Городской лес — это лес или совокупность деревьев, которые растут в пределах города , поселка или пригорода . В более широком смысле он может включать в себя любой вид древесной растительности, растущий в человеческих поселениях и вокруг них. В отличие от лесопарка, экосистемы которого также унаследованы от остатков дикой природы, городские леса часто лишены удобств, таких как общественные туалеты, мощеные дорожки или иногда четкие границы, которые являются отличительными чертами парков. Уход и управление городскими лесами называются городским лесным хозяйством . Городские леса могут находиться в частной и государственной собственности. Некоторые муниципальные леса могут располагаться за пределами поселка или города, к которому они принадлежат.
Городские леса играют важную роль в экологии среды обитания человека во многих отношениях. Помимо украшения городской среды, они предлагают множество преимуществ, таких как влияние на климат и экономику, а также предоставление убежища диким животным и зоны отдыха для городских жителей. [1]
Во многих странах растет понимание важности естественной экологии в городских лесах. Существует множество проектов, направленных на восстановление и сохранение экосистем, от простого устранения сгребания листьев и уничтожения инвазивных растений до полномасштабной реинтродукции исходных видов и прибрежных экосистем. [2] [3]
Некоторые источники утверждают, что самый большой искусственный городской лес в мире находится в Йоханнесбурге в Южной Африке . [4] [5] Город расположен в Хайвелде , луговом биоме, где обычно не хватает деревьев, однако Йоханнесбург по-прежнему остается очень густо засаженным лесами городом, в котором, как сообщается, насчитывается 10 миллионов [6] искусственно завезенных деревьев, и считается городом с восьмым по величине лесным покровом в мире. [7]
Рио-де-Жанейро также является домом для двух крупнейших городских лесов в мире, один из которых, по мнению некоторых источников, является самым большим. [8] [9] [10] Лес Тижука является самым известным. Он начался как политика восстановления в 1844 году, чтобы сохранить естественные остатки леса и пересадить растения на территориях, ранее расчищенных для сахара и кофе. [11] Несмотря на всемирное признание леса Тижука, другой лес в том же городе охватывает примерно в три раза больше своего более известного соседа: государственный парк Педра-Бранка занимает 12 500 гектаров (30 888 акров) городской земли, против 3 953 гектаров (9 768 акров) Тижуки. [12] [8] Более крупная столичная территория окружает леса, которые смягчают влажный климат и являются источниками отдыха для городских жителей. Вместе с семью другими небольшими охраняемыми территориями города они образуют обширную природную зону, включающую в себя Транскариоканскую тропу — пешеходную тропу протяженностью 180 км. [13]
Национальный парк Санджая Ганди в Мумбаи , Махараштра , Индия, также является примером городского леса. Он занимает примерно 20% площади города. Лес заполнен множеством свободно бродящих животных. В нем также находится важный культурный объект древней истории, известный как пещеры Канхери . Национальный лес Небраски является крупнейшим искусственным лесом в Соединенных Штатах, расположенным в штате Небраска. Он находится в нескольких округах штата и является популярным местом для любителей кемпинга круглый год. [14]
Несколько городов в Соединенных Штатах также предприняли инициативу по инвестированию в свои городские леса для улучшения благосостояния и экономики своих сообществ. [15] Некоторые известные города среди них - Остин , Атланта , Нью-Йорк , Сиэтл и Вашингтон, округ Колумбия . Нью-Йорк, например, предпринял инициативу по борьбе с изменением климата , посадив миллионы деревьев по всему городу. [16] В Остине частные компании финансируют кампании по посадке деревьев в экологических и энергосберегающих целях. [17]
Городские леса играют важную роль в улучшении экологических условий своих городов. Они смягчают местный климат, замедляя ветер и ливневые потоки, а также фильтруют воздух и солнечный свет. Они играют решающую роль в охлаждении эффекта городского острова тепла , тем самым потенциально сокращая количество нездоровых озоновых дней, которые преследуют крупные города в пиковые летние месяцы. [ необходима цитата ]
