И.А. Литвенкова
Экология городской среды: урбоэкология
Курс лекций. – Витебск: Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2005 – 163 с.

Тема 2. Город как урбоэкосистема

1. Своеобразие урбоэкосистем

Ю.Одум  (1986) предложил классификацию экосистем, опираясь на их энергетические особенности, выделив «четыре функциональных типа экосистем»:

1.  Природные: движимые Солнцем, несубсидируемые (океаны, высокогорные леса).

2.  Природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими природными источниками (речные экосистемы – субсидируемые энергией течений).

3.  Движимые солнцем и субсидируемые человеком (агроэкосистемы).

4.  Индустриально-городские, движимые топливом. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах, здесь ее расход на 2-3 порядка выше.

Данная  классификация, основанная на свойствах среды, принципиально отличается от биомной, основанной на структуре экосистем.

Основные отличительные черты городской экосистемы:

1). Имеются определенные особенности в функции трофических уровней в городе. Автотрофная составляющая, т.е. городской «зеленый пояс» имеет, в основном, эстетическую, рекреационную ценность. Более половины годичного прироста автотрофов в виде древесины, листьев и срезанной травы вывозится на свалки. Гетеротрофная составляющая городских экосистем обеднена (снижено видовое разнообразие). Характерно формирование синантропных и эвритропных экосистем.

2). Город – зависимая экосистема, полностью зависящая от окружения. Города используют в огромном количестве энергию топлива, добываемого как правило не на месте. Город не обеспечен и кислородом: он живет за счет ресурсов окружающей атмосферы. Например, в среднем город потребляет 30 млн.т кислорода, производя 25-30 тыс. т (дефицит 29,7 млн.т, для покрытия которого требуется  озелененная территория 5000-6000 тыс. га). Город выкачивает грунтовые воды или же снабжается водой из ближайших водоемов. Если сравнить «импорт» и «экспорт» основных пищевых продуктов, строительных материалов, промышленного сырья и топлива в больших городах, то «импорт» превышает «экспорт» в среднем в 10 раз. Территория, обеспечивающая минимально необходимые потребности миллионного города в воздухе в 20, а в воде, пище и рекреации в 10 раз превышает территорию самого города.

3). Город отличается от природных экосистем интенсивным расходом энергии на единицу площади. Потребность в энергии плотно населенных индустриально-городских районов на 2-3 порядка выше потока энергии, поддерживающего жизнь в естественных экосистемах, субсидируемых Солнцем. Для этого требуется большой приток концентрированной энергии извне (главным образом за счет сжигания ископаемого топлива). Солнечная энергия не только не используется, но и становится дорогостоящей помехой, нагревая бетон, асфальт и другие искусственные поверхности.  

4). Город – аккумулирующая система. Помимо потребления природных ресурсов и энергии города производят огромное количество отходов. Часть веществ оседает в водоемах, отлагается в почве, создаются даже новые положительные формы рельефа из отбросов. Ежегодно городом-миллионером производится и в основном накапливается на окружающих территориях около 3,5 млн. т твердых и концентрированных отходов примерно следующего состава (тыс. т): зола и шлаки теплоэлектроцентралей — 550;  твердые остатки из общей канализации  — 420;  древесные отходы – 400; твердые бытовые отходы – 350; строительный мусор-50; автопокрышки- 12; бумага – 9; текстиль – 8;  стеклобой – 3. В природе также имеются некоторые аккумулирующие экосистемы, но в них отлагается более однообразный и малоактивный материал: в озерах – сапропель, в болотах – торф, в долинах рек – нанос паводков.

5). Город – неравновесная экосистема. На его территории нарушен равновесный экологический баланс. В отличие от природных экосистем развитие города определяется не естественным отбором и другими природными процессами, а деятельностью человека. За счет концентрации людей в городе отношение фитомассы к зоомассе иное, чем в естественной природе. Пищевые цепи нарушены. Процессы потребления ресурсов и выделения отходов сильно отличаются от круговорота веществ в природе.  

6). Город – конгломерат искусственных экологических микросистем: зданий и сооружений жилой, промышленной и коммунально-складской застройки.  

Естественные и городские экосистемы наряду с глубокими экологическими различиями имеют и некоторые общие черты, например наличие границ, самоподдержание за счет обмена веществ и притока энергии, стабилизация за счет круговорота энергии и тенденция перехода от экспансии к интенсивному росту (таблица 2).

Таблица 2

Сравнение природных и городских экосистем (по Böhme, 1985)

Продолжение табл. 2