Міські екосистеми гетеротрофних, частка сонячної енергії, фіксована міськими рослинами чи сонячними батареями, розташованими на дахах будинків, незначна. Основні джерела енергії для підприємств міста, опалення та освітлення квартир городян розташовані за його межами. Це - родовища нафти, газу, вугілля, гідро- і атомні електростанції. Крім того, щоб нагодувати одного городянина, потрібно не менше 1 га сільськогосподарських угідь, що включають ріллю, сінокоси і пасовища. У Росії на одного городянина доводиться близько 2 га сільськогосподарських угідь. Власне виробництво продуктів харчування (теплиці, приміські сади) в місті незначно.
Місто споживає величезну кількість води, лише незначну частину якої людина безпосередньо вживає. Основна частина води йде на виробничі процеси і на побутові потреби. Приватне споживання води в містах складає від 150 до 500 л на добу, а з урахуванням промисловості на одного городянина доводиться до 1000 л на добу.
Використана містами вода повертається в природу в забрудненому стані - вона насичена важкими металами, залишками нафтопродуктів, складними органічними речовинами, подібними фенолу, і т.д. У ній можуть міститися хвороботворні мікроорганізми. Місто викидає в атмосферу отруйні гази, пил, концентрує на смітниках токсичні відходи, які з потоками весняної води потрапляють у водні екосистеми.
Рослини (продуценти) в складі міських екосистем ростуть в лісопарках, парках, садах, на газонах, але їх головне призначення - не виробництво органічної речовини (деревини, сіна, їстівних плодів і т.д.), а регулювання газового складу атмосфери. Вони виділяють кисень, поглинають діоксид вуглецю і очищають атмосферу від шкідливих газів і пилу, що потрапляють в неї при роботі промислових підприємств і транспорту. Рослини також мають велике естетичне і декоративне значення.
Тварини в місті представлені не тільки звичайними в природних екосистемах видами (в парках живуть птахи: горихвостка, соловей, Плиска, зяблик, славки; ссавці: полівки, білки і представники інших груп тварин), але і особливою групою міських тварин - супутників людини. В її складі - птиці (горобці, шпаки, ластівки, ворони, галки, голуби), гризуни (щури і миші) і комахи (таргани, клопи, моль, мухи та ін.). Багато тварин, пов'язані з людиною, харчуються покидьками на смітниках (галки, ворони, горобці). Це - санітари міста. Розкладання органічних відходів прискорюють личинки мух і інші тварини і мікроорганізми.
Городяни розводять домашніх тварин - собак і кішок, декоративних тварин (папуг, голубів, хом'ячків, акваріумних рибок), в стайнях іподромів - коней.
Головна особливість екосистем сучасних міст в тому, що в них повністю порушено екологічну рівновагу. Всі процеси регулювання потоків речовини і енергії людині доводиться брати на себе. Людина повинна регулювати як споживання містом енергії і ресурсів - сировини для промисловості і їжі для людей, так і кількість отруйних відходів, що надходять в атмосферу, воду і грунт в результаті діяльності промисловості і транспорту.
Нарешті, людина визначає і розміри цих екосистем, які в розвинених країнах, а в останні роки і в Росії, швидко «розповзаються» за рахунок будівництва котеджів в передмістях. Райони малоповерхової забудови зменшують площу лісів і сільськогосподарських угідь, їх поява супроводжується будівництвом нових шосейних доріг, що також зменшує частку екосистем, здатних виробляти продукти харчування та здійснювати круговорот кисню.
На рис. 94 показана зв'язок міста з іншими екосистемами.
1. Які причини неможливості досягнення екологічної рівноваги в міських екосистемах?
2. Як представлені в міській екосистемі продуценти, яка їхня роль?
3. Які види тварин входять в фауну міста?
Шум вимірюється в децибелах (скорочено - дб). Цокання годинника - 10 дб, шепіт - 25, шум від жвавої магістралі - 80, шум літака при зльоті (з відстані 7,5 м) - 130 дБ. Больовий поріг шуму - 140 дБ. На території житлової забудови вдень шум не повинен перевищувати 50-60 дб.
Історично у людини сформувалася потреба в різноманітності зорового сприйняття в природному середовищі. На голій стіні оку нема за що «зачепитися», що негативно позначається на роботі центральної нервової системи і в кінцевому підсумку на загальному самопочутті людини. Таким чином, так звані «архітектурні надмірності» можуть служити позитивним чинником, що підвищує різноманітність міського середовища.
За своє життя кожна людина з'їдає велику кількість продуктів, випиває і використовує на побутові потреби багато води і зношує одяг і взуття, меблі і т.д. На нього витрачається енергія, яка виробляється на електростанціях, працюють заводи, де виробляють автомобілі і різні побутові прилади, без яких немислима життя цивілізованої людини. На одного американця, наприклад, протягом життя витрачається 4,24 т нафти, 15 т заліза і чавуну, 1,5 т алюмінію, 700 кг міді, 12 т глини, 13 т повареної солі, 500 т будматеріалів (в тому числі 100 м 3 деревини).