Поскольку города изо всех сил пытаются соответствовать стандартам качества воздуха, деревья могут помочь очистить воздух. Наиболее серьезными загрязнителями в городской атмосфере являются озон, оксиды азота (NOx), оксиды серы (SOx) и загрязнение твердыми частицами. Приземный озон, или смог, образуется в результате химических реакций между NOx и летучими органическими соединениями (ЛОС) в присутствии солнечного света. Высокие температуры увеличивают скорость этой реакции. Выбросы транспортных средств (особенно дизельных) и выбросы промышленных предприятий являются основными источниками NOx. Выбросы транспортных средств, промышленные выбросы, пары бензина, химические растворители, деревья и другие растения являются основными источниками ЛОС. Загрязнение твердыми частицами, или твердыми частицами (PM10 и PM25), состоит из микроскопических твердых частиц или жидких капель, которые могут вдыхаться и удерживаться в легочной ткани, вызывая серьезные проблемы со здоровьем. Большая часть загрязнения твердыми частицами начинается с дыма или дизельной сажи и может представлять серьезную опасность для здоровья людей с заболеваниями сердца и легких, а также вызывать раздражение у здоровых граждан. Деревья являются важным, экономически эффективным решением для снижения загрязнения и улучшения качества воздуха. [ необходима ссылка ]
С обширным и здоровым городским лесом качество воздуха может быть радикально улучшено. Деревья помогают снизить температуру воздуха и эффект городского острова тепла в городских районах. Это снижение температуры не только снижает потребление энергии, но и улучшает качество воздуха, поскольку образование озона зависит от температуры. Деревья снижают температуру не только путем прямого затенения: когда есть большое количество деревьев, это создает разницу температур между районом, где они расположены, и соседним районом. Это создает разницу в атмосферном давлении между двумя районами, что создает ветер. Это явление называется циклом городского бриза, если лес находится недалеко от города, и циклом паркового бриза, если лес находится в городе. Этот ветер помогает снизить температуру в городе. [18]
Снижение температуры за счет тени деревьев на парковках снижает количество испарений от припаркованных автомобилей. Незатененные парковки можно рассматривать как миниатюрные острова тепла, где температура может быть даже выше, чем в окружающих районах. Кроны деревьев значительно снижают температуру воздуха. Хотя основная часть выбросов углеводородов поступает из выхлопных труб, 16% выбросов углеводородов приходится на испарения, которые происходят при нагреве систем подачи топлива припаркованных автомобилей. Эти испарения и выбросы выхлопных газов в первые несколько минут работы двигателя чувствительны к местному микроклимату. Если автомобили затенены на парковках, испарения от топлива и испаряющегося пластика будут значительно снижены.
Летучие компоненты асфальтового покрытия испаряются медленнее на затененных парковках и улицах. Тень не только снижает выбросы, но и уменьшает усадку и растрескивание, что позволяет увеличить интервалы технического обслуживания. Меньше технического обслуживания означает меньше горячего асфальта (паров) и меньше тяжелого оборудования (выхлопов). Тот же принцип применим к кровле на основе асфальта.
Деревья также уменьшают загрязнение, активно удаляя его из атмосферы. Устьица листьев , поры на поверхности листа, поглощают загрязняющие газы, которые затем поглощаются водой внутри листа. Некоторые виды деревьев более восприимчивы к поглощению загрязнений, что может негативно повлиять на рост растений. В идеале следует выбирать деревья, которые поглощают большее количество загрязняющих газов и устойчивы к негативным последствиям, которые они могут вызвать.
Исследование, проведенное в районе Чикаго, показало, что в 1991 году деревья удалили около 17 тонн оксида углерода (CO), 93 тонны диоксида серы (SO2), 98 тонн диоксида азота (NO2 ) и 210 тонн озона (O3 ) .
Управляющие городскими лесами иногда интересуются объемом углерода, извлекаемого из воздуха и сохраняемого в их лесу в виде древесины, по сравнению с объемом углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу при работе оборудования по уходу за деревьями, работающего на ископаемом топливе.
Помимо поглощения вредных газов, деревья действуют как фильтры, задерживая частицы в воздухе и уменьшая количество вредных твердых частиц. Частицы улавливаются поверхностью дерева и его листвой. Эти частицы временно остаются на поверхности дерева, так как их может смыть дождевая вода, сдуть сильный ветер или упасть на землю вместе с упавшим листом. Хотя деревья являются лишь временным хозяином твердых частиц, если бы их не было, временно размещенные твердые частицы оставались бы в воздухе и вредили бы человеку. Увеличение площади покрытия деревьями увеличит количество твердых частиц, улавливаемых из воздуха.
Городские леса и деревья помогают очищать водные источники, замедляя дождь, когда он падает на землю, и помогая ему впитываться в почву, тем самым естественным образом отфильтровывая загрязняющие вещества, которые потенциально могут попасть в источники водоснабжения. Они уменьшают сток ливневых вод и смягчают ущерб от наводнений, защищая окружающие реки и озера. [20] Деревья также помогают облегчить нагрузку на «серую» инфраструктуру (такую как канализация и водостоки) посредством эвапотранспирации . Деревья идеально подходят, поскольку их кроны могут перехватывать воду (и обеспечивать густую растительность), в то время как их корни могут перекачивать значительные объемы воды обратно в атмосферу в виде водяного пара, и все это с относительно небольшим следом. [21]
Деревья в городских лесах обеспечивают пищу и убежище для диких животных в городах. Птицы и мелкие млекопитающие используют деревья в качестве мест гнездования, а рептилии используют тень, которую они дают, чтобы сохранять прохладу в жаркие летние месяцы. [22] Кроме того, деревья дают тень, необходимую кустарникам. Городские леса не только защищают наземных животных и растения, они также поддерживают рыбу и водных животных, которым для выживания нужны тень и более низкие температуры. [20] Более богатые районы часто имеют больше деревьев (как субсидируемых сообществом, так и находящихся в частной собственности), что приводит к накоплению выгод в этих частях города; исследование районов в Лос-Анджелесе обнаружило более высокий уровень разнообразия птиц в исторически более богатых частях города и более крупные популяции синантропных птиц в исторически более бедных частях города. [23] [24]
Экономические выгоды от деревьев и различных других растений были поняты в течение длительного времени. В последнее время все больше этих выгод становятся количественно оцененными. Количественная оценка экономических выгод от деревьев помогает обосновать государственные и частные расходы на их содержание. Одним из наиболее очевидных примеров экономической полезности является пример листопадного дерева, посаженного на юге и западе от здания (в Северном полушарии) или на севере и востоке (в Южном полушарии). Тень укрывает и охлаждает здание летом, но позволяет солнцу согревать его зимой после опадения листьев. Физические эффекты деревьев — тень (регулирование солнечного света), контроль влажности, контроль ветра, контроль эрозии, испарительное охлаждение, звуковое и визуальное экранирование, контроль дорожного движения, поглощение загрязнений и осадки — все это имеет экономические выгоды. [ необходима цитата ]
Городские леса способствуют сокращению потребления энергии и выбросов CO2 , в первую очередь, за счет косвенных эффектов эффективного лесного хозяйства. [25] [26] Тень, создаваемая деревьями, снижает потребность в отоплении и охлаждении в течение года. [27] В результате достигается энергосбережение, что приводит к сокращению выбросов CO2 электростанциями . [26] Компьютерные модели показывают, что годовое потребление энергии можно сократить на 30 миллиардов кВт·ч, используя 100 миллионов деревьев в городских районах США. Такое снижение потребления энергии эквивалентно денежной экономии в размере 2 миллиардов долларов. Кроме того, сокращение спроса на энергию сократит выбросы CO2 электростанциями на 9 миллионов тонн в год. [25]
