Реферат по экологии. Реферат. Реферат по экологии Подготовил студент группы см 711 Макарчук Николай
 Скачать 382.5 Kb.
|
|
Роль зеленых насаждений в формировании внешней среды Влияние насаждений на микроклимат Насаждения и тепловой режим. Суммарная солнечная радиация состоит из: прямой солнечной радиации (инсоляции); рассеянной, поступающей от всего небосвода; коротковолновой радиации, отраженной поверхностями; длинноволнового (теплового) излучения нагретых естественных и искусственных поверхностей. Если в период солнечной радиации покрытия аллей, дорого, площадок, инженерные и архитектурные сооружения подвергаются прямому солнечному облучению и нагреваются, то после захода солнца они еще длительное время излучают тепло, которое существенно влияет на микроклимат и вызывает перегрев окружающей среды и повышение температуры воздуха. Очень большое значение имеет теплоотдача дорожных покрытий. Летом температура воздуха среди городской застройки значительно выше, чем среди растительности. Интенсивность излученной и отраженной поверхностью радиации и радиус ее отрицательного воздействия определяется количеством поступающей солнечной радиации или величиной альбедо этой поверхности. Этот коэффициент характеризует отражательную способность поверхности. Чем сильнее поверхность отражает радиационную энергию, тем меньше она нагревается и тем больше его альбедо. Таблица 2. Альбедо некоторых поверхностей
Из таблицы видно, что альбедо одних и тех же материалов зависит от фактуры обработанной поверхности и ее состояния (влажности, запыленности, степени изношенности). Зеленые насаждения способны существенно влиять на микроклимат, понижая температуру и увеличивая скорость движения воздуха, что в условиях жаркого лета благоприятно действует на организм человека и создает комфортность теплоощущения. Растения прежде всего воздействуют на радиационный режим, снижая интенсивность прямой солнечной радиации. Охлаждающее действия зеленых насаждений в значительной степени объясняется расходом большого количества тепла на испарение и повышение относительной влажности воздуха. Листья имеют температуру значительно ниже температуры окружающего воздуха. Различные виды растений обладают способностью по-разному отражать, поглощать и пропускать солнечные лучи в зависимости от физиологического строения листьев, структуры и размеров крон и так далее. Лучший эффект по снижению температуры дают деревья с крупными листьями (каштан, дуб, липа крупнолистная, тополь серебристый). Следует учитывать, что альбедо всей кроны на 12 – 15% меньше альбедо отдельно взятых листьев, и что альбедо хвойных пород значительно ниже лиственных; альбедо газона равно 20,5%. Листья на дереве располагаются в виде листовой мозаики, не затеняя друг друга. Если листья создают сплошную поверхность, то отражение увеличивается по сравнению с рыхлым расположением листьев. Через просветы в кроне проходит значительная часть поступающей энергии, то есть листва деревьев и кустарников пропускает солнечную радиацию за счет прозрачности кроны. Коэффициент прозрачности кроны определяется как отношение интенсивности прямой солнечной радиации под кроной к потоку прямой радиации, падающей на открытое место. Таблица 3. Характеристика прохождения световой энергии сквозь кроны деревьев, %
Таким образом, на территории зеленых насаждений радиационный режим, а вследствие этого и температура воздуха меняются в зависимости от ассортимента деревьев. По полученным данным солнечная радиация задерживается растительностью в молодом дубовом лесу на 96, 8%; в сосновом лесу – на 96%; в смешанном лесу из ели, дуба и тополя – на 97 – 98%; густом еловом лесу – на 99%. В южных районах для озеленения территорий, используемых с 9 до 15 часов, рекомендуются высокие деревья с плотными кронами, способными затенять парковые дороги, спортплощадки и предохранять от перегрева стены архитектурных и инженерных объектов. Деревья с сильно развитой и высокой ажурной кроной снижают радиационные и конвекционные температуры и за счет лучшего проветривания увеличивают влияние растений в 1,3 – 1,5 раза На озелененных территориях средней полосы и севера, где солнечная радиация не так велика, целесообразно создавать больше открытых, освещаемых солнцем полян на южных склонах. Итак, размещая растения с учетом ориентации дорог и аллей, расположения инженерных сооружений, применяя покрытия с оптимальными гигиеническими характеристиками, используя вертикальное озеленение, можно оказывать существенное влияние на комфортность теплового режима. Насаждения и влажность воздуха. Микроклиматические условия считаются благоприятными для человека при относительной влажности воздуха 30 – 70%. Растительность, обладая большой испаряющей способностью, оказывает заметное влияние на влажность