3. Санитарно-гигиеническая и микроклиматическая функции насаждений

Очень важны санитарно-гигиенические и микроклиматические функции системы озеленения. Городские насаждения призваны приближать условия окружающей среды к некоторым оптимальным показателям, характеризующим так называемую зону комфорта. В среднем температурный интервал зоны комфортности находится между 18-24 °С для средней полосы и 18-28 °С для юга РСФСР при скорости ветра 2-6 м/с и относительной влажности 30-70 %.

Уровень шума в комфортных условиях не должен превышать 45 дБА в ночное время и 65 дБА днем. Следует учитывать, что комфортность определяется не одним, а целым комплексом факторов.

Между климатическими факторами внешней среды существует тесная прямая зависимость, Так, при относительной влажности воздуха, достигающей 85 %, наиболее благоприятна температура в интервале от 20,3 до 25,3 °С при изменении скорости ветра от 0,25 до 2 м/с.

Комфортность условий внешней среды зависит и от степени загрязнения атмосферного воздуха газообразными и другими примесями. В этих случаях критериями дискомфортности считаются превышения в воздухе предельно допустимых концентраций вредных примесей, утвержденных органами здравоохранения.

Существуют также понятия световой и психологической комфортности. Нижняя граница световой комфортности находится где-то на уровне 25-30 % суммарной солнечной радиации. Психологическая комфортность нарушается, с одной стороны, избытком раздражающих элементов (например, наличием более 5-7 различных цветовых эффектов, воспринимаемых человеческим глазом одновременно) или, наоборот, удручающей монотонностью пейзажа, многократным повторением одного и того же ритма (в качестве примера можно указать аллейные посадки, состоящие из деревьев одной породы, большинство насаждений, выполненных рядовым способом, и др.).

И естественные, и искусственно созданные зеленые насаждения, будь то лес, луга, поля, парки и даже одиночные посадки деревьев, обладают значительными возможностями изменять и облагораживать климат, придавать окружающей среде комфортные и высокие санитарно-гигиенические свойства. Это, прежде всего, способность поглощать углекислоту и обогащать воздушный бассейн кислородом. Вместе с тем насаждения уменьшают концентрацию находящихся в воздухе вредных примесей: сероводорода, окиси азота, фтористого водорода, окиси углерода, паров кислот и др.

Установлено, что 1 га городских зеленых насаждений поглощает за 1 ч 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это же время 200 человек. За день гектар леса аккумулирует 220-280 кг углекислоты, выделяя одновременно 180-200 кг кислорода. В условиях большого города зеленые насаждения - это фабрики чистого воздуха, непревзойденные очистители и санитары атмосферы.

Наиболее значительна воздействие насаждений на скорость ветра и суммарную солнечную радиацию. Так, сосновый и сосново-лиственный лес (с полнотой Насаждения 0,5-0,6) снижает скорость ветра на 2,6 м/с, а солнечную радиацию - на 0,2-9,33 кал/см². В лиственном лесу или в лесах, имеющих подлесок, скорость ветра снижается еще более значительно, заметно повышается влажность воздуха, которая возрастает с увеличением плотности насаждений.

Микроклимат лиственного леса резко отличается от городских условий по величине радиационной температуры; здесь ома снижается на 8 °С и более.

Сравнительное изучение микроклимата различных групп растений (ажурная - без подлеска и кустарниковой опушки; полу- ажурная, в которой встречались как высокоподнятые, так и низ- коопущенные развесистые кроны, с единичными вкраплениями кустарника; плотная - из деревьев нескольких ярусов и опушкой из кустарника) показывает, что перепад радиационных температур в группах по сравнению с открытыми пространствами составляет 4-5 °С и почти достигает уровня перепада, создаваемого более крупными массивами. Даже одиночные деревья, обладающие сильно развитой и высокоподнятой ажурной кроной, снижают радиационные и конвекционные температуры воздуха.

Интересные особенности изменения температурного и влажностного режимов отмечены внутри городских насаждений. У входа в сквер или парк температура воздуха снижается на 0,60 С, а относительная влажность повышается на 5-10%. Скорость ветра у входа максимально уменьшается в 7 раз, а внутри насаждения - в 11 раз.

Велика роль зеленых насаждений и в защите от вредного влияния промышленных выбросов, в очистке и оздоровлении атмосферного воздуха.

Запыленность воздуха на озелененных участках жилого микрорайона на 40 % ниже, чем на открытых площадях; в них улавливается до 70-80 % аэрозолей и пыли.

Чем объясняется способность растений очищать атмосферный воздух от газов и пыли?

