Министерство образования и науки
Государственное образовательноеучреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургскийгосударственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)
Кафедра геоэкологии
РЕФЕРАТ
По дисциплине: Экология
На тему: Роль зелёных насаждений в городе
Санкт-Петербург
2010 год
Содержание
введение
Глава 1. город и зелёные насаждения
1.1 Нормы озеленения
1.2 Классификация зелёных насаждений в городах
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕНАСАЖДЕНИЙ НА ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ
2.1 терморегулирующая роль насаждений
2.2 ВЛИЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ НА ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА
2.3 Влияние насаждений наподвижность воздуха
ГЛАВА 3. влияниенасаждений на состав и чистоту воздуха
3.1 РОЛЬ НАСАЖДЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ГАЗООБМЕНА
3.2 РОЛЬ НАСАЖДЕНИЙ В БОРЬБЕ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРЫ
3.3 ФИТОНЦИДЫ РАСТЕНИЙ
3.4 ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА
ГЛАВА 4. ЗНАЧЕНИЕ НАСАЖДЕНИЙ В БОРЬБЕ С ГОРОДСКИМ ШУМОМ
заключение
Списокиспользованных источников
введение
В городах создаетсяспецифическая и во многом неблагоприятная для жизнедеятельности человека экологическаяобстановка. Если сравнить городской воздух с воздушной атмосферой пригороднойзоны, то в нем содержится значительно меньше кислорода, имеется повышенноеколичество бактерий и микробов.
Степень атмосферныхзагрязнений зависит от следующих природных факторов: направления и скоростиветра, температуры и влажности воздуха, рельефа местности и характерарастительности.
В крупных промышленныхгородах в безветренную погоду нередко образуется так называемый смог, илигустой туман, содержащий высокую концентрацию промышленных выбросов.
Твердые частицы пыли,находясь во взвешенном состоянии и вступая во взаимодействие с водными парами,также насыщающими атмосферу, являются соединениями, вредно действующими надыхательные органы человека. Сильная запыленность воздуха снижает освещенностьземной поверхности и тем самым уменьшает количество полезных для человекаультрафиолетовых лучей солнца.
Температурный режим вгороде и влажность городского воздуха подвержены более сильным колебаниям, чемна внегородских территориях. Это нередко создает для городского населениядискомфортные условия, особенно в жаркие или холодные дни.
Серьезнейшимотрицательным фактором для жизнедеятельности человека в городских условияхявляется городской шум. Часто уровень городского шума значительно превышаетдопустимые нормы, что неблагоприятно сказывается на здоровье людей. Запоследнее время уровень шума в крупных городах сильно возрос, причем процессвозрастания шума продолжается. Отрицательное воздействие на человека ряданеблагоприятных факторов городской жизни значительно снижается умелымразмещением в городе зеленых насаждений. Зеленые насаждения поглощают извоздуха углекислый газ и обогащают воздух кислородом. За час один гектар зеленыхнасаждений поглощает 8 литров углекислоты. Один гектар леса выделяет в воздухкислород в количестве, достаточном для поддержания жизнедеятельности 30 человек.Зеленые насаждения существенно влияют на температуру воздуха в городе. Этоособенно заметно в жаркую погоду, когда температура воздуха значительно нижесреди зеленых насаждений, чем на открытых местах. Это объясняется тем, чтолистья имеют большую отражательную способность, чем другие виды покрытий.Пропуская значительную часть лучистой энергии, листья деревьев и кустарниковобладают определенной прозрачностью. Кроме того, растения испаряют большоеколичество влаги, повышая влажность воздуха. Наибольшей эффективностьюотличаются растения с крупными листьями, которые значительную часть энергииотражают, не поглощая ее, и, таким образом, способствуют снижению количествасолнечной радиации. Зеленые насаждения способствуют образованию воздушныхтечений. В жаркие дни нагретый воздух городской застройки поднимается вверх, ана его место поступает более холодный воздух с территорий зеленых насаждений.Эти воздушные течения чаще всего бывают на окраине города. В прохладные днивоздушные течения не возникают. Глубина проникновения воздушных течений вгородскую застройку зависит от ее характера. При плотной периметральнойзастройке воздушные течения быстро ослабевают, а при свободной — воздушныетечения проникают вглубь города значительно дальше. Важным фактором, влияющимна тепловой режим в городе, является влажность воздуха. Поверхность листьевдеревьев и кустарников более чем в 20 раз больше площади, занимаемой проекцией кроны.Нагреваясь, растения испаряют в воздухе большое количество влаги.
Глава1. город и зелёные насаждения
1.1Нормы озеленения
При проектировании любогогорода пользуются нормами озеленения, которые дифференцируют в зависимости отразмера города и климатических условий. Города с населением более 500 тыс. чел.относятся к крупнейшим городам, от 250 до 500 тыс. чел. — к крупным, от 100 до250 тыс. — к большим, от 50 до 100 тыс. — к средним и с населением до 50 тыс. –к малым городам.
В России строительныенормы и правила планировки и застройки городов, утвержденные в качествеобязательных в 1975 г., предусматривают и нормы городских зеленых насаждений (табл.1).
Площади зелёныхнасаждений общего пользования на одного человека в городах различного размера вквадратных метрах
Таблица 1Зеленые насаждения Размеры города Крупнейший, крупный и большой Средний Малый Курортный На первую очередь На расчетный срок На первую очередь На расчетный срок На первую очередь На расчетный срок На первую очередь На расчетный срок Общегородские 5 10 4 6 7 7 12 15 Жилых районов 7 14 5 8 - - 16 20 Итого 12 24 9 14 7 7 28 35
На основе анализафактического положения и проектных материалов по конкретным объектам, а также сучетом указаний СНиПа по проектированию различных городских территорий (жилыхмикрорайонов, детских и культурно-просветительных учреждений, промышленныхпредприятий, городских улиц и т. д.) разработаны дифференцированные по типамгородов нормативные показатели по всем категориям насаждений. При разработкепроектов системы зеленых насаждений конкретного города, эти нормы рекомендуетсяуточнять. Так, норма насаждений в жилых кварталах и микрорайонах можетизменяться в зависимости от удельного веса застройки различной этажности.Площадь насаждений на территориях промышленных предприятий и санитарно-защитныхзон будет изменяться в зависимости от размеров территорий фабрик и заводов,размещенных в данном городе, а также от их профиля. Ниже в качестве примераприведена характеристика озеленения Санкт-Петербурга.
В1917 г. на территории города было 1030 га насаждений общего пользования, изкоторых на долю парков, садов и скверов приходилось всего 150 га. К 1940 г.площадь вновь созданных (в границах застройки) насаждений составила 693 га.
Вгоды Великой Отечественной войны в городе и его пригородах погибло огромноеколичество насаждений (около 400 га), сильно пострадали парки в Павловске иПетродворце. В 1945 г. заложили Московский и Приморский парки Победы.Приморский парк Победы построен на стрелке Крестовского острова. При этом впорядке инженерной подготовки территории произвели гидронамыв грунта объемомболее 5 млн. м3. После этого высадили 100 тыс. деревьев и 300 тыс.кустарников, причем широко применяли посадку взрослых экземпляров. На холмепостроили стадион имени С. М. Кирова на 100 тыс. человек. Вырыли пруды площадью17 га, оборудовали пляж протяженностью 1 км. Крупные парки созданы на островеДекабристов, в Колпине, на Малой Охте и т. д. Пригородная лесопарковая зонаЛенинграда занимает 148 тыс. га. Она состоит из трех частей: парковой,лесопарковой и общесанитарной. Помимо парков Петродворца и Павловска в нейрасположены Дворцовый, Приоратский и Зверинец (в Гатчине), Екатерининский,Александровский и Баболовский (в Пушкине), парк в Ломоносове — всего 19 паркови лесопарков.
1.2 Классификация зеленых насаждений в городах
озеленениевоздух атмосфера фитонциды ионизация
Система озелененныхтерриторий общего пользования города включает парки, сады, скверы, бульвары,насаждения на улицах, при административных и общественных учреждениях.
Парк — это обширнаятерритория (от 10 га), на которой существующие природные условия (насаждения,водоемы, рельеф) реконструированы с применением различных приемов ландшафтнойархитектуры, зеленого строительства и инженерного благоустройства ипредставляющая собой самостоятельный архитектурно-организационный комплекс, гдесоздана благоприятная в гигиеническом и эстетическом отношении среда для отдыханаселения. Существует несколько типов парков.
Парк культуры и отдыхапредставляет собой зеленый массив, который по размерам, размещению в планенаселенного пункта и природной характеристике обеспечивает наилучшие условиядля отдыха населения и организации массовых культурно-просветительных,спортивных, политических и других мероприятий.
