МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени М.В.ЛОМОНОСОВА

Отчет по мероприятию:

«Создание и внедрение инновационной образовательной программы

«Мониторинг и управление глобальными процессами в больших городах» в

рамках деятельности Московской кафедры ЮНЕСКО МГУ по глобальной

проблематике»

НИМ 3. «Механизмы повышения комфортности проживания населения

крупных городов в условиях глобализации (на примере г. Москвы)»

Москва 2011 «Механизмы повышения комфортности проживания населения крупных городов в условиях глобализации (на примере г.

Москвы)»

Состав научно-образовательного коллектива:

Ильин И. В., и.о. декана, д.полит.н., профессор ФГП; Ионцев В. А., зав. каф., д.э.н., профессор экономического факультета; Кашуро И. А.,к.э.н., старший преподаватель ФГП; Киктенко Н. М., диспетчер ФГП;

Перечисляются ф.и.о., должности, уч. степень и звание основных исполнителей Введение.

Создание наиболее благоприятной и комфортной среды обитания всегда было и остается самой важной и значимой задачей для человечества. С ростом урбанизации на относительно небольших городских пространствах усиливаются негативные последствия обострения взаимоотношений между обществом и природной средой. Если раньше основной задачей оптимизации развития городов было сдерживание их неуправляемого пространственного, хозяйственного и демографического роста, то на современном этапе все более актуальным становится решение социальных и экологических проблем. В связи с этим необходимость изучения современных процессов, происходящих на урбанизированных территориях, неуклонно возрастает. Оценка комфортности проживания населения на городском уровне представляет большой научный интерес, так как именно в крупном масштабе можно реально проанализировать как природные, так и социально-экономические условия любой территории. Разработка мероприятий по улучшению комфортности проживания населения и их внедрение позволяют сформировать городской ландшафт и среду, наилучшим образом отвечающие требованиям, предъявляемым населением к территории проживания, что согласуется с основными направлениями, по которым ведется поиск путей оптимизации среды жизни и хозяйственной деятельности.

Система городских поселений может рассматриваться как основа глобальной сетевой структуры человечества. Именно с урбосистемами прежде всего связывается обеспечение устойчивое развитие человеческой цивилизации. Закономерности развития урбосферы гармонично согласуются с концепцией коэволюции геосфер (Иванов, 2004) и с фрактально-ячеистой моделью геосфер (Иванов, 2009). Будучи ноосферными структурами, порожденными мыслью, города являются, в свою очередь источниками нового знания, зонами концентрации научной мысли (которая является «геологической силой» по В.И.Вернадскому), а в случае частичной или полной деградации после отмирания становятся крайне экологически дискомфортными зонами, способствующими прогрессу какосферной активности человека и вторичному загрязнению окружающей среды (прежде всего от заброшенных промзон).

Повышение комфортности проживания населения крупных городов играет огромное значение в настоящее время, поскольку темпы глобализации не замедляются, а с каждым годом набирают обороты. Глобальные города в наибольшей степени оказываются подвержены современным вызовам глобализационных процессов, поэтому усилия мировых правительств должны быть направлены на улучшение «микро» - и «макрофлоры» современных мегаполисов.

В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы является выявление механизмов повышения комфортности проживания населения крупных городов в условиях глобализации (на примере г. Москвы).

Подраздел 1. «Комфортность» городской среды в условиях урбанизации Изменение природной среды, достигшее в последние десятилетия глобальных размеров, во многом вызвано стремительной урбанизацией. В процессе урбанизации формируется урбоэкосистема, под которой понимается природно-городская система, состоящая из фрагментов природных экосистем, окруженных домами, промзонами, автодорогами и т.д. Урбоэкосистема характеризуется созданием новых типов искусственно созданных систем в результате деградации, уничтожения и (или) замещения природных систем. Антропогенные нарушения функций компонентов в городской системе зависят от источника и вида вмешательства человека, от факторов нагрузки, от качества среды, что приводит к определенным последствиям, в том числе и негативным (рис. 1).