Во-первых, происходящими в них физиологическими и биологическими процессами. Часть поступающих в растение газов может ассимилироваться, связываться, оседать в ассимиляционном аппарате - листовых пластинах - или даже продвигаться по ветвям, коре.

Так, листья многих растений, по данным исследований Ростовского научно-исследовательского института Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, оказались способными поглощать из воздуха сернистые соединения и накапливать их в тканях (табл. 1).

Таблица 1. Содержание серы в листьях различных растений

Во-вторых, физико-механической способностью листьев (их поверхности) и ветвей задерживать и осаждать пыль. При этом осаждающая способность прямо пропорционально зависит от суммарной величины листовой поверхности, а также от строения поверхности листьев. Шершавые, складчатые, покрытые волосками (опущенные), липкие листья осаждают и удерживают большее количество пыли, чем гладкие (табл. 2).

Таблица 2. Количество пыли, осажденное листовой поверхностью деревьев различных пород

Пыль не только осаждается на поверхности листьев и ветвей, но и в большем количестве, чем на открытом пространстве, оседает на почве внутри насаждений.

В-третьих, способностью насаждений влиять на ветровой режим озелененной территории. Над более прогретыми открытыми пространствами воздух поднимается вверх, прохладный воздух из зеленого массива устремляется на смену поднявшемуся. Таким образом возникают горизонтальные потоки воздуха, способствующие проветриванию территории и рассеиванию вредных примесей, снижению их концентрации.

Кроме того, зеленые насаждения являются глушителями шума. Эффект снижения шума зависит от характера посадок, породы деревьев и кустарников (точнее формы, величины, строения кроны и характера облиствения), времени года, а также от силы шума, проходящего через насаждения.

Плотные, сомкнутые по вертикали насаждения способны снизить уровень шума на 5-8 дБА. При этом ширина шумозащитной полосы не имеет большого значения, так как многочисленные исследования доказали, что наиболее существенное снижение шума дают деревья и кустарники с высоким удельным весом зеленой массы. Таковыми являются, в первую очередь, хвойные растения. Вечнозеленые лиственные также эффективны в борьбе с шумом во все сезоны года.

Одно из удивительных свойств зеленых насаждений - их санитарная функция: способность уменьшать бактериальную загрязненность воздуха, повышать ионизацию атмосферы, обогащать ее различного рода фитонцидами.

С увеличением загрязненности атмосферного воздуха различными примесями, главным образом аэрозолями, в нем, как правило, повышается содержание тяжелых ионов и уменьшается концентрация легких отрицательных ионов. Зеленые насаждения изменяют ионный состав атмосферного воздуха как внутри объекта озеленения, так и на прилегающей местности, повышая степень ионизации в 5-7 раз.

Количество легких ионов в воздухе увеличивается при произрастании одних деревьев и уменьшается при посадке других.

Наиболее благоприятное воздействие на ионный состав и состояние атмосферного воздуха оказывает сосна обыкновенная, затем в убывающей степени следуют дуб красный, туя западная, лиственница сибирская, ель обыкновенная, пихта одноцветная, дуб черешчатый, граб, липа мелколистная.

Неблагоприятное в ионном отношении воздействие оказывают на состав атмосферного воздуха дуб болотный, каштан конский, орех грецкий, орех черный, клен остролистный, орех серый.

Сильными фитонцидными свойствами обладают туя, сосна, ель, пихта, дуб, тополь бальзамическищ.. черемуха обыкновенная, можжевельник и др. Выделяемые растениями фитонциды оказывают непосредственное бактерицидное воздействие на микроорганизмы.

Отмеченные выше свойства растений и деленых насаждений позволяют использовать их в качестве высокоэффективного средства оздоровления окружающей среды.

При этом следует подчеркнуть, что зеленые насаждения могут оказывать воздействие различного масштаба: на городскую среду в целом (глобальное воздействие) и местное воздействие (локальное) на микроклимат и другие показатели комфортности среды на территории небольшого по масштабам района или даже в пределах самого насаждения. В значительной степени воздействуют на состояние городской среды большие пригородные насаждения, входящие в состав зеленых зон городов, а также прилегающие к городу другие типы лесных, сельскохозяйственных и заповедных насаждений. К этой же группе относятся пригородные защитные насаждения специального назначения, в основном ветрозащитные, водоохранные и т. п. К ним приближаются насаждения санитарно-защитных зон промышленных предприятий и крупные городские массивы, особенно имеющие непосредственную связь или выход к пригородным лесам.

Оздоровляющее действие насаждений других типов носит ограниченный характер, причем воздействие их усиливается при правильной планировочно-структурной организации как системы озеленения городов в целом, так и озеленения отдельных участков в соответствии с их конкретными функциями.