Зеленые насаждения в немзанимают не менее 70 — 80 % общей площади. Кроме того, на его территориипрокладывают благоустроенные пешеходные дорожки с покрытием из щебня, кирпича,плит; водопровод, обеспечивающий поливку не менее 25 % общей площади парка;устраивают наружное освещение и сооружают строения и площадки, предусмотренныепроектом. В крупнейших городах обычно создают сеть парков культуры и отдыха.
В центральном паркекультуры и отдыха союзного и республиканского значения проводится комплекскультурно-просветительной и оздоровительной работы. По масштабам и содержаниюэта работа носит не только общегородской, но и республиканский или союзныйхарактер. Исходя из того, что на каждого посетителя должно приходиться не менее60 м2 площади, а общее число посетителей, одновременно находящихся впарке, может достигать 5 % населения города, не менее 20 % площади паркаотводится под сооружения с круглогодичной эксплуатацией.
Немаловажное значениеимеет доступность парка. Его размещают в таком месте, чтобы из разных жилыхрайонов города можно было доехать до парка культуры и отдыха общественнымтранспортом за 40 мин.
Парк культуры и отдыхаобщегородского значения является центральной частью сети парков города. Онпредназначен для осуществления одного из видов культурно-массовой работы.Содержание и масштабы его деятельности носят общегородской характер. Поемкости, размерам и доступности аналогичен центральному парку культуры иотдыха, а под сооружения, рассчитанные на круглогодичную эксплуатацию, отводятне менее 10 % общей площади парка.
Парк культуры и отдыхарайонного значения может принять 5 % населения района. Его размещают такимобразом, чтобы из самой отдаленной части района можно было дойти до него пешкомза 30 мин или доехать общественным транспортом за 15 мин. Не менее 10 % общейплощади парка занимают под сооружения круглогодовой эксплуатации.
Содержание и масштабыдеятельности в парке определяются территориальными возможностями и количествомнаселения, проживающего в обслуживаемом районе.
В парке культуры и отдыханебольшого города, поселка или районного центра осуществляется комплекскультурно-просветительных и оздоровительных мероприятий. Емкость его рассчитанане менее чем на 10 % населения города, а доступность (удаленность от жилыхкварталов) соответствует расстоянию, преодолеваемому за 20 мин пешком илиобщественным транспортом.
глава2. ВЛИЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ НАТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ терморегулирующая рольнасаждений
Исследования показали,что зеленые насаждения оказывают существенное влияние на температуру воздуха. Вразличных районах страны неоднократно проводились измерения температуры воздухаодновременно среди насаждений и среди городской застройки. Результаты некоторыхиз этих исследований (в дневные часы летом) приведены в табл. 2.
Таблица 2
/>
Эти данные показывают,что температура воздуха среди застройки во всех случаях оказалась выше, чемсреди зеленых насаждений, причем разница температур иногда достигает 10 — 12%.Следовательно, среди зеленых насаждений создаются более благоприятные длячеловеческого организма температурные условия, чем на открытых пространствах.При этом следует учесть, что тепловое излучение земной поверхности особенносильно прогревает приземный слой воздуха, т. е. именно тот слой, в которомнаходится человек.
Приведенные вышерезультаты наблюдений свидетельствуют о том, что воздух среди насажденийхолоднее воздуха прилегающих территорий, а холодный и, следовательно, болеетяжелый воздух стремится вытеснить более легкий теплый воздух на соседних сзеленым массивом пространствах. Таким образом, зеленый массив оказываетблагоприятное влияние и на температуру прилегающих территорий. Особенно заметнотакое влияние зеленого массива при безветренной погоде.
Г. В. Шелейховскийуказывает, что при штиле движение более холодного воздуха от зеленого массива коткрытой территории может достигать скорости 1 м/с, т. е. образовывать легкийветер, охлаждающий и проветривающий эту открытую территорию.
Разница температурзависит от размеров зеленого массива. Из приведенных выше показателейтемпературы воздуха видно, что наибольшая разница наблюдается междутемпературой в массивах (лес, парк) и во дворе.
Некоторыми исследованиямиустановлено, что и зимой среди насаждений создается более благоприятныйтемпературный режим. Так, наблюдения А. М. Издебского в Киеве показали, чтозимой температура воздуха среди насаждений выше, чем на открытых пространствах.Это объясняется защитным действием насаждений даже в безлистном состоянии.
Большое значение имеютособенности теплового излучения окружающих человека и населенном пунктеискусственных и естественных поверхностей. Н. М. Анастасьев, М. К. Харахинов (пo I циклу) и Л. О. Машинский (по II циклу) приводят показателитемпературы воздуха и различного характера поверхностей, наблюдавшиеся в солнечныедни июня, июля и августа (табл.3)
Таблица 3Объект изучения Температура в °С I цикл Воздух в лесу 24,5 Воздух в городе 27,5 Поверхность почвы в лесу 20 — 27 Поверхность почвы в поле 28 — 32 Поверхность газона 22 – 24,5 Листва 23 Мостовая булыжная 26 – 38 Мостовая асфальтированная 30 – 45 Наружная поверхность стены: деревянной 19 – 31 из белого камня
/>27,5 – 34 из красного кирпича 27,5 – 34 кирпичной, покрытой вьющимися растениями 18 – 27 II цикл Воздух над асфальтированной площадкой 28 Воздух над газоном 26,8
Сопоставление приведенныхданных доказывает, что степень нагрева воздуха и различных по характеруповерхностей имеет довольно значительные колебания. Нагрев поверхностейдостигает весьма высоких температур. Так, наблюдениями установлено, что температураповерхности почвы доходит в Москве до 52°, в Ереване до 65 — 70°, в Одессе до73°, в Ташкенте до 80°С.
/>
Рис. Эффективность затенения пространствапод кронами взрослых деревьев в процентах: а – катальпа красивая, 62%; б – гледичия трёхколючковая, 55%; в – дубчерешчатый, 86%; г – липа мелколистная, 94%; д – берёза бородавчатая, 77%; е –ясень зелёный, 59%; ж – акация белая, 50%; з – вяз перистоветвистый, 97%; и –каштан конский, 94%; к – клён остролистный, 82%.
Окружающая насматериальная среда часть лучистой энергии солнца отражает, а часть поглощает изатем возвращает (излучает) в виде тепловой энергии. Тепловое излучениеразличных элементов материальной среды не одинаково ни по количественнымпоказателям, ни по продолжительности процесса излучения. Установлено, например,что листва деревьев и кустарников охлаждается после прекращения инсоляции оченьбыстро, излучение же тепла каменными поверхностями продолжается несколькочасов. Следовательно, человек в городе может находиться одновременно поднепосредственным воздействием солнечных лучей и под воздействием тепла,излучаемого окружающей его средой (стены зданий, земля, тротуары, дороги,атмосфера). Например, человек, находящийся после захода солнца на тротуаре,нагретом до 70°, и около стены здания, нагретой до 65°, получит в единицу временистолько же тепла, сколько он получил бы, находясь на освещенной солнцемтерритории. Если при этом температура воздуха будет около 30°, то теплоощущениечеловека будет таким же, как при температуре 35°. Исследованиями Н. Н. Калитина, Г. В. Шелейховского и Н. В. Бобохидзеустановлено, что различные поверхности и предметы отражают далеко не одинаковоеколичество тепла. При этом, чем ниже коэффициент отражения (альбедо), тембольше тепла излучает данная поверхность при условии, что она не прозрачна.
В табл.4 приведеныпоказатели альбедо некоторых поверхностей.
Таблица 4Характер поверхности Альбедо, % Бетон 8,5 Гранит серый 11,5 Штукатурка 8 Кирпич красный 10 Фанера 10 Цемент 13,5 Шлак 13,5 Этернит 7 Асфальт чёрный 4 Кровельное железо 6 Мрамор белый шероховатый 16 Мрамор белый полированный 5,5 Булыжник 3 Земля 4,5 Песок желтый 14,5 Торцы каменные 3 Щебень кирпичный 2 Щебень гранитный 2,5
Эти данные показывают,что окружающие человека в городе поверхности стен зданий, тротуаров и мостовыхимеют низкое альбедо и, следовательно, излучают большое количество тепловойэнергии.
Совершенно иное тепловоеизлучение наблюдается в зеленых насаждениях. Во-первых, листва деревьев икустарников пропускает значительную часть энергии, так как листья обладают в известнойстепени прозрачностью; во-вторых, листва отражает гораздо больше энергии, чемперечисленные поверхности, и, в-третьих, она поглощает известную, долю энергиии лишь в очень небольшом количестве излучает ее. В табл. 5 указано количествоэнергии, которую пропускают и отражают кроны ряда пород деревьев и кустарников.
