ЭКОЛОГИЯ КРАСНОДАРА
В конце XIX и начале XX столетий в историческом центре Екатеринодара было построено несколько десятков зданий, высотой до 4 этажей, многие из которых стали подлинным украшением города. К этому же периоду относится сооружение главных каменных церквей и соборов Екатеринодара. Затем наступил период, когда сооружения не строились, а разрушались. Например, был снесен Войсковой собор Александра Невского, находившийся на углу улиц Красной и Гимназической, закрыты были многие православные храмы, лютеранская церковь, армяно-григорианская мечеть.
В архитектурном ландшафте этажность соответствует ширине улиц и, в более широком смысле, кластерности, когда город развивается не одиночными кварталами и типовыми зданиями, а целыми архитектурно-ландшафтными комплексами. Кластерное планирование наиболее благоприятно и сточки зрения борьбы за чистоту воздуха, так как и продуваемые насквозь длинные улицы, и запертые высокими громадами тупики, характерные для традиционного городского планирования, одинаково не способствуют созданию условий для рассеяния загрязнителей воздуха. Эта проблема решалась у нас с помощью архитектуры ландшафта. Согласно ей архитектурные требования ставились выше природных. Ландшафтно-экологическое обоснование сосредоточено сейчас в направлении выявления таких мероприятий, которые наилучшим образом отвечали бы естественным процессам и улучшали природный ландшафт. Это гораздо лучше по сравнению с прежними методами, когда природа просто игнорировалась или считалась помехой. Однако только комплексный анализ рельефа, взаимоувязка со всеми элементами ландшафта и учет интересов горожан позволит создать “ландшафты подобия”, органично входящие в структуру естественного ландшафта. Таким образом, целью городского архитектурного планирования должно явиться подобие ландшафта.
Анализ географических условий различных поселений показывает, что на ранних стадиях развития общества рельеф играл ведущую роль при выборе мест для строительства. Чаще всего выбирался участок у реки, на высокой надпойменной террасе, удобный и для обороны, и для стройки. Однако не всегда территория, выбранная по экономическим и политическим соображениям, оказывалась удачной в экологическом отношении. Часто поселения оказывались в болотистых низинах, в зонах землетрясений, на конусах выноса лавин и селей, в горных ущельях, на склонах вулканов и других неблагоприятных местностях. Сложные природные условия нередко принимали катастрофический характер.
Основатели Екатеринодара в этом отношении справились со своей задачей удовлетворительно. Только заболоченность и связанный с ней микроклимат и, в некоторой степени, угроза землетрясения представляли реальную экологическую угрозу на момент основания города.
Угроза землетрясения на Кубани связана с приуроченностью к очагам Крымско-Кавказской сейсмичной зоны, простирающейся на дне Черного моря параллельно южному берегу Крыма к устью реки Кубань через Таманский полуостров и далее через разломную зону Северо-Кавказского прогиба к Большому Кавказу. В этой зоне случаются редкие сильные землетрясения интенсивностью до 8 баллов. В 1926 году в Краснодаре было зафиксировано землетрясение 6 баллов, синхронное знаменитому Крымскому землетрясению.
Из мирового опыта известно, что “спусковым крючком” землетрясений часто выступает антропогенный фактор, например, дополнительная нагрузка на горные породы после сооружения водохранилища. В этом плане очень неудачным оказалось размещение у города Краснодарского водохранилища. Дело в том, что его зону почти пополам делит глубинный разлом, нагрузка в виде ударной волны по нему может послужить “спусковым крючком”, пускающим в ход механизм землетрясения. Этот разлом делит территорию города на два тектонических блока, при этом западный блок облегчается водозабором на 200 тысяч тонн в сутки, а восточный перегружен водами водохранилища. Вдоль разлома формируется зона напряжений. Рельеф тесно связан с климатом и, особенно с микроклиматом, играющим важную роль в экологии ландшафта. Наш город лежит на юге степной зоны, в области умеренно-континентального климата с жарким летом и довольно-таки морозной зимой. В целом такой климат очень благоприятен для человека, но нас будут интересовать две его особенности: влияние на загрязнение воздуха и изменение городского микроклимата под влиянием человека.