Рис. 1 - Антропоэкологические районы (по Б.Б, Прохорову, 1998) (Геоэкологическое картографирование, 2009).

Примечание: 1.-Московский столичный; 2- Санкт-Петербургский; 3- Европейский север России; 4- Белгородско- Брянский; 5- Вологодско-Вятский; 9-Волжско-Сурский; 10Волжско-Свияжский; 11- Кубано-Донской; 12- Северо-Кавказский; 13-Нижневолжский;

14- Среднеуральский; 15- Южноуральский; 16- Северообский; 17- Североенисейский; 18Ленно-Колымский; 19- Алтайско-Новосибирский; 20- Кузнецко-Ангаро-Енсейский; 21Алтае-Саянский; 22- Забайкало-Амурский; 23- Хабаровско- Сахалинский Формирование особого типа среды обитания людей — города тесно связано с возрастанием степени влияния на окружающую среду. В настоящее время именно город является одним из наиболее значительных источников негативного воздействия на природную среду.

соответствующими ландшафтными особенностями. Городская территория отличается высокой степенью хозяйственного освоения. Это среда обитания и производственной деятельности значительного числа людей; это и городская среда, которая включает и природные, и техногенные составляющие. Крупные города стали фокусами сосредоточения нарастающих потоков людей, информации, энергии, сырья, воды, твердых и жидких отходов производства и функционирования городской системы и готовой продукции.

В зависимости от целей исследования город, городская среда могут рассматриваться как геосистема или как экосистема. В тех случаях, когда исследуются компоненты среды, природные и измененные человеком, принято говорить о «геосистемах» (Сочава, 1978).

Когда же на первое место ставятся проблемы человека, его жизнеобеспечения, проблемы взаимоотношения со средой, употребляют термин «экосистема». Под экосистемой «город» (городской экосистемой) понимают пространственно-ограниченную природнотехногенную систему, сложный комплекс взаимосвязанных обменом вещества и энергии автономных живых организмов, абиотических элементов, природных и техногенных, создающих городскую среду жизни человека, отвечающих его потребностям:

биологическим, психологическим, трудовым, экономическим и социальным. При рассмотрении города как экосистемы, где существует сложная система прямых и обратных связей во взаимодействии человека и общества со средой, именно человек является ведущей силой не просто изменяющей природную среду, но и создающей принципиально новое качество этой среды - урбосреду.

Город является природно-антропогенной системой. Основными системообразующими факторами (элементами системы) является человек (он сам и все виды деятельности, осуществляемой в пределах городской территории) и природная среда (рельеф, геологические условия, климат, воды и т.д.). Взаимодействие этих двух факторов и создает специфическую экосистему - город и присущую ей также специфическую природно-антропогенную городскую среду.

Фундаментальным признаком городской среды является ее нарастающее разнообразие (Лаппо, 1997), которое и позволяет человеку реализовывать максимально его многочисленные устремления, возможности и пр. «Качество городской среды в конечном счете определяется способностью городов, с одной стороны, быть фокусами творческих сил общества, реализовывать, концентрировать в себе творческий потенциал и, с другой — создать необходимые условия для приобщения каждой личности к различным формам жизни города» (Ахиезер, 1989, стр. 29). При всей сложности, комплексности и неоднозначности понятия городская среда вторым ключевым признаком нужно признать, что она «выступает как комплекс условий жизни людей, «потребляющих» среду, удовлетворяющих свои потребности, что находится в прямой зависимости от качества среды». Одновременно городская среда является совокупностью условий для творческой деятельности, формирующей новые направления в науке, искусстве, культуре и т.д.

(Лаппо, 1997).

То есть, фактически городская среда в каждый конкретный момент формируется на стыке двух типов условий: а) благоприятных — социально-профессиональных, способствующих развитию личности, прогрессу в городах; б) лимитирующих — состояние природных, жизненно важных компонентов, сложный ритм жизни, проблемы скученности проживания и прочее.

