Для чего выращивают растения в городах и селах
Зачем нужны деревья в городе? Какую роль они выполняют, для чего их сажать?
В современном мире есть множество разных городов, не похожих друг на друга. На улицах некоторых больших мегаполисов с трудом можно встретить хотя бы одно живое растение. Однако чаще всего мы привыкли видеть множество разнообразных деревьев, о которых с удовольствием заботятся люди. Но есть ли в них какая-то практическая польза? Или деревья высаживают на наших улицах исключительно для того, чтобы они радовали глаз? Ответим на эти вопросы в данной статье.
Какие деревья растут в городах России?
Не многие из нас во время прогулок задумываются, какие виды растений окружают нас в такие моменты. Однако всё же знать, что именно за деревья посажены на аллеях, довольно интересно.
Кроме вышеперечисленных деревьев в парках по всей стране можно встретить и многие другие виды. Среди них и фруктовые, такие как яблони, тутовник, вишня и слива, так и обычные, вроде сосны или осины.
В этом видео биолог Алена Поленова расскажет, почему аллергия на пух тополей, растущих в городах – это всего лишь миф:
Зачем нужны деревья в городах?
Если мы посмотрим на фото прошлых лет, то увидим, что сто лет назад в городских кварталах почти невозможно было найти живое дерево. Полвека спустя ситуация поменялась, но современному человеку улицы прошлого всё равно показались бы чересчур пустыми и «голыми».
Причиной этого является то, что раньше власти не хотели скрывать прекрасные фасады зданий пышными кронами деревьев. Однако сейчас отношение к растительности поменялось. Каковы причины этого?
Мероприятия по озеленению
Зная, что растительность в городах является залогом здоровой жизни его жителей, власти активно занимаются их озеленением. Для этого проводится масса самых различных мероприятий, которые включают в себя вовлечение обычных людей в этот процесс, попытки вызвать у них интерес к экологии их места обитания.
Минусы большого количества растений в городе
Однако стоит учитывать, что деревья также требуют к себе особого обращения, и они также могут приносить и некоторый дискомфорт.
Но несмотря на все эти минусы, пользы от озеленения всё же значительно больше, поэтому оно активно проводится в больших городах, где люди понимают важность сохранения экологии.
Штраф за спил дерева в городе
В наше время находится немало желающих, спилить дерево, растущее на улице, по различным причинам. Чтобы спасти растения от подобного обращения правительство установило административную ответственность за незаконную вырубку.
Если дерево растёт не на личном участке, а, к примеру, на приусадебной территории, то для его спила необходимо получить разрешение у муниципальных органов, обосновав своё решение.
Таким образом, деревья спасают людей от негативных последствий жизни в крупных городах. И их жителям стоит бережно относиться к растениям, чтобы обеспечить себе комфортное существование в гармонии с природой.
Видео про озеленение городов
В этом ролике доктор биологических наук Лидия Семкина расскажет, какие деревья нужно высаживать в городе, для чего вообще нужна растительность на улицах:
Растения в условиях города
Города – неотъемлемая часть лика Земли. Хотя они занимают всего лишь 2% площади суши, но в них сегодня живет половина населения нашей планеты. В городах сконцентрирован основной экономический, научный и культурный потенциал общества, поэтому они играют важную роль в экономической, политической, общественной жизни каждой страны в отдельности и всего человечества в целом.
К 2025 г. городское население составит 2/3 от мирового. Более половины горожан проживает в городах с населением более 500 тыс. человек, и с каждым годом доля населения, живущего в крупных городах, растет.
Для крупных городов характерны высокая плотность населения, плотная многоэтажная (как правило) застройка, широкое развитие общественного транспорта и систем связи, превышение застроенной и замощенной части территории над садово-парковыми, озелененными и свободными пространствами, концентрация источников негативного воздействия на окружающую среду.
Города, особенно крупные, – это территории с глубокими антропогенными изменениями. Промышленные предприятия загрязняют природную среду пылью, выбросами и сбросами побочных продуктов и отходов производ-ства. Кроме того, для городов характерны высокие уровни тепловых, электромагнитных, шумовых и других видов загрязнений.
Города влияют на экологическую обстановку огромных территорий благодаря переносу загрязняющих веществ поверхностными водами и воздушными потоками. Прямое негативное воздействие городов в некоторых случаях проявляется в радиусе 60–100 км. В России, по существующим оценкам, около 1,2 млн человек городского населения живут в условиях резко выраженного экологического дискомфорта и около 50% городского населения – в условиях шумового загрязнения.
Значительную роль в нейтрализации и ослаблении негативных воздействий промышленных зон города на людей и живую природу в целом играют зеленые насаждения. Высаживаемые на городских улицах и в скверах зеленые насаждения помимо декоративно-планировочной и рекреационной выполняют очень важную защитную и санитарно-гигиеническую роль.
Не все растения способны выжить в условиях города. Деревья и кустарники, высаживаемые на запыленных улицах, должны выдерживать мощный натиск цивилизации. Мы хотим, чтобы растения не только радовали наш глаз, дарили прохладу в знойный день, но и обогащали воздух живительным кислородом. Далеко не каждому растению это под силу.
Растения, произрастающие в условиях крупного города, – настоящие «спартанцы». Рост деревьев здесь весьма затруднен из-за загрязнения окружающей среды. На 1 км 2 крупного города ежегодно выпадает до 30 т различных веществ, что в 4–6 раз больше, чем в сельской местности. Ученые считают, что большая доля смертных случаев в городах всего мира связана именно с загрязнением воздуха.
Основной причиной фотохимического тумана являются выхлопные газы автомобилей. На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г окиси азота. Фотохимический туман возникает в загрязненном воздухе в результате реакций, протекающих под действием солнечного излучения.
К выхлопным газам автомобилей добавляются двуокись серы, фтористый водород, окислы азота, тяжелые металлы, различные аэрозоли, соли и пыль, попадающие в устьица листьев и затрудняющие фотосинтез. Так, на улицах Москвы у 20–25-летних лип фотосинтез примерно вдвое слабее, чем у таких же деревьев в пригородном парке. Вдоль центральных магистралей, как правило, чаще наблюдается ослабление и частичное усыхание крон деревьев как лиственных, так и хвойных пород. Из-за замедления процесса фотосинтеза у городских деревьев снижен ежегодный прирост побегов. В кроне формируются более короткие побеги. Атмосферные загрязнения могут служить причиной и иных нарушений в росте и ветвлении. Так, например, у липы иногда образуются двойные почки. При обилии таких нарушений у деревьев возникают уродливые формы роста.
Необычен в городах и тепловой режим почвы. В летние жаркие дни асфальтовое покрытие, нагреваясь, отдает тепло не только приземному слою воздуха, но и почве. При температуре воздуха 26–27 o С температура почвы на глубине 20 см достигает 34–37 o С, а на глубине 40 см – 29–32 o С. Это самые настоящие горячие горизонты – как раз те, в которых сосредоточена основная масса корней растений. Недаром самые верхние слои городских почв практически не содержат живых корней. Для уличных растений создается необычная тепловая ситуация: температура подземных органов у них нередко выше, чем надземных. В естественных же условиях, наоборот, жизненные процессы у большинства растений умеренных широт протекают при обратном температурном режиме.
Из-за уборки опавших листьев осенью и снега зимой в холодный зимний период городские почвы сильнее выхолаживаются и глубже промерзают, чем в лесных массивах. Все это отрицательно сказывается на состоянии корневой системы растений.
Но не только микроклимат ухудшает жизнь растений в городе. Важнейший экологический фактор в жизни растений – вода. В городах растения часто испытывают недостаток в почвенной влаге из-за стекания ее в канализационную сеть.
Этим и объясняется тот факт, что видовой состав наиболее часто высаживаемых вдоль дорог и на улицах деревьев не слишком разнообразен. Основными породами в средней полосе являются липа, тополь, клен, каштан, береза, лиственница, ясень, рябина, ель, дуб, около 30 видов кустарников. По-следние часто используются для создания живых изгородей.