Чтобы обеспечить максимально возможное приближение микроклиматических и других характеристик внешней среды к комфортным условиям в разных климатических зонах, насаждения выполняют разную роль. Например, если на юге летом насаждения способны на 2-4 °С снижать температуру атмосферного воздуха и поверхности почвы, уменьшать избыток солнечной радиации, то в северных районах необходимости в понижении температуры практически не существует. Наоборот, в северных районах нужно иметь больше открытых освещенных участкоз, однако достаточно защищенных от ветров.

Оздоровляющее действие насаждений связано главным образом с их структурой, а также индивидуальными качествами растений.

Практически любое изменение структуры посадок может привести как к положительным, так и к отрицательным последствиям. Например, уплотнение насаждений в целях ветро- и шумоза- щиты одновременно снижает уровень инсоляции территории и может привести к застою загрязненного воздуха. В том же примере для улучшения инсоляции вслед за защитной полосой можно организовать открытое или полуоткрытое пространство, а проветривание территории обеспечить небольшими разрывами в защитной полосе или сопряжением направлений аллей в насаждении с направлением примыкающих улиц и т. п. Для улучшения режима инсоляции разреженные насаждения уплотняются до полноты 0,5-0,7 в средней полосе и 0,6-0,8 на юге, а загущенные разреживаются до такого же состояния, создаются поляны или, наоборот, теневые завесы, перголы и т. п. (рис. 2).

Рис. 2. Использование насаждений для улучшения микроклиматических условий: а - применение вертикального озеленения обеспечивает снижение температуры воздуха на 0,3-0,5 °С, повышение относительной влажности воздуха на 2-3%, снятие прямого солнечного облучения и защиту от ветра; б - затенение высококронными деревьями пешеходных зон снижает температуру воздуха на 1-2 °С, температуру подстилающей поверхности на 8-15 °С и сохраняет возможность проветривания

Для защиты от пыли и выхлопных газов автотранспорта создаются плотные, изолирующие насаждения (рис. 3). Их пылезащитная роль усиливается при подборе соответствующих пород растений - хвойных или с большим количеством листовой массы, особенно с шершавыми или опущенными листьями.

Рис. 3. Использование насаждений для снижения степени загрязнения атмосферного воздуха: а - посадка вдоль транспортной магистрали плотной живой изгороди из кустарника снижает концентрацию пыли на 10-12%; б - многорядная посадка деревьев и кустарников снижает концентрацию пыли на 12-15%, окиси углерода - на 8-12%; в - древесно-кустарниковый массив обеспечивает снижение концентрации пыли в воздухе на 40-50 %, газообразных примесей - на 15-20 %

В ветрозащите наиболее эффективны ажурные конструкции насаждений с вертикальной сомкнутостью крон до 60-70 %.

Скорость ветра снижается уже перед полосой (на расстоянии 2H - на 35-40 %, 5H - на 10-13 %) и более значительно за полосой (на расстоянии 5H - на 45-60 %, 25H - на 10 %). Скорость ветра снижают не только сплошные полосы, но и отдельные группы растений, особенно ажурной конструкции. Повторением ряда таких групп на расстоянии одной их высоты друг от друга можно снизить скорость ветра до комфортной величины (комфортного значения).

В целях шумозащиты создаются густые непрозрачные по вертикали полосы, состоящие из нескольких рядов деревьев и кустарников (рис. 4). Высота используемых с этой целью деревьев должна быть не ниже 7 м, оптимальная ширина полосы около 10 м. Дальнейшее увеличение ширины полосы не дает ощутимого эффекта. Однако усилить шумозащитные свойства насаждения можно при посадке дополнительных плотных рядов или полос деревьев. Ряды в этом случае располагаются на таком расстоянии друг от друга, чтобы кроны не смыкались, тогда каждый ряд вновь экранирует шум. Шумозащитный эффект зависит также от величины, плотности и строения кроны дерева: более эффективны плотные, раскидистые, густо облиственные кроны.

Рис. 4. Использование насаждений в защите прилегающих территорий от шума: а - плотная высокая кустарниковая изгородь снижает уровень шума на 1-1,5 дБА; б - плотная многорядная посадка деревьев снижает уровень шума на 2-4 дБА; в - вертикальное озеленение оград снижает шум на 1 дБА; г - сомкнутое древесно-кустарниковое насаждение снижает уровень шума на 2-5 дБА; д - комплексное использование различных насаждений снижает уровень шума на 8-10 дБА; е -многократное повторение рядовых деревьев за плотной полосой насаждений доводит уровень шума до 15-18 дБА