Городская экосистема – территория города и его население (человек и другие живые организмы) – это гетеротрофная антропогенная экосистема. У городских экосистем есть три особенности:
зависимость, т.е. необходимость постоянного поступления ресурсов и энергии;
неравновесность, т.е. невозможность достижения экологического равновесия;
постоянное аккумулирование твердого вещества за счет превышения его ввоза в городскую экосистему над вывозом. Вещество аккумулируется в городских строениях, на свалках. В прошлом это приводило к повышению уровня поверхности города (формированию культурного слоя, который в старых городах достигает нескольких метров).
По образному выражению американского эколога Ю. Одума, города являются “паразитами биосферы”, которые потребляют огромное количество кислорода, воды и других ресурсов, а продуцируют только углекислый газ и загрязнение окружающей среды. На космических снимках города с расползающимися инфраструктурами напоминают раковые опухоли.
Известно, что городу с населением 1 млн. человек ежесуточно требуются 625 тыс. т воды, 2 тыс. т пищи, 4 тыс. т угля, 2,8 тыс. т нефти, 2,7 тыс. т газа и 1 тыс. т топлива для автотранспорта. Взамен он выдает 500 тыс. т сточных вод, в атмосферу выделяются 150 т соединений серы, 100 т оксидов азота и много других веществ. Например, в Уфе в атмосферу ежедневно попадает около 950 т вредных веществ и еще 310 т содержится в сточных водах.
Как уже отмечалось, городские экосистемы – гетеротрофные. Доля солнечной энергии, фиксированная городскими растениями (или использующимися в Израиле, Японии, Германии солнечными батареями, расположенными на крышах домов), незначительна. Основные источники энергии для предприятий города и обеспечения жизни горожан (освещения, отопления и др.) расположены за его пределами. Это – нефть, газ, уголь, электроэнергия гидро- и атомных станций. Кроме того, на содержание каждого жителя, чтобы он был обеспечен продуктами питания, требуется не менее одного гектара сельскохозяйственных угодий, включающих пашню, сенокосы и пастбища. В РБ на одного горожанина приходится свыше 2 га сельскохозяйственных угодий. Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в городе незначительно.
Из огромного количества воды, потребляемой городом, лишь незначительная часть используется в питании человека, основная часть воды тратится на производственные процессы и бытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки (в Уфе – 280 л), а с учетом промышленности на одного горожанина расходуется до 1000 л в сутки!
Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии – она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней воды попадают в водные экосистемы.
Растения (продуценты) в составе городских экосистем растут в лесопарках, парках, садах и на газонах, их главное назначение –регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают углекислый газ и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, которые попадают в нее при работе промышленных предприятий и транспорта. Растения имеют большое эстетическое значение.
Животные в городе представлены и выходцами из естественных экосистем (в парках живут не только птицы – горихвостки, соловей, трясогузка, зяблик, славки, но и полевки, мыши, белки), и особой группой городских животных-спутников человека. В ее составе – птицы (воробьи, скворцы, ласточки, вороны, галки, голуби), грызуны (крысы и мыши) и насекомые (тараканы, моль, мухи и др.). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, вороны, воробьи). Это санитары города. Аналогично ускоряют разложение органических отходов и личинки мух.
Горожане разводят домашних животных – собак и кошек, декоративных животных (попугаев, голубей, хомячков, аквариумных рыб), в конюшнях ипподромов – лошадей.
Город не способен поддерживать экологическое равновесие, эту экосистему человек регулирует сам. От планов человека зависит потребление городом энергии и ресурсов – сырья для промышленности и пищи для людей. Человек регулирует и количество ядовитых отходов, которые поступают в атмосферу и воду в результате деятельности промышленности и транспорта.
Таким образом, если нельзя создать городскую экосистему, обладающую свойством экологического равновесия, то можно уменьшить ее пагубное влияние на экологическое равновесие естественных и сельскохозяйственных экосистем.
