Стадии эволюции территориальной структуры городов и принципы ее устойчивого развития

Задачей науки должно быть познание того, что должно быть, а не того, что есть.

Л. Н. Толстой

Процесс урбанизации необычайно динамичен. Еще немногим более столетия тому назад всего 5% населения планеты жило в городах, а в больших городах (свыше 100 тыс. жителей) всего 2%. Лишь один город — Лондон имел более 1 млн человек. Сегодня каждый третий человек земного шара — горожанин, а городское население с 1900 г. растет вдвое более высокими темпами, чем население Земли в целом. В большинстве развитых промышленных стран городское население составляет 75—80%. Уже в больших городах проживает четверть всех горожан. Также динамичен рост городов-миллионеров: в 1900 г. — их было 12, в 1940 г. — 42,1960 г. — 88, в 2000 — около 390 (в 50% из них проживает более 3 млн человек). Традиционных «рекордсменов» — Лондон, Токио, Нью-Йорк превзойдут по количеству жителей крупнейшие города в развивающихся странах: Мехико — 26,3 млн человек, Сан-Пауло — 24 млн человек и др. В России та же тенденция, к 2000 г. городов-миллионников уже 15, растут и крупные города — кандидаты в миллионеры, а Москва и Санкт-Петербург соревнуются в разряде многомиллионных городов.

Наиболее общие критерии воздействия города на окружающую среду — это площадь и величина города (урбозоны), плотность населения и застройки, функциональная структура, хозяйственный профиль (отрасли экономики, промышленности), демографическая структура, социальноэкономическая структура, планировочная структура и этажность города (селитебные, промышленные, транспортные, рекреационные зоны).

Специфические свойства урбанизированных экосистем

Город, с одной стороны, остается системой экологической, поскольку его система, как и в природных условиях, формируется организмами (растениями-продуцентами, животными-консументами разного уровня, участвуют также грибы, микробы-деструкторы и хемолитотрофы, человек). Однако главными системообразующими процессами при взаимодействии всех компонентов являются потоки вещества и энергии.

Но вместе с этим, город — совершенно особая система. Основное отличие ее от природных экосистем заключается в том, что в ней доминирует человек. Силой ума и логикой социального поведения человек, совершенствуя материальную сферу города, его архитектуру и промышленные технологии, в погоне за сверхприбылью стихийно создает потоки вещества и энергии, трансформирующие природные потоки, вплоть до формирования городских и пригородных badlend (ов).

Городская экосистема обладает полиморфностъю, и поэтому она, обычно, не полностью вписывается в природную субсистему. Игнорирование или не полный учет этой особенности пока имеет повсеместное распространение. Нам многое предстоит исправлять, модернизировать и совершенствовать в направлении гармонизации урбосистем с природой. В связи с ростом количества изучаемых подсистем в пределах полиструктурных сверхсложных урбосистем, ускоренно возрастает роль интегративных факторов урбанизации, мегаполисов и городских агломераций. Важным экологическим результатом этих процессов, сопровождающихся массовой автомобилизацией, становится увеличение площади трансформируемых компонентов природы (на расстоянии в 50 раз большем радиуса города). На фоне резкого роста экзогенных геологических и геодинамических процессов также серьезно трансформируются строительные сооружения и конструкции, почвы, водоемы, растительный покров, воздушный бассейн, озоновый слой, космическое пространство.

Город представляет зависимую и аккумулирующую экосистему [23, 27, 47, 131, 138—142]. Все экосистемы являются открытыми, а городские считаются сверхоткрытыми [66]. Город полностью зависит от сопряженных территорий, в чем проявляется его экологический консументализм (или паразитизм). Город ввозит продукты питания для населения, он пьет «чужую воду» и дышит «чужим воздухом». Одновременно выбрасывает в биосферу не поддающееся логике количество бытовых и промышленных отходов или продуктов своего метаболизма (табл. 8.1). Эти отходы мы накапливаем по старым технологиям, слишком далеким от безотходных и противозагрязнительных. Каждый город-миллионер ежегодно выбрасывает в атмосферу более 10—11 млн т водяного пара, 1,5—2,0 млн т пыли, 1,5 млн т оксида углерода, 0,25 млн т сернистого ангидрида, 0,3 млн т оксидов азота и большое количество иных, вредных и опасных для человека и природы среды загрязнений. Такие масштабные выбросы сопоставимы с катастрофическими вулканическими явлениями.

Город — еще и характерная аккумулирующая урбосистема, так как обладает положительным балансом обмена веществ, т. е. всегда накапливает вещества. Это культурный слой до 10 м из асфальта, грунта, строительных и других отходов прошлых времен. Или новый рельеф с карьерами и террикониками, ручьи и речки, превращенные в подземные коллекторы; сглаженные склоны оползней; овраги и водоемы, заполненные щебнем и рыхлым привозным грунтом и т. п.

Ориентировочное сопоставление компонентов природной среды и некоторых ресурсов, потребляемых и воспроизводимых городом с населением 1 млн жителей.

Таблица 8.1

Для изучения геоэкологических и геодинамических процессов разрабатываются комплексные методы, вариант одного из них представлен ниже (рис. 8.1). Характеристика и полный перечень экологических методов, с учетом здоровья людей, опубликован в моей монографии [66].

Экологический контроль и управление градостроительством предполагает обязательное привлечение результатов мониторинга естественных процессов и менеджмента. Их результаты обрабатываются с помощью прикладного системного анализа и методов многостадийного моделирования. Такой комплекс позволяет достаточно надежно рассчитывать риск опасных процессов и их прогнозирование в пространстве и времени.

Рис. 8.1. Комплекс методов для изучения геоэкологических условий урбанизированных территорий