Особенности микроклимата формируются под влиянием метеорологических явлений, некоторые из них особенно сильно влияют на состояние воздушного бассейна, снижая или увеличивая содержание вредных примесей в воздухе города. Направление и скорость ветра, температурная стратификация атмосферы (то есть предрасположенность к застаиванию или перемешиванию) являются важнейшими экологическими факторами. Условия к застаиванию чаще всего возникают при антициклонах: высокое давление прижимает к земле тяжелый холодный воздух, создаются условия для образования температурных инверсий, когда восходящие потоки воздуха, уносящие загрязнители, слабы или отсутствуют. При сильном ветре инверсии обычно не возникают. Средняя скорость ветра в городе составляет 2-3 м/c, что благоприятно сказывается на рассеянии воздушных примесей. Но в отдельные месяцы (февраль, август) порой дуют сильные ветры, за год может быть 200-220 ветреных дней. Летом в ветреную погоду город может буквально задыхаться от пыли.
Антициклоны, как правило, возникают в атмосфере в зимнее время, поэтому наш климат, отличающийся длительным безморозным периодом при средней температуре января -2? С и 41 днем со снежным покровом в году (в среднем), с большим количеством солнечных дней и сравнительно высокой среднегодовой температурой (+11? С) способствует развитию благоприятных метеорологических условий, в отличие, скажем, от сибирского типично континентального климата, где длительный и глубокий зимний антициклон способствует сохранению воздушных загрязнителей. Направление ветра важно учитывать при размещении промышленных предприятий относительно жилых зон, поскольку оно определяет направление переноса загрязнителей. С севера и северо-востока город открыт для проникновения арктических и континентальных воздушных масс, которые приносят зимой и весной морозную погоду с небольшим количеством осадков, а летом - сухую и жаркую. Юго-западные и западные воздушные массы, влекомые чаще всего циклонами, зимой приносят потепление и осадки, летом прохладу и дождь.
Атмосферные осадки (дождь, снег, роса, изморозь, град) имеют свойство вымывать из атмосферы часть вредных примесей. Особенно хорошо действует механизм самоочищения воздуха при грозах. Количество осадков в городе и условия их выпадения (600 миллиметров в год при средней относительной влажности 50-70%, наиболее сухой месяц - август) можно считать удовлетворительными. Осадки в течение года распределяются достаточно равномерно. Наиболее часто дожди выпадают при ветрах западного и юго-западного направлений. В городе выпадает на 10% больше осадков, чем в его окрестностях, так как в нем изменены условия воздушной циркуляции, облачности и теплового режима. Сравнительно редко отмечаются у нас туманные дни, во время которых происходит застаивание воздуха. Лучше всего природный механизм самоочищения воздуха работает в солнечную погоду сразу после дождя.
Из прочих антропогенных форм влияния на городской микроклимат можно упомянуть водохранилища, вблизи которых меняется увлажненность воздуха, режим скорости и направления местных ветров, образующихся аналогично бризу, но уступая им в скорости и интенсивности.
Нынешняя экологическая обстановка в городе и пригородах, на дачных участках, требует не сжигать листву, а обогащать ею почву. Пролежав зиму под снегом или просто в верхнем слое почвы, листва, особенно если ее сгрести под кроны деревьев или поместить в компостные ямы, станет не разрушать, а обогащать почву. Систематическая уборка листвы и подстилки в парках и на бульварах приносит только вред, вызывая уплотнение почвы, ухудшение ее водно-физических свойств и теплового режима, нарушает биологический круговорот питательных веществ.
Сейчас в городе озелененная площадь в несколько раз меньше уничтоженной первичной дубравы. Лесной фонд в черте города насчитывает 271 гектар, и ежедневная нагрузка на лесопарки достигает 100 человек на гектар, что приводит к ухудшению качества насаждений, снижает разнообразие ландшафта и грозит его уничтожением.
