Помоги проекту - поделись книгой:
• из Средиземноморья — нарцисс, левкой, резеда, львиный зев, ноготки, душистый горошек;
• из Северной Америки — флокс, золотарник (золотая розга), люпин, рудбекия, некоторые лилии, годеция, эшольция;
• из тропиков Америки — настурция, ипомея, космея, петуния, бархатцы;
• из Китая, Японии, Маньчжурии — пион, однолетняя астра, дицентра ("разбитое сердце"), декоративная спаржа;
• из Южной Африки — гладиолус, пеларгония (герань), монтбреция.
Говоря о флоре городов, ботаники далеко не всегда включают в списки интродуцированные виды, может быть, и не без основания, так как эти виды, принесенные рукой человека и окруженные его заботой, конечно, не подчиняются закономерностям формирования флоры под влиянием экологических условий или разных естественных способов интродукции. Вероятно, поэтому на практике произошло разделение понятий "городская флора" (в основном чужеземная) и "дендрофлора городов" (набор древесных и кустарниковых пород, применяемых для озеленения)[6]. Однако при общем обзоре всего, что растет в городах, без сомнения, нельзя "не заметить" виды, поселенные человеком рядом с собой.
Между этими двумя подразделениями городской флоры есть и неожиданный "мостик". Это растения — беглецы из культуры, или, как официально именуют их в ботанике, "ускользнувшие из культуры". В истории акклиматизации хорошо известны случаи, когда интродуцированные виды натурализовались, т. е. проникли в состав природной флоры нового для них района и начали возобновляться без помощи человека. Нередко они вели себя при этом столь агрессивно, что начинали вытеснять аборигенов или превращались в злостные сорняки. Так, Петербургский Аптекарский огород в 40-х годах прошлого века неосторожно выпустил в мир одну из североамериканских диких ромашек — ромашку непахучую, которую сейчас в массе можно встретить на мусорных городских местообитаниях, а кроме того, и на полях, и вдоль дорог по всей Европе; распространилась она и в отдельных районах Сибири и Дальнего Востока. Весьма агрессивным оказался клен ясенелистный (американский) — широко применяемая в городском озеленении древесная порода североамериканского происхождения. Он не только активно проникает в насаждения других видов в садах и парках (это о нем мы читаем в журнале "Цветоводство" под рубрикой "Они засоряют парки"), но и в некоторых районах, например на Урале, нередко вытесняет местные древесные породы из пойменных лесов. Источником пришлой флоры продолжают служить городские цветники. Городская флора Киева, в частности, за последние 200 лет обогатилась такими одичавшими декоративными "беглецами", как маргаритка, водосбор, бриония, гвоздика бородатая, маттиола и др.
Флора города глазами ботаников
Итак, мы немного познакомились с источниками и путями формирования флоры городов. Теперь пора выяснить, что известно о ней ботаникам, и перейти к характеристике ее основных черт.
Изучать флору городов непросто. Одна из трудностей — большая территория, которую нужно обследовать, выявляя все растущие на ней виды. Здесь не поможет обычный метод "ключевых площадок", по которым создается представление о составе флоры более или менее однородной местности; ботанику нужно обойти и "облазать" все улицы и закоулки, ибо очень уж разнообразны места поселения городских растений.
Притом не все местообитания доступны; таковы частные дворы, крепостные стены и т. д. Нелегко бывает разобраться в принадлежности находок к тому или иному виду растений — ведь для определения нужен взрослый экземпляр, как правило, с цветками или плодами, а в городских условиях растения далеко не всегда достигают этих фаз развития и многие остаются "заморышами". Иногда пришельцев можно найти лишь в виде всходов, а определить растение по всходам не всегда технически возможно. Наконец, существуют и чисто психологические препятствия: не всякий специалист решится выйти с копалкой и ботанической папкой на улицу или площадь, под любопытные и недоумевающие взгляды прохожих (а то и милиции...).
