3113

В процессе исследования установлено, что эмпирическая зависимость степени антропотолерантности видового состава от стадии дигрессии в экосистемах неморального и борового ряда описывается соответственно формулами

где у - степень антропотолерантности видового состава;

χ - стадия дигрессии.

На основании проведенных исследований было установлено, что наиболее устойчивыми (эустабильными) являются полночленные лесные сообщества с максимальной загруженностью биомассой всего внутриценотического пространства и максимальной заполненностью всех экологических ниш разнообразными жизненными формами. Свидетельствующая об этом выраженная насыщенность экобиоморфологического спектра (полная укомплектованность эколого-морфологической структуры) определяет биологическую устойчивость природных сообществ. Изменение основных биогеоценотических показателей в процессе урбаногенной трансформации приведены в табл.2.

Таким образом, этим этапом исследований установлено, что устойчивость экосистем к антропогенному воздействию определяется характером литогенного субстрата, почвенным богатством и влагообеспеченностью, наличием и густотой подлеска, устойчивостью видов напочвенного покрова к вытаптыванию, привлекательностью сообщества для отдыхающих (эстетичностью).

Максимально устойчивыми оказались экосистемы так называемых ветландов - местообитаний, непосредственно связанных с водоемами из сухопутных экосистем, эустабильны биогеоценозы неморального ряда. Наименее стабильными оказались бедные песчаные боры с незначительным видовым составом, недостаточной сомкнутостью древостоя и подлеска, антропогенно неустойчи-

10

Т а б л и ц а 2

Динамика основных биогеоценотических показателей

в лесных и производных экосистемах в процессе урбаногенной трансформации

вым видовым составом нижних ярусов. Именно эти два типа экосистем борового и дубравного ряда являются естественными антиподами, отражающими экологическую полярность природного ландшафта.

Однако по мере возрастания степени антропогенного воздействия различные лесные сообщества будут конвергировать в один антропогенный тип леса, несмотря на различную типологическую природу исходных насаждений. Различные стадии деградации лесной растительности при этом будут отражать

соответствующую степень разукомплектованности фитоценотической структуры леса, характеризуя в том числе и различную устойчивость экосистем. При этом низкие значения индекса следует считать показателем высокой целостности экосистемы. Степень синантропизации видового состава 45% и выше следует считать критической (это соответствует третьей стадии дигрессии).

Отмечается общая закономерность, связанная с характеристиками экотопа: чем выше влагообеспеченность и почвенное плодородие, тем больше инерционность процесса трансформации, и тем быстрее от стадии к стадии возрастает скорость дигрессии (рис. 1).

Анализ полученных зависимостей показывает, что общепризнанные «типы устойчивости» систем - резистентная (статичная, неприступная) и упругая (динамическая, лабильная) - рассматриваемые многими авторами как противостояшие друг другу - в процессе дигрессивной динамики экосистем оказываются двумя сменяющими друг друга фазами системного реагирования. Фаза резистентной устойчивости более выражена и продолжительна в полночленных многоярусных системах дубравного ряда с высокой фитоценотической устойчивостью, а вторая фаза является основным типом устойчивости в естест-

венно неполночленных лабильных боровых экосистемах.

В результате исследований дигрессивно-стабилизирующих механизмов формирования устойчивости деградирующих экосистем была предложена концепция "триады дигрессивно-стабилизирующих процессов", обеспечивающих стабильное функционирование экосистем в условиях антропогенно дестабилизированной среды. Схема взаимодействия процессов представлена на рис.2.

Дубравы

Сосняки

Стадии дигрессии

Рис. 1 Сравнение скорости процесса антропогенной трансформации урбаногенных экосистем (по индексу сильватизации).

Вульгаризация

Рис. 2 Схема взаимодействия дигрессивно-стабилизирующих процессов

Вульгаризация представляет собой упрощение видового состава и структуры. Происходит адаптивный обтор толерантных форм, адекватных антропогенному неоэкотопу. Именно она является объективной основой для проявления процесса дигрессивной метастабилизации.