и температуру воздуха, вызывая положительные теплоощущения человека. Повышенная влажность воздуха внутри зеленых насаждений по сравнению с открытыми территориями отличается равномерностью, не имеет резких колебаний. Зеленые насаждения как бы регулируют влажность: в засушливый период растения усиливают испарения, при высокой влажности водяные пары конденсируются на листьях – более прохладных поверхностях. Следует отметить, что относительная влажность в городе, как правило, ниже, чем в естественных природных условиях, что является следствием радикальных изменений свойств подстилающей поверхности (крыши, мостовые способствуют быстрому удалению с территории города осадков). Приемы размещения зеленых насаждений и их сочетаний с открытыми пространствами в значительной степени определяют относительную влажность воздуха. Наилучшие результаты в создании комфортной обстановки достигается при чередовании деревьев и кустарников, располагаемых компактными массивами, с полянами, имеющими плотный травяной покров. В этом случае существующий перепад радиационных температур между открытыми участками и затененными территориями достигает 30°C, а влажность 20%, что способствует перемещению воздуха. Насаждения и подвижность воздуха. Движение воздуха является важнейшим фактором, определяющим микроклимат участков городской территории, особенно в летний период, когда оно оказывает существенное влияние на теплоощущение человека в условиях перегрева окружающей среды. Наиболее благоприятный для человека ветровой режим от 0,5 до 3 м/с. Используя древесно-кустарниковые растения, можно улучшить проветривание всей городской территории или отдельных ее частей, защитить городскую застройку от неблагоприятных ветров, регулировать движение воздуха – ослаблять и увеличивать скорость его перемещения, менять направление потока. Чередование озелененных и открытых участков позволяет усилить проветривание территории и создать благоприятный микроклимат, что особенно важно для городов, расположенных в южных климатических зонах. В условиях жаркого климата приобретают значение размеры листьев в кроне деревьев и кустарников. Чем меньше лист, тем больше тепловой энергии способна поглотить крона. Биологические процессы, происходящие в растениях, вызывают значительное охлаждение воздуха, который опускается вниз и вытесняет нижний слой более теплого воздуха. Вследствие разницы (до 10 – 12°C) температуры воздуха между озелененной и открытой или застроенной территорией происходит горизонтальное перемещение воздушных масс от зеленых массивов к окружению, то есть нагретый воздух открытых территорий устремляется вверх, а на его место притекает более холодный воздух от зеленого массива.  Схема 1. Процесс конвекционного воздухообмена между инсолируемой и затененной площадками в жилой зоне Когда зеленые массивы располагаются на более высоких отметках по отношению к застройке, интенсивность образования ветра возрастает, а скорость движения воздуха доходит до 1 м/c – такие воздушные течения (бризы) возникают при наличии крупного массива зеленых насаждений (как правило, на окраине города) или водоема. Существует мнение, что вблизи источников выбросов в атмосферу различных загрязняющих веществ необходимо создавать хорошо продуваемые насаждения в групповых ажурных посадках, так как санитарно-защитные зоны промышленных предприятий предполагают насаждения в виде системы зеленых полос, способствующих значительному снижению скорости ветра, задерживанию и осаждению аэрозолей. Но наилучшими по ветроослабляющему влиянию являются плотные или слабоажурные в верхней и средней частях насаждения со сквозными просветами внизу; могут быть с низкорослым кустарником или без него.  Схема 2. Рекомендуемый способ посадки защитных полос из деревьев и кустарников: а) – профиль и план конструкции лесозащитной полосы, состоящей из четырех рядов кустарника (1, 2), деревьев вспомогательных пород (3) и основных пород (4); общая ширина полосы 21 м; б) – профиль озеленения из трех лесозащитных полос; расстояние между полосами 40 м. Вообще, наблюдения показывают, что ветрозащитные посадки могут снижать скорость ветра на 50 – 80%. Ветрозащитный пояс размещается под прямым углом к направлению господствующего ветра на расстоянии 20 – 40 м от границы защищаемой территории. Его края должны перекрывать защищаемый объект не менее чем на 15 м в обе стороны. Только в этом случае обеспечивается достаточная степень эффективности мероприятий. Влияние насаждений на состав и чистоту воздуха Роль насаждений в борьбе с загрязнением атмосферы. Одним из главных достоинств зеленых насаждений на урбанизированных территориях является их высокая активность при улавливании вредных веществ, поступающих в атмосферу за счет транспортных и промышленных выбросов. Хорошо известна роль растений в поглощении углекислого газа, уменьшении загрязненности воздуха пылью (вредные газы поглощаются растениями, а твердые частицы аэрозолей оседают на листьях, стволах и ветках растений) и уменьшении его бактериальной загрязненности путем обогащения атмосферы различными фитонцидами. Леса, парки, сады, бульвары и скверы в значительной степени воздействуют на состав атмосферного воздуха. Во время вегетационного сезона их растительность обогащает воздух кислородом и поглощает углекислый газ. За один теплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220 – 280 кг углекислого газа и выделяет 180 – 200 кг кислорода. Наибольшей продуктивностью в процессе выделения кислорода обладает тополь. Разные породы древесно-кустарниковых растений обладают неодинаковой интенсивностью фотосинтеза и поэтому выделяют различное количество кислорода, например деревья с большей лиственной массой выделяет кислорода больше. Насаждения очищают воздух от промышленных и выхлопных газов (эффективность борьбы полос зеленых насаждений с вредными выбросами автомобильного транспорта может варьироваться в довольно широких пределах – от 7 до 35%). Зеленые насаждения, расположенные на пути потока загрязненного воздуха, разбивают первоначальный концентрированный поток на различные направления. Таким образом, вредные выбросы разбавляются чистым воздухом, и их концентрация в воздухе уменьшается. Газопоглотительная способность отдельных древесно-кустарниковых пород растений в зависимости от различных концентраций вредных газов в воздухе неодинакова и зависит от степени их чувствительности к различным загрязняющим веществам. Необходимо учитывать, что растения с повышенной интенсивностью фотосинтеза имеют меньшую устойчивость к газам. Исследования и многолетние наблюдения показали, что лучшими поглотительными качествами обладают липа мелколистная, ясень, сирень обыкновенная и жимолость. К слабоповреждаемым породам относятся вяз (шершавый и гладкий), ель колючая, ива древовидная, клен ясенелистный, осина, тополь (берлинский, бальзамический, канадский и черный), яблоня сибирская, акация желтая, боярышник сибирский, вишня дикая, калина обыкновенная, смородина черная, можжевельник (казацкий и виргинский); к среднеповреждаемым – береза бородавчатая, ель Энгельмана, лиственница сибирская, рябина обыкновенная, ива корзиночная, клен татарский и другие виды. Из трав наибольшей устойчивостью к газам обладает овсяница луговая, наименьшей – полевица белая. Подкормка азотными удобрениями, а также известкование, улучшающее водный режим почв, заметно повышают устойчивость растений к газам. Таблица 4. Наилучшие зеленые фильтры для биологической очистки атмосферного воздуха в городах России
1 га деревьев хвойных пород задерживает 40 т пыли/год, а лиственные – около 100 т пыли/год – результаты изучения пылезадерживающей роли древесных и кустарниковых посадок свидетельствуют о том, что на озелененный участках микрорайонов запыленность воздуха на 40% ниже, чем на открытых или застроенных площадках. Пыль, увлекаемая нисходящими токами воздуха, оседает на листьях, но и в безлиственный период деревья уменьшают запыленность воздуха на 37%. Наибольшей пылезадерживающей способностью обладают породы деревьев и кустарников с шершавыми, покрытыми ворсинками листьями (вяз, липа, клен, сирень). Газон наряду с деревьями и кустарниками также задерживает пыль. Не случайно в последнее время в практике озеленения все чаще отдается предпочтение ландшафтному или свободному стилю проектирования, при котором 60% и более благоустраиваемой территории отводится под газон. Фитонциды растений и ионизация воздуха. Многие растения выделяют в воздух летучие биологически активные вещества – фитонциды, убивающие и подавляющие рост и развитие микроорганизмов. Многие из фитонцидов были выделены в чистом виде, и их химическую природу удалось установить. Оказалось, что у одних растений фитонциды – это органические кислоты, а у других – эфирные масла и алкалоиды; и в тканях различных растений фитонциды распределены неравномерно. К фитонцидам относятся как летучие, так и нелетучие вещества растений. Все это антибиотики растительного происхождения. Летучие фитонциды способны оказывать свое действие на расстоянии; нелетучие образуются в соке тканей в момент повреждения клеточных оболочек растения, но кроме этого, фитонциды могут выделяться и неповрежденными листьями (например, фитонциды листьев дуба и березы). Количество этих веществ изменяется в зависимости от сезона, физиологического состояния растения, времени суток и почвенно-климатических условий. Больше всего их приходится на время цветения. Изначально считали, что только растения-эфироносы обладают фитонцидными свойствами, но исследования показали, что данное явление свойственно всему растительному миру в той или иной степени. Поэтому в парках воздух содержит в 200 раз меньше болезнетворных микроорганизмов, чем на улицах города, при этом в зеленых массивах уже на расстоянии 30 метров от проезжей части улицы в 2 раза меньше микробов, чем на транспортных магистралях. Причем в чистых сосновых лесах и лесах с преобладанием сосны (до 60%) бактериальная загрязненность воздуха в 2 раза меньше, чем в березовых. Недаром многие санатории и больницы построены в сосновых борах. Фитонциды этого дерева, как правило, увеличивают защитные силы организма, тонизируют его. Можжевельник выделяет фитонцидов примерно в 6 раз больше, чем остальные хвойные породы, и в 15 раз больше, чем лиственные. В нашей стране более 20 видов можжевельника, но это растение очень чувствительно к загрязнению воздуха промышленными отходами. Поэтому его высаживание, к сожалению, не приемлемо в крупных промышленных городах и на территориях санитарно-защитных зон. Из 15 видов эвкалипта только лишь эвкалипт шаровидный способен уничтожить вирус гриппа. А быстрее всех уничтожают микробы и вирусы листья тополя и березы – в течение 3 часов. Вследствие очень стремительного распространения информации о том, что фитонциды растений, проникая через легкие и кожу в организм человека, предохраняют его от инфекционных заболеваний, положительно влияют на обмен веществ, благоприятно действуют на психику, повсеместно стали выращивать на балконах ели и другие хвойные породы специальных карликовых видов, которые наполняют квартиры живительным лесным ароматом. В этом случае не стоит забывать, что большое значение имеет сочетаемость фитонцидов различных растений. Так, дуб, береза и тополь помогают друг другу: содержащиеся в этих деревьях летучие вещества попадают в один спектр. А вот растения различных спектров, например, лаванда и роза, угнетают друг друга своими фитонцидами. Новый биологический метод – экологический фитодизайн – занимается вопросами правильного совмещения растений с выраженными фитонцидными и газопоглотительными свойствами, используемых для санации и оздоровления воздушной среды помещений. Итак, из древесно-кустарниковых пород, обладающих антибактериальными свойствами, положительно влияющими на состояние воздушной среды городов, следует назвать акацию белую, барбарис, березу бородавчатую, грушу, граб, дуб, ель, жасмин, жимолость, иву, калину, каштан, клен, лиственницу, липу, можжевельник, пихту, платан, сирень, сосну, тополь, черемуху, яблоню. Фитонцидной активностью обладают и травянистые растения – газонные травы, цветы и лианы. Городская растительность способствует еще одному явлению, благотворному для человека, – повышению ионизации воздуха. Ионизация – процесс очищения воздуха путем обогащения его легкими отрицательно заряженными частицами или ионами. Существуют аэроионы, которые могут нести отрицательный или положительный заряды. Наиболее благоприятное воздействие на окружающую среду оказывают отрицательные ионы (легкие). Носителями положительно заряженных (тяжелых) ионов обычно являются ионизированные молекулы дыма, водяной пыли и паров, загрязняющих воздух. Следовательно, чистота воздуха в значительной мере определяется соотношением количества легких и тяжелых ионов. Существенной качественной особенностью кислорода, вырабатываемого зелеными насаждениями, является насыщенность его ионами, несущими отрицательный заряд, в чем и проявляется благотворное влияние растительности на состояние человеческого организма. Для более ясного представления о возможности растений обогащать воздух отрицательными легкими ионами можно привести следующие данные: число легких ионов в 1 см3 воздуха над лесами составляет 2000 – 3000, в городском парке – 800, в промышленном районе – 200 – 400, в закрытом многолюдном помещении – 25 – 100. На ионизацию воздуха влияет как степень озеленения, так и природный состав растений. Лучшими ионизаторами воздуха являются смешанные хвойно-лиственные насаждения. Сосновые насаждения только в зрелом возрасте оказывают благоприятное воздействие на его ионизацию, так как вследствие выделяемых молодыми сорняками паров скипидара концентрация легких ионов в атмосфере снижается. Летучие вещества цветущих растений так же способствуют повышению в воздухе концентрации легких ионов. Ионизация лесного кислорода в 2 – 3 раза выше по сравнению с морским и в 5 – 10 раз по сравнению с кислородом атмосферы городов. В наибольшей мере способствуют повышению концентрации легких ионов в воздухе акация белая, береза карельская и японская, дуб красный и черешчатый, ива белая и плакучая, клен серебристый и красный, лиственница сибирская, пихта сибирская, рябина обыкновенная, сирень обыкновенная, тополь черный. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||