Содержание к диссертации
Введение
1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Основные факторы антропогенного загрязнения атмосферы городов 9
1. 2 Влияние зеленых насаждений на микроклимат 11
1. 3 Шумозащитная способность зеленых насаждений 14
1. 4 Пылезащитная способность зеленых насаждений 16
1. 5 Газопоглотительная способность и газоустойчивость древесных растений 19
1. 6 Влияние зеленых насаждений на фитонцидный и ионный состав воздуха 21
1. 7 Принципы подбора древесных и кустарниковых растений для озеленения городов 24
1. 8 Размещение растений в посадках 27
1. 9 Состояние здоровья школьников. 30
1.10 Природные условия района исследования 31
2. ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ 35
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕКОРАТИВНЫХ ДРЕВЕСНЫХ И КУСТАРНИКОВЫХ РАСТЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ СОЗДАНИИ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ. 46
3.1 Лиственные кустарники 46
3. 2 Лиственные деревья 55
3. 3 Хвойные деревья и кустарники 63
4. РОЛЬ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В СНИЖЕНИИ ВОЗДЕЙСТВИЯ СТРЕССОВЫХ ФАКТОРОВ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ НА ТЕРРИТОРИЯХ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ 67
4.1 Шумопоглотительная способность зеленых насаждений 67
4. 2 Пыле задерживающая способность зеленых насаждений 71
4. 3 Влияние зеленых насаждений на санитарно-бактериологическое состояние атмосферного воздуха 74
4. 4 Роль зеленых насаждений в снижении концентрации оксида углерода (II) и оксида азота (IV) в атмосферном воздухе на территории исследуемых объектов 77
4. 5 Влияние стрессовых факторов городской среды на успеваемость и сезонную заболеваемость учащихся 80
5. ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ, СНИЖАЮЩИХ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. 87
5.1 Обоснование видов древесных и кустарниковых растений, эффективно уменьшающих действие стрессовых факторов городской среды в составе зеленых насаждений 87
5. 2 Разработка оптимальных схем озеленения школ 99
5. 3 Варианты схем, экологически обоснованных зеленых насаждений из декоративных растений 101
6. ФИНАНСОВЫЕ ЗАТРАТЫ НА РЕКОНСТРУКЦИЮ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ. 104
ВЫВОДЫ 106
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 109
БИЬЛИОГРАФИЧЕСКИЙУКАЗАТШЬИСПОЛЬЗУЕМОЙЛШЕРАТУРЫ. 110
ПРИЛОЖЕНИЕ.
- Основные факторы антропогенного загрязнения атмосферы городов
- ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ
- Лиственные кустарники
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Для улучшения экологической ситуации на территории городов, ухудшающейся с ростом количества автомобильного транспорта и инфраструктуры в целом, актуальным является создание научно обоснованных оптимальных схем размещения зеленых насаждений в соответствии с реальными условиями городской среды.
Озеленение улиц древесными и кустарниковыми видами растений, слабоустойчивыми к стрессовым воздействиям городской среды, приводит к медленному росту, потери декоративности и ранней гибели растений. Это сопряжено со значительными экономическими потерями, связанными с ремонтом и реконструкцией насаждений, и не улучшает экологической обстановки.
Зеленые насаждения в условиях города — это естественный круглогодичный биологический фильтр. С учетом того, что большинство древесных и кустарниковых растений представлено лиственными породами, максимальный эффект приходится на период вегетации. Однако даже в период покоя растения продолжают выполнять свои функции. Повысить эффективность зеленых насаждений в течение всего года можно за счет правильно подобранного видового и экологического состава, а также типа посадки.
Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в выявлении существующих схем зеленых насаждений из декоративных древесных и кустарниковых видов растений, которые способствуют повышению устойчивости окружающей среды к шумовому, пылевому и газовому загрязнению, обладают фитонцидными свойствами и благотворно влияют на жизнедеятельность человека, а также экологическое обоснование их реконструкции.
В задачи исследования входило:
1 систематизировать свойства декоративных деревьев и кустарников, ис
пользуемых в озеленении городов;
2 изучить современный видовой состав зеленых насаждений, произра
стающих на территории муниципальных общеобразовательных учреж-
4 дений;
3 определить величину стрессовых факторов на территории муниципаль
ных общеобразовательных учреждений и установить степень участия
зеленых насаждений в их снижении;
-
выявить влияние стрессовых факторов городской среды на успеваемость и сезонную заболеваемость учащихся;
-
разработать рекомендации по созданию оптимальных схем озеленения территорий муниципальных общеобразовательных учреждений.