Таблица 5Деревья и кустарники
Пропущенная
энергия в % от полученной Отраженная энергия в % от полученной Отношение отраженной энергии к полученной (альбедо), % Береза бородавчатая 6,5 55,5 38 Боярышник сибирский 1 62 37 Дуб летний 8,5 41 50,5 Каштан конский 10 38,5 51,5 Клен остролистный 6 44 50 Липа крымская 5 72 23 Ольха черная 5 58 37 Осина 9,5 29 61,5 Орех маньчжурский 1 71 28 Сирень венгерская 5 63 32 Тополь бальзамический 5,5 55 39,5 Черемуха обыкновенная 2 78,5 19,5 Яблоня сибирская 10 36,5 53,5
Приведенные показателисвидетельствуют о различной степени влияния отдельных пород на тепловой режим.Например, осина пропускает сквозь листву почти в 10 раз больше тепловойэнергии, чем орех маньчжурский или боярышник. Наряду с этим альбедо осины в трираза выше альбедо черемухи.
Несколько иные показателиполучил ЦНИИП градостроительства в процессе специальных исследований в Ташкенте.В итоге исследований предложена следующая классификация крон древесных пород поспособности пропускать прямую солнечную радиацию (в % от полученной):
Таблица 6Очень плотные кроны Каштан конский 0,83 – 0,86 Клен полевой Плотные кроны Биота восточная 1,54 – 2,35 Дуб черешчатый Пекан Платан восточный Тополь Болле Ясень американский Средней плотности (ажурные) Можжевельник виргинский 2,98 – 4,95 Гледичия трехколючковая Мыльное дерево Орех грецкий Софера японская Редкие (сквозистые) Акация ленкоранская 7,76 – 9 Катальпа прекрасная
Аналогичные исследованияв Баку показали, что кроны пропускают солнечной энергии, %:
— мелии иранской – 0,62;
— дуба каменного – 0,64;
— тополя черногопирамидальной формы – 0,66;
— ивы белой – 2,53;
— платана восточного –2,54;
— кипариса вечнозеленого– 3,15;
— шелковицы белой – 3,80.
Огромное значение имеютэти свойства при выборе пород для озеленения. Однако способность листьевотдельных пород пропускать прямую солнечную радиацию еще не окончательныйпоказатель ценности той или иной породы для применения ее в целях защиты оттепловой энергии. Дополнительным фактором являются размеры листьев, так как чемони мельче, тем меньше тепловой энергии отражает крона растения. Поэтомунаилучший эффект в защите от тепловой энергии дадут крупнолистные растения снаиболее высокими показателями альбедо их листвы.
Насаждения оказываютположительное влияние на тепловой режим прилегающих к насаждениям территорий.Специальными исследованиями установлено, что чем больше зеленый массив, темзначительнее его влияние на тепловой режим прилегающих территорий (табл. 7).
Таблица 7Размер массива, га Перепад температур в °С па расстоянии от массива, м 25 50 100 150 200 Воздуха Радиационной Воздуха Радиационной Воздуха Радиационной Воздуха Радиационной Воздуха Радиационной
0,1
0,5
3
5
1
1,4
2
2,1
10
11
16
19
0,6
0,8
1,2
1,5
4
5
15
16
0,3
0,3
0,8
1
3
3
9
12
0,1
0,5
0,9
2
2,5
6
10
–
0,1
0,5
0,5
–
2
5
7,9
Данные табл. 7 позволяютсчитать научно обоснованным стремление создавать в городах и поселках в первуюочередь сравнительно крупные зеленые массивы.
Охлаждающее действие зеленыхнасаждений в значительной степени объясняется расходом большого количестватепла на испарение и повышение относительной влажности воздуха. Листья имеюттемпературу значительно ниже температуры окружающего воздуха. Подсчет показал,что на 1 га со 198 деревьями бука, имеющими 23,6 млн. листьев, общаяповерхность листвы составила 5,6 га, а 790 деревьев ели также на 1 га имели4128 млн. хвоинок площадью 12,8 га. Различные виды растений обладаютспособностью по-разному отражать, поглощать и пропускать солнечные лучи взависимости от физиологического строения листьев, структуры, размеров кроны ит. д. Лучший эффект по снижению температуры дают деревья с крупными листьями(каштан, дуб, липа крупнолистная, клен остролистный, тополь серебристый, платани др.).
Альбедов зависимости от плотности, расположения листьев и формы кроны изменяется удеревьев и кустарников в пределах 8 — 46 %. Деревья с наибольшим альбедо даютнаилучшую защиту от тепловой энергии, и их применение имеет большоепрактическое значение. Следует учитывать, что альбедо всей кроны дерева на 12-15% меньше альбедо отдельно взятых листьев. Чем мельче лист, тем меньше тепловойэнергии отражает крона растения. Альбедо хвойных пород значительно нижелиственных. Необходимо иметь в виду, что солнечному нагреву подвергаются листьяв основном верхней части кроны. Листья на дереве располагаются в виде листовоймозаики, не затеняя друг друга. Если листья создают сплошную поверхность, тоотражение увеличивается по сравнению с рыхлым расположением листьев. Просветы вкроне поглощают значительную часть поступающей энергии. Листва деревьев икустарников пропускает солнечную радиацию за счет прозрачности кроны.Коэффициент прозрачности кроны определяется как отношение интенсивности прямойсолнечной радиации под кроной к потоку прямой радиации, падающей на открытоеместо (по исследованиям Е. С. Лахно в Центральном республиканском ботаническомсаду АН СССР). Осина пропускает сквозь листву почти в 10 раз больше тепловойэнергии, чем орех манчжурский или боярышник, и в то же время альбедо осиныприблизительно в 2 раза выше альбедо этих растений. Альбедо газона равно 20,5%. На территории зеленых насаждений радиационный режим, а вследствие этого итемпература воздуха меняются в зависимости от ассортимента деревьев, ихвозраста, плотности смыкания крон, ярусности. Например, по многолетним среднимданным, в сосновом бору лесостепной зоны температура почвы на 6 — 6,2 %, астволов на 4,1 — 4,3 % выше, чем в лиственных. Радиация среди насажденийсущественно меняется в зависимости от высоты. Если принять за 100 % радиацию наповерхности крон, то непосредственно под кроной она составляет лишь 30 %, навысоте 1 м над почвой — 25 %, а на травяном покрове — только 10 %, создаваянаиболее благоприятные условия. По данным В. Н. Оболенского, солнечная радиациязадерживается растительностью в молодом дубовом лесу на 96,8 %, в сосновом лесуна 96 %, смешанном лесу из ели, дуба и тополя на 97 — 98 %, густом еловом лесуна 99 %. При горизонтальной сомкнутости крон, равной 1, под их полог проникаетменее 10 % солнечной радиации, поступающей на открытый участок. Сомкнутый пологзадерживает солнечную энергию и препятствует излучению с поверхности почвы. Подплотными кронами прямая солнечная радиация в наиболее жаркий период дняпрактически человеком не ощущается, так как она ниже бытового порога (0,07кал/см2 в минуту ее ощущения). Уменьшение сомкнутости только на 0,01увеличивает радиацию в зависимости от времени года и периода дня на 5 — 10 %. Вюжных районах для озеленения территорий, используемых с 9 до 15 ч,рекомендуются высокие растения с плотными кронами, способными затенять газоны,парковые дороги, площадки для отдыха, спортплощадки, предохранять от перегревастены архитектурных и инженерных объектов и т. д. Деревья с сильно развитой ивысокой ажурной кроной снижают радиационные и конвекционные температуры и засчет лучшего проветривания увеличивают влияние растений в 1,3 — 1,5 раза. Вэтих условиях наиболее благоприятны для отдыха участки, расположенные насеверных склонах. Озеленение пешеходных аллей значительно ослабляетнеблагоприятное тепловое облучение пешеходов. Создание 5-метровой зеленойполосы между тротуаром и проезжей частью снижает тепловое облучение пешеходовот мостовой более чем в 2,5 раза. При облучении солнцем площадки с асфальтовымпокрытием и подпорной стенки они нагреваются соответственно до 60 и 55 °С, атепловое излучение достигает 0,5 кал/см2 в минуту. Если вместоасфальта уложить песчанобетонные плиты, а подпорную стенку покрыть вьющимисярастениями, излучение составит всего 0,16 кал/см2 в минуту. Наозелененных территориях средней полосы и севера, где солнечная радиация не таквелика, целесообразно создавать больше открытых, освещаемых солнцем полян наюжных склонах. Размещая растения с учетом ориентации дорог и аллей,расположения инженерных сооружений и архитектурных объектов, применяя покрытияс оптимальными гигиеническими характеристиками, используя вертикальноеозеленение, можно оказывать существенное влияние на комфортность тепловогорежима. Наиболее высокие температуры воздуха характерны для центральных частейгорода с плотной застройкой, обширными асфальтовыми поверхностями улиц,площадей. Чем больше город, тем значительней разница температур воздуха средизастройки и в крупных массивах зеленых насаждений. На характерных для центрагорода небольших участках зеленых насаждений (скверы, бульвары) в сравнении ссоседними участками застройки температуры воздуха ниже на 1 — 1,5 °С, арадиационная температура на 6 — 10 °С. ВМоскве температура воздуха в приземном слое над газоном при прямом солнечномоблучении на 4 — 5 °С ниже, чем над асфальтом. Если на открытом участке разницатемператур поверхности газона и асфальта составляла 8 — 10 °С, то газон в тениимеет температуру на 22 °С ниже. Даже открытый незатененный газон имееттемпературу поверхности на 6 °С ниже, чем затененный асфальт. На формированиетеплового режима влияют размеры озеленяемой территории. В результате натурныхнаблюдений в Москве, проведенных Н. С. Краснощековой в июле-августе прибезоблачном небе и температуре воздуха 24 — 30 °С, выявлены различия втемпературе воздуха на открытых городских площадях и территориях зеленыхнасаждений разной величины. Небольшие участки зеленых насаждений и редкаяпосадка способны снизить температуру воздуха не только внутри массива, но и наприлегающей территории, но незначительно. Существенное влияние зеленыенасаждения в городе оказывают при размерах территории свыше 6 га.