Термины «комфортность среды», «комфортность географической среды» до недавнего времени употреблялись лишь ограниченным числом исследователей (Мильков, 1996, Райх, 1979, Хрусталев, 2000). Сам термин «комфорт», в переводе с английского (comfort), обозначает - совокупность удобств, т.е. благоприятные условия для существования и деятельности какого либо объекта (Хрусталев, 2000). В Большой советской энциклопедии термин «комфорт» рассматривается как «совокупность бытовых удобств:

благоустроенность и уют жилищ, общественных учреждений, средств сообщения и пр.»

(БСЭ, Т. 12, 1973), то можно предположить, что под комфортными следует понимать только те благоприятные для жизни и хозяйственной деятельности проживающего населения условия, которые могут быть обеспечены при соблюдении различных социально-экономических параметров.

Целью исследования явилась интегральная оценка природной, экологической и социальной комфортности условий проживания населения в городе, направленная на их оптимизацию.

Н. В. Маслов (Маслов, 2003, стр. 271) определяет комфортность «как наиболее благоприятные условия жизнедеятельности людей, совокупность бытовых удобств, благоустроенности и экологической безопасности». В последнее время в опубликованной литературе можно встретить использование термина комфортность, как критерия условий проживания населения.

Н. Ф. Реймерс (Реймерс, 1990, стр. 240) приводит следующее определение термина «комфортность»: субъективное чувство и объективное состояние полного здоровья при данных условиях окружающей человека среды, включая её природные и социально – экономические показатели.

Экологическая и социальная комфортность проживания населения формируются при влиянии как природных, так и социально-экономических условий и особенно ярко их влияние проявляется на локальном уровне. Размещение населения и хозяйственный комплекс рассматриваются как условия формирования уровня комфортности. Население выступает основным потребителем комфортности, без которого само понятие теряет всякий смысл, хозяйственный комплекс - крупнейший фактор, влияющий на изменение уровня комфортности, причем как в положительную, так и в отрицательную сторону (Меринов, 2000). Под населением, как правило, понимается совокупность людей в пределах определенной пространственной системы. Иными словами, население представляет собой территориальную общность людей, которая отличается от других человеческих общностей своим отношением к территории (Щепаньский, 1969). Кроме того, следует учитывать и то, что в геоэкологических исследованиях нет «человека вообще», а существует «общность людей», «население».

При рассмотрении экологической комфортности учитывается совокупность условий и их параметров, удовлетворяющих основные физиологические потребности проживающего на исследуемой территории населения (среди них природноклиматические (рис. 2), геолого-геоморфологические, комплексные ландшафтные и др.

условия, экологическая обстановка (рис. 3), и т.д.). Изучение социальной комфортности, в свою очередь, подразумевает анализ различных природных, социальных и экономических факторов оказывающих влияние в первую очередь на жизнедеятельность населения (развитость сферы обслуживания, степень освоенности, наличие природных ресурсов, транспортная доступность и т.д.).

Рис. 2 - Природно-климатические условия жизни населения на территории России и сопредельных государств (по О.Р. Назаревскому, 1989) (Геоэкологическое Рис. 3 - Районирование территории России по экологической напряженности (Геоэкологическое картографирование, 2009).

Комфортная городская среда обитания – это все городское естественно-природное пространство в определенных административных границах и совокупность застройки этого пространства зданиями и сооружениями, наполнение его предметами и знаками, позволяющими в полной мере удовлетворить индивидуальные и социальные потребности населения, что в итоге должно привести к повышению качества жизни горожан (Алешина, 1999). Для создания такой среды помимо макромеханизмов – власть, экономика, социум, необходимо эффективное действие таких частных систем как архитектура, искусство, наука и дизайн, так как они более пластичны и мобильны в достижении поставленной цели – формирование комфортной городской среды.

Термин «эколого-социальная комфортность» отражает парадоксальность и критическую экологическую ситуацию в сегодняшнем мире. Он соединяет параметры с противоположными векторами: чем выше социальная комфортность, подразумевающая экономическое процветание, тем меньше шансов остаётся для сохранения экологической комфортности природной среды. Социальные и экологические факторы, хотя и находят отражение уже и на мезоуровне (а, иногда и на макроуровне), наиболее существенно проявляются на микрогеографическом уровне.