Удержание ливневых вод, обеспечиваемое городскими лесами, может обеспечить экономию денег даже в засушливых регионах, где вода стоит дорого или где соблюдается экономия полива. [25] Один из примеров этого можно увидеть в исследовании, которое проводилось в течение 40 лет в Тусоне , штат Аризона, в котором анализировалась экономия затрат на управление ливневыми водами. За этот период было подсчитано, что было сэкономлено 600 000 долларов на очистке ливневых вод. [25] Также было отмечено, что чистое потребление воды сократилось при сравнении воды, необходимой для орошения, с потреблением воды электростанцией из-за влияния городских лесов на потребление энергии. [25]
В другом случае, в конце 1990-х годов лидеры Нью-Йорка решили заняться естественным ландшафтным управлением вместо дорогостоящей системы очистки воды для очистки водораздела Катскилл/Делавэр. Сегодня жители Нью-Йорка наслаждаются одной из самых здоровых питьевых вод в мире. [20]
В руководстве Министерства сельского хозяйства США [28] на странице 17 отмечается, что «бизнес процветает, люди задерживаются и дольше совершают покупки, квартиры и офисные помещения сдаются в аренду быстрее, арендаторы остаются на более длительный срок, стоимость недвижимости растет, новые предприятия и отрасли привлекаются» деревьями.
Городские леса связаны с ростом стоимости недвижимости, окружающей жителей. Эмпирическое исследование из Финляндии показало рост стоимости недвижимости на 4,9%, если она расположена всего на один километр ближе к лесу. [29] Другой источник утверждает, что этот рост может достигать 20%. [30] Снижение загрязнения воздуха, света и шума, обеспечиваемое лесами, является причиной заметной разницы в ценах. [ необходима цитата ]
Городские леса предлагают множество преимуществ для окружающих их сообществ. Удаление загрязняющих веществ и парниковых газов из воздуха является одной из основных причин, по которой города перенимают эту практику. Удаляя загрязняющие вещества из воздуха, городские леса могут снизить риск астмы и рака легких . [31] [32] Сообщества, которые полагаются на колодезную воду, также могут увидеть положительные изменения в чистоте воды из-за фильтрации. [33] [34] Удобства, предоставляемые городом в каждом городском лесу, различаются. Некоторые удобства включают тропы и дорожки для ходьбы или бега, столы для пикника и ванные комнаты. Эти здоровые пространства предоставляют сообществу место для встреч и ведения более активного образа жизни.
Проживание вблизи городских лесов показало положительное влияние на психическое здоровье. В качестве экспериментального вмешательства в психическое здоровье в городе Филадельфия мусор был удален с пустырей, некоторые из них были выборочно «озеленены» путем посадки деревьев, травы и установки небольших заборов. Жители около «озелененных» участков, которые имели доход ниже черты бедности, сообщили о 68% снижении чувства депрессии, в то время как жители с доходом выше черты бедности сообщили о снижении на 41%. [35] Гипотеза биофилии утверждает, что люди инстинктивно тянутся к природе, в то время как теория восстановления внимания продолжает демонстрировать ощутимые улучшения в медицинских, академических и других результатах благодаря доступу к природе. Правильное планирование и участие сообщества важны для достижения положительных результатов. [36] [37]
Помимо предоставления экономических выгод на уровне сообщества, деревья также приносят пользу отдельным домовладельцам. Дерево на ландшафте дома или вокруг дома может увеличить долларовую стоимость, полученную за дом при продаже. Согласно одному исследованию, дерево, посаженное на переднем дворе, может увеличить цену продажи дома на 7 130 долларов и поднять цены продажи соседних домов. Здоровые городские леса также коррелируют с более высокими доходами. В сообществах, где есть процветающие городские леса, существуют более высокие доходы, большее количество рабочих мест, связанных с этими сообществами, и более высокая производительность труда работников. [38]