Деревья в городах играют ключевую роль в адаптации жителей к изменениям климата, а также смягчают отрицательные последствия этих изменений, способствуя улучшению общественного здоровья. Однако создание зеленых зон в городах является сложным процессом, требующим особых усилий. Выбор видов деревьев, их точное распределение и плотность размещения становятся важными инструментами для градостроителей и ландшафтных дизайнеров, влияя на облик и развитие городов в период климатических изменений.
Однако важно учитывать, что возможности городского озеленения ограничены, учитывая высокую стоимость земли и необходимость в экономических и экологических ресурсах для выживания деревьев в городских условиях. Кроме того, не всем жителям приносит пользу наличие городских деревьев. Сложная физиология растений подразумевает, что улучшение одного аспекта, например, увеличение тени, может вызывать нежелательные эффекты, такие как увеличение содержания аллергенов в воздухе. Это усложняет процесс планирования городского озеленения и требует особого внимания при инвестировании в соответствующие мероприятия.
Потому оценка воздействия деревьев должна быть комплексной. Растительность, обеспечивая тень и влажность, может приносить значительные сопутствующие выгоды в области общественного здравоохранения, воздействуя на физическое и психическое здоровье горожан.
Подход к оценке услуг городских экосистем
Идея экосистемных услуг широко применяется для выявления выгод, получаемых от наличия городских деревьев. С аналитической точки зрения это подразумевает, что весь акцент сосредотачивается на выявлении, количественной оценке и моделировании выгод (и затрат) экологических и биофизических процессов, связанных с городской зеленой инфраструктурой. В общепринятом понимании типология услуг разделяется на четыре категории:
1. Обеспечивающие услуги (продукты, ценные для человека – например, пища).
2. Регулирующие услуги (поддержание инженерных процессов – включая очистку воды и воздуха).
3. Вспомогательные услуги (процессы, оцениваемые косвенно – например, опыление).
4. Культурные услуги (предоставление социального и духовного смысла).
В данном исследовании уличные деревья рассматриваются как особый компонент городской экосистемы, вовлеченный в предоставление услуг и достижение различных социальных целей. Особое внимание уделяется регулирующим и вспомогательным услугам, которые помогают смягчать последствия изменения климата и оказывают влияние на здоровье человека. Анализ экосистемных услуг требует учета как биофизического, так и социального контекста.
Роль уличных деревьев в обеспечении регулирующих услуг
1. Микроклимат.
С процессом урбанизации городов возникает более теплый и сухой климат по сравнению с сельской местностью, особенно в ночное время. "Острова тепла", порождаемые твердыми теплоемкими поверхностями (асфальт, стены зданий и т.д.), становятся явлением распространенным. Увеличение зеленой зоны приводит к снижению окружающей температуры, увеличивает испарение, задерживает осадки и уменьшает стоки. Таким образом, повышение плотности растительности рассматривается как эффективный метод смягчения воздействия городской жары.
Большинство исследований используют среднесуточную или максимальную дневную температуру, как наиболее релевантные параметры для прогнозирования заболеваемости и смертности, особенно в условиях экстремальной жары.
Научные исследования показывают, что рост зеленого покрова снижает как среднюю, так и максимальную температуру воздуха. Ночью эффект зелени на температуру оказывается более выраженным, что также подтверждается рядом исследований.
2. Локальные особенности.
Простые статистические корреляции, используемые в таких исследованиях, требуют осторожного применения в различных контекстах. Например, увеличение зеленого покрова на 20% привело к уменьшению среднесуточной температуры на 7,18% в городе Феникс, что снизило число обращений в службы экстренной помощи на 11%. Однако эти результаты специфичны для жаркого климата данного города и не могут быть просто перенесены на другие условия, такие как в Нью-Йорке.
Для понимания процессов, влияющих на климат, необходимо учитывать локальные особенности. Деревья создают тень, блокируют солнечное излучение и ограничивают нагрев поверхностей, уменьшая накопление тепла. Растительность также может повышать альбедо, что способствует отражению солнечного света.
