Связь технологий зелёной инфраструктуры с экосистемными услугами

Введение. Зелёная инфраструктура считается относительно новым понятием в ландшафтной архитектуре, в основе которого лежит применение экологических подходов в уменьшении поверхностного дождевого стока. При внедрении технологий зелёной инфраструктуры в городскую среду можно получить целый ряд положительных эффектов, так называемых экосистемных услуг. Расчёт экосистемных услуг по нескольким параметрам позволит оценить экономическую и экологическую целесообразность территории и показать её ценность, опираясь на выделенные критерии.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования является зелёная инфраструктура и её технологии, а также экосистемные услуги. В работе проводится анализ литературных источников.

Результаты и их обсуждение. К зелёной инфраструктуре относят все объекты зелёного фонда города и технологии зелёной инфраструктуры [1, c. 564]. Технологии зелёной инфраструктуры или зелёные технологии (англ. GI technologies [2; 3, с.88]) – отдельные элементы, направленные на оптимизацию поверхностного стока. К ним относятся дождевые сады, инфильтрационные бассейны, зелёные кровли, водопроницаемые покрытия, и т.д. При комплексном использовании технологий формируются системы устойчивого водоотведения, которые уменьшают сток в городах, снижают нагрузки на канализационные сети и очищают сток в городах. Структура ЗИ представлена на рисунке.

Рис. Структура зелёной инфраструктуры

Экосистемные услуги напрямую связаны с внедрением технологий зелёной инфраструктуры в пространство города. Экосистемные услуги – это услуги, предоставляемые обществу из окружающей среды бесплатно. Впервые экосистемные услуги были описаны в 1969 году [3, с. 8].

Рассчитывать эффекты от экосистемных услуг и переводить их в экономические показатели становится актуальной задачей на сегодняшний день. Каждый объект зелёного фонда города предоставляет целый спектр различных экосистемных услуг: охлаждение температуры, очищение воздуха, повышение биоразнообразия и, в том числе, снижение поверхностного стока.

На основании руководства по применению зелёных технологий [4], были выделены основные и дополнительные экосистемные услуги, связанные с поверхностным стоком: охлаждение, управление стоком и очистка воды.

1. Экосистемная услуга по охлаждению температуры связана с понижением затрат на кондиционирование зданий и их отопление в холодный период, а также с уменьшением общей температуры воздуха на улицах. На урбанизированных территориях большое количество асфальтобетонных тёмных покрытий, имеющих низкое альбедо, из-за чего они сильно нагреваются, особенно в жару. Использование растений, закрывающих поверхность от солнца и дающих тень, способствует охлаждению зданий и улиц в городах. Кроме того, процессы транспирации и эвапотранспирации позволяют увлажнять окружающий воздух и охлаждать его.

2. Экосистемная услуга по управлению стоком наиболее актуальна для городов, в балансе территории которых фигурирует большой процент запечатанных поверхностей: дорог и кровель зданий. Услуга складывается из следующих процессов:

• рациональное распределение воды по территории: перенаправление стоков в периоды дождей для борьбы с наводнениями;
• инфильтрация воды: просачивание воды сквозь почвогрунты под действием силы тяжести;
• удержание воды: растения выступают как механический барьер для снижения скорости стока. Во время дождя деревья и кустарники задерживают в кроне много осадков и иногда осадки не доходят до поверхности земли. Кроме того, вода, достигшая поверхности земли, временно хранится в почвогрунтах и постепенно расходуется растениями;
• хранение воды: заключается в применении устройств накопления стока и постоянного хранения воды;
• повторное использование воды заключается в рациональном управлении водных ресурсов, накоплении воды в период дождей и расходу её в период засухи.

3. Экосистемная услуга по очистке воды состоит из первичной фильтрации и биофильтрации. Первичная очистка воды – это грубая очистка воды от примесей, мусора и взвешенных почвенных частиц.

Биофильтрация (или фиторемедиация) воды заключается в очистке воды с помощью растений и слоёв субстрата [5].

Существует несколько механизмов биофильтрации:

а) фитостабилизация – перевод химических соединений в менее активную форму [6, c. 39-41];

б) ризодеградация – деградация симбиотическими микробами, живущими в корнеобитаемом слое, органической части загрязнения [6, c. 35-36];

в) фитодеградация – деградация растениями и только органической части загрязнений [6, c. 34-35];

г) фитоволатизация – испарение воды и летучих химических элементов листьями растений [6, c. 36-37];

д) фитометаболизм – процесс, при котором растения используют органические и неорганические вещества для своего роста [6, c. 37];

е) ризофильтрация – процесс, при котором вода фильтруется через корневые системы растений. Корни растений выводят поллютанты из поверхностного стока воды, насыщая её кислородом и разлагая органические вещеста, которые приносятся со стоком [6, c. 235-237].

Кроме основных экосистемных услуг от внедрения технологий зелёной инфраструктуры существуют и дополнительные экосистемные услуги, приносящие положительные эффекты:

• очистка воздуха (депонирование углеводорода из атмосферы и фильтрация воздуха от пыли, тяжёлых металлов и вредных газов);
• повышение биоразнообразия (обеспечение условий для обитания живых организмов и формирование единых систем зелёных насаждений);
• удобство пользования человеком (повышение эстетической привлекательности среды, социализация и общение на объектах ЗИ, экологическое просвещение, повышение функциональности среды – к примеру, отсутствие луж, линз и зеркал на дорожно транспортной сети во время интенсивных осадков).

Основные и дополнительные экосистемные услуги от применения зелёных технологий были занесены в таблицу.

Таблица

Экосистемные услуги от применения зелёных технологий

Выводы.

1. Комбинации технологий с различными эффектами позволяют создавать системы устойчивого водоотведения в городах и усиливать эффекты от экосистемных услуг, а выбор технологий будет зависеть от конкретных проблем, которые необходимо будет решить на объекте проектирования.
2. Выделенные экосистемные услуги в будущем могут быть рассчитаны и стать критериями оценки территории.