Тем не менее в последние десятилетия флора городов становится объектом не только сбора и составления списков, но и глубокого научного анализа. В нашей стране еще в прошлом веке были составлены списки флоры городов (или отдельных местообитаний) Риги, Астрахани, Казани, Воронежа и некоторых других. В недавние годы исследована флора Еревана, Владивостока, Воркуты, изучается флора Москвы и Ленинграда. За рубежом, где растительный покров индустриально развитых стран уже давно подвергается более сильному влиянию человека, флора и растительность городов исследованы во многих странах: Австрии, Бельгии, Нидерландах, ФРГ, ЧСФР, США и др. Наиболее полное и последовательное изучение проведено в Польше, где городская флора была предметом обсуждения на нескольких симпозиумах и конференциях. Для таких крупных зарубежных городов, как Лондон, Прага, Братислава, Будапешт, Дели и др., составлены полные флористические списки. Многие города имеют списки адвентивной флоры или флоры отдельных антропогенных местообитаний (портов, железнодорожных станций, улиц, обочин дорог, свалок и т. д.).
Насколько велико разнообразие растительного мира городов? Полные списки городской флоры насчитывают по несколько сот видов: в Казани — 914, в Познани — 551, в Бирмингеме — 547, в Дуйсбурге — только вдоль дорог 252 и т. п. Эти цифры говорят о значительной "видовой насыщенности", по выражению флористов. Однако они будут более информативны, если сопоставить их с числом видов в естественной флоре в тех же районах. Здесь нет общей картины, соотношение с объемом местной флоры складывается по-разному. В одних случаях городская флора оказывается заметно (и даже значительно) беднее там, где произошло интенсивное изгнание местных видов, а сильно урбанизированные условия постоянно производят жесткий отбор пришельцев. В других случаях, напротив, списки городских растений обширнее, чем местной (зональной) флоры. Это чаще всего отмечается в городах, которые являются крупными транспортными узлами или имеют большой набор разнообразных местообитаний для поселения растений, в том числе сады и парки, пустыри, огороды, водоемы и др.
Интересен вопрос: какое участие принимают во флоре городов местные (аборигенные) виды? Отметим кстати, что те виды, которые нормально обитают в естественном растительном покрове, но охотно переходят на антропогенные местообитания (и даже лучше на них растут), называются апофитами в отличие от антропофитов, появившихся в данной местности вместе с человеком. Процент апофитов обычно значителен лишь во флорах молодых, недавно возникших городов, где видовой состав растений еще только формируется, а среда обитания для них пока мало изменена. С ростом урбанизации доля апофитов во флоре города уменьшается. Это означает, что большинство видов местного происхождения не способно жить в городах и уступает жизненное пространство более выносливым (а зачастую и более агрессивным) пришлым антропофитам.
А кто они, эти сохранившиеся апофиты? Наверное, для читателя не будет неожиданностью, если мы скажем, что среди них обычно крайне мало лесных видов (лес и город — очень уж резкий контраст условий!). Большей частью это виды луговые, степные и растения других открытых местообитаний.
Ровный ряд подстриженных деревьев придает улице аккуратный, ухоженный вид. А для деревьев стрижка — это бесцеремонное вмешательство в их жизненные процессы
Откуда происходят "пришельцы", составляющие немалую часть городской флоры, — в этом помогает разобраться историко-географический анализ, широко практикуемый флористами. Во флоре любого района можно выделить различные "элементы" — группы видов разного географического происхождения. Их принято именовать по тому району, в котором исторически сформировались эти виды. Сравнение городских флор с составом растений окружающих территорий показывает, что в городах обычно резко возрастает доля более южных элементов. Это хорошо видно на примере г. Казани, в которой флористические исследования проводятся уже несколько десятилетий и которая потому стала в нашей стране своеобразным "флористическим полигоном". Во флоре этого приволжского города заметную роль играют такие дальние и чуждые элементы, как армяно-курдский, индо-гималайский, японско-китайский. Другой пример: среди адвентивных видов прибалтийского польского города Щецина много растений средиземноморских, азиатских и даже есть африканские. А в сравнительно молодом г. Воркуте (Коми АССР), возникшем как городское поселение в 30-х годах нашего века, вообще почти все пришельцы — растения из южных районов нашей страны. В последнем случае это явно связано с основным направлением притока поселенцев и грузов. В целом же более южный характер флоры городов объясняется не только путями "доставки", но и соответствующими особенностями городского климата (см. в разделе "Городская среда и растения" о городах как "островах тепла").
Городские условия накладывают отпечаток и на экологический состав флоры. Известно, что разные виды растений неодинаково относятся к условиям среды: одни растения светолюбивы, другие, напротив, не выносят яркого света и предпочитают селиться в тени; одