Міська екосистема. Що це таке?

Міська екосистема, така ж як і будь-яка екологічна система, але розташована в межах міста або іншого густонаселеного району, або, у ширшому розумінні, більша екологічна система, що становить всю агломерацію. Найбільші міські екосистеми в даний час зосереджені в Європі, Індії, Японії, східному Китаї, Південній Америці та США, насамперед на узбережжях з гаванями, вздовж річок та на перехрестях транспортних шляхів.

Великі міські райони притаманні промислово розвиненим країнам Європи та Північної Америки з 19 століття. Проте сьогодні найбільше зростання міст відбувається в Африці, Південній та Східній Азії та Латинській Америці, а до 2030 року там виявиться більшість мегаполісів (тобто з населенням понад 10 млн. осіб).

Міські екосистеми, як і всі екосистеми, складаються з біологічних компонентів (рослини, тварини та інші форми життя) та фізичних компонентів (ґрунт, вода, повітря, клімат та топографія). У всіх екосистемах ці компоненти взаємодіють один з одним на певній території.

Однак у разі міських екосистем біологічний комплекс також включає людські популяції, їх демографічні характеристики, їх інституційні структури і використовувані ними соціальні та економічні інструменти. Фізичний комплекс включає будівлі, транспортні мережі, змінені поверхні (наприклад, паркування, дахи і ландшафтний дизайн) і зміни навколишнього середовища в результаті прийняття рішень людиною.

Фізичні компоненти міських екосистем також включають використання енергії та імпорт, перетворення та експорт матеріалів. Такі енергетичні та матеріальні перетворення пов'язані не тільки з корисними продуктами (такими як транспорт та житло), але також із забрудненням, відходами та надлишковим теплом.

Міські екосистеми часто тепліші, ніж інші оточуючі екосистеми, мають меншу інфільтрацію дощової води в місцевий ґрунт і демонструють більш високі швидкості та обсяги поверхневого стоку після дощу та штормів. Тяжкі метали, кальцієвий пил, тверді частинки та антропогенні органічні сполуки (наприклад, добрива, пестициди та забруднюючі речовини від фармацевтичних препаратів та засобів особистої гігієни) також зосереджені у містах. ^{Міська екосистема включає популяцію людини та інфраструктуру, фото: drive2}
Розширення великих міських територій призводить до перетворення лісів, водно-болотних угідь, пустель та інших прилеглих біомів у райони, призначені для житлових, промислових, комерційних та транспортних цілей. Таке перетворення може призвести до утворення безплідних земель.

Крім того, процес перетворення фрагментує дикі або сільські екосистеми, що залишилися, на все більш дрібні ділянки, і відносно велика кількість субоптимального довкілля виявляється на кордонах між природними екосистемами, що залишилися, і тими, які були змінені для використання людиною. Такі «крайові місця проживання» пригнічують спеціалізовані види рослин та тварин, тобто види, які можуть переносити вузький діапазон умов навколишнього середовища. Крім того, неміські екосистеми з підвітряного боку і нижче за течією від міських екосистем схильні до високих навантажень від забруднення води, забруднення повітря та інтродукції екзотичних видів.^{Розширення міста за рахунок зменшення берегової лінії, фото: forumdaily}
У міських спільнотах тварин, як правило, переважають тварини середнього розміру, такі як єноти, койоти, опосуми, скунси, лисиці, собаки, коти та інші тварини, здатні вижити у широкому діапазоні умов навколишнього середовища. У міських екосистемах зазвичай переважають інтродуковані види рослин і тварин, які мають довгу історію зв'язку з людьми і демонструють пристосування до міських умов.

Наприклад, спів птахів у міських районах часто має вищий тон і більшу гучність, ніж у неміських популяціях того ж виду. Більш гучна та пронизлива пісня дозволяє птахам спілкуватися, незважаючи на більш високий рівень шуму в містах та їх околицях, а також у заміських транспортних коридорах.^{Міські птахи, фото: naked-science}
Вчені намагаються вивчити та зрозуміти, як рослини, тварини та інші організми адаптуються до міської екосистеми з невеликою зміною їхньої поведінки та генів.

У той час як багато місцевих видів зникають, коли природний ландшафт перетворюється на міський, деякі види виживають та процвітають. Деякі рослини, тварини та інші організми пристосовуються до викликів міського життя, змінюючи свою поведінку, а також змінюючи свій генетичний склад.

Порівняно з рослинними та тваринними спільнотами, що зустрічаються в диких та сільських екосистемах по всьому світу, біологічні спільноти, що зустрічаються у різних міських районах, мають тенденцію бути схожими одна на одну. Ця екологічна подібність є побічним продуктом структурної подібності міського середовища (порівняні типи будівель, ландшафтний дизайн та інфраструктура) та навмисного або випадкового впровадження подібних видів у міста, передмістя та заміські райони, а також доступу до води та поживних речовин, які забезпечують люди та їх діяльність. ^{Тварини у екосистемі міста, фото: ecopolitic}
Введені групи включають гризунів, дощових хробаків, тінисті дерева, бур'яни та комах шкідників. З іншого боку, популяції тварин у міських районах іноді демонструють ознаки генетичної диференціації від сільських популяцій того самого виду.