В силу иерархического размещения предприятий социальной инфраструктуры предоставление наибольшего количества видов обслуживания происходит в наиболее крупных городских поселениях и уменьшается по мере удаления от них. Такая же картина наблюдается с размещением населения и загрязнением окружающей среды, т.е. с удалением от крупных поселений возрастает экологический аспект комфортности. Но и в удалённых от городских поселений районах экологическая составляющая комфортности имеет различия между зонами интенсивного сельскохозяйственного освоения, рекреационными и неиспользуемыми территориями. Влияние всех факторов друг на друга весьма велико, хотя в ряде случаев носит и опосредованный характер. Экологосоциальная комфортность достижима лишь при малой плотности населения - каком-то подобии хуторской системы расселения XIX века. Если поселения человека имеют большие размеры (посёлок, город), территории экологической (в данном случае природной) и социальной комфортности оказываются разделёнными: социальная комфортность достигается в селитебных зонах, а экологическая на сохранившихся островках природной среды - в парках, природных лесах. По мере урбанизации территории экологическая комфортность вытесняется социальной.

Подраздел 2. Основные способы оценки комфортности городской среды в Оценка комфортности проживания населения может быть как экологической, так и эколого-географической (геоэкологической), так как и в первом и во втором случае оцениваются природно-ландшафтные условия, имеющие важное (а иногда наиболее важное) значение для проживания человека (населения) и его хозяйственной деятельности (Антипова, Кочуров, 1999).

Одним из базовых методов изучения комфортности проживания является метод системного анализа. Сложная сама по себе система природно-экологической и социальной комфортности проживания населения является элементом большой городской экосистемы, которая рассматривается как часть системы более высокого порядка. В свою очередь, природно-экологическая и социальная комфортность урбанизированных территорий выступает как комплекс систем, отличающихся высоким уровнем сопряжения между составляющими элементами, к которым относятся такие сложные иерархически соподчиненные структуры как урбанизированный ландшафт, транспортно-хозяйственный комплекс, городская инфраструктура и экологический мониторинг.

Традиционно ведущим методом исследований в географии был и остается картографический, позволяющий визуально наблюдать изменения, происходящие как с природными, так и социально-экономическими явлениями. Этот метод, по своей природе является системным, поскольку представляет уникальные возможности анализа структуры, иерархии, схемы пространственных и функциональных связей природных объектов, что, собственно, и образует основу системного анализа. Картографический метод использовался как для отражения существующих природных, социальных и экологических явлений (как элементов системы) современной городской среды, так и для совмещения путём наложения различных картографических баз данных всех составляющих природно-экологической и социальной комфортности проживания населения.

Сравнительно большое число и разнохарактерность уже этих наиболее важных критериев природной, экологической и социальной комфортности проживания населения обусловливает трудности в выборе единых показателей, которые отражали бы все эти содержательные элементы понятия «уровень комфортности».

Трудность интегрирования данных о состоянии различных составляющих видов комфортности проживания населения в едином показателе некоторые авторы попытались преодолеть посредством балльной оценки уровня развития каждой из отраслей (Авцин, 1982, Котляков, Трофимов, Хузеев, 1993 и др). Балл – это порядковый номер группы ранжированных однородных явлений, ограниченной известными пределами интенсивности или выраженности, они определялись как соотношение фактического состояния окружающей среды и обеспеченности мощностями данного вида обслуживания по сравнению с нормативами (или среднестатистическими территориальными показателями), принятыми за единицу. Шкала баллов представляет собой количественную классификацию, т.е. разбиение ряда непрерывно усиливающихся или ослабляющихся явлений на несколько групп (Арманд, 1975).