Научная новизна. Впервые проведен анализ экологического состояния зеленых насаждений на территории общеобразовательных учреждений г. Орла, разработан показатель экологической полезности декоративных растений, предложены экологически обоснованные схемы размещения зеленых насаждений на территориях общеобразовательных учреждений.
Практическая значимость работы. Результаты исследований предложено использовать для создания и реконструкции зеленых насаждений на территориях общеобразовательных учреждений, а также при озеленении других городских объектов общественного назначения.
Итоги работы используются в учебном процессе Орловского государственного университета, а также в городских школах и лицеях.
Реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований разработаны и предложены к внедрению различные схемы зеленых насаждений на территориях муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 24 с углубленным изучением отдельных предметов гуманитарного профиля им. И. С. Тургенева», муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 17 с углубленным изучением французского языка им. 6-ой Орловско-Хинганской дивизии».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-практических конференциях на кафедре почвоведения и прикладной биологии Орловского госу-
5 дарственного университета (2004 — 2006), на III Международной научно-практической конференции «Динамика научных достижений» (Днепропетровск, 2004), на Международной научно-практической конференции «Дни науки» (Днепропетровск, 2005), на Всероссийском конгрессе «Проблемы нравственно-эстетического воспитания молодежи: современное состояние и перспективы» (Орел, 2005), на Международной научно-практической конференции «Количественные методы и информационный потенциал энтомологии и апидо-логии» (Орел, 2005).
Публикация материалов. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.
Положения, выносимые на защиту:
-
Основные стрессовые факторы городской среды (шумовое загрязнение; концентрация взвешенных твердых частиц в атмосферном воздухе; концентрация СО и N02 в атмосферном воздухе; микробное число атмосферного воздуха);
-
влияние зеленых насаждений разного видового состава на снижение стрессовых факторов городской среды;
-
принципы подбора древесных и кустарниковых пород растений для создания зеленых насаждений.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 143 страницах компьютерного текста и включает 15 таблиц, 9 рисунков и 6 приложений. Диссертация состоит из следующих разделов: общая характеристика работы, изученность вопроса исследования, объекты, методы и объем исследований, результаты собственных исследований, выводы, предложения производству, библиографический список используемой литературы, приложения. Библиографический список используемой литературы включает 150 источников, в том числе 16 на иностранных языках.
Основные факторы антропогенного загрязнения атмосферы городов
Длительное время в качестве основных загрязнителей атмосферы в крупных городах рассматривали промышленные предприятия, которые являлись источниками поступления в окружающую среду сернистого газа, окислов азота, сажи, пыли и ряда других веществ (Грушко, 1987).
Автомобильному транспорту как источнику загрязнения не уделялось должного внимания, хотя известно, что выхлопные газы автомобилей содержат около 200 вредных компонентов (Кочарян, 2000). В среднем, один автомобиль за год выбрасывает около 200 кг окиси углерода, 60 кг окислов азота, 40 кг углеводородов, 3 кг металлической и резиновой пыли. Тем не менее, снижение выбросов, достигаемое за счет совершенствования автомобилей и установки на них различного вида очистных устройств, перекрывается увеличением числа автомашин.
В городах загрязнение воздуха в основном обуславливается наличием оксидов азота, углерода и серы, а также углеводородов за счет значительно возросшего количества автомобильного транспорта. Так, в г. Москве доля вредных веществ, выделяющихся с автомобильными выхлопами, составляет до 90% всего валового выброса в атмосферу (Кочарян, 2000; Пивоваров, Королик и др. 2002).
В Орловской области за 2002 г. общее поступление загрязняющих веществ от автомобилей составило 96,1 тыс. тонн/год, что равно 86% от всех выбросов (Новиков, 2003).
Автомобильный транспорт загрязняет атмосферу отработанными и картерными газами, испарениями из бензобаков и карбюраторов. Все это приводит к дополнительному поступлению в атмосферу вредных веществ, которые при высоких температурах и поступлении солнечной радиации летом могут способствовать возникновению фотохимического смога (Даутова, 1990). Так, например, лондонский смог 1952 г. унес 4000 человеческих жизней. В Нью-Йорке от смога в том же году погибли 240 человек, в 1963 г. - 170 человек, в 1966 г. -200 человек. В Японии в 1971 г. около 30 тыс. человек прошли курс лечения в связи с отравлением выхлопными газами.
Загрязнение воздуха на улицах и магистралях городов в связи с ростом автотранспорта представляет большую экологическую опасность, так как выброс газов происходит у поверхности земли (асфальта) и их рассеивание осуществляется намного слабее, чем выбросы предприятий через высокие трубы (Безуглая, 1986; Петрухин и др., 1996).
