Подбор устойчивого ассортимента хвойных для зелёных насаждений Санкт-Петербурга на основе эколого-географического анализа и моделирования
|
Введение 4
1. Физико-географические условия района исследования 8
1.1. Географическое положение, основные черты орографии, тектоники и геологического
строения 8
1.2. Особенности климатических условий 11
1.3. Гидрологические условия и гидрографическая сеть 15
1.4. Городские почвы 17
2. Методы и организация исследований 20
2.1. Характеристика методов исследования 20
2.2. Теоретико-методологические основы проведения эколого-географического моделирования 22
2.3. Характеристика использованных данных 32
3. Результаты работы и их обсуждение 34
3.1. Проведение эколого-географического анализа и моделирования 34
3. 2. Анализ и обработка полученных результатов 38
Заключение 47
Список использованных источников 49
Приложения 53
Приложение А 53
1. Физико-географические условия района исследования 8
1.1. Географическое положение, основные черты орографии, тектоники и геологического
строения 8
1.2. Особенности климатических условий 11
1.3. Гидрологические условия и гидрографическая сеть 15
1.4. Городские почвы 17
2. Методы и организация исследований 20
2.1. Характеристика методов исследования 20
2.2. Теоретико-методологические основы проведения эколого-географического моделирования 22
2.3. Характеристика использованных данных 32
3. Результаты работы и их обсуждение 34
3.1. Проведение эколого-географического анализа и моделирования 34
3. 2. Анализ и обработка полученных результатов 38
Заключение 47
Список использованных источников 49
Приложения 53
Приложение А 53
В настоящее время в зелёных насаждениях города Санкт-Петербурга произрастает более 400 видов древесных растений. Они как средовосстанавливающая система обеспечивают комфортность условий проживания жителей города, регулируют (в определенных пределах) газовый состав воздуха и степень его загрязненности, улучшают климатические характеристики городских территорий, снижают влияние шумового фактора и являются источником эстетического восприятия.
Основные элементы системы озеленения города - парки, сады, озелененные территории жилых и промышленных районов, набережные, бульвары, скверы, защитные зоны. По последним известным данным, зелёные насаждения города Санкт-Петербурга занимают (согласно государственным контрактам в 2016 году) - 7937,2 га. Однако в последние годы из-за увеличения плотности застройки норма зелёных насаждений снижается, а также ухудшается их состояние. Городским законом «О зелёных насаждениях общего пользования» установлены минимальные нормативы обеспеченности жителей города садами, скверами и парками: от 6 м2 на человека в центральных районах, от 12 м2 - в спальных и от 18 м2 - в пригородах (п. 4 в ред. Закона Санкт-Петербурга от 30.06.2016 N 457-82). С учётом нового строительства и, соответственно, прироста населения обеспеченность зелёными территориями жителей в большинстве районов значительно снижается. Сильнее всего в Центральном районе - до 3,4 м2 на человека, в Василеостровском - до 3,99 м2 и в Адмиралтейском до 4,65 м2. В Московском, Невском и Приморском этот показатель почти вдвое меньше норматива. Недостатка в зелёных насаждениях нет только в самых зелёных районах города - Курортном и Петродворцовом (рис. 1).
На данный момент, по прогнозу Комитета по благоустройству города Санкт-Петербурга, всего в 2019 году в зелёных насаждениях будет высажено около 12 000 древесных растений. Ежегодно высаживаются тысячи экземпляров хвойных и лиственных деревьев, но это не гарантирует выживаемость молодых посадок. В основном высаживаются виды, являющиеся коренными для зоны тайги европейской части России, в которой располагается Санкт-Петербург, или же те виды, которые испытаны и длительное время уже использовались в озеленении. Однако в связи с потеплением климата, начавшимся во второй половине ХХ века, возможности интродукции и внедрения в зелёное строительство новых видов и форм сравнительно теплолюбивых южных древесных растений расширяются. При озеленении плотнозаселённых городов интерес также представляют те древесные растения, которые при высокой способности к акклиматизации обладают одновременно ценными эстетическими, санитарными качествами и устойчивостью к агрессивной городской среде. Находясь под влиянием городской среды не все высаживаемые растения способны адаптироваться и благополучно существовать в зелёных насаждениях. Особенно это касается хвойных растений, которые более чувствительны к высоким концентрациям загрязняющих веществ в атмосфере, более прихотливы к почвенным условиям и, следовательно, требуют большего ухода. Но несмотря на это, хвойные растения имеют ряд преимуществ при использовании их в городском озеленении. В первую очередь, почти все хвойные растения являются вечнозелёными, они круглый год сохраняют свою хвою и декоративны даже в зимний период. Так же хвойные в большей степени, чем лиственные, выделяют особые летучие органические соединения, называемые фитонцидами, которые убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Эти свойства приобретают особую ценность в условиях города, где воздух содержит в 10 раз больше болезнетворных бактерий, чем воздух лесов.
Актуальность темы. Ассортимент используемых в озеленении видов хвойных растений на территории Санкт-Петербурга содержит не все их потенциальное разнообразие, которое способно произрастать в данных климатических условиях. Изменение климатического режима города уже долгое время позволяет использовать новые виды. Отсутствие обобщенных сведений об адаптационной возможности и биологических особенностях древесных интродуцентов сдерживают их распространение в городских зелёных насаждениях и ограничивают возможность их хозяйственного использования.
Проведение эколого-географического анализа и моделирования для видов хвойных растений в городе Санкт-Петербурге позволяет более точно оценить возможность их интродукции в городские зелёные насаждения, а адаптированные для Санкт-Петербурга принципы и методы эколого-географического анализа могут с успехом использоваться для подобных научно-исследовательских разработок. Результаты такого исследования оказываются чрезвычайно важными при получении полной информации об устойчивом ассортименте хвойных, которые потенциально могут использоваться в озеленении города, для принятия различных практических решений органами местного самоуправления. Город Санкт- Петербург - один из сильноосвоенных регионов России, прошедших практически весь эволюционный путь от естественных природных ландшафтов до сильно измененных антропогенной деятельностью. В связи с этим проведение эколого-географического анализа и моделирования для разработки устойчивого ассортимента растений для зелёных насаждений является актуальной задачей для дальнейшего сбалансированного и гармоничного развития городских территорий.
Цель данного исследования - разработать устойчивый ассортимент хвойных растений для зелёных насаждений города Санкт-Петербурга по климатическим показателям, используя эколого-географический анализ и моделирование в ГИС.
Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие задачи:
1. Обобщить материалы по видовому составу и результатам интродукции хвойных растений на территории города Санкт-Петербурга.
2. Выявить виды хвойных деревьев и кустарников, подходящих для интродукции в зелёные насаждения Санкт-Петербурга с использованием построенных эколого-географических моделей территорий-доноров и территорий-аналогов по климатическим показателям.
3. Составить устойчивый ассортимент хвойных растений для зелёных насаждений города Санкт-Петербурга.
Объектами исследования являются виды хвойных деревьев и кустарников зелёных насаждений Санкт-Петербурга. Предметами исследования являются ареалы видов хвойных растений, а также климатические условия города Санкт-Петербурга.
Структура и объем работы. Выпускная квалификационная работа изложена на 80 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 3 глав, заключения, списка используемых источников, 1 приложения. Работа содержит 3 таблицы, 27 рисунков, список использованных источников включает 52 наименования.
Основные элементы системы озеленения города - парки, сады, озелененные территории жилых и промышленных районов, набережные, бульвары, скверы, защитные зоны. По последним известным данным, зелёные насаждения города Санкт-Петербурга занимают (согласно государственным контрактам в 2016 году) - 7937,2 га. Однако в последние годы из-за увеличения плотности застройки норма зелёных насаждений снижается, а также ухудшается их состояние. Городским законом «О зелёных насаждениях общего пользования» установлены минимальные нормативы обеспеченности жителей города садами, скверами и парками: от 6 м2 на человека в центральных районах, от 12 м2 - в спальных и от 18 м2 - в пригородах (п. 4 в ред. Закона Санкт-Петербурга от 30.06.2016 N 457-82). С учётом нового строительства и, соответственно, прироста населения обеспеченность зелёными территориями жителей в большинстве районов значительно снижается. Сильнее всего в Центральном районе - до 3,4 м2 на человека, в Василеостровском - до 3,99 м2 и в Адмиралтейском до 4,65 м2. В Московском, Невском и Приморском этот показатель почти вдвое меньше норматива. Недостатка в зелёных насаждениях нет только в самых зелёных районах города - Курортном и Петродворцовом (рис. 1).
На данный момент, по прогнозу Комитета по благоустройству города Санкт-Петербурга, всего в 2019 году в зелёных насаждениях будет высажено около 12 000 древесных растений. Ежегодно высаживаются тысячи экземпляров хвойных и лиственных деревьев, но это не гарантирует выживаемость молодых посадок. В основном высаживаются виды, являющиеся коренными для зоны тайги европейской части России, в которой располагается Санкт-Петербург, или же те виды, которые испытаны и длительное время уже использовались в озеленении. Однако в связи с потеплением климата, начавшимся во второй половине ХХ века, возможности интродукции и внедрения в зелёное строительство новых видов и форм сравнительно теплолюбивых южных древесных растений расширяются. При озеленении плотнозаселённых городов интерес также представляют те древесные растения, которые при высокой способности к акклиматизации обладают одновременно ценными эстетическими, санитарными качествами и устойчивостью к агрессивной городской среде. Находясь под влиянием городской среды не все высаживаемые растения способны адаптироваться и благополучно существовать в зелёных насаждениях. Особенно это касается хвойных растений, которые более чувствительны к высоким концентрациям загрязняющих веществ в атмосфере, более прихотливы к почвенным условиям и, следовательно, требуют большего ухода. Но несмотря на это, хвойные растения имеют ряд преимуществ при использовании их в городском озеленении. В первую очередь, почти все хвойные растения являются вечнозелёными, они круглый год сохраняют свою хвою и декоративны даже в зимний период. Так же хвойные в большей степени, чем лиственные, выделяют особые летучие органические соединения, называемые фитонцидами, которые убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Эти свойства приобретают особую ценность в условиях города, где воздух содержит в 10 раз больше болезнетворных бактерий, чем воздух лесов.
Актуальность темы. Ассортимент используемых в озеленении видов хвойных растений на территории Санкт-Петербурга содержит не все их потенциальное разнообразие, которое способно произрастать в данных климатических условиях. Изменение климатического режима города уже долгое время позволяет использовать новые виды. Отсутствие обобщенных сведений об адаптационной возможности и биологических особенностях древесных интродуцентов сдерживают их распространение в городских зелёных насаждениях и ограничивают возможность их хозяйственного использования.
Проведение эколого-географического анализа и моделирования для видов хвойных растений в городе Санкт-Петербурге позволяет более точно оценить возможность их интродукции в городские зелёные насаждения, а адаптированные для Санкт-Петербурга принципы и методы эколого-географического анализа могут с успехом использоваться для подобных научно-исследовательских разработок. Результаты такого исследования оказываются чрезвычайно важными при получении полной информации об устойчивом ассортименте хвойных, которые потенциально могут использоваться в озеленении города, для принятия различных практических решений органами местного самоуправления. Город Санкт- Петербург - один из сильноосвоенных регионов России, прошедших практически весь эволюционный путь от естественных природных ландшафтов до сильно измененных антропогенной деятельностью. В связи с этим проведение эколого-географического анализа и моделирования для разработки устойчивого ассортимента растений для зелёных насаждений является актуальной задачей для дальнейшего сбалансированного и гармоничного развития городских территорий.
Цель данного исследования - разработать устойчивый ассортимент хвойных растений для зелёных насаждений города Санкт-Петербурга по климатическим показателям, используя эколого-географический анализ и моделирование в ГИС.
Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие задачи:
1. Обобщить материалы по видовому составу и результатам интродукции хвойных растений на территории города Санкт-Петербурга.
2. Выявить виды хвойных деревьев и кустарников, подходящих для интродукции в зелёные насаждения Санкт-Петербурга с использованием построенных эколого-географических моделей территорий-доноров и территорий-аналогов по климатическим показателям.
3. Составить устойчивый ассортимент хвойных растений для зелёных насаждений города Санкт-Петербурга.
Объектами исследования являются виды хвойных деревьев и кустарников зелёных насаждений Санкт-Петербурга. Предметами исследования являются ареалы видов хвойных растений, а также климатические условия города Санкт-Петербурга.
Структура и объем работы. Выпускная квалификационная работа изложена на 80 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 3 глав, заключения, списка используемых источников, 1 приложения. Работа содержит 3 таблицы, 27 рисунков, список использованных источников включает 52 наименования.
Санкт-Петербург - один из крупнейших центров интродукционных испытаний древесных растений на Северо-Западе России. Зелёные насаждения Санкт-Петербурга в большей своей части состоят из интродуцированных видов древесных растений, в меньшей части они состоят из местных видов. Интродукция деревьев и кустарников на данной территории берет свое начало ещё в 1708 году и продолжается в настоящее время. Изменение климатических характеристик города Санкт-Петербурга в результате потепления климата и развития города расширяет возможности интродукции и внедрения в зеленое строительство и лесное хозяйство на Северо-Западе России новых видов и форм сравнительно теплолюбивых южных древесных растений, о чем писали Н.Е. Булыгин и З.Н. Довгулевич еще в 1974 г. В ближайшие годы и десятилетия ассортимент городских садов и парков может претерпеть дальнейшие значительные изменения. Интродукционные испытания новых видов и форм могут многое дать для обогащения лесопарковых ландшафтов и, особенно для озеленения городов и населенных мест. Современное развитие компьютерных и космических технологий позволяет по-новому - эффективно и пространственно точно анализировать сведения о распространении растений и об условиях их существования, т. е. проводить эколого-географический анализ и моделирование в ГИС. Наличие многолетнего опыта интродукции хвойных в Санкт-Петербурге позволяет дополнить и более точно интерпретировать полученные результаты ЭГА. Таким образом, совместив два метода, можно разработать устойчивый ассортимент растений для определенных территорий.
Анализ сравнения естественных ареалов хвойных показал, что наиболее перспективными для интродукции являются виды, ареалы которых частично или полностью пересекаются с районами климатических доноров и которые имеют высокие баллы зимостойкости. В ходе работы был разработан новый ассортимент хвойных деревьев и кустарников для зеленых насаждений города Санкт-Петербург в меняющихся климатических условиях. Было выявлено 83 таких вида, экологические требования которых соответствуют климатическим характеристикам города Санкт-Петербурга. Другие же виды, ареалы которых не входят в районы доноры и районы аналоги, нерационально использовать при интродукции. Однако существуют технические сложности применения метода эколог-географического анализа для горных территорий, которые связаны с разрешением используемых космических снимков. Существует сложность локализации климатических показателей для быстро сменяющихся горных поясов. Для равнинных видов методика эколого-географического анализа и моделирования работает и может проводиться в дальнейшем для подбора видового ассортимента для определённой территории, тогда как эта методика для горных видов должна совершенствоваться.
На данном этапе работы видовой ассортимент хвойных для зелёных насаждений города Санкт-Петербурга был подобран только по климатическим параметрам, как одним из самых решающих и ограничивающих распространение биологических объектов лимитирующих факторов. Ассортимент может пополняться в дальнейшем благодаря совершенствованию метода эколого-географического анализа и моделирования для прогнозирования в более высоком разрешении, что позволило бы учитывать и горные виды. Также предложенный ассортимент в последующих работах может быть рекомендован с учётом других лимитирующих факторов городской среды (дымо- и газостойкость, устойчивость к засолению, устойчивость к загрязнению почв и др.). Видовой ассортимент, полученный в результате комплекса работ по различным лимитирующим факторам, может применяться не только в садово-парковых насаждениях, но и в городских и уличных посадках.
Анализ сравнения естественных ареалов хвойных показал, что наиболее перспективными для интродукции являются виды, ареалы которых частично или полностью пересекаются с районами климатических доноров и которые имеют высокие баллы зимостойкости. В ходе работы был разработан новый ассортимент хвойных деревьев и кустарников для зеленых насаждений города Санкт-Петербург в меняющихся климатических условиях. Было выявлено 83 таких вида, экологические требования которых соответствуют климатическим характеристикам города Санкт-Петербурга. Другие же виды, ареалы которых не входят в районы доноры и районы аналоги, нерационально использовать при интродукции. Однако существуют технические сложности применения метода эколог-географического анализа для горных территорий, которые связаны с разрешением используемых космических снимков. Существует сложность локализации климатических показателей для быстро сменяющихся горных поясов. Для равнинных видов методика эколого-географического анализа и моделирования работает и может проводиться в дальнейшем для подбора видового ассортимента для определённой территории, тогда как эта методика для горных видов должна совершенствоваться.
На данном этапе работы видовой ассортимент хвойных для зелёных насаждений города Санкт-Петербурга был подобран только по климатическим параметрам, как одним из самых решающих и ограничивающих распространение биологических объектов лимитирующих факторов. Ассортимент может пополняться в дальнейшем благодаря совершенствованию метода эколого-географического анализа и моделирования для прогнозирования в более высоком разрешении, что позволило бы учитывать и горные виды. Также предложенный ассортимент в последующих работах может быть рекомендован с учётом других лимитирующих факторов городской среды (дымо- и газостойкость, устойчивость к засолению, устойчивость к загрязнению почв и др.). Видовой ассортимент, полученный в результате комплекса работ по различным лимитирующим факторам, может применяться не только в садово-парковых насаждениях, но и в городских и уличных посадках.
Содержание ВКР — Подбор устойчивого ассортимента хвойных для зелёных насаждений Санкт-Петербурга на основе эколого-географического анализа и моделирования
Выдержки из ВКР — Подбор устойчивого ассортимента хвойных для зелёных насаждений Санкт-Петербурга на основе эколого-географического анализа и моделирования