/>
Схемавзаимовлияния растений и среды
2.2 ВЛИЯНИЕ НАСАЖДЕНИЙ НА ВЛАЖНОСТЬВОЗДУХА
При повышении влажностивоздуха уменьшается прозрачность атмосферы, а вследствие этого уменьшается иколичество лучистой солнечной энергии, достигающей поверхности земли. Поэтомуповышение влажности воздуха оказывает положительное влияние на теплоощущениечеловека. Правда при температуре воздуха 37°С и при ветре очень высокаяотносительная влажность (близкая к 100%) влияет на теплоощущение отрицательно.Но следует иметь в виду, что такие показатели температуры и влажности — явленияисключительные. Испаряющая поверхность листьев деревьев и кустарников, стеблейтрав и цветов в 20 раз и более превышает площадь почвы, занимаемой этойрастительностью. Поэтому озелененные территории увеличивают влажность воздуха.
В. Г. Нестеров установил,что за год 1 га леса испаряет в атмосферу 1 — 3,5 млн. кг влаги, что составляетот 20 до 70% атмосферных осадков. Н. М. Анастасьев и М. К. Харахинов приводятданные относительной влажности воздуха в различных точках (в %):
Первая серия наблюдений
Лес
Парк
Двор в городе
Вторая серия наблюдений
Лес
Бульвар
Двор в городе
Третья серия наблюдений
Лес
Сквер
Из этих данных видно, чтоотносительная влажность воздуха значительно выше среди зеленых насаждений, чемна участках без насаждений. Разность в показателях влажности тем больше, чем крупнеезеленый массив. Л. О. Машинский проследил, как изменяется в различных условияхотносительная влажность воздуха (табл. 8).
Таблица 8 Относительная влажность, % I цикл наблюдений II цикл наблюдений
Парк
Жилой квартал (с озеленением)
Улица шириной 60 м
Улица шириной 15 м
Бульвар
44
28
24
24
45
49
–
31
–
–
В. А. Бодров определил влияниена влажность воздуха в прилегающей территории полосы насаждений шириной 10,5 мпри высоте деревьев 15 — 17 м (табл. 9).
Таблица 9Точка наблюдения Абсолютная влажность Относительная влажность мм % увеличения по сравнению с открытой степью % % увеличения по сравнению с открытой степью Открытая степь 11,3 — 48,2 ____ На расстоянии от полосы, м: 10 12,7 12.4 54,4 12,8 50 12,9 14,2 54,8 13,7 100 12,6 11,4 53,5 11 200 12,1 7,1 51,8 7,5 350 11,7 3,5 50,5 4,8 500 11,7 3,5 50,3 4,3 650 11,2 1 50 3,5
Влияние насаждений навлажность воздуха проверено многими исследованиями испарения влаги споверхности на различных расстояниях от насаждений. Установлена прямаязависимость испарения от высоты насаждений, которые увеличивают влажностьвоздуха на расстоянии, в 10 — 12 раз превышающем их высоту. Повышениеотносительной влажности воздуха почти всегда (за исключением дней с оченьвысокими температурами) воспринимается человеком как понижение температуры; приэтом повышение относительной влажности, например, на 16% воспринимаетсячеловеческим организмом как понижение температуры воздуха на 3,5°. В. Л.Машинским и Е. Г. Залогиной приведены данные для московских условий: одингектар насаждений в течение вегетационного сезона испаряет до 3000 т влаги, заэтот же период 1 м2 газона испаряет 500 — 700 л воды. Ежедневновзрослая липа испаряет 0,2 т влаги, хорошо развитый бук — до 0,6 т влаги, а 1га столетних дубов — около 26 т. Ежегодно зеленые насаждения испаряют 20 — 30 %атмосферных осадков, выпавших на занятую ими территорию. Сравнивая влияниерастений и воды на повышение влажности воздуха, можно с уверенностью сказать,что 1 га полноценных растений значительно лучше (почти в 10 раз) увлажняет,освежает воздух по сравнению с водоемом такой же площади. В зависимости отразмеров и структуры массивов зеленых насаждений влияние растительности навлажность воздуха распространяется на прилегающие инсолируемые открытыепространства и проявляется на расстоянии, в 15 — 20 раз превышающем высотурастений. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что на территории,отстоящей от зеленого массива на 500 м, из-за влияния растений относительнаявлажность может при определенных условиях повышаться на 30 %. Влажность воздухаувеличивают даже неширокие 10-метровые полосы древесно-кустарниковойрастительности, которые на расстоянии 500 м поднимают влажность на 5 — 8 % посравнению с открытой площадью. Если принять относительную влажность на улице до100 %, то среди озелененной застройки она составит 116 %, а в крупном паркеможет доходить до 200 % и более. Испаряя влагу, поверхность листьев икустарников нагревается. Известно, что для испарения 1 л воды требуется до 600ккал тепла. Несложный расчет показывает, что 1 га дубовой рощи поглощает всутки 15 600 ккал. Именно этот процесс способствует понижению температуры внижних слоях кроны и приземном слое на 3 — 5 °С (по сравнению с температуройокружающего воздуха). В приземном слое плотных зеленых насаждений отмечаетсянаиболее высокая относительная влажность воздуха. Относительная среднемесячнаявлажность воздуха среди зеленых насаждений парка выше на 4 — 9 %, в сквере — на3 — 5 % по сравнению с территориями многоэтажной застройки. Даже небольшиеучастки внутриквартальной зелени заметно способствуют повышению относительнойвлажности воздуха. Умело применяя влаголюбивые растения и используя ихкачества, на территории с повышенной относительной влажностью (выше 70 %)последнюю значительно можно снизить.
2.3 Влияние насаждений на подвижность воздуха
Движение воздуха (или такназываемый ветровой режим) оказывает существенное влияние на теплоощущениечеловека, особенно в условиях перегрева окружающей среды. Учеными установлено,что наиболее благоприятный для человеческого организма ветровой режим прискорости ветра в пределах 0,5 — 3 м/с. Зеленыенасаждения оказывают влияние на степень подвижности воздуха окружающихтерриторий. Существенно изменяется степень подвижности воздуха и в зеленоммассиве по сравнению с окружающими территориями. Затухание скорости ветра взеленом массиве я за полосой насаждений было изучено многими авторами.Результаты наблюдений приведены в табл. 10.
Таблица 10Авторы наблюдений Расстояние от полосы, м Скорость от начальной, % В. А. Бодров 10 27 — 61 50 17 — 50 100 44 — 82 200 71 — 94 350 70 — 103 500 71 — 102 650 84 — 107 И.С. Нестеров 34 22 — 45 55,5 48 — 56 76,8 73 — 77 98 78 — 81 121,5 93 185,6 95 228 95 — 98
Амплитуда колебаний впоказателях объясняется различными высотами, плотностями и размерами зеленыхмассивов или полос, где проводились наблюдения. Г. В. Шелейховский на основеанализа материалов наблюдений многих авторов установил зависимость паденияскорости ветра от высоты посадок на различном расстоянии от насаждений (табл. 11).
Таблица 11Расстояние от насаждений Скорость ветра в % от первоначальной Расстояние от насаждений Скорость ветра в % от первоначальной Н* 40 5Н 65 2Н 45 10Н 80 3Н 55 15Н 85 4Н 60 20Н 90 * Н — высота посадок.
Выше рассмотрено влияниенасаждений на тепловой режим, влажность воздуха и его подвижность, т. е. на всеосновные факторы, формирующие микроклимат. На основании приведенных материаловможно считать научно обоснованным положение о том, что зеленые насаждениязначительно способствуют улучшению микроклиматических условий. Кроме того, этиматериалы указывают на положительное влияние насаждений на микроклимат путемправильного их размещения и подбора соответствующих пород растений.
ГЛАВА3. влияние НАСАЖДЕНИЙ на состав и чистоту воздуха
3.1 роль насаждений в процессе газообмена
Насаждения, как известно,поглощают из воздуха углекислоту, выделяемую человеком, и обогащают воздухкислородом. Это свойство насаждений используется для улучшения состава воздуха,его оздоровления. Некоторыми учеными даже выдвигалась теория нормирования количестванасаждений в городах применительно к этому свойству растений.
По соответствующимрасчетам 1 га насаждений поглощает в чае 8 кг углекислоты, которую выделяют зато же время 200 человек. Отсюда получается норма 50 м2 насаждений наодного человека. Но при этих расчетах не было учтено, что выделяемая людьмиуглекислота составляет всего около 10% всей углекислоты, поступающей в воздухпосле сгорания топлива и тому подобных процессов. Так как преобладающая частьуглекислоты рассеивается в атмосфере и лишь небольшая часть поглощаетсянасаждениями, то определять по этому свойству растительности норму зеленыхнасаждений нельзя.
В целом роль насаждений впроцессе газообмена в воздушном бассейне имеет громадное значение. Причемоказалось, что различные виды деревьев и кустарников поглощают углекислоты ивыделяют в воздух кислорода далеко не одинаковое количество.
Инженером П. Т. Обыденнымпод руководством проф. А. С. Яблокова проведено одно из последних исследованийэффективности различных видов деревьев в процессе газообмена. Оно показало, чтоесли эффективность ели обыкновенной принять за 100%, то, например,эффективность лиственницы польской составляет 118%, сосны обыкновенной — 164%,липы крупнолистной — 254%, дуба черешчатого — 450% и тополя берлинского — 691%.Поэтому на основе изучения эффективности многих видов растений в процессегазообмена представляется возможным подбирать определенный ассортиментнасаждений для озеленения с учетам и этого свойства. Взрослый здоровый лес наплощади 1 га поглощает 220 — 280 кг углекислого газа, выделяет в атмосферу 180 — 220 кг кислорода. В среднем 1га зеленых насаждений поглощает за 1 ч около 8 луглекислоты (столько выделяют за это время 200 человек). На выделение кислородавлияют количество листвы дерева и ее состояние. Дерево средней величины можетобеспечить дыхание трех человек. Показатели газообмена в течение вегетационногопериода у разных деревьев неодинаковы. Если эффективность газообмена у елиобыкновенной принять за 1, то у лиственницы она будет 1,18, у сосныобыкновенной — 1,64, у липы крупнолистной — 2,54, у дуба чешуйчатого — 4,5, утополя берлинского — 6,91. Зная интенсивность фотосинтеза, а следовательно иэффективность газообмена и количество выделяемого у разных видов растенийкислорода, следует подбирать оптимальные сочетания и количество деревьев икустарников, необходимых, для озеленения городских территорий.
3.2 РОЛЬ НАСАЖДЕНИЙ ВБОРЬБЕ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРЫ
Атмосфера городов идругих населенных пунктов систематически загрязняется различными примесями. Ввоздух выбрасывается значительное количество дыма, золы, сажи и газов присжигании разного рода топлива на промышленных предприятиях, в жилых иобщественных зданиях, в двигателях автомобилей, а также при производственныйпроцессах химической, металлургической, текстильной и других отраслейпромышленности. Ветер и транспортные средства поднимают в воздух пылевидныечастицы почвы, а также золу, сажу и пыль производственного происхождения,осевшие на крышах и стенах домов, на дорогах и тротуарах.
В нашей стране мероприятияпо охране атмосферного воздуха осуществляются на основе широко поставленныхнаучно-исследовательских работ, посвященных изучению количественной концентрациизагрязнений, попадающих в атмосферу, и дальности их распространения. Зеленыенасаждения имеют немаловажное значение в очищении городского воздуха от пыли игазов. Пыль оседает на листьях, ветках и стволах деревьев и кустарников, азатем смывается атмосферными осадками на землю. Распространение или движениепыли сдерживается также газонами, которые задерживают поступательное движениепыли, перегоняемой ветром из разных мест. В глубине лесного массива нарасстоянии 250 м от опушки содержание пыли в воздухе сокращается более чем в2,5 раза. Пылезадерживающие свойства различных пород деревьев и кустарниковнеодинаковы. Лучше всего задерживают пыль шершавая листва вяза и листья сирени,покрытые ворсинками. Листья вяза задерживают пыль примерно в 5 раз больше, чемлиства тополя; листья сирени в 3 раза больше тополя и т. д. В некоторых работахспециально изучалась роль зеленых насаждений в борьбе за чистоту атмосферноговоздуха. Результаты исследований количества пылевых загрязнений в различныхрайонах приведены в табл. 12.
Таблица 12Авторы наблюдений Точка наблюдения
Количество пыли, г на 1 м3 поверхности в сутки Р. А. Бабаянц Промышленный район 1,52 Район вокзала 1,16 Центр города 0,57 Парк культуры и отдыха 0,22 Н. М. Томсон и Д. П. Сендерихина За городом 0,15 — 0,16 Жилой поселок летом 1,02 — 2,25 Жилой поселок осенью 0,6 — 0,64 Жилой поселок зимой 1,16 — 1,78
На основании приведенныхданных можно считать, что в городе запыленность воздуха значительно выше, чемвне города; среди зеленых насаждений — значительно ниже, чем в жилых кварталах;в промышленных районах города гораздо выше, чем в жилых районах. Кроме того,количество пыли изменяется в зависимости от влажности воздуха (летом и осенью)и скорости ветра.
В. И. Федынский, Ц. П.Кругликова и Т.В. Дышко выяснили, что разные породы деревьев задерживаютлиствой неодинаковое количество пыли. Оказалось, например, что запыленностьберезы в 2,6 раза, а хвойных пород в 30 разбольше запыленности осины.
Канд. мед. наук В. Ф.Докучаева установила, что запыленность воздуха различных озелененных территорийМосквы по отношению к запыленности воздуха Тимирязевской лесной дачи (лессредней густоты вдали от промышленности), принятой за 100%, составляет: в паркеим. Дзержинского (густой парк в пригороде, вдали от промышленности) 149%, в ЦПКиОим. Горького (разреженный парк в городе, вблизи от промышленности) 343%,Измайловском парке (густой парк в пригороде, вблизи от промышленности) 400%.
Даже в зимние месяцы,когда деревья лишены листвы, они имеют большое пылезащитное значение.Запыленность воздуха под деревьями оказалась меньше, чем на открытой площадке:в декабре на 13,6%, январе на 37,4%, феврале на 18%. За весь осенне-зимнийпериод средняя концентрация пыли в воздухе на открытой площадке составила 0,8мг/м3 воздуха, а под деревьями — 0,5 мг/м3 воздуха, т. е.меньше на 37,5%.
Изучение пылезащитныхсвойств различных пород показало, что запыленность (в г/м2)поверхности листьев вяза была равной 3,39, сирени венгерской — 1,61, липымелколистной — 1,32, пелена остролистного — 1,05, тополя бальзамического — 0,55.
По данным Н. В. Бобохидзе,один экземпляр взрослого дерева нижеследующих пород выводит из воздуха пыли завегетационный период (кг):
Вяз перистоветвистый
Вяз шершавый
Ива белая, плакучая форма
Каштан конский
Клен серебристый
Клен татарский
Клен полевой
Клен остролистный
Клен ясенелистный
Тополь канадский
Тополь туркестанский
Тополь Боле
Шелковица белая
Ясень зеленый
Ясень обыкновенный
а один экземпляркустарника:
Акация желтая,2
Аморфа,2
Бересклет бородавчатый,6
Бирючина обыкновенная,3
Бузина красная,4
Лох узколистный
Сиренъ обыкновенная,6
Спирея Ван-Гутта,5
Смородина золотистая,4
Приведенные результаты исследованийуказывают на большую положительную роль зеленых насаждений в борьбе с пылью.Это подтверждается резким снижением запыленности воздуха в садах и парках тосравнению с запыленностью воздуха на городских улицах и площадях.