Балльная система позволяет соотносить уровень развития различных видов комфортности, предоставляет возможность оценить в едином показателе всеми видами в целом. Балльная оценка уровня комфортности проживания населения не является безупречной. К её наиболее существенным недостаткам можно отнести:

- усреднённость интегрального показателя – недостаточное развитие каких-либо видов может компенсироваться высокими показателями уровня развития других;

- при балльной оценке неизбежны два варианта: или виды комфортности должны считаться равными по значимости для населения, или их значение должно быть дифференцировано путём введения коэффициентов - «весов»;

-суммарный показатель интегрального уровня природно-экологической комфортности в баллах зависит от числа учтенных видов комфортности.

Но, несмотря на эти недостатки, метод балльной оценки позволяет привести все блоки комфортности в сравнимый и сопоставимый вид, отличается несложностью вычислений и даёт возможность включить в систему оценок любые показатели природноэкологического и социального назначения. Этот метод позволяет сравнить отдельные части исследуемой территории по всему комплексу природной, экологической и социальной комфортности проживания населения.

Сложность проблемы оценки комфортности проживания населения определяется двумя главными аспектами: а) поток информации по состоянию среды как природной, так и социальной огромен и разнороден; б) множественность и разнохарактерность потребителей. Первый (информационный) аспект при решении эколого-социальных задач характеризуется ростом общего объёма информации при парадоксальном увеличении нехватки её по вопросам, представляющим наибольший интерес. Второй аспект требует предоставления результатов интерпретации освоенной информации в графической и текстовой форме, доступной для потенциального потребителя.

Подраздел 3. Основные этапы проведения оценки комфортности проживания Этап 1. Сбор исходных данных На первом этапе происходит сбор данных, в том числе картографического материала по исследуемой территории.

Данные систематизируются по четырем основным блокам:

1. Природный потенциал территории Блок включает данные и картографические материалы по следующим основным направлениям:

- геологическое строение и рельеф, в том числе опасные геологогеоморфологические условия и процессы;

- микроклиматические характеристики;

- ландшафтные характеристики;

- характеристика почвенного и растительного покрова.

2. Экологическая ситуация и безопасность среды Блок включает данные и картографические материалы по следующим основным направлениям:

- уровень загрязнения атмосферы;

- уровень загрязнения воды;

- уровень загрязнения почв;

- уровень загрязнения физического загрязнения;

- качество продуктов питания.

3. Социальный потенциал территории Блок включает данные и картографические материалы по следующим основным направлениям:

- плотность и структура численности населения;

- обеспеченность объектами сферы услуг;

- обеспеченность транспортом.

4. Уровень благоустройства городской среды:

Блок включает данные и картографические материалы по следующим основным направлениям:

- уровень элементов благоустройства, малых архитектурных форм и их качество;

- транспортная доступность;

- озеленение территории;

- жилой фонд (состояние, качественный и количественный состав).

Этап 2. Анализ и цифровая обработка данных Второй этап оценки комфортности проживания населения включает:

- создание баз данных по выделенным блокам;

- оцифровку имеющихся тематических карт;

Для проведения корректного картографического анализа имеющихся данных необходимо перейти от карты, изображающей явление произвольных контуров к показателям, рассчитанным по регулярной сетке. Для интерполирования условной поверхности необходимо использовать возможности графических модулей ГИС, например модуль Spatial Analyst ГИС ArcView Этот модуль позволит перейти от отдельных точечных данных к изолиниям методом интерполяции.

Этап 3. Создание цифровых векторных карт и оценка комфортности проживания населения На данном этапе предусматривается создание серии тематических цифровых векторных карт необходимой детальности производится с использованием специализированных ГИС, производится оценка природной, экологической и социальной комфортности населения.

Далее рассмотрим более подробно алгоритм каждой из вышеперечисленных оценок.

Подраздел 4. Алгоритм оценки природно-экологической комфортности проживания Природная комфортность проживания населения. Природно-экологический блок является одним из основных параметров оценки комфортности проживания населения.

Причем, если состояние загрязнения окружающей природной среды подвержено регулярной динамике изменения, то ситуация с изменением природных условий носит весьма длительный временной характер.

Исходя из этого, можно говорить о природной составляющей как о более значимой части в долгосрочной перспективе понятия комфортности проживания населения. В связи с этим комплексный анализ природно-экологического блока территориальных различий в уровне комфортности может быть построен на основании интегральной оценки.

Для оценки природной комфортности необходимо выделить наиболее значимые природные показатели для каждого конкретного объекта исследования. Такими показателями могут быть геологическое строение и рельеф (уклоны поверхности, экспозиция, экзогенные процессы и др.), климат (в том числе ветровой режим), растительность и другие.

Оценить особенности геологического строения, более точно и наглядно охарактеризовать рельеф позволяет построение трехмерного изображение рельефа с помощью ГИС-технологий.

Далее составляется карта уклонов и экспозиции склонов на территории. Для этого рекомендуется использовать DiGem, возможно также использование модуля ArcView 3. SpatialAnalyst.

Под углом наклона (крутизной склона) понимается одна из характеристик пространственной ориентации элементарного склона – угол, образуемый направлением ската с горизонтальной плоскостью, выражаемый в градусах или в безразмерных величинах уклонов, равных тангенсам углов наклона, а также в процентах или промилле.

Экспозиция склона численно равна азимуту проекции нормали склона на горизонтальную плоскость и выражается в градусах (Основы геоинформатики, 2004).

Основой для (создания) вычисления углов наклона и экспозиции склонов служат цифровая модель рельефа. Предложено множество формул и алгоритмов расчета углов наклона и экспозиции склонов, используемых при обработке растровых цифровых моделей рельефа (Dikau, 1989, Hickey, 2000).

Стандартные программы определения характеристик рельефа по растровой цифровой модели рельефа вычисляют их значения для каждого пиксела и строят растровые изображении, которые плохо представляют морфологию реальной поверхности. Поэтому при отображении на картах значения этих показателей необходимо генерализировать их по областям в соответствии с типами рельефа. Для этого обычно применяют метод пороговой классификации, обобщая показатели в полигоны по заранее заданным диапазонам величин: в пределах каждой области углов наклона соответствуют одному диапазону, а все экспозиции показывают как азимуты направлений).

По подобному алгоритму выполняются карты экзогенных процессов, опасных природных процессов. Для оценки комфортности проживания населения также необходимо провести оценку рельефа по инсоляции склонов - разработать карту распределения «теплых» и «холодных» склонов.

Для оценки природной комфортности имеет значение учет аэрационного режима местности. Построение карты аэрационного режима целесообразно осуществлять на основе методики, разработанной Ф.Л. Серебровским в Главной геофизической обсерватории имени А.И. Воейкова.

Земная поверхность, имеющая уклон менее 2°, называется субгоризонтальной; если форма рельефа возвышается над субгоризонтальной поверхностью, она является положительной, если она представляет собой углубление, то такая форма называется отрицательной.

Многочисленными наблюдениями установлено, что субгоризонтальные поверхности не оказывают существенного влияния на скорость и направление ветра.

заключается в определении территориального распределения скоростей ветра в зависимости от рельефа местности. Согласно данной методике расчет аэрационного режима местности включает в себя: генерализацию рельефа местности, разбивку территории на участки по высоте и экспозиции склонов, определение коэффициентов для каждого участка по румбам и построение карты аэрационного режима местности.

Рельеф местности необходимо расчленить на отдельные укрупненные формы, отдельно выделяются возвышенности и долины (табл. 1).

Из таблицы видно, что на вершинах холмов, в верхних и средних частях наветренных и верхних частях, параллельных ветру склонов, коэффициент трансформации достигает значений 1,1 - 1,8. В нижней части наветренных, средней части параллельных ветру склонов и на подветренных склонах, коэффициент трансформации равен 0,7 – 0,9.

Коэффициенты трансформации 1, в различных условиях положительного рельефа при неустойчивой (устойчивой) стратификации атмосферы.

Таблица 1. Влияние форм рельефа на особенности ветрового режима.

Вершины:

Наветренные склоны:

Параллельные ветру склоны:

Подветренные склоны: