Город - как экосистема

Введение
Город, как и любую экологическую систему, в определенном приближении можно сравнить с живым организмом, обладающим собственными закономерностями обмена веществ и энергии.
Города обладают всеми основными компонентами экологических систем – в их пределах обитают организмы, которые являются продуцентами, консументами разных порядков и редуцентами, все они находятся в различных взаимоотношениях. Города, как открытые системы, обмениваются веществом и энергией с внешними по отношению к ним природными и сельскохозяйственными экологическая системами, а также другими городами.
Для промышленного города характерны высокий уровень загрязнения окружающей среды вследствие значительной концентрации промышленных предприятий, территориальное совмещение в городской застройке жилых домов и промышленных объектов и увеличение количества автотранспорта. Именно в условиях промышленного города происходит постоянное возрастание экологических рисков, которые противоречиво и неоднозначно сказываются на социально-экологическом и демографическом развитии на здоровье населения и в целом становятся причинами различных проблем.
Уровень обеспокоенности экологическими проблемами города достаточно высок, жителей волнуют качество водопроводной воды, состояние атмосферного воздуха. Наиболее актуальны данные вопросы для населения, имеющего высшее образование и высокий уровень дохода.
Цель реферата – охарактеризовать город как экосистему и его проблемы.
1. Характеристика города как экосистемы
Система – это такой объект, который можно расчленить на составные части, так называемые подсистемы различного уровня. При этом между такими подсистемами существует определенное взаимодействие, в процессе которого происходят взаимосвязи. Характер, структура, число, интенсивность, устойчивость таких связей позволяют судить о системе как о сложной или простой, стабильной или функционирующей, статической или динамической, поли- или моноструктурной.
Любой город имеет несколько системных (в том числе и экологических системных) характеристик, закономерности которых необходимо учитывать в процессе его исследования, конструирования или управления.
Город – это сложная система, которая характеризуется многообразными внутренними и внешними связями, имеющими естественное, техническое, социальное происхождение. Как сложную систему город можно представить в виде динамичного взаимодействующего сочетания двух субсистем -природной и антропогенной, которые, в свою очередь, подразделяются на ряд взаимодействующих подсистем: природная на: геосистему, гидросистему, аэросистему и биосистему; антропогенная на подсистемы: производственную, градостроительную, инфраструктурную. Вполне понятно, что и природные, и антропогенные подсистемы можно подразделить на подсистемы более низкого ранга, последние - на еще более низшего ранга и т.д. [1, c. 45].
Экологической системой называют любое сообщество живых организмов и среду их обитания, которые объединены в функциональное единое целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами. Экологические системы могут быть различных размеров, например, глобальная экологическая система – это биосфера или экологическая система гнилого пня – это микроэкологическая система. В отличие от биогеоценозов экологической системы не имеют четких границ, которые предопределены биотопом, хотя по содержанию являются и близкими к ним. В этом отношении город скорее экологическая система, чем биогеоценоз, хотя экологическая система и необычная, и она очень сильно отличающаяся от природных экологических систем.
Города находятся в весьма сложных отношениях с биосферой. С одной стороны, в городах живут люди, животные, птицы, насекомые, существует автотрофная растительность. Все это между собой связано. Следовательно, город (городскую агломерацию, систему расселения) можно считать, безусловно, экологической системой. Вместе с тем, многие исследователи полагают, что если города - организмы, то их следует считать «паразитами» биосферы, которые наносят вред «хозяевам» - то есть природным ландшафтам.
Будучи сверхсложной системой, город не перестает быть одновременно и системой экологической, поскольку ее, как и в природных условиях, формируют организмы (растения-продуценты, человек, животные-консументы, грибы и микробы-деструкторы) вместе со средой их существования [5, c. 341].
Вместе с тем, город – это и особая экологическая система, основное отличие которой от экологических систем, известных в природе, заключается в том, что в ней доминирует человек. Имитируя многие естественно протекающие в природных экологическая системах процессы, силой своего ума и логикой социального поведения человек искусственно создает и регулирует потоки вещества и энергии, формирует и разрывает трофические цепи, при этом он во многом влияет на процессы теплового и газового обмена. Человек во многом автор и среды своего обитания. Материальная сфера города и его архитектура – это результат деятельности человека именно как социального существа. Особенности городской экологической системы в большой степени обнаруживаются в таких ее характеристиках, как:
- аккумулирующая способность;
- полиморфность;
- зависимость от смежных экологических систем;
- неуравновешенность основных структур.
Городская экологическая система является полиморфной, она не может полностью войти и приспособиться в природную или тем более антропогенную субсистему города, так как средой обитания человека в городе являются и природные (гидросфера, атмосфера, геосфера и др.), и антропогенные (здания, элементы инфраструктуры и т.д.) подсистемы

.
Экологическая система города как бы врастает во все материальные структуры города, будучи его «третьим» измерением и одновременно одной из видов его основных структур (материальных, духовных, природно-экологических). Это свойство городских экологических систем объясняет чрезвычайную сложность конструктивных вмешательств в урбоценозы с целью их оптимизации, невозможность их усовершенствования путем реконструкции какого-то одного вида структур [6, c. 72].
Город - чрезвычайно зависимая экологическая система. Все экологические системы - открытые образования, но города - сверхоткрытые. Они полностью зависят от окружения, в чем проявляется экологический «паразитизм» урбанизированных образований. Город не может прокормить свое население, он «дышит чужим воздухом», «пьет чужую воду» и одновременно с этим выбрасывает в биосферу большое количество продуктов своего метаболизма. Это видно из т а б л. 1, где приведены ориентировочные объемы некоторых ресурсов и размеры территорий, необходимых для покрытия их дефицита городом с населением 1 млн. человек.
Помимо потребления природных ресурсов и энергии, стягиваемых с обширных пространств, современный город-»миллионер» производит огромное количество отходов. Так, по данным Б.Б. Прохорова, миллионный город ежегодно выбрасывает в атмосферу не менее 10-11 млн. т водяных паров, 1,5-2 млн. т пыли, 1,5 млн. т окиси углерода, 0,25 млн. т сернистого ангидрида, 0,3 млн. т окислов азота, большое количество иных, небезразличных для здоровья человека и окружающей его среды загрязнений. Поэтому 15 млн. поселений на нашей планете выступают как основные очаги антропогенного возмущения в биосфере, а наиболее крупные из них, города, например, по масштабам воздействия на атмосферу иногда сравнивают с вулканами.
Город – это аккумулирующая экологическая система, так как положительный баланс обмена веществ в его пределах ведет к накоплению веществ. Для многих городов характерно образование на почве культурного слоя, достигающего толщины до 7-8 метров и включающего строительные и бытовые отходы прошедших эпох. Гигантские размеры приобретает аккумуляция вещества в промышленных городах, где образуется новый рельеф с террикониками, карьерами и др. Нередко впадины коренного рельефа в городах сглаживаются, водоемы заполняются наносным материалом, ручьи и речки превращаются в подземные коллекторы [15, c. 60].
Город - неравновесная экологическая система, поскольку его развитие определяется не законами природы, а деятельностью человека. Город - результат созидательной и разрушительной деятельности людей в течение многих лет. При определенных величине и хозяйственной специализации городов окружающие их природные территории поддерживали экологическое равновесие, способствовали обезвреживанию отходов, очистке вод, воздуха. Современные промышленные города чрезвычайно чувствительны к нарушению равновесия: сбой в работе водопроводного хозяйства, электроснабжения, отказы в работе очистных сооружений могут привести к локальному экологическому кризису [12, c. 34].
Как и в любой экологической системе, в городе особенно важны потоки вещества, энергии. Основной методологической предпосылкой анализа потоков вещества и энергии служит гипотеза о том, что эти потоки, как и в других экологическая системах обуславливают организацию и внутреннюю структуру городской экологической системы. Вероятно, такой подход может помочь получить общие представления о закономерностях функционирования экологической системы города. В известных исследованиях городских систем Японии, Гонконга, Сянгана и Мехико особое внимание было уделено изучению потоков воды и анализу потоков энергии в городе.
Вместе с тем ясно, что характер этих процессов в естественных экологическая системах иной, чем в городе. Город в тысячи раз больше потребляет, чек производит, и кажущаяся на первый взгляд сбалансированность потоков объясняется искусственным привлечением в город огромных количеств энергии, обеспечивающих жизнедеятельность городской экологической системы, позволяющих обеспечивать состояние искусственного гомеостаза (равновесия) [1, c. 102].
В отличие от естественных экологических систем биомасса в городе является несбалансированной, то есть отношение фитомассы к зоомассе иное, чем в естественных экологическая системах (главным образом за счет огромных масс людей), пищевые цепи сети разомкнуты в основных их звеньях и метаболизм города (процессы потребления воды и пищевых продуктов и выделение отходов жизнедеятельности) сильно отличается от круговорота вещества в природе