В пределах городской черты имеются следующие лесопарки: Краснодарский в юго-восточной части города площадью 683 гектара с преобладанием ветлы и тополя пирамидального (здесь необходимы берегоукрепительные работы, скорость береговой эрозии достигает 1м в год); Панский (Красный) Кут площадью 119 гектаров в южной части города на правом берегу Кубани с остатками пойменного леса из ивы и вербы (соседство со свалкой является крупным недостатком); в эту категорию можно отнести и парк “40 лет Октября” (Старая Кубань) с посадками березы, сосны, липы, дуба, платана, тополя, Дендрарий Агроуниверситета и Ботанический сад Университета.
Самое главное - зеленые зоны сосредоточены по преимуществу в старой, центральной части города. А в новых окраинных микрорайонах озеленение проходит слабо. Особенно не повезло Юбилейному микрорайону. Эта низинная часть построена на намывных песках. Если их не закрепить растительностью, то ветровая и водная эрозии приведут к местным пыльным бурям и просто сделают район непригодным для жилья. Условия городской среды, и, прежде всего в Юбилейном микрорайоне, заметно улучшатся, если восстановить внешний зеленый пояс и на левом берегу Кубани, замыкая с юга зеленую пригородную зону.
Создание городского озеленения и создание внешнего зеленого пояса, будучи единым ландшафтно-экологическим мероприятием, на данный момент могут служить практически единственным средством решения основных экологических проблем города (уменьшение загрязнения воздуха и воды, снижение уровня шума, обогащение атмосферы кислородом, понижение уровня грунтовых вод на подтопленных территориях, уменьшение эрозии почв и др. ) без привлечения значительных денежных вложений.
Значительную часть городского зеленого фонда составляют малоценные с экологической точки зрения деревья. Тогда как, например, один гектар зарослей можжевельника выделяет в сутки 30 килограммов фитонцидов, что достаточно для стерилизации воздуха города. Тополь из многих видов растений наиболее приспособлен к загрязненной среде, а тополиный пух очищает воздух от канцерогенов. Деревья повышают влажность воздуха.
В парке температура в жаркое время может быть на 10-12? ниже, чем на неозелененной улице, а запыленность воздуха летом на 40% ниже. Лес - прекрасный фильтр от пыли, гектар букового леса удерживает 68 тонн пыли, которая затем смывается первым сильным дождем. А гектар лиственницы удерживает до 100 тонн пыли. Из городских насаждений особенно активно удерживает пыль сирень.
Кроме того, зеленые насаждения - хороший шумопоглотитель, озелененный участок поглощает до 20% уличного шума.
Наилучшим методом улучшения санитарных зон вокруг предприятий является разбивка двухъярусных насаждений (например, тополь пирамидальный в сочетании с вязом) при густоте посадки 300 деревьев на гектар.
Чистота атмосферы города гораздо более зависит от количества и качества городской растительности, нежели от числа промышленных предприятий, характера застройки и других факторов антропогенного ландшафта. А состояние растительности во многом определяется состоянием почв. В степях русского юга формируются черноземные почвы, достигающие в Предкавказье наиболее полного развития. Здесь залегают так называемые южные выщелоченные черноземы, отличающиеся большой мощностью гумусового слоя (до 150 сантиметров) и высоким содержанием карбонатов в нижних почвенных горизонтах. Содержание гумуса (4-6%) несколько меньше, чем в типичных русских черноземах, но в сочетании с богатейшими агроклиматическими ресурсами кубанские черноземы почти не знают себе равных по плодородию. Но по своим физическим свойствам южные черноземы несколько хуже типичных черноземов. Они более плотные, воздухо- и водонепроницаемые. При смачивании они становятся вязкими и липкими, при высыхании - твердыми, отчего и случались знаменитые в прошлом непросыхаемые лужи и непролазная грязь на городских улицах. Частично избавиться от грязи помогло мощение и асфальтирование улиц.
Но асфальтирование, при всей его необходимости, оказывает отрицательное воздействие на почву, поэтому им не следует злоупотреблять, особенно в парках и на бульварах. Оно препятствует естественному испарению влаги, приводя к избыточному накоплению ее в почвенных горизонтах. В сочетании с другими неблагоприятными факторами это может инициировать процесс подтопления. Крупнейшим загрязнителем воздуха из всех предприятий города является ТЭЦ, которая дает более половины всех промышленных выбросов в атмосферу (9806 тысяч тонн ежегодно). Реконструкция системы воздухоочистки позволила в 1994 году снизить выбросы ТЭЦ примерно в два раза. К тому же экономический кризис за последние два-три года привел к снижению промышленного производства, уменьшив долю промышленного загрязнения. Важную роль сыграл переход котельных на газообразное топливо вместо мазута. Все это привело к тому, что суммарный выброс от промышленных источников в городе снизился с 51569 тонн в 1990 году до 17081 тонны в 1997 году.
Особенность циркуляции атмосферы над Северным Кавказом такова, что основная часть кислотных дождей имеет отечественное происхождение, приходя с востока и севера, чем и объясняется их отсутствие в последнее время. Свойства кислотных дождей весьма коварны: прямо на человека они не действуют по причине слабости раствора. А вот попадая в водоем, они изменяют условия обитания водных организмов и могут вызвать в нем экологическую катастрофу. В почве кислотный раствор вступает в реакцию со щелочными компонентами, характерными для черноземов на глубине 0, 5-1, 5 метра, изменяя химическое строение почвы, и усиливает коррозию фундаментов и оснований.
К концу XX века загрязнение воздуха в городе обеспечивается главным образом автомобильными выхлопами. Средний автомобиль за год сжигает около 200 кг кислорода, выбрасывает более 2 кг окиси серы и 100 кг несгоревших углеводородов и окислов азота. Автомобильные выхлопы соседствуют в воздушной массе с промышленными газами, пылью и бытовыми выбросами, иногда вступая друг с другом в сложные фотохимические реакции, образуя новые, более токсичные вещества. При неблагоприятных метеорологических условиях они скапливаются в приземном слое воздуха, выступая в роли ядер консолидации. В результате в атмосфере города наблюдается рост конвективной облачности, увеличивается число дней с туманом и на 20-30 миллиметров количество осадков. Поскольку асфальтированные улицы и каменные массивы зданий плохо задерживают и не поглощают влагу, в летнее время микроклимат города приближается к климату пустынь с их жарой и крайней сухостью воздуха. Влажность в городе на 6% ниже, чем в окружающей местности. Вредное влияние загрязнителей воздуха проявляется в снижении солнечной активности на 20-30% по сравнению с пригородом, воздействии на здания (обветшание фасадов, потеря защитных свойств краски), возрастании скорости коррозии (для железа в 20 раз, для алюминия в 100 раз), заболевании и гибели растений и животных.
Самая главная опасность состоит в воздействии загрязненного воздуха на организм человека. Наиболее опасными являются такие загрязнители, как окись углерода (вызывает отравление крови и удушье), фенол (разрушает нервную систему), двуокись азота (канцероген), кислоты, чаще других сернистая, образующаяся при контакте сернистого газа с водяным паром (разъедает легочную ткань), цианистый и сернистый водород, аммиак и формальдегид (вызывает слезотечение и повреждение слизистых оболочек), бензпирен (мощный канцероген), диоксин (канцероген и мутаген).
В последние годы получили распространение неизвестные ранее виды загрязнения воздушной Среды: магнитоэлектрическое и радиационное.
В подвалах и нижних этажах зданий иногда скапливается радиоактивный газ радон, поступающий обычно через разломные зоны в земле от естественных источников. Иногда его присутствие объясняется использованием урансодержащих глин в качестве строительных материалов. Неблагоприятное воздействие пыли и газообразных выбросов переносится человеком легче, если в городе много рек, прудов, водных бассейнов. К сожалению, количество наших водоемов за время существования города уменьшилось, качество воды ухудшилось. Расположение города у слияния рек Кубани и Карасуна обусловило бытовое и промышленное загрязнение этих водных артерий. Значительно изменился их ландшафтный облик, вплоть до уничтожения речки Карасун в черте города.