Какова же роль зеленых насаждений в очистке воздуха? В листьях дерева хлорофилловые зерна поглощают углекислый газ и выделяют кислород. В естественных условиях летом дерево средней величины за 24 ч выделяет столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек, а 1 га зеленых насаждений за 1 ч поглощает 8 л углекислого газа и выделяет в атмосферу количество кислорода, достаточное для поддержания жизнедеятельности 30 человек. Деревья очищают от углекислого газа приземный слой воздуха толщиной приблизительно 45 м.
Устойчив к загрязнению воздуха и тополь. По количеству поглощаемого углекислого газа и выделяемого кислорода 25-летний тополь превосходит ель в 7 раз, а по степени увлажнения воздуха – почти в 10 раз. Так что для оздоровления воздуха вместо семи елей (трех лип или четырех сосен) можно посадить один тополь, который к тому же хорошо улавливает пыль.
Листва деревьев активно улавливает пыль и снижает концентрацию вредных газов, причем эти свойства у разных пород проявляются в разной степени. Хорошо задерживает пыль листва вяза и сирени (лучше, чем листья тополя). Так, посадка из 400 молодых тополей за летний сезон улавливает до 340 кг пыли, а вяза – в 6 раз больше. Акация, неприхотливый быстрорастущий шиповник и ряд других растений тоже обладают подобными свойствами.
В жаркий летний день над нагретым асфальтом и раскаленными железными крышами домов образуются восходящие потоки горячего воздуха, увлекающие с собой мельчайшие частицы пыли, которые долго держатся в воздухе. В то же время, над парком, расположенным где-нибудь в центре города, возникают нисходящие потоки воздуха, потому что поверхность листьев значительно прохладнее асфальта и железа. Пыль, увлекаемая этими нисходящими потоками, оседает на листьях деревьев парка. Один гектар насаждений деревьев хвойных пород задерживает за год до 40 т пыли, а лиственных – около 100 т.
В условиях высокой загазованности воздуха происходят некоторые изменения в фенологии растений, особенно тех, что растут вдоль автострад. Наблюдается сокращение периода вегетации, сроков цветения и созревания плодов, снижается степень цветения и плодоношения, качество и всхожесть семян.
За комфорт, предоставляемый транспортом, за огромное количество автомобилей мы расплачиваемся чистотой воздуха. При сгорании 1 л горючего в двигателе автомобиля в воздух попадает 200–400 мг свинца. За год один автомобиль может выбросить в атмосферу до 1 кг этого металла. Повышенное содержание свинца в овощах и фруктах, выращенных вблизи автострад, а также в молоке коров, которым скармливалась загрязненная трава, представляет опасность для здоровья человека.
Иногда летом можно наблюдать листопад у деревьев. Причина этого – высокое содержание свинца в воздухе. Деревья тяжело переносят свинцовое отравление. Верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в относительно больших количествах, а береза, ива, осина – значительно меньше. Концентрируя свинец, растения тем самым очищают воздух. В течение вегетационного периода одно дерево может накопить столько свинца, сколько его содержится в 130 л бензина. Простой расчет показывает, что для нейтрализации вредного действия одного автомобиля необходимо не менее 10 деревьев.
Зеленые насаждения играют большую роль в борьбе с шумом. Высаженные между источниками шума и жилыми домами деревья снижают уровень шума на 5–10%. Кроны лиственных деревьев поглощают до 26% падающей на них звуковой энергии. Крупные лесные массивы снижают уровни шума авиационных моторов на 22–56% по сравнению с открытым местом (на одном и том же расстоянии от источника шума). Даже небольшой слой снега на ветвях деревьев усиливает поглощение шума.
Однако можно получить и противоположные результаты, если провести неправильную посадку деревьев и выбрать не те породы. Например, посадка деревьев с густой плотной кроной по оси улицы с оживленным транспортным потоком будет играть роль экрана, отражающего звуковые волны по направлению к жилым домам.
Наиболее эффективно выполняют шумозащитные функции посадки бузины красной, дуба красного, ирги канадской.