Целесообразноотбирать породы: одни — очищающие воздух от вредных газов, другие — от пыли.Эффективность пылезащитных свойств растений у разных пород не одинакова изависит от строения дерева, его ветрозащитной способности. Лучше всегозадерживают пыль деревья с шершавыми, морщинистыми, складчатыми, покрытиямиволосками, липкими листьями. Шершавые листья (вяз) и листья, покрытыетончайшими ворсинками (сирень, черемуха, бузина), лучше удерживают пыль, чемгладкие (клен, ясень, бирючина). Листья с войлочным опушением по пылезадержаниюмало отличаются от листьев с морщинистой поверхностью, но они плохо очищаютсядождем. Клейкие листья в начале вегетации имеют высокие пылезадерживающиесвойства, но их утрачивают. У хвойных пород на единицу веса хвои оседает в 1,5раза больше пыли, чем на единицу веса листьев, и пылезащитные свойствасохраняются круглый год. Зная пылезащитные свойства растений, варьируя размерыозеленяемой территории, подбирая породы и необходимую густоту посадок, можнодобиться наибольшего пылезащитного эффекта. Дожди, освобождая насаждения ивоздушный бассейн от пыли, смывают ее на поверхность земли. В городезапыленность воздуха значительно выше, чем в пригороде. Количество пыли ввоздухе изменяется в зависимости от влажности воздуха и скорости ветров. НаблюденияВ. Ф. Докучаевой показывают, что запыленность воздуха под деревьями меньше, чемна открытой площадке: в мае на 20 %, июне на 21,8 %, июле на 34,1 %, августе на27,7 % и в сентябре на 38,7 %. Очень хорошим пылеуловителем является вяз. Он задерживает пыль в 6 разинтенсивнее, чем гладколистный тополь. Растительность городских парков искверов площадью 1 га за вегетационный период очищает от пыли 10 — 20 млн. м3воздуха. Результаты исследований учитывают большую положительную роль зеленыхнасаждений в борьбе с запыленностью воздуха.
Количественные показателизапыленности воздуха находятся при прочих равных условиях в зависимости отразмеров озелененной территории и степени густоты посадок. В воздухе большогопарка с густыми насаждениями пыли меньше, чем в воздухе такого же большогопарка, но с разреженными посадками.
Насаждения играютсущественную роль и в вертикальном проветривании. Вследствие разницы в тепловомрежиме озелененных и застроенных территорий воздух над застроенной территориейнагревается сильнее. Этот теплый воздух вытесняется более холодным, поступающимиз зеленого массива, что усиливает вертикальные токи воздуха и способствуетперемещению газов в верхние слои атмосферы. Чередуя вокруг точек выбросавредных газов насаждения с открытыми участками, можно значительно усилитьпроветривание территории в вертикальном направлении.
Растительность обладаетсвойством поглощать газообразные отходы промышленного производства. Многолетниеисследования Ростовского научно-исследовательского института Академиикоммунального хозяйства, показали, что в воздухе участка, защищенного отпромышленного предприятия зеленой полосой «ажурного» типа, оказалосьменьше загрязнений, чем на не защищенном участке: сернистого газа на 14%, окисиуглерода на 37, фенола на 36 и пыли на 23%. На участке, защищенном плотнойзеленой полосой, загрязнений оказалось меньше: сернистого газа на 30%, окисиуглерода на 35, фенола на 29 и пыли на 64%.
Днепропетровскийуниверситет на основе пятилетних наблюдений установил, что некоторые растенияявляются не только стойкими к токсичным загрязнениям воздуха, но и способныулавливать из атмосферы (без повреждений растений) значительное количество этихзагрязнений. Так, айлант высочайший, белая акация, берест перистоветвистый, бузинакрасная, тополь канадский, шелковица белая и бирючина обыкновенная улавливаютсоединения серы, а активными поглотителями фенолов оказались: белая акация,берест перистоветвистый, аморфа кустарниковая, бирючина обыкновенная и сумах.
Многочисленнымиисследованиями установлено, что сернистый газ повреждает растительность. Так,Р. А. Бабаянц указывает, что на расстоянии 2 — 2,6 км от крупного химическогокомбината листва липы, лиственницы, ясеня, березы и дуба была сожжена на 75 — 100%,а на расстоянии 2,3 км листья яблони, ивы, жасмина, тополя повреждены на 30 — 75%.На расстоянии 1 — 1,6 км от химического завода другого профиля поверхностьлистьев смородины, лещины, рябины, липы, яблони, жимолости, ясеня, березыпострадала на 25 — 65%. Поэтому весьма большое значение имеет подбор породрастений, так как не все одинаково реагируют на газы.
Наиболее стойкие к газамдеревья и кустарники: клен пенсильванский, древогубец плетевидный, каркасюжный, лещина манчжурская, гледичия трехколючковая, крыжовник (все виды), плющобыкновенный, можжевельник казацкий, луносемянник канадский и даурский, тополькрупнолистный, серый, черный (осокорь), тополь канадский, гранат, айлантвысочайший, акация белая, аморфа кустарниковая, берест перистоветвистый, бирючинаобыкновенная, шелковица белая.
Нестойкие к газам деревьяи кустарники: клен остролистный, каштан конский обыкновенный, барбарисобыкновенный, береза пушистая, акация желтая, ломонос фиолетовый, ясеньобыкновенный, ясень манчжурский, облепиха, ель обыкновенная, соснаобыкновенная, вязовик (кожанка), рябина обыкновенная, сирень обыкновенная.
Листьяспособны выполнять важную санитарно-гигиеническую роль, поглощая токсическиегазы, накапливая вредные вещества в покровных, а затем и внутренних тканях.Часть токсических веществ оттекает из листа и локализуется в побегах, растущихлистьях, плодах, клубнях, луковицах, корнях. Древесная растительность можетвыполнять эти функции только при условии, что концентрация аэрозолей, особеннов жидкой или газовой фазах, не достигают пределов, губительно действующих на ихживые клетки.
Зимойлиственные деревья лишены листьев. Хвойные растения, сохраняющие зелень изимой, в меньшей степени устойчивы против вредных промышленных выбросов.Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами приводит к их накоплению в растениях.Некоторые растения могут ограничивать поступление, регулировать аккумуляциюметаллов на уровне организма, отдельных его органов, тканей клеток ирегулировать передвижение из корней в стебли и листья. Определеннаяизбирательная способность корневого поглощения позволяет растению избегатьизбыточной аккумуляции металлов. Устойчивые виды древесных растений, какправило, накапливают больше металлов в корнях, чем в надземной части. Утравянистых растений в некоторых случаях защитная реакция к избыточному содержаниюметаллов проявляется в увеличении соотношения между корневой системой инадземной частью, а при оптимизации питания она снова выравнивается. Основнымикомпонентами выбросов металлургических предприятий являются окислы железа. Помере удаления от доменного цеха аккумуляция железа понижается при 250 — 300 м в1,5 — 2 раза, 1 км — в 3 раза, 3 км — 4 — 5 раз, 7 — 10 км в 7 — 9 раз.
В парках жилых районовконцентрация свинца в среднем в 2 раза, а в парке промышленного района в 4 — 8раз выше, чем в лесопарке в 43 км от города. Концентрация свинца в уличныхпосадках еще выше — в 8 — 12 раз (в зависимости от вида растений). Средикустарников больше свинца накапливает древовидная карагана (желтая акация), аиз листопадных деревьев — обыкновенная липа и береза. У акации белой содержаниеметаллов от весны к осени повышается в 3,5 раза, у вяза перистоветвистого — в 4- 5 раз. Канцероген 3, 4 — бензопирен является опасным загрязнителем воздуха — он может из воздуха перейти в почву, а оттуда в растения и пищу человека.Растения с высокой способностью расщеплять 3,4 — бензопирен используют дляочистки окружающей среды от канцерогенных полициклических углеводородов. Учитывая,что зеленые насаждения за счет задерживающей и поглощающей способностиспособствуют оздоровлению окружающей среды, при подборе ассортимента растенийдля озеленения в техногенных регионах необходимо отдавать предпочтениерастениям, обладающим максимальной емкостью поглощения и устойчивым к выбросамданного предприятия в данных природоклиматических условиях. При этом следуетиметь в виду, что широкие, плотные массивы гасят ветер, и на территориипромышленных предприятий возникает ситуация, способствующая концентрациивредных газов.
3.3 ФИТОНЦИДЫ РАСТЕНИЙ
Профессор Б. П. Токин в1928 г. открыл, что растения вырабатывают особые летучие и нелетучие вещества,называемые фитонцидами, причем фитонциды некоторых растений (из числа изученных)обладают бактерицидными свойствами. Фитонциды одних растений убиваютболезнетворные бактерии, других же растений не убивают, а только задерживаютразвитие микроорганизмов. Исследованиями установлено, что эффективностьфитонцидов различных видов растений неодинакова. Так, фитонциды коры пихтыубивают бактерии дифтерита; листья тополя убивают дизентерийную палочку.Особенно много фитонцидов выделяют хвойные породы. Один гектар можжевельникавыделяет за сутки 30 кг летучих веществ. Много летучих веществ выделяют сосна иель. В воздухе парков содержится в 200 раз меньше бактерий, чем в воздухе улиц.