Відмінності у дизайні

Хоча між містами світу є багато спільного, відмінності виникають у культурі, історії, управлінні та впливі глобальної економіки. Деякі з відмінностей, що залишилися, виникають через фізичні умови, такі як посушливість, топографія, стихійні лиха (наприклад, ризик пошкодження землетрусом, вулканами та погодними умовами), а також зручності, представлені унікальним розташуванням міської території на поверхні Землі.

У всьому світі центри міст стають менш щільними у міру того, як люди переселяються в передмістя, які, у свою чергу, стають більш щільними. Однак просторові сліди міст відрізняються від однієї частини світу до іншої.^{Будапешт, фото: tourister}
Північноамериканські міста, такі як Лос-Анджелес та Атланта, сумно відомі своєю протяжністю, тоді як європейські міста, такі як Будапешт та Париж, як правило, більше сконцентровані на громадському транспорті. Отже, енергоефективність вища у містах із високою концентрацією, ніж у мегаполісах, що демонструють всі ознаки розростання міст.

Хоча урбанізація традиційно асоціювалася з вищою якістю життя для городян у порівнянні з сільськими жителями, низка проблем, таких як концентрована міська бідність, екологічна нерівність та обмежені економічні можливості, переслідують нові міста в країнах, що розвиваються, а також старі постіндустріальні міста.^{Екологічне планування міст, фото: archidom}
Такі проблеми можуть бути вирішені за рахунок кращого планування та екологічно свідомого міського проектування. Одним із рішень може бути збільшення «зелених насаджень» та їх ефективніший розподіл по міському ландшафту. Фактично кількість зелених насаджень, присутніх у містах, важко передбачити, виходячи з щільності або віку поселення.

У деяких густонаселених старих американських містах є зелені насадження площею 6000 акрів (2400 га) парків Нью-Йорка, які є частиною майже 39 000 акрів (близько 15 800 га) відкритого простору міста. Бостон і Клівленд - два інших старих міста з добре розвиненою мережею відкритих просторів. У деяких великих містах, таких як Атланта, які значно виросли з 1970-х і 80-х років, дуже мало паркових насаджень, в той час як в інших, таких як Фенікс, поблизу є великі пустельні гірські парки, але мало інтегрованих відкритих просторів усередині міської інфраструктури. ^{Міські зелені зони, фото: yugtimes}
Міські зелені насадження, у тому числі пустелі та водно-болотні угіддя, дають можливість покращити екологічну обробку забруднень та пом'якшити місцевий клімат. Відкритий простір також забезпечує зелені зручності – тінь від дерев, естетичні переваги природних пейзажів та простір для відпочинку – для всіх городян.

Міська екологія

Наука, що зароджується про міську екологію, піддисципліна екології, що вивчає взаємодію між організмами та екосистемами, в яких домінують люди, в яких вони живуть, може надати додаткові рішення екологічних проблем міст. ^{Стійкий міський транспорт, фото: un}
Екологи вперше почали проводити комплексні дослідження рослин, тварин, ґрунтів та умов довкілля у містах невдовзі після Другої світової війни, коли у європейських містах було багато вільних місць. Вони розпочали традицію дослідження відкритих просторів, які підтримували добровільні рослинні угруповання та пов'язані з ними популяції тварин.

Екологічне планування виникло як професійна дисципліна, в якій застосовувалися знання про відкриті простори у міських районах, щоб збільшити біологічну різноманітність та зручності, що походять із зелених ділянок у містах. ^{Забруднення спричинені діяльністю людини та інфраструктурою, фото: korrespondent}
Інша традиція зародилася в соціології, яка застосовувала екологічні концепції, такі як конкуренція та спадкоємність до людських спільнот міст. У 1990-ті роки активізувалися екологічні дослідження у міських районах. Щоб упоратися зі складною мозаїкою землекористування, з яких зараз складаються міста та передмістя, традиції були об'єднані зі знаннями, взятими з інших дисциплін, щоб встановити комплексний екологічний підхід до вивчення міських екосистем.

Екологія міст набуває все більшого значення в результаті міграції більшої частини населення Землі до міст. Одним із побічних результатів цього безпрецедентного явища є те, що міські райони світу розширюються і перетворюються на екологічно чутливі райони, де вони змінюють структуру екосистеми за рахунок забруднення та перетворення землекористування на природне довкілля. Знання, отримані в результаті вивчення біологічних спільнот у містах, можуть допомогти у розробці покращеного міського дизайну та прийнятті рішень для вирішення таких проблем.