У містах Росії в середньому один житель витрачає 400 л води на добу (в Москві і Санкт-Петербурзі - до 1000 л). Це неекономно витрачання. У Європі один житель витрачає 150-160 л води, а адже європейці не менше охайні, ніж росіяни! За воду стягують досить високу плату, що підштовхує до її економії. На підприємствах використовують спеціальну технічну воду, якість якої нижче, ніж у тій, що подають в квартири. Міжнародна санітарно-гігієнічна норма води на одну людину становить близько 235 л на добу. З самої тоненькою цівкою з несправного крана на добу витікає 150 л води.
«Виробництво» побутового сміття стає дедалі більше. Зараз його на кожного городянина доводиться від 150 до 600 кг на рік. Найбільше сміття виробляють в США - 520 кг на рік на одного жителя, в Норвегії, Іспанії, Швеції, Нідерландах - 200-300 кг, в Москві - 300-320 кг. США - одна з найбільш «засмічених» країн світу, там щорічно утворюється до 160 млн. Т сміття. Навантажена цим сміттям колона десятитонних вантажівок розтягнулася б від Землі до Місяця, а 18 млрд. Одноразових пелюшок, які щорічно викидають американці, можна протягнути від Землі до Місяця 7 разів.
Для того щоб в природному середовищі розклалася папір, потрібно від двох до десяти років, консервна банка - понад 90 років, фільтр від сигарети - 100 років, поліетиленовий пакет - понад 200 років, пластмаса - 500 років, скло - понад 1000 років. Згадайте про це, перш ніж кинути в лісі старий поліетиленовий пакет або пляшку!
У складі сучасного побутового сміття багато вкрай повільно розкладаються пластмас (полімерних матеріалів). З новими полімерними матеріалами ситуація краща - в їх складі є світлочутливі молекулярні групи, або молекулярні групи, які легко засвоюються мікроорганізмами. В обох випадках міцні довгі нитки полімерних макромолекул розпадаються на частини, з якими швидко справляються мікроорганізми. Швидкість розкладання таких полімерних відходів зростає в багато разів, відпадає необхідність їх спалювання в високотемпературних печах.
Екологічно небезпечний пористий стайроформ, з якого в США роблять одноразові стакани. Якщо розставити в ряд склянки, використані за рік, вони опережуть Землю по екватору 463 рази. Цей пластик не розкладається в природі, а при його виробництві з дорогої нафти в атмосферу виділяються хлоруглероди, що руйнують озоновий шар.
У США переробляють лише 20% сміття, решта концентрується на звалищах. До 1/3 цього сміття складає тара. На упаковку американці витрачають 75% виробленого скла, 50% паперу, 40% алюмінію, 40% пластика, 8% стали. Щогодини американці використовують 2,5 млн. Пластикових пляшок.
У деяких штатах США поліетилен збирають в спеціальні контейнери і з нього роблять дошки для паркових лавок, дренажні труби, кухонне начиння, іграшки; створені спеціальні підприємства, на яких перетворюють паперову тару від молока і соків в пластівці, а потім пресують в будматеріали (брус). Контроль побутових відходів в США 20 років тому коштував 10 доларів за 1 т, а сьогодні вже 500. Витрати на обробку одного контейнера сміття зросли з 25-60 до 50-137 доларів.
У Швеції утилізують банки від пива і соків. У магазини повертають 8 банок з 10. У підсумку 600 млн. Банок на рік потрапляє на переплавку (при населенні 8 млн. Чоловік). Виготовлення банки з вторинної сировини коштує всього 4% від вартості банки з нового алюмінію.
Процес урбанізації супроводжується зменшенням частки біосфери, здатної продукувати органічна речовина і кисень (відбувається «запечатування» поверхні асфальтом і будівлями), і підвищенням рівня забруднення навколишнього середовища. Позитивним моментом урбанізації є стримування зростання народонаселення, так як число дітей в сім'ї городянина в середньому менше, ніж в сільській родині.
Самій «серцевиною» процесу урбанізації є виникнення мегополисов - гігантських агломерацій міст із загальним населенням понад 10 млн. Чоловік. До мегаполісів відносяться Буенос-Айрес, Шанхай, Калькутта, Бомбей, Тегеран, Нью-Йорк, Токіо, Сан-Паулу, Мехіко, Ріо-де-Жанейро, Лондон, Сеул. В даний час мегаполіси продовжують стрімко зростати, так як програми децентралізації, які розробляються урядами, не ефективні, і існування мегаполісів - неминуча реалія з безліччю економічних і екологічних проблем (дорожнеча життя, складність транспортного забезпечення, проблеми забруднення і т.д.).
1. Що таке урбанізація і які причини цього процесу?
2. Які негативні наслідки урбанізації?
3. Чи є «плюси» у урбанізації?
4. Наведіть приклади мегаполісів.
У табл. 5 показані дані про урбанізацію в деяких регіонах Земної Кулі.
Процес урбанізації активно протікає в РФ. В даний час зареєстровано 1059 міст, 2066 селищ міського типу. Рівень урбанізації досяг 73%, а в таких регіонах, як Урал, Сибір і Далекий Схід, частка міського населення перевищила 80%. При цьому в 33 великих містах РФ щільність населення перевищує оптимальну величину (300 осіб на 1 га). Причому ця небезпечна тенденція посилюється (для порівняння, Париж - 291 чол / га, Берлін - 189, Лондон - 128 чол / га). Настільки висока щільність населення погіршує умови життя городян.