Деревья с широкими кронами и кустарники, посаженные вдоль тротуаров, улучшают микроклимат улиц.
Деревья и кустарники (более 500 видов) выделяют в воздух летучие вещества – фитонциды, обладающие способностью убивать микроорганизмы. Фитонциды, открытые в 1928 г. советским ученым Б.П. Токиным, оказывают большое влияние на жизнедеятельность растений, ускоряя или замедляя их рост и развитие. Активными источниками фитонцидов являются белая акация, береза, ива, дубы зимний и красный, ель, сосна, тополь, черемуха и др. Особенно важно, что фитонциды способны убивать некоторых возбудителей болезней человека и животных. Губительными для болезнетворных микробов являются хвойные леса. Ученые установили, что в хвойном лесу в 2 раза меньше бактерий, чем в лиственном. Так, например, 1 га можжевельника выделяет за сутки около 30 кг фитонцидов. Фитонциды сосны губительно действуют на возбудителей туберкулеза, а фитонциды пихты, тополя, дуба – на бациллы дифтерии. Опыты показали, что в июне-июле фитонциды черемухи обыкновенной подавляют размножение сальмонелл, шигелл и тормозят рост стафилококка, а фитонциды лиственницы сибирской подавляют размножение сальмонелл и тормозят рост шигелл.
Древесно-кустарниковые насаждения ослабляют негативное действие ветров. Но плотная посадка зеленых насаждений не выполняет ветрозащитных функций, поскольку приводит к усилению турбулентности воздушных потоков.
Зеленые насаждения в вегетативный период повышают влажность воздуха и стабилизируют влагообмен между поверхностью земли и атмосферой. В тени сада в жаркий день температура воздуха на 7–8 o Сниже, чем на открытом месте. Если в летний день температура воздуха на улицах выше 30 €8С, то в парке или сквере термометр показывает лишь 22–24 €8С.
Наибольший вред зеленым насаждениям в городе приносит постоянный недостаток влаги в результате преобладания поверхностного стока над подземным. Вредное влияние на все виды насаждений оказывает загрязнение почвы, особенно тяжелыми металлами, солью, используемой зимой для борьбы с гололедицей.
Существенно ограничивают посадки зеленых насаждений вдоль улиц подземные коммуникации, прежде всего теплотрассы и газопроводы. А водосточные и канализационные коллекторы сами подвергаются разрушению под действием корней деревьев. Поэтому при проектировании зеленых насаждений улиц необходимо учитывать глубину залегания подземных коммуникаций (зона недосягаемости корневой системы должна быть более 3,4 м).
Деревья и кустарники, произрастающие в городе, ежедневно и ежечасно проводят огромную работу: поглощают пыль и углекислый газ, вырабатывают кислород, выполняют санитарно-защитные, водоохранные и шумозащитные функции, формируют микроклимат и своеобразный облик города.
Рекреационное значение зеленых насаждений связано с организацией оптимального отдыха. Скверы, парки, площадки с разнообразными растениями и композициями, дополненные малыми архитектурными формами, декоративными водными элементами (бассейны, фонтаны) способствуют полноценному отдыху населения. Зеленые насаждения служат не только украшением, они – подлинные защитники здоровья людей.
Пустить корни в городе
Как растения приспосабливаются к жизни в мегаполисах и что влияет на их состояние
Иллюстрация: Анна Сазанова
Города продолжают разрастаться. Уже через 30 лет в них будет проживать почти 70% мирового населения. Стремительная урбанизация ведет к загрязнению почвы, воды и воздуха, сокращению площади природных территорий, утрате биоразнообразия, причем не только в городах, но и за их пределами. Озеленение территорий считается одним из самых эффективных способов снизить влияние городских агломераций на окружающую среду. Растения выполняют множество разных функций, начиная от декоративной и заканчивая санитарно-гигиенической. При этом они подвержены негативному воздействию городов и вынуждены адаптироваться к жизни в условиях постоянного стресса.