Недостаточное озеленение городских территорий, нерациональная застройка, развитие транспортной сети и другие факторы создают повышенный шумовой фон города. Борьба с шумом в городах является острой гигиенической проблемой современности, вызванной усиливающимися темпами урбанизации (Экхольм, 1980; Литвинова, Артамонов, 1986; Левон, 1986; Литвинова, Чудова, 1990).
За последние 10 лет шумовой фон в крупных городах увеличился в среднем на 10 - 12 децибелов (дБ). Наибольшие уровни шума 90 - 95 дБ достигаются на магистральных улицах городов со средней интенсивностью движения: 2 -3 тыс. транспортных единиц в час. В городах отмечается увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно с дизельными двигателями, отличающимися несколько повышенными шумовыми характеристиками (Лопашев, Осипов и др., 1983; Вишаренко, Толоконцев и др., 1988).
Шум, возникающий на проезжей части дороги, распространяется не только на примагистральную территорию, но и в глубь жилой застройки. В зоне сильного воздействия шума оказываются спальные кварталы и микрорайоны, где эквивалентные уровни шума составляют от 67,4 до 76,8 дБ. При открытых окнах уровень шума в жилых комнатах ниже всего на 10 - 15 дБ (Александровская, 1984; Смайлюк, 1990).
Объекты, методы и объем исследований
К настоящему времени накоплено значительное количество результатов научных и практических исследований влияния ряда факторов (газовый состав воздуха, его запыленность и т. д.) на древесные и кустарниковые растения в условиях городов. Однако, современные масштабы урбанизации, интенсивно развивающаяся транспортная инфраструктура и рост промышленного производства привели к тому, что разработка научных основ озеленения и благоустройства городов отстает от требований современности. В связи с этим деятельность по улучшению состояния зеленых насаждений и созданию санитарно-защитных зон должна осуществляться грамотно и планомерно, на основе научно обоснованных принципов и с учетом современной экономической ситуации. При этом наибольшее внимание должно уделяться разработкам оптимальных схем озеленения таких общественным учреждениям как детские сады, школы, больницы и прочие.
Из выше сказанного вытекает необходимость изучения роли зеленых насаждений в условиях современного города, способствующих снижению вредного воздействия окружающей среды на городское население.
Исследования по изучению свойств зеленых насаждений, декоративных древесных и кустарниковых растений и эффективности их применения при озеленении территорий муниципальных общеобразовательных учреждений проводились в период с 2003 по 2006 гг. согласно схеме исследований (рисунок 1)
В качестве объекта исследования были выбраны зеленые насаждения на территориях муниципального образовательного учреждения «Лицей № 18 г. Орла», муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 17 с углубленным изучением французского языка им. 6 Ор-ловско-Хинганской дивизии», муниципального образовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 24 с углубленным изучением отдельных предметов гуманитарного профиля им. И. С. Тургенева» (см. приложения 1,2,3).
Изучая соотношение видов хвойных и лиственных древесных и кустарниковых растений на территории исследуемых участков, было установлено, что зеленые насаждения у лицея № 18 отличались наибольшим видовым разнообразием (рисунок 2). У школы № 17 произрастали виды, представляющие только лиственные деревья и кустарники - 59 и 41% от общего числа видов соответственно (рисунок 3). Зеленые насаждения, размещенные у школы № 24, состояли исключительно из видов лиственных деревьев.
Территория лицея № 18 от автомобильной дороги отделена многорядной посадкой следующей структуры: 1 ряд - Aesculus hippocastanum L. (конский каштан обыкновенный) сомкнутость кроны равна 0,6; 2 ряд - Juniperus sabina L. (можжевельник казацкий) сомкнутость кроны равна 0,9; 3 ряд - Cotoneaster inegerrimus Medik. (кизильник обыкновенный), Spiraea vanhouttei (Briot.) Zabel. (спирея Ван-Гутта) сомкнутость кроны равна 0,9; 4 ряд - Thuja occidentalis L. (туя западная), Larix decidua Mill, (лиственница европейская), Salix alba L. (ива белая) сомкнутость кроны равна 0,8; 5 ряд - Swida alba (L.) Opiz in Bercht. (свидина белая) сомкнутость кроны равна 0,9; 6 ряд - Swida alba (L.) Opiz in Bercht. (свидина белая) сомкнутость кроны равна 0,9; 7 ряд - Betula pendula Roth. -(береза повислая), Salix alba L. (ива белая); Larix decidua Mill, (лиственница европейская) сомкнутость кроны равна 0,9.
Территория школы № 17 от автомобильной дороги отделена посадкой следующей структуры: 1 ряд - Spiraea salicifolia L. - (спирея иволистная) сомкнутость кроны равна 0,5; 2 ряд - Aesculus hippocastanum L. (конский каштан обыкновенный), Tilia cordata Mill, (липа сердцевидная) сомкнутость кроны равна 0,3; 3 ряд - Syringa josikaea Jacq. (сирень венгерская), Amelanchier ovalis Medikus. (ирга овальнолистная) сомкнутость кроны равна 0,5; 4 ряд - Tilia cordata Mill, (липа сердцевидная), Aesculus hippocastanum L. (конский каштан обыкновенный), Salix alba L. (ива белая), Populus nigra L. (тополь черный) сомкнутость кроны равна 0,6; 5 ряд - Physocarpus opulifolius (L.) Maxim, (пузы-реплодник калинолистный) сомкнутость кроны равна 0,5.
Территория школы № 24 от автомобильной дороги отделена посадкой следующей структуры: 1 ряд - Sorbus aucuparia L. (рябина обыкновенная), Populus nigra L. (тополь черный), Fraxinus excelsior L. (ясень обыкновенный), Tilia cordata Mill, (липа сердцевидная), Aesculus hippocastanum L. (конский каштан обыкновенный) сомкнутость кроны равна 0,9.
Лиственные кустарники
Колючий многоствольный кустарник высотой до 2 - 3 м. К почвам нетребователен, засухоустойчив. Мирится с затенением. Городские условия выносит хорошо. Произрастает на территории лицея № 18. Ligustrum vulgare L. - Бирючина обыкновенная Кустарник высотой до 4 - 5 м. К почвам нетребователен, очень засухоустойчив. Теневынослив. Переносит городские условия, газы и дым. Прекрасно формуется. На территории исследуемых объектов не произрастает. Crataegus sanguinea Pall. - Боярышник кроваво-красный Высокий кустарник или небольшое дерево высотой до 8 м. К почве нетребователен, засухоустойчив, выносит затенение. Ряд ученых считает, что боярышник кроваво-красный довольно газоустойчив в условиях города. Произрастает на территории лицея № 18 и школы № 17. Crataegus oxyacantha L. - Боярышник обыкновенный Кустарник высотой до 3 - 4 м, реже деревце. К почве нетребователен, недостаток влаги и затенение переносит хорошо. Произрастает на территории лицея № 18. Swida alba (L.) Opiz in Bercht. - Свидина белая Кустарник высотой до 2 - 3 м. Растет быстро. К почве требователен, влаголюбив, отлично развивается в тенистых местах садов и парков, отличается морозостойкостью. Дымом и газами повреждается незначительно. Произрастает на территории лицея № 18. Lonicera xylosteum L. - Жимолость обыкновенная Кустарник высотой до 2 - 3 м. К почвенным условиям нетребователен. Засухоустойчив. Теневынослив, дымо- и газоустойчив. Пылеустойчив. Произрастает на территории лицея № 18. Lonicera tatarica L. - Жимолость татарская Кустарник высотой до 3 - 4 м. Неприхотлив к плодородию почв, засухоустойчив, теневынослив, морозостоек. Весьма газо- и пылеустойчив. На территории исследуемых объектов не произрастает. Amelanchier canadensis (L.) Medikus. - Ирга канадская Высокий кустарник или деревце высотой до 7 - 8 м. К почве и влаге нетребователен. Теневынослив, зимостоек, газоустойчив. Легко переносит стрижку. На территории исследуемых объектов не произрастает. 4 Amelanchier spicata (Lam.) K. Koch. Ирга колосистая Кустарник с прямостоящими ветвями или деревце высотой до 5 - 6 м. К почве и влаге нетребователен. Теневынослив. Зимостоек. Довольно газоустойчив. Переносит стрижку. На территории исследуемых объектов не произрастает. Ь Amelanchier ovalis Medikus. - Ирга овальноли стная Кустарник высотой до 2 - 3 м. К почве и влаге нетребователен. Теневынослив. Зимостоек. Довольно газоустойчив. Легко переносит стрижку. Произрастает на территории лицея № 18 и школы № 17. Viburnum lantana L. - Калина гордовина обыкновенная г Кустарник высотой до 3 м. Требует пита тельной почвы, очень засухоустойчив, теневынослив, относительно газоустойчив. Условия города переносит хорошо. На территории исследуемых объектов не произрастает. Viburnum opulus L. - Калина обыкновенная. Кустарник высотой до 3 - 4 м. К почве нетребователен, теневынослив, газоустойчив. Тре-« бовательн к влаге. Хорошо переносит городскую пыль и газы. Произрастает на территории лицея № 18.