Дигрессивная метастабилизация обуславливает адаптацию экосистемы к условиям вторичной (антропогенной) среды обитания. Она служит не только прямым порождением вульгаризации, но и ее типичным проявлением. Характеризуется формированием выраженной неполночленности метастабилизнрованных экосистем. Максимальный метастабилизирующий эффект наблюдается на

переходе к 3 и 4 стадии дигрессивного воздействия, когда композиция видового состава складывается за счет наиболее антропотолерантных видов. В условиях экстремального техногенного воздействия процессы естественной (дигрессивной) метастабилизации перестают оказывать свое оптимизирующее влияние.

Экологическая поляризация деградирующего ландшафта является одновременно следствием его расчленения на полярно противоположные типы экосистем и фактором стабилизации территориальной экосистемы в условиях дигрессивного антропогенного воздействия, которые формируют стабилизированные типы экологических сообществ при сохранении локальных очагов восстановления утраченного биоразнообразия.

Таким образом, установлено, что стабильно функционирующие антропогенные ландшафты должны быть выраженно поляризованными и сочетать в себе участки коренной и антропогенно поляризованной растительности.

Анализ территории Нижнего Новгорода и его лесопаркового пояса показывает, что в целом ее природно-антропогенный ландшафт оказывается выраженно поляризованным - в соответствии с естественной спецификой природных местообитаний.

На городской территории местами наибольшей концентрации биологического разнообразия оказываются отрицательные формы мезорельефа с выраженным переувлажнением. Основой для поляризационного расслоения ландшафта является его естественная поляризация в пределах ландшафтной катены на автоморфные и гидроморфные фации, характеризующиеся принципиально различной комбинаторикой видового состава и вероятностью развития естественной дигрессии сообществ (табл. 3).

Важным средством оптимизации состояния техногенно-нарушенных территорий и повышения эстетических свойств ландшафта является городское озеленение, ведущая роль в котором принадлежит древесным растениям, создающим глубоко преобразованную конструктивно оптимизированную экологическую среду.

14

Т а б л и ца 3

Эколого-морфологическая характеристика дубравной и боровой серий ассоциаций

видов по уровню увлажнения и почвенного богатства

Для определения наиболее перспективных для городского озеленения древесных видов предлагается использовать индекс жизненности, который рассчитывается по формуле:

где ni- количество особей с баллом жизненности i; N- общее количество учитываемых особей;

i- балл жизненности особи, по 5-баллъной шкале.

Возрастание этого показателя свидетельствует о неприспособленности вида к данным условиям существования (табл. 4).

Для удобства оценки устойчивости древесных пород к антропогенному воздействию была разработана закрытая балльная шкала, учитывающая степень газоустойчивости вида, а также его способность к естественному возобновлению в деградированных экосистемах (табл. 5). Как показали исследования, наиболее перспективными видами для городского озеленения в условиях Нижнего Новгорода являются представители североамериканского элемента флоры, а также некоторых других эколого-географических свит.

15

Таблица 4

Значение индекса жизненности исследуемых пород в различных зонах города, баллы

Анализ состояния городского озеленения показал выраженное противоре-

чие между баллами естественной устойчивости и применяемым в городском

озеленении ассортиментом, подбор которого осуществляется, во.многих слу-

чаях, достаточно случайно или, преимущественно, по декоративным свойствам.

16

Правильный подбор озеленительного ассортимента резко повышает устойчивость древесных насаждений. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании и строительстве лесопарковых зон городов.

Градостроительная деятельность приводит к выраженной экологической поляризации городского ландшафта, усиливающейся по мере исторического формирования городской экосистемы и урбаногенного фактора. Наибольшая часть городского ландшафта и экосистем подвергается резкой антропогенной трансформации с выраженным снижением их консортивной полночленности и биологического разнообразия. Другая же часть городских экосистем представлена сохранившейся естественной растительностью (овраги, крутосклоны, охраняемые территории и др.). Проведенное обследование городских территорий г.г.Нижнего Новгорода и Дзержинска показали, что типы городского ландшафта распределяются по историческим типам городской застройки, имеющим сходное синтаксономическое разнообразие растительности, что во многом связано с этажностью строений (и концентрацией населения), определяющей состояние и угнетенность древесно-кустарниковои и прочей растительности и нивелирующей природные различия в связи с возрастающей степенью урбаниза-

ции.