Как урбанизация влияет на растения
Городская среда оказывает заметное влияние на физиологические, биохимические и морфологические характеристики растений. Об этом говорят исследователи из Удмуртского государственного университета (УдГУ), которые изучали видовой состав, эколого-биологическое состояние и семенное размножение насаждений в Ижевске и малых городах Липецкой области. Так, под воздействием аэротехногенных выбросов (загрязнение воздуха промышленными объектами. — Прим. Plus-one.ru) у растений начинает снижаться фотосинтетическая функция. Это становится причиной ухудшения их морфометрических параметров (признаки, отражающие адаптацию организмов к среде обитания, большинство из которых связаны с процессами роста, например: фитомасса листьев, площадь одного листа, высота растения, число соцветий. — Прим. Plus-one.ru). В частности, у лиственных пород уменьшается количество и размер листьев, а у хвойных — снижается масса хвоинок. Из-за высоких температур и дополнительного освещения меняется сезонное развитие растений: деревья цветут в течение менее продолжительного времени, раньше начинают сбрасывать листья, у них увеличиваются сроки вегетации.
Инфографика: Юлия Дорофеева
Исследователи выяснили, что к жизни в городе растения приспосабливаются по-разному, часть видов оказываются более устойчивыми к антропогенному влиянию. Адаптация к воздействию окружающей среды зависит в том числе от накопления в клетках деревьев, кустарников и трав веществ, замедляющих окислительные процессы. К ним относится, например, аскорбиновая кислота, участвующая в фотосинтезе. Так, в загрязненных почвах в клетках таких травянистых растений, как гравилат городской, купырь лесной, будра плющевидная, одуванчик лекарственный, ежа сборная, тысячелистник обыкновенный, аскорбиновая кислота накапливается. Это повышает эффективность антиоксидантной системы защиты и способствует повышению устойчивости этих растений к воздействию загрязнителей.
«Ответ» растений городу
Городская среда меняет репродуктивную систему некоторых растений. Примером тому может служить скерда вида Crepis sancta — сорняк, который можно встретить у дорог или вокруг деревьев. К такому выводу пришли ученые из Национального центра научных исследований Франции (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS), которые проанализировали особенности размножения популяции сорняка в городе Монпелье на юге Франции. Скерда размножается с помощью двух видов семян: более мелких и легких (похожи на парашютики), которые распространяются по воздуху, и более крупных и тяжелых — они падают на землю неподалеку. Когда легкие семена разлетаются на большие расстояния в городе, они часто оказываются на бетонном или асфальтовом покрытии. Крупные же семена попадают в трещины тротуаров, благодаря чему увеличиваются их шансы на прорастание. Ученые выяснили, что со временем растения, растущие в городе, начинают производить больше крупных семян по сравнению со своими сородичами из сельской местности. Таким образом, борясь за выживание в агрессивной среде, сорняки постепенно эволюционируют, причем для этого им требуется совсем немного времени — от 5 до 12 лет.
Исследователи из Университета Торонто Миссиссауга напоминают, как адаптировался к жизни в городской среде клевер: растение имеет здесь большие размеры и производит меньше синильной кислоты (HCN). Это ядовитое вещество с резким запахом, с помощью которого растения защищаются от насекомых и мелких млекопитающих. Ученые предполагают, что в условиях плотной застройки растения реже страдают от животных, поэтому у них нет необходимости синтезировать синильную кислоту в больших объемах. Кроме того, на урбанизированных территориях обычно устанавливаются более высокие температуры, что приводит к быстрому таянию снега. При отсутствии снега растения больше подвержены негативному воздействию низких температур, в результате чего и снижается выработка HCN. Специалисты добавляют, что трансформации в организме городских растений влияют на всех участников пищевой цепи, поэтому их необходимо постоянно отслеживать.