Ниже приведены сравнительныеданные действия фитонцидов различных растений на один и тот же простейший видбактерий.
Таблица 13Растение Продолжительность экспозиции, мин, вызывающая гибель бактерии Клен остролистный 12 Клен татарский 20 Береза бородавчатая 22 Граб европейский 7 Тисс ягодный 6 Дуб пушистый 6 Орех грецкий 18 Лавр благородный 15 Кедр атласский 3 Тополь серебристый 25 Черемуха обыкновенная 5 Чубушник 5 Смородина черная 10 Можжевельник казацкий 10
Однако фитонцидынекоторых растений — боярышника кроваво-красного, яблони ягодной, розы коричной,малины обыкновенной, таволги иволистной — не оказали заметного влияния намикроорганизмы. Поэтому при подборе растений для озеленения необходимо учитыватьи эффективность фитонцидности различных пород.
Фитонцидыдубовой листвы уничтожают возбудителя дизентерии, а фитонциды можжевельника — возбудителей брюшных заболеваний. Сосна крымская, кипарис вечнозеленый, кипарисгималайский задерживают рост туберкулезной палочки. Фитонциды черемухи, рябины,можжевельника используют для борьбы с вредными насекомыми. В сосновом бору,находящемся в хорошем состоянии и благоприятных условиях, произрастанияболезнетворных бактерий в 2 раза меньше, чем в лиственном. Туя обладаетспособностью уменьшить загрязненность воздуха болезнетворными микроорганизмами на 67 %. Хвойные породы за сутки способнывыделить летучих веществ: 1 га можжевельника — 30 кг, сосны и ели — 20 кг,лиственных пород — 2 — 3 кг. Однако сосновым насаждениям свойственны повышенныерадиация и температура воздуха, пониженная влажность, поэтому для отдыханаиболее благоприятными будут территории смешанных хвойно-лиственныхнасаждений. Большинство растений проявляет максимальную антибактериальнуюактивность летом, когда воздух парков содержит в 200 раз меньше бактерий, чемвоздух улиц. При подборе растений для озеленения городов необходимо учитыватьих бактерицидные свойства. Насаждения следует размещать с наветренной стороныпо отношению к месту пребывания человека. Санитарно-гигиеническая эффективностьзеленых насаждений в ряде случаев зависит от метеорологических условий.Известно более 500 видов растений, обладающих в разной степени фитонциднымисвойствами. Среди них: акация белая, багульник болотный, барбарис обыкновенный,береза карельская, граб обыкновенный, дуб черешчатый, ель обыкновенная, иваплакучая, каштан конский, кедр сибирский, клен красный, лиственница сибирская,липа мелколистная, можжевельник казацкий, осина, пихта сибирская, платанвосточный, райграс пастбищный, сосна обыкновенная, софора японская, топольсеребристый, туя западная, чубушник, черемуха, эвкалипт.
3.4 ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА
Значительнаяроль в улучшении состояния воздуха отводится ионам. Ионы бывают легкие итяжелые. Легкие могут нести отрицательный или положительный заряды, тяжелые — толькоположительный. При благоприятных условиях развития растения повышают в воздухеи на прилегающей территории число легких отрицательно заряженных ионов — материальных носителей электрических зарядов, характеризующих состояние чистотывоздуха. Умеренно повышенная ионизация воздуха (до 2 — 3 тыс. ионов на 1 см3)сказывается положительно на здоровье и самочувствии человека. Растительностьвлияет на ионизацию воздуха в зависимости от породного состава, полноты,возраста насаждений и некоторых других характеристик. Лучше ионизируют воздухсмешанные насаждения. Загрязнение атмосферы и как следствие плохое состояниерастительности ведут к увеличению количества вредных для здоровья человекатяжелых ионов. Научными исследованиями установлено, что существенное гигиеническоезначение имеет электрическое состояние воздуха. Воздушные ионы,подразделяющиеся на легкие и тяжелые, влияют на самочувствие человека. Причем какте, так и другие бывают с положительным и отрицательным зарядом. Считается, чтоионизация воздуха тем лучше в гигиеническом отношении, чем больше содержится ввоздухе легких ионов и меньше тяжелых, а также меньше отношение числаотрицательных ионов к числу положительных (так называемый коэффициент униполярности).Соответствующие измерения показали, что в лесу под Киевом легких ионовоказалось от 1020 до 1390 в 1 см3 воздуха при коэффициентеуниполярности от 0,93 до 1,08; в Ленинградском ботаническом саду — 701 скоэффициентом 1,08; в жилом благоустроенном районе Киева — 930 с коэффициентом1,02; в районе одного из ленинградских заводов — 314 с коэффициентом 1,31.
Киевский НИИградостроительства установил, что легких ионов в 1 см3 воздуха озелененногодвора оказалось 499 при коэффициенте униполярности 1,08; озелененного двора — 1014при коэффициенте 0,93; районного парка — 1178 при коэффициенте 0,9; леса — от1212 до 1285 при коэффициенте от 0,92 до 1,08.
На содержание легкихионов в воздухе влияет также породный состав насаждений. Причем установлена (вубывающем порядке) следующая эффективность различных пород: сосна обыкновенная,береза карельская, береза японская, береза тополелистная, ива плакучая, рябинаобыкновенная, дуб красный, туя западная, ель венгерская, лиственница сибирская,ель обыкновенная, пихта одноцветная, дуб черешчатый, граб, липа мелколистная,клен серебристый, клен красный, тополь черный, пихта сибирская, сиреньобыкновенная, акация белая.
Следовательно, породы,занимающие в этом списке первые места, увеличивают количество легких ионов в значительнобольшей степени, чем породы, помещенные в конце списка.
Приведенные результатыисследований свидетельствуют о том, что и в отношении ионизации воздуханасаждения обладают положительными свойствами.
глава 4. ЗНАЧЕНИЕ НАСАЖДЕНИЙ В БОРЬБЕ С ГОРОДСКИМ ШУМОМ
Работа транспортныхсредств и промышленных предприятий создает в городе шум. Органы слуха человекавоспринимают звук при колебаниях от 20 до 20 000 в секунду и особенно хорошопри колебаниях от 500 до 4000. За единицу громкости принимают децибел (дБ) ифон (фон). Существует шкала громкости шума в децибелах с нижним пределом (порогслышимости), равным единице, и верхним пределом, равным 140 дБ (порог болевогоощущения).
По данным НИИ строительнойфизики, средний уровень звукового давления на улицах Москвы в 7 мот оси первой полосы движения составлял, дБ:
на общегородскихмагистралях
на районных магистралях
на улицах местногодвижения
Были проведены измеренияна конкретных улицах с различной интенсивностью движения, результаты которыхданы в табл. 14.
Таблица 14Город Название улиц
Количество проходящего
транспорта в 1 ч
Средний
уровень шума, дБ Москва Проспект Мира 2 040 81 Рязанское шоссе 1 700 84 Ленинградский проспект 1100 71 Волгоград Проспект 40 лет Октября 500 66 Проспект Ленина 300 61 Комсомольская улица 290 65 Советская улица 200 77 Улица Дзержинского 30 51
Человек может переноситьбез особых последствий в течение продолжительного времени шум, равный 20 — 25дБ. Из приведенных выше данных видно, что уровень шума в городах значительно превышаетэтот показатель. Громкий длительный шум сказывается на центральной нервнойсистеме и психике человека. Появляются признаки переутомления и даже истощениянервной системы, явления нервозности и раздражения. Под влиянием шума учащаютсяпульс и дыхание, повышается давление, снижается производительность труда. Ученыеутверждают, что шум в больших городах сокращает жизнь человека на 8 — 12 лет.Шум отрицательно влияет на организм человека: является причиной частичной илиполной глухоты, вызывает сердечно-сосудистые и психические заболевания,нарушает обмен веществ. Критические величины звукового давления и максимальнодопустимое время его воздействия на человека: уровень шума 85 дБ человек можетвыдержать (без последствий) в течение 8 ч, 91 дБ — 4 ч, 97 дБ — 2 ч, 103 дБ — 1ч, 121 дБ — 7 мин. При уровне шума 40 — 45 дБ нарушается сон у 10 — 20 %населения, при 50 дБ — у 50 %, а при 75 дБ — у 95 % населения.
Таблица 15Место наблюдения в Москве Замеренные общие уровни шума, дБ Ширина зеленой полосы, м Высота зеленой полосы, м Тип посадки Видовой состав полосы растения без листвы растения с листвой до полосы за полосой снижение уровня шума до полосы за полосой снижение уровня шума Кутузовский пр. 73,9 71,6 2,3 76,7 69 7,7 10 5,5 Два ряда деревьев и живая изгородь Липа, сирень Красная пл. 78 76 2 80 74 6
10 -
12 8 Один ряд деревьев Липа Ленинский пр. 75 69,3 5,7 77,7 66,1 11,6 36 3 — 12 Группы деревьев Лиственные деревья и кустарники Ленинградский пр. 81,8 77,4 4,4 83 75 8 10 7 — 9 Два ряда живой изгороди Липа, акация Разумовская наб. (правая сторона) 81,8 78 3,8 73,6 65,5 8,1 20 4 — 5 Группы деревьев в живой изгороди Ясень, тополь, клен, вяз, сирень, акация Разумовская наб. (левая сторона) 81,8 78,5 3,3 73,6 66,2 7,4 20 4 — 5 То же То же Кремлевская наб. 79,8 73,4 6,4 83,4 70,2 13,2
32 -
36 8 — 9 Два ряда деревьев Липа
Какую же роль в этойборьбе могут играть зеленые насаждения?
П. И. Леушин установил,что кроны лиственных деревьев поглощают 26% падающей на них звуковой энергии, аотражают и рассеивают 74% этой энергии. По его наблюдениям, шум на застроеннойвысокими домами улице, лишенной насаждений, был (на высоте человеческого роста)в 5 раз больше, чем на такой же улице, обсаженной вдоль тротуаров деревьями.Объясняется это тем, что звуковые волны от движущегося транспорта усиливаютсяза счет отражения от стен зданий. В. А.Осин исследовал результаты снижения различными типами зеленых насаждений общихуровней шума от движущегося транспорта, приведенные в табл. 21. Он установилтакже, что разные деревья и кустарники обладают различной звукопоглощающейспособностью. Значит, подбор соответствующих растений, правильное их размещениеоколо источников шума несомненно могут дать эффект в борьбе с городским шумом. Результаты исследований других ученых – в табл. 16.
Таблица 16Авторы Место изучения Результат
К. Г. Берюшов,
В. И. Федынский,
П. Н. Жилин,
Б. П. Гуринов Моторо-испытательная станция в Москве Зеленый массив снижает шум на 22% К. Н. Шапшев Ряд садов и парков в Ленинграде
Свободная группировка деревьев лучше защищает от шума, чем рядовая посадка. Деревья с низкими кронами дают больший результат, чем высококронные породы.
Кустарник особенно сильно поглощает звук С. П. Алексеев Ряд точек в Москве Озеленение улиц снижает шум на 8 — 10 фонов
Рекомендованыопределенные интервалы между жилыми домами и источниками шума при наличиизеленых насаждений и без них, причем эти интервалы существенно меняются взависимости от этажности зданий — чем выше этажность, тем большие должны бытьинтервалы.
/>
Рис. Принципиальныесхемы распространения звука в зеленых насаждениях: а — врезультате многократного отражения шум затухает медленнее, чем на открытойровной территории; б — увеличение плоскости восприятия и отражения звуковыхволн от ряда опушки из кустарников увеличивает шумозащитное действие; в — двухъяруснаяживая изгородь увеличивает плоскость восприятия и отражения звуковых волн иобеспечивает больший шумозащитный эффект; г — схема организации наиболееэффективной шумозащиты.
При 5-6-этажнойзастройке и наличии насаждений интервал между зданием и источником шума долженбыть 70 м, теннисной площадкой — 15 м, футбольным полем — 100 м, а безнасаждений — соответственно 110, 120 и 170 м. Сопоставление этих показателей свидетельствуето большом значении насаждений в борьбе с шумом. Санитарно-гигиенические требования к жилой застройке определяютнеобходимость защиты населения от вредного воздействия городского шума. Зеленыенасаждения, расположенные между источником шума и жилыми домами, участками дляотдыха, могут значительно снизить уровень шума. Эффект возрастает по мереприближения растений к источнику шума; вторую группу целесообразно размещатьнепосредственно около защищаемого объекта. Звуковые волны, наталкиваясь на листья,хвою, ветки, стволы деревьев различной ориентации, рассеиваются, отражаются илипоглощаются. Кроны лиственных деревьев поглощают около 25 % падающей на нихзвуковой энергии. Снижение шума растениями зависит от конструкции, возраста,плотности посадок и кроны, ассортимента деревьев и кустарников, частотногосостава шума, погоды и т. д. При неправильномрасположении зеленых насаждений по отношению к источникам звука за счетотражательной способности листвы можно получить противоположный эффект, т. е. усилитьуровень шума. Это может произойти при посадке деревьев с плотной кроной по осиулицы в виде бульвара. Лучший эффект снижения шума достигается при многояруснойпосадке деревьев с густыми кронами, смыкающимися между собой, и опушечнымирядами кустарника, полностью закрывающими подкроновое пространство. Хорошоснижают шум полосы из растений с высоким удельным весом зелени (все хвойныепороды в среднем на 6 — 7 дБ эффективнее снижают уровень шума при тех жепараметрах полос, чем лиственные, но в городских условиях их применениеосложняется высокой чувствительностью к загрязнению окружающей среды). Постепени шумозащитной эффективности различные насаждения располагаются вследующем порядке:
Таблица17Насаждения Снижение уровня звука за счет зеленых насаждений по мере удаления от магистрали, дБ 50 м 100 м 150 м 200 м 250 м
Лиственные древесные (акация, тополь, дуб)
Лиственные кустарниковые
Хвойные:
ель
сосна
4,2
6
7
9
6,1
9,1
11
12,2
8
11,5
12,5
14,2
9
12,5
14
16
10
14
15,5
17,4
Оптимальнаяширина шумозащитной полосы в городских условиях находится в пределах 10 — 30 м.Увеличение ширины полосы не дает существенного снижения шума. Полоса шириной 10м должна состоять из не менее трех рядов деревьев. Деревья, посаженные вшахматном порядке (высокие деревья ближе к источнику шума) с кустарником, подлеском,снижают уровень шума на 3 — 4 дБ больше, чем растения в рядовой конструкции,имеющие одинаковые размеры и характеристики полос. Конструкции шумозащитныхполос магистралей выбираются в зависимости от величины шума автотранспорта. Полосазеленых насаждений шириной 30 м, плотностью 0,8 — 0,9, состоящая из 7 — 8 рядовлиственных деревьев (липа, тополь, клен) высотой 7 — 8 м с густоветвящейсяплотной кроной, низким штамбом с кустарником в подлеске (бирючина, спирея) иживой изгородью высотой 1,5 — 2 м, может снизить уровень транспортного шума до12 дБ. Расстояние от тротуара магистрали до домов должно быть не менее 15 — 20м озелененной территории. При неправильном расположении зеленых насаждений поотношению к источникам звука за счет отражательной способности листвы можнополучить противоположный эффект, т. е. усилить уровень шума. Это можетпроизойти при посадке деревьев с плотной кроной по оси улицы в виде бульвара. Вэтом случае зеленые насаждения играют роль экрана, отражающего звук понаправлению к жилой застройке. Наилучшим шумозащитным эффектом обладаетсформированная из деревьев и кустарников зеленая полоса, расположенная наэкранизирующем земляном барьере. При расположении магистрали в выемке целесообразноозеленить верхнюю бровку откоса. В случае направленного шума рассеивать егомогут отдельно стоящие деревья и кустарники.
заключение
Велико и многообразно значениезеленых насаждений в градостроительстве. Они играют значительную роль в формированииокружающей человека среды, так как обладают свойствами улучшатьсанитарно-гигиеническую обстановку. Насаждения снижают силу ветра, регулируюттепловой режим, очищают и увлажняют воздух, что имеет огромное оздоровительноезначение. Зеленые насаждения — наилучшая среда для отдыха населения городов ипоселков, для организации различных массовых культурно-просветительныхмероприятий. Создание насаждений — это не только средство улучшениясанитарно-гигиенических условий жизни в отдельных населенных пунктах, но и одиниз основных методов коренного преобразования природных условий целых районов. Видноеместо насаждения занимают в инженерном благоустройстве городов, так как с ихпомощью регулируется движение на автомагистралях, ведется борьба с оврагообразованием,осуществляется мелиорация.
Значительную роль играютзеленые насаждения в архитектуре города. Они служат прекрасным средствомобогащения, а нередко и формирования ландшафта города и занимают ведущее местов решении архитектуры парков и садов.
Таким образом,растительность может быть использована вархитектурном и планировочном решении каждого города для самых различных целей.Благодаря большому архитектурно-планировочному и санитарно-гигиеническомузначению зеленые насаждения являются одним из основных слагаемых, образующихкомплекс города или поселка.
Список использованных источников
1. Гостев В. Ф., Юскевич Н. Н. Проектирование садов и парков. — М.:Стройиздат, 1991.
2. Лунц Л.Б. Городское зелёное строительство. – М.:Стройиздат, 1974.
3. Горохов В. А. Городское зеленое строительство.- М.:Стройиздат, 1991.