На локальном уровне густое наличие деревьев может значительно снизить температуру, особенно в условиях экстремальной жары. Однако эти эффекты могут варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая региональный климат, географическое положение города, его размер, плотность зелени, типы деревьев и их состояние.
3. Воздействие на здания и здоровье.
Присутствие уличных деревьев также влияет на температуру внутри помещений, создавая тень и уменьшая риск перегрева зданий. Это может быть особенно полезно в случаях, когда недостаточно средств для охлаждения зданий, что также способствует экономии энергии. Однако оценка общего воздействия деревьев на тепловые характеристики зданий усложняется из-за множества факторов, таких как материалы, архитектура, типы деревьев и климатические условия.
Несмотря на положительные аспекты воздействия уличных деревьев летом, их влияние в зимнее и ночное время необходимо учитывать. Ночью деревья задерживают тепло и уменьшают вентиляцию, что может привести к удержанию тепла, накопленного днем. В зимний период затенение от вечнозеленых деревьев может вызвать падение температуры окружающей среды, влиять на освещенность и оказывать влияние на психическое здоровье людей, особенно тех, кто страдает сезонными аффективными расстройствами. Также возможны проблемы с плесенью и увеличением влажности в зданиях, а также увеличением энергопотребления для отопления.
4. Влияние влажности.
Важное значение в поддержании здоровья деревьев имеет влага. При достаточном уровне влаги в почве, деревья поднимают влажность воздуха за счет воды, вытягиваемой из почвы и испаряемой через листья. Для обеспечения деревьев водой можно использовать системы сбора дождевой воды и ливневые системы. Этот подход благотворно влияет на качество воды в природных водоемах, влагосодержание почвы и ее стойкость к эрозии.
5. Оценка качества воздуха.
Влияние, которое уличные деревья могут оказывать на качество воздуха, остается одним из наименее исследованных аспектов экосистемных услуг. Уличные деревья способны регулировать состав воздуха, поглощая вредные вещества и способствуя их удержанию на своих листьях. Однако, следует отметить, что они также выделяют в атмосферу загрязнители, такие как биогенные летучие органические соединения и пыльца. В связи с множеством процессов, происходящих на разных уровнях, крайне сложно предсказать окончательное воздействие уличных деревьев на качество воздуха в различных окружающих средах.
6. Абсорбция загрязнителей.
Воздействие деревьев на качество воздуха в городской среде и его влияние на здоровье населения в основном подвергается исследованиям на региональном уровне с применением моделирования. Однако результаты таких исследований пока не получили широкого подтверждения в ходе полевых испытаний. Большинство моделей, работающих на региональном или городском уровне, указывают на умеренное снижение концентрации загрязнителей на уровне 5% и менее. Уличные деревья замедляют поток воздуха, что способствует улучшению процессов осаждения и абсорбции загрязнителей. Они также активно поглощают углекислый газ (CO2) и газообразные загрязнители, такие как озон (O3), азотные оксиды (NO2) и диоксид серы (SO2), через устьица или поверхность листьев. Кроме того, уличные деревья более эффективно задерживают переносимые воздухом частицы, чем другие элементы городской инфраструктуры.
На локальном уровне становится ключевым взаимодействие между городской средой и растительностью, при этом влияют характеристики кроны деревьев, их густота, близость к строениям, а также видовой состав. Деревья с обширной поверхностью листьев могут эффективно удалять до 60-70 раз больше газообразных загрязнителей в год по сравнению с менее крупными деревьями. Однако оценить конечное воздействие на концентрацию частиц оказывается сложным, поскольку это зависит от размера частиц и способности определенных видов деревьев очищать воздух от пыли. Эта способность также подвержена воздействию морфологических характеристик растений, таких как высота кроны, ее размер, форма, текстура и шероховатость листьев.
7. Выделение биогенных летучих соединений.
Деревья выделяют биогенные летучие органические соединения (БЛОС) в ответ на различные стрессы в окружающей среде, такие как интенсивное солнечное излучение, повышенная или пониженная температура, недостаток влаги и другие. В течение дня основным компонентом этих выбросов является изопрен, способствующий образованию озона в присутствии оксидов азота и солнечного света. Другие БЛОС, такие как монотерпены и сесквитерпены, выделяются не только в дневные часы, но и в ночное время.