Сотрудник Калифорнийского университета в Беркли Макс Ламберт объясняет, что у растений есть четыре основные стратегии выживания в городе. Некоторые виды могут быстро приспосабливаться к новой среде и чувствовать себя там не хуже, чем в естественных условиях. Другие, чтобы «вписаться в городской пейзаж», начинают менять привычную модель поведения. Третьи, например скерда, могут начать эволюционировать и становиться более приспособленными к городу из поколения в поколение. Некоторые растения совсем не приживаются и либо покидают город, либо вымирают. Эксперт уверен, что заниматься сохранением видов нужно не только на особо охраняемых природных территориях, но и в городе — уникальном пространстве, в котором вынуждены сосуществовать совершенно разные представители флоры и фауны. Тот же тезис развивают и ученые из УдГУ, по словам которых для городов характерен «стихийный процесс заноса не свойственных данной местности видов растений».
Зачем городам нужны зеленые насаждения
Зеленые насаждения органично вписываются в городскую инфраструктуру и формируют ландшафты жилых районов. Они способствуют снижению уровня шума, улучшают микроклимат и создают более комфортные условия для проживания. «Насаждения обладают повышенной отражательной способностью листьев по сравнению с грунтовыми и асфальтовыми покрытиями, что способствует понижению температуры воздуха в районе древесных насаждений и созданию комфортной среды для человека», — признают удмуртские исследователи.
Деревья и кустарники также помогают снизить концентрацию транспортных и промышленных выбросов, в том числе благодаря своей способности накапливать вредные вещества в органах и тканях. Так, хорошими газо- и пылепоглощающими свойствами обладают распространенные на территории Москвы липы и клены, на долю которых приходится больше половины от общего количества зеленых насаждений в городе. Среди других распространенных в столице деревьев — тополь, ясень, береза, вяз, лиственница. Самыми часто встречающимися плодово-ягодными деревьями считаются рябина, яблоня и вишня. Все эти деревья быстро адаптируются к условиям городской среды и обладают высокой жизнеспособностью, подчеркивается в докладе о состоянии окружающей среды в столице в 2019 году.
Инфографика: Юлия Дорофеева
Скрытая опасность
Однако сотрудники Национального исследовательского совета Италии (Consiglio Nazionale delle Ricerche, CNR, государственная научно-исследовательская организация) Сильвия Финески и Франческо Лорето подчеркивают, что зеленые насаждения могут вредить людям. Так, для защиты от вредителей и взаимодействия друг с другом некоторые растения выделяют летучие органические соединения (Volatile Organic Compounds, VOCs). Например, изопрен (ненасыщенный углеводород, бесцветная жидкость с характерным запахом. — Прим. Plus-one.ru) активно вырабатывают такие лиственные деревья, как дуб, ива, осина, тополь, а терпены (производные изопрена) в больших количествах содержатся в хвойных породах. Эти вещества вступают в реакцию с соединениями, источником которых служит деятельность человека, — например, с оксидами азота и озоном, что может негативно влиять на качество воздуха. Не стоит забывать и о том, что некоторые люди имеют аллергию на пыльцу и другие выделяемые растениями вещества. Это вызывает раздражение глаз и кожи, а иногда и тяжелые астматические реакции.
Кроме того, кое-где высокие деревья не пропускают достаточное количество солнечного света в здания или закрывают кронами дорожные знаки, увеличивая тем самым вероятность дорожно-транспортных происшествий. Большое количество листьев иногда становится причиной засорения дренажных труб, а большие сухие ветки могут упасть на землю и повредить имущество или кого-то травмировать. К тому же парки и скверы часто становятся убежищем для бездомных людей, а также диких и полудиких животных: крыс, летучих мышей, собак.
Для решения проблем, связанных с озеленением городских территорий, ученые из УдГУ призывают использовать данные исследований о жизни растений на урбанизированных территориях. На основе этой информации они предлагают оптимизировать систему городских зеленых насаждений за счет правильного подбора видов, учитывая их декоративные качества, устойчивость к условиям окружающей среды и способность на нее воздействовать.
«Интенсивный рост городов, развитие транспортных сетей, повышающийся с каждым годом тонус городской жизни актуализируют проблемы сохранения и оздоровления урбанизированной среды, формирования условий, благотворно влияющих на психофизиологическое состояние человека. С помощью зеленых растений можно в значительной мере регулировать эти параметры, чтобы приблизить их к оптимальным», — напоминают авторы исследования.