus carnea Наупё), айлант высочайший (Ailanthus altissima Swingle)-,

— кустарники — самшит вечнозеленый (Buxus sempervirens L.), спирею иволистную {Spiraea salicifolia L.), кизильник блестящий {Cotoneaster lucida Schlechr), чубушник садовый {Philadelphus coronarles L.), снежноягодник белый {Symphoricarpos albus).

5. Создание новых зеленых насаждений целесообразней производить крупномерным посадочным материалом (придорожные посадки, массивы в лесопарках, парках и скверах). Для хорошей шумозащиты магистрали с интенсивным движением (Северо-западный въезд) рекомендуются растения с плотными, раскидистыми, густо облиственными кронами, в том числе: деревья — вяз шершавый {Ulmus scabra Mill), ясень зеленый {Fraxinus viridis Michx) кустарники — снежноягодник белый {Symphoricarpos albus) и кизильник блестящий {Cotoneaster lucida Schlech).