На основе полученных данных выделено 18 типов городских ландшафтов (составлена карта). В качестве руководящего критерия для оценки успешности их средообразующего влияния была взята степень насыщенности зелеными насаждениями и естественной растительностью, что прямо отражает не только уровень их "экологической эффективности", но и степень сохранности фитогеосферы (и экосистемы в целом). С этажностью жилых кварталов прямо коррелируют степень представленности древесно-кустарниковои растительности и степень выбитости травяного покрова на территории жилых кварталов. Это бесспорно связано как с уровнем концентрации городского населения, так и с угнетающим воздействием высотных зданий.

Тенденция беспредельного расширения зоны многоэтажных новостроек с уплотненным размещением городских зданий практически мало ограничива-

17

ется официальными руководящими документами. Анализ существующих современных норм озеленения и жилой плошади на одного жителя в крупных городах показывает приблизительно одинаковые их численные значения [12-16 (20) м2 /чел.]. Это означает, что в районах с одноэтажной городской застройкой площадь озеленения должна быть равной площади жилых зданий, и необходимо адекватное ее увеличение по мере повышения этажности (что в густонаселенных районах практически недостижимо из-за невозможности непомерного расширения сети городской инфраструктуры). В связи с этим необходимо шире использовать озеленение многоэтажных стен и крыш и обеспечить функциональное включение зданий в экосистему (озеленение фасадов лианами в сильно застроенных районах).

Возможным выходом из подобной ситуации может служить формирование достаточной разреженности высотных зданий за счет чередования их с малоэтажными (включая коттеджи). Это формирует выраженную мозаичность урбоэкосреды с чередованием полярно противоположных урболандшафтных фаций (высотной и малоэтажной застройки, участков естественной растительности и садов), которая улучшает условия проживания городского населения, комфортно воспринимающего выраженную смену городского ландшафта на ограниченной протяженности пространства. При этом сказывается стабилизирующая роль повышенного биологического и ландшафтного разнообразия в обеспечении устойчивого развития территорий.

Исследования показали, что использование городской территории (ее неудобиц, нарушенных и "непригодных" земель) для интенсификации городской застройки резко сокращает "зону естественного противостояния" наступающей урбанизации и формирует конвергентное сходство урбоэкосистем, ранее представленных многообразными типами природных и природно-антропогенных сообществ. Подобный подход, и особенно вовлечение в городскую застройку экологически напряженных типов городского ландшафта (оврагов, крутосклонов, заболоченных и пойменных земель и т.п.), приводит к чрезвычайно сложным экологическим ситуациям. Сглаживающее благоустройство рельефа под

IK

строительные нужды также не всегда оказывается благоприятствующим для ландшафта вследствие катастрофических изменений качественных и количественных характеристик залегания пород, гидрографической сети и общей гидрологической ситуации. Процесс антропогенного повышения уровня городских грунтовых вод является закономерным, как следствие воздействия городскойзастройки.

В связи с этим одним из основополагающих принципов современного градостроительства должна стать экологическая поляризация с формированием зоны активного урбаногенного преобразования и системы особо охраняемых природных территорий, что является основополагающей задачей экологического менеджмента (организации) городской территории. С учетом всей важности и приоритетности урбоэкологического подхода к функциональному зонированию городской территории, первоочередной задачей, при разработке планировочных и строительных мероприятий, должно стать выявление и отведение территорий под рекреационную и природоохранную зону.

Исследования показали обратную зависимость между привлекательностью экосистем и их устойчивостью (табл.6).

Таблица 6.

Устойчивость основных групп типов леса, баллы