Река Кубань, берущая начало в ледниках главного Кавказского хребта у горы Эльбрус, отличается в верхнем течении чистотой воды, но, выходя на покровные суглинки равнины, сильно загрязняется глинистыми частицами, придающими воде желтоватый оттенок. Последние 200 лет к ним присоединяются во все возрастающем объеме жидкие стоки городов и станиц. Кроме того, на реке стоят три большие плотины: Федоровского гидроузла, Краснодарского водохранилища, Большого Ставропольского канала. Только один этот канал забирает из Кубани 140 кубометров воды в секунду, оставляя реке только 5 кубометров. Не говоря уже о негативном влиянии этих сооружений на рыбоводство, уменьшение в десятки раз естественного речного стока соответственно увеличивает концентрации загрязняющих веществ в воде после сброса стоков, утрачиваются свойства природного самоочищения речной экосистемы. Особенно большую порцию промышленных неочищенных стоков река получает у Невинномысска, и к нам приходит уже загрязненная вода.
Сейчас, к концу тысячелетия, город исчерпал пространственные ресурсы своего развития. С юга он упирается в реку Кубань, с востока и севера рост города сдерживают сельскохозяйственные угодья, к тому же здесь необходимо разместить внешний зеленый пояс. Развитие города теперь долго будет происходить в его нынешних границах, главным его признаком должно стать не количественное, а качественное изменение. Новые жилые здания получат этажность, необходимую для решения жилищной проблемы, новый генеральный план развития города предусмотрит создание архитектурных и ландшафтных особенностей, достойных современного города.
Уже говорилось о том, что загрязнение воздуха переносится легче, если в городе много водоемов. Кроме реки Кубань, Краснодар имеет еще и Карасунские озера. В настоящее время Карасун представляет собой 15 отстоящих друг от друга на разные расстояния застойных озер, которые правильнее было бы называть прудами. Два Покровских озера разделены Дмитриевской дамбой, три озера Калининской балки (ложе которой в основном засыпано) между улицами Селезнева и Ставропольской. Десять Пашковских озер (разделенных дамбами) лежат на восточной окраине города. Длина озер от 150 до 800 метров при максимальной глубине 3, 5 м. Окончательно загнить им не дают подводные ключи. В свое время были потрачены огромные усилия и средства на то, чтобы стереть с карты города реку, определившую место его заложения. Сама Природа подарила нам ее. Оставшиеся озерца не улучшили внешний вид города.
Будем надеяться, что при составлении нового генерального плана развития Краснодара, планировщики, ландшафтоведы и архитекторы предусмотрят воссоздание в городе речки Карасун со всем необходимым ландшафтно-экологическим и архитектурным обрамлением.
Многое можно сказать и о другом рукотворном водоеме рядом с городом Краснодарском водохранилище, оказывающем заметное влияние на экологическую обстановку в городе. Основной целью при создании водохранилища являлось обеспечение водными ресурсами системы рисосеяния, которая интенсивно внедрялась в то время на Кубани. Такое мощное преобразование природы нельзя осуществлять с позиции только одних аграриев. Другим обоснованием послужила возможность зарегулировать сток Кубани для предотвращения наводнений, иногда затрагивавших прирусловые участки города. Одно из них в начале 60-х годов и дало толчок для финансирования строительства водохранилища. Нужно учитывать, что срок жизни любого водохранилища строго ограничен и не превышает 50-60 лет. Краснодарскому морю осталось, следовательно, не более 40 лет, после чего оно превратится в болото или исчезнет. Процесс заиления идет полным ходом, объем наносов в чаше составляет около 120 миллионов кубометров. Наряду с заилением происходит зарастание водоема, обусловленное нарушением экологического равновесия вследствие обогащения биогенными составляющими.
Влияние водохранилища на микроклимат происходит в зоне, отстоящей от воды на расстоянии 4-8 км. Летом оно оказывает охлаждающий эффект, зимой утепляющий, но это влияние малозаметно. Всего же в Краснодарском крае подтоплено и заболочено 576000 гектаров.
Большие экологические последствия влекут за собой и снижение уровня грунтовых вод, расположенных близко к поверхности земли. Оно вызвано, наряду с образованием общей депрессионной воронки радиусом 25-34 км, такими действиями, как уплотнение поверхности и покрытия ее асфальтом, нарушение условий постоянного стока в ручьях и малых реках.
Охрана окружающей среды и рациональное использование ее ресурсов в условиях бурного роста промышленного производства стала одной из актуальнейших проблем современности.