Экология. Экология (7). Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии

• Название: Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии
• Анкор: Экология
• Дата: 19.05.2023
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: Экология (7).docx
• Тип: Практическая работа; #1144511
• страница: 1 из 22

Практическая работа № 1. Демографическая емкость территорий

Тема 1. Основные положения классической экологии

Цель работы: получение практических навыков определения показателей экологического равновесия урбанизированных территорий.

Задачи:

• 
  изучить урбоэкологические характеристики территории;
  
• 
  изучить особенности, виды, источники загрязнения городской среды;
  
• 
  изучить методы оценки состояния окружающей среды.
  

Учебные вопросы:

1. 
   Что такое демографическая емкость территории?
   
2. 
   Что такое репродуктивная способность территории?
   
3. 
   В чем состоит суть экологической емкости?
   
4. 
   Назовите урбоэкологические характеристики территории.
   

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

• 
  о современных проблемах урбанизированных территорий;
  
• 
  об экологической безопасности городской среды;
  

знать:

• 
  состав и свойства основных компонентов природной среды;
  
• 
  источники загрязнения окружающей среды;
  
• 
  способы и принципы обеспечения экологического равновесия;
  
• 
  основные факторы воздействия техносферы на природную среду;
  
• 
  принципы и методы защиты среды от негативного антропогенного воздействия;
  

уметь:

• 
  оценивать изменения окружающей среды на урбанизированных территориях;
  
• 
  разрабатывать проекты рекреационных территорий;
  
• 
  оценивать ресурсы урбанистической системы;
  

владеть:

• 
  навыками определения максимально возможной плотности населения;
  
• 
  навыками расчета уровня развития производительных сил;
  
• 
  навыками принятия решений по обеспечению экологической безопасности;
  
• 
  способами реализации мер экологической безопасности.
  

Методические рекомендации по изучению темы

При освоении темы необходимо:

• 
  изучить теоретический материал;
  
• 
  выполнить практические задания;
  
• 
  ответить на контрольные вопросы.
  

Теоретический материал

Планировочная организация территории, т. е. рациональное и взаимосвязанное размещение в ее пределах зон различного функционального назначения, населенных мест, транспортной, инженерной инфраструктуры и других элементов, а также установление оптимальных режимов взаимного функционирования этих элементов являются основной составляющей схем и проектов районной планировки.

Последовательность работ по планировочной организации территории следующая:

• 
  проводится комплексная оценка территории;
  
• 
  определяется демографическая емкость территории;
  
• 
  проводится анализ современной планировочной структуры (включая также ее ретроспективный анализ);
  
• 
  разрабатывается перспективная структура (с учетом перспектив развития хозяйства);
  
• 
  на основе результатов комплексной оценки и разработанной перспективной планировочной структуры с учетом демографической емкости территории составляется схема функционального зонирования;
  
• 
  выделяется система площадок (в соответствующих функциональных зонах с учетом демографической емкости территории);
  
• 
  характеризуются и классифицируются резервные площадки;
  
• 
  разрабатываются альтернативы (варианты) планировки района и выбирается оптимальный вариант;
  
• 
  составляется проектный план района.
  

Под демографической емкостью территории понимается то максимальное число жителей района, которое может быть размещено в его границах при условии обеспечения наиболее важных повседневных потребностей населения за счет ресурсов рассматриваемой территории с учетом необходимости сохранения экологического равновесия.

Наиболее актуальным следует считать определение демографической емкости районов крупных городов, развитых промышленных и курортных районов, поскольку от результатов исследований зависят необходимый уровень инженерного оборудования и благоустройства территории, а также режим ее использования.

Демографическая емкость не тождественна проектной численности населения, она служит лишь своеобразным порогом, предостерегающим от чрезмерного промышленного развития в том или ином районе.

Демографическая емкость районов устанавливается путем анализа наиболее важных для повседневной их жизнедеятельности природных компонентов:

• 
  территорий, пригодных для промышленного и гражданского строительства;
  
• 
  сельскохозяйственных земель, пригодных для организации пригородной сельскохозяйственной базы;
  
• 
  ресурсов поверхностных и подземных вод;
  
• 
  территорий, благоприятных для организации массового отдыха населения.
  

Важное значение в планировочной организации территории имеют планировочная структура и функциональное зонирование территории района – объекта районной планировки, разработка которых должна осуществляться на основе анализа территории.

На основе результатов комплексной оценки территории и природных ресурсов в сопоставлении с общими нормативами потребности народно-хозяйственного комплекса и населения района в площадях для промышленного и гражданского строительства, воде, рекреационных ресурсах и продуктах пригородного сельского хозяйства выявляется ориентировочная демографическая емкость того или иного района. При этом частные демографические емкости района (по территории, воде, рекреационным ресурсам, пригородной сельскохозяйственной базе) должны быть тщательно проанализированы, на основании чего должно быть принято окончательное суждение об общей демографической емкости территории района (чаще всего по минимальному показателю).

Определение демографической емкости территории производится, как правило, в проектах районной планировки, хотя в схемах районной планировки сравнительно небольших по территории развитых в промышленном отношении областей также целесообразно определение этого показателя. Устанавливать демографическую емкость необходимо во всех случаях, когда перспективная плотность населения области или района превышает 50–60 чел. на 1 км².

Определение демографической емкости по наличию территорий, пригодных для промышленного и гражданского строительства, следует производить из расчета территорий, получивших самую высокую оценку по комплексу рассмотренных факторов. При этом используют ориентировочный показатель потребности в территории для 1 тыс. жителей, который принимают равным 20–25 га (в зависимости от характера производственной базы района).

Демографическая емкость территории – условный порог, достижение которого совершенно необязательно в расчетный период. Демографическая емкость служит, как уже говорилось ранее, лишь своеобразным сигналом, предостерегающим от чрезмерного промышленного развития в том или ином районе. Возможны и более крупные масштабы развития некоторых районов, чем допускают их демографические емкости, но тогда такое развитие пойдет за счет определенного ущемления интересов смежных районов (что при высокой хозяйственной освоенности и плотной заселенности территории крайне нежелательно) или за счет значительного удорожания строительства и больших затрат на охрану окружающей среды в рассматриваемом районе. Демографическая емкость территории – переменная величина, которая будет повышаться с течением времени в условиях научно-технического и социального прогресса, с ростом национального богатства, повышением плодородия почв и продуктивности лесов. Поэтому определение демографической емкости района необходимо проводить с учетом мероприятий районного, регионального значений, которые могут оказать существенное влияние на природные компоненты района.

Основная цель оценки территории в районной планировке заключается в установлении определенного взаимного соответствия между многообразными общественными потребностями и возможностями территории, в определении степени пригодности природного или природно-технического комплекса территории для определенного вида их хозяйственного использования.

Важные показатели экологической ситуации в районе или городе – урбоэкологические характеристики – репродуктивная способность, геохимическая активность, устойчивость к физическим нагрузкам и экологическая емкость территории. Эти характеристики имеют между собой тесные связи, служат необходимой исходной базой для анализа и прогнозирования состояния важнейших компонентов природной среды. Также они выступают как общие экологические ограничения при определении перспективных параметров хозяйственного развития города или района, численности его населения и в конечном итоге могут влиять на характер намечаемых в районе мероприятий по охране окружающей среды.

Урбоэкологические характеристики вместе с демографической емкостью территории помогают актуализировать и перевести на операционный уровень важнейшую природоохранную цель градостроительства – сохранение в районе экологического равновесия.

Репродуктивная способность территории – способность территории какого-либо района (объекта районной планировки) воспроизводить основные элементы природной среды – атмосферный кислород, воду, почвенно-растительный покров. Определение репродуктивной способности основано на комплексной оценке и балансе территории района и достигается благодаря возможности установить продуктивность отдельных растительных сообществ, участков местности и т. д.

Важное значение для установления возможных масштабов промышленного развития районов имеет определение коэффициента репродукции, т. е. установление отношения показателей репродуктивной способности территории к показателям фактического или перспективного потребления основных составляющих биосферы. При коэффициенте репродукции равном 1 можно говорить о сбалансированном потреблении того или иного компонента природной среды. Коэффициент репродукции менее 1 характеризует район как неблагоприятный, и в этом случае необходимо предусмотреть меры для восстановления экологического равновесия в районе. Эти меры могут быть весьма разнообразны: сдерживание промышленного развития, повышение лесистости района, проведение комплекса различных природовосстановительных мероприятий и т. д.

Большое значение при обосновании режима хозяйственного использования территории имеет и выявление ее геохимической активности, т. е. способности территории перерабатывать и выводить за свои пределы продукты техногенеза – минеральные и органические загрязнения, попадающие в атмосферный воздух, воду и почву со стоками и выбросами промышленных и энергетических предприятий, транспорта, жилищно-коммунального сектора. Геохимическую активность территории в первую очередь обусловливают интенсивность превращения органических и минеральных веществ в почвах и на их поверхности, интенсивность превращения химических веществ в атмосфере, интенсивность выноса техногенных элементов воздушными и водными потоками за пределы соответствующих ландшафтно-геохимических систем.

