Связь технологий зелёной инфраструктуры с экосистемными услугами
научный журнал «Актуальные исследования» #4 (31), январь '21

Связь технологий зелёной инфраструктуры с экосистемными услугами

В статье рассматривается взаимодействие между зелёной инфраструктурой – перспективным направлением в ландшафтной архитектуре, и экосистемными услугами. Выделяются основные и дополнительные экосистемные услуги, эффекты от которых можно получить после внедрения зелёных технологий. Полученный результат позволит грамотно применять зелёные технологии на практике и повышать качество среды в городах.

Аннотация статьи
зелёная инфраструктура
экосистемные услуги
зелёные технологии
Ключевые слова

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

№п/п

Экосистемная услуга

Природный процесс/ экологический принцип/ социальное явление

Основные экосистемные услуги

1

Охлаждение

Эвапотранспирация

Транспирация

Затенение пользователя

Затенение поверхности

2

Управление стоком

Оптимальное распределение воды

Инфильтрация воды

Удержание воды

Хранение воды

Повторное использование воды

3

Очистка воды

Первичная очистка воды

Биофильтрация воды

Второстепенные экосистемные услуги

4

Очистка воздуха

Депонирование углеводорода

Фильтрация воздуха от пыли, тяжёлых металлов и вредных газов

5

Удобство пользования человеком

Повышение эстетической привлекательности среды

Социализация и общение на объектах ЗИ

Экологическое просвещение

Повышение функциональности среды

6

Повышение биоразнообразия

Обеспечение условий для обитания живых организмов

Формирование единых систем зелёных насаждений

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.
Текст статьи
  1. Морозова Г. Ю., Дебелая И. Д. Зеленая инфраструктура как фактор обеспечения устойчивого развития Хабаровска // Экономика региона. – 2018. – Т. 14, вып. 2. – С. 562-574.
  2. Ермохин А.А., Фролова В.А. Классификация технологий зелёной инфраструктуры и их использование для управления поверхностными стоками в урбанизированной среде // StudArctic forum. Вып. 4 (16), 2019.
  3. David C. R., and I. F. Bunster-Ossa. Green Infrastructure: A Landscape Approach. Report N 571 (American Planning Association, APA), 2013. pp: 162.
  4. Eisenberg B. and V. Polcher. Nature Based Solutions – Technical Handbook., 2019 pp: 112.
  5. Ермохин А.А., Фролова В.А. Фиторемедиация как способ очистки поверхностных сточных вод и водоёмов. Всероссийская студенческая конференция «Студенческая научная весна», посвященная 190-летию МГТУ им. Н. Э. Баумана»: сборник тезисов и докладов. – С. 438-440.
  6. Kennen K., Kirkwood N., 2015. Phyto: Principles and Resources for Site Remediation and Landscape Design. pp: 378.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 27 февраля по 05 марта
Осталось 6 дней до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
09 марта
Загрузка в elibrary
09 марта
Рассылка печатных экземпляров
15 марта