Увеличение концентрации озона, обусловленное выбросами БЛОС, может быть компенсировано путем осаждения и абсорбции деревьев, однако эффективность этого процесса зависит от множества факторов, включая концентрацию оксидов азота.
Количество и виды выбросов БЛОС существенно зависят от вида растений. Сравнение воздействия миллиона деревьев с низким уровнем выбросов БЛОС с миллионом деревьев, обладающих высокими показателями выбросов, может демонстрировать разницу, эквивалентную выбросам загрязняющих веществ от 490 000 автомобилей. Наибольший потенциал для улучшения качества воздуха проявляют сосна, лиственница и серебристая береза, в то время как дубы, ивы и тополя могут ухудшать качество воздуха, особенно при их массовой посадке.
8. Затухание звукового фона.
Шум в городской среде часто вызывает дискомфорт, нарушает сон и может привести к повышенному давлению. Уличные деревья способны смягчать городской шум и создавать природный фон, что помогает замаскировать негативное воздействие шума. Природные звуки, такие как шелест листьев под воздействием ветра и пениe птиц, оказывают менее агрессивное воздействие на человека по сравнению с антропогенными источниками звуков. Таким образом, значение источника звукового воздействия столь же важно, как и его громкость. Уличные деревья способны существенно изменять звуковую картину города, придавая ей приятные нотки, такие как шум листьев и пения птиц, что уменьшает влияние шума, порождаемого автотранспортом.
Пыльца: вызовы и перспективы
Пыльца представляет собой аллерген, способный негативно влиять на здоровье, вызывая ринит, обострения астмы и экзему. Интенсивность воздействия пыльцы зависит от породы деревьев и условий окружающей среды, создавая серьезные проблемы для здоровья до 50% чувствительного населения.
В Европе береза является основным источником аллергенной пыльцы, тогда как в регионах Средиземноморья оливы и кипарисы также вносят свой вклад. Несмотря на их аллергенность, эти растения часто используются в декоративных целях. Например, пыльца березы вызывает реакцию у 54% жителей европейских городов, с Цюрихом, Швейцария, на первом месте. Другой пример — японский кедр, популярный в Азии и Северной Америке, также является источником высокой аллергенности с серьезными последствиями для здоровья населения.
Некоторые деревья, способные снижать загрязнение воздуха, могут оказаться активными производителями пыльцы, как, например, лондонские платаны.
Культурные ценности, экосистемные услуги и значение городских деревьев
Воздействие городских деревьев на обитателей городов может быть как положительным, способствуя соединению с природой, так и отрицательным, вызывая дискомфорт. Этот аспект может быть изучен различными методами.
1. Количественный подход
Количественные подходы часто фиксируют психологические, рекреационные и эстетические преимущества природной среды для здоровья и благополучия человека. Картографирование пространственных отношений между деревьями и социальными группами является одним из методов, также используют опросы для понимания отношений к городским деревьям.
Моделирование может эффективно применяться для исследования. Экономические модели, например, могут раскрывать готовность населения платить за посадку деревьев. Люди не только готовы вкладывать средства в озеленение улиц, но и предпочитают улицы, где нехватка деревьев на виду.
Оценочные исследования в городе или регионе оценивают выгоду, которую приносят городские деревья, основываясь на финансовых показателях.
2. Качественный Подход
Качественные подходы направлены на понимание значений и отношений, важных для участников, будь то горожане, политики, ученые или активисты. Такие методы могут включать интервью, текстовый анализ, фокус-группы, дневники и открытые опросы для понимания личного взаимодействия с городскими деревьями.
Важно учитывать комплексное воздействие городских деревьев, чтобы избежать непредвиденных последствий. Недостаток базы данных затрудняет прогнозирование эффектов решений и озеленения с учетом специфики районов.
Решения должны быть адаптированы к местным условиям и включены в местные процессы принятия решений. Обсуждение различных ценностей городских деревьев для жителей должно быть ключевой частью инициатив по озеленению городов.
P.S. Подписывайтесь на нас, чтобы узнать еще много нового и интересного! Делитесь своим мнением в комментариях 😊