Устойчивость территории к физическим нагрузкам характеризует сопротивляемость тех или иных ландшафтов к физическим антропогенным воздействиям (транспортным, рекреационным нагрузкам и др.). Поскольку в настоящее время наиболее полно определены предельные нагрузки на ландшафт в рекреационной сфере, они и используются для определения этой урбоэкологической характеристики.

Экологическая емкость территории – это максимально возможная в конкретных условиях данного района биологическая продуктивность всех его биогеоценозов, агро- и урбоценозов с учетом оптимального для данного района состава представителей животного и растительного мира. Особое значение здесь имеет установление экологической емкости естественных сообществ – биогеоценозов, где необходимо учитывать не только оптимальный состав растительного и животного мира, но и трофические цепи, минимально возможные в данных условиях численности популяций, заполнение экологических ниш, возможность интродукции полезных животных и т. д.

Конкретный выход экологическая емкость получает как плотность биомассы разного вида на единицу территории. Значение этой характеристики состоит в следующем. Во-первых, полноценный породный и видовой состав биогеоценозов – главная гарантия повышения их устойчивости к неблагоприятным воздействиям. В экологии, как известно, считается общепринятым, что чем сложнее биогеоценоз или экосистема, чем длиннее в них трофические цепи (цепи питания), тем лучше они противостоят различным внешним и внутренним воздействиям. Во-вторых, только путем достижения максимальной экологической емкости можно не только сохранить генофонд наиболее ценных растений и животных, но и сберечь целые их популяции. В-третьих, разнообразные в видовом отношении экосистемы, в том числе экосистемы преобразованных человеком ландшафтов, более всего приспособлены к антропогенным воздействиям и поэтому лучше всего соответствуют требованиям, которые предъявляют к природной среде научно-техническая революция и социальный прогресс в условиях прогрессирующей индустриализации и урбанизации.

Важно также установить коэффициент экологической емкости, для чего фактическую величину биомассы района следует поделить на его экологическую емкость. Значения этого коэффициента менее 0,5 свидетельствуют о сильном ослаблении экосистемы района и необходимости ее целенаправленного совершенствования.

Урбоэкологические характеристики изменчивы. Их можно улучшить проведением комплекса природовосстановительных мероприятий – инженерной подготовкой территории, лесотехническими, технологическими, биотехническими и другими мероприятиями, важное место среди которых занимает рациональная планировочная организация территории района.
Практическая часть

Задание 1. Рассчитать демографическую ёмкость территории.

Демографическую ёмкость территории определяют как наименьшее из значений частных демографических ёмкостей по наличию территории, водных ресурсов, подземных вод, рекреационных ресурсов (для отдыха в лесу, для отдыха у воды), по условиям создания пригородной сельскохозяйственной базы.

По наличию территории:

, (1)

гдеD₁ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т – площадь территории, для которой рассчитывается демографическая ёмкость;

Н – ориентировочная потребность в территории 1000 жителей (Н = 20–30 га).

По наличию всех водных ресурсов:

, (2)

в том числе поверхностных вод:

, (3)

гдеD₂ – частная демографическая ёмкость, чел.;

P_i – минимальный расход воды в i-ом водотоке при входе в район, которую можно изъять для рассматриваемой территории из общего водохозяйственного бассейна, м³/сут;

К – коэффициент, учитывающий необходимость разбавления сточных вод (для наших широт К = 0,1);

Р – нормативная водообеспеченность 1000 жителей, м³/сут (2000 м³/сут).

Минимальный расход воды P_i (м³/сек) рассчитывается по формуле:

P_i= B ∙ h ∙ v, (4)

где В – минимальная ширина реки (определяется как треть ширины реки в паводок);

h – средняя глубина реки в межень;

v – скорость течения, м/с.

По наличию подземных вод:

, (5)

где D₃ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Е_i – эксплуатационный модуль подземного стока i-го участка, м³/сут (площадь Т_i в данном случае равна 1)

Р₁ – нормативная водообеспеченность 1000 жителей, м³/сут (2000 м³/сут).

По рекреационным ресурсам:

для отдыха в лесу:

D₄ = TL∙0,5∙1000/KHM, (6)
где

D₄ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т – площадь территории района, га;

L – коэффициент лесистости района, %;

К – доля рекреантов в летний период (К = 0,4);

Н – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в рекреационных территориях, в среднем Н = 2 км²;

М – коэффициент распределения отдыхающих в лесу и у воды (0,85–0,90 для умеренного климата, 0,3–0,4 для жаркого климата);

для отдыха у воды:

, (7)

гдеD₅ – частная демографическая ёмкость, чел.;

R_i – длина i-го водотока, пригодного для купания, км;

F – коэффициент, учитывающий возможность организации пляжей (в лесной зоне F = 0,5);

К_П – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в пляжах, км (К_П = 0,5);

М₁ – коэффициент распределения отдыхающих у воды и в лесу (0,10–0,15 для умеренного климата).

По условиям создания пригородной сельскохозяйственной базы:

, (8)

где D₆ – частная демографическая ёмкость, чел.;

Т_сх – площадь территории района, благоприятной для ведения сельского хозяйства, га;

q – коэффициент, учитывающий использование сельскохозяйственных запасов под пригородную базу, в среднем составляет 0,2–0,3;

h – ориентировочный показатель потребности 1000 жителей района в землях пригородной сельскохозяйственной базы, га (h = 500-2000).

Для рассчета демографической ёмкости территории воспользуйтесь данными таблицы 1.
Таблица 1. Данные для расчета ДЕТ

Вари-ант	Площадь терри-тории T, тыс. га	Ширина реки в паводок B, м	Глубина реки h, м	Ско-рость течения реки V, м/с	Эксплуат. модуль подз. стока с 1 га Ei, м3/сут	Коэф-фициент лесис-тости L, %	Длина водо- токов, пригод- ных для купания Ri, км	Площадь, благопри-ятная для ведения с/х Tcx, га
1	113	70	5	0,9	0,929	0,45	22	0,35
2	532	130	4	1,2	0,122	0,32	17	0,45
3	216	95	6	0,9	0,55	0,52	18	0,30
4	98	84	8	0,5	1,786	0,63	12	0,25
5	291	96	7	0,9	0,696	0,25	21	0,52
6	436	123	4	1,0	0,499	0,36	18	0,48
7	315	97	9	1,1	0,611	0,54	16	0,31
8	281	85	5	0,8	0,587	0,46	19	0,32
9	454	89	2	0,8	0,245	0,37	14	0,47
10	273	89	6	0,9	0,44	0,39	13	0,54
11	395	78	8	0,8	0,332	0,54	19	0,29
12	427	109	9	1,0	0,316	0,63	25	0,33
13	785	105	5	1,3	0,155	0,48	27	0,47
14	654	97	4	1,5	0,243	0,49	28	0,30
15	285	96	8	1,2	0,54	0,52	29	0,41
16	258	94	7	1,2	0,245	0,46	24	0,28
17	282	86	8	0,8	0,588	0,44	19	0,32
18	396	74	2	0,5	0,332	0,57	13	0,29
19	113	50	4	0,9	0,928	0,43	22	0,35
20	531	125	5	1,2	0,123	0,37	17	0,45
21	213	91	6	1,1	0,55	0,52	16	0,31
22	97	83	8	0,4	1,78	0,63	12	0,25
23	293	92	7	0,9	0,689	0,25	21	0,52
24	437	120	4	1,0	0,498	0,36	18	0,48
25	320	100	9	1,2	0,614	0,54	16	0,31
26	325	70	6	0,9	0,332	0,63	18	0,29
27	456	130	8	1,2	0,928	0,25	12	0,35
28	235	95	9	0,9	0,123	0,36	21	0,45
29	536	84	5	0,5	0,55	0,54	18	0,31
30	425	96	4	0,9	1,78	0,46	16	0,25
31	562	123	8	1,0	0,689	0,37	19	0,52
32	378	97	7	1,1	0,498	0,39	14	0,48
33	426	85	8	0,8	0,614	0,54	13	0,31
34	512	89	2	0,8	0,929	0,63	19	0,47
35	456	89	4	0,9	0,122	0,48	25	0,54
36	530	78	5	0,8	0,55	0,49	27	0,29
37	412	109	6	1,0	1,786	0,52	28	0,33
38	265	105	8	1,3	0,696	0,46	29	0,47
39	113	97	7	1,5	0,499	0,44	24	0,30
40	532	96	4	1,2	0,611	0,57	19	0,41
41	216	94	9	1,2	0,587	0,43	14	0,28
42	98	86	5	0,8	0,245	0,37	13	0,32
43	291	96	4	1,2	0,44	0,52	19	0,35
44	436	123	8	0,9	0,332	0,63	25	0,45
45	315	97	7	1,2	0,316	0,25	27	0,31
46	281	85	8	0,9	0,155	0,36	28	0,25
47	454	89	2	0,5	0,243	0,54	29	0,52
48	273	89	4	0,9	0,54	0,63	24	0,48
49	395	78	5	1,0	0,245	0,25	19	0,31
50	427	109	6	1,1	0,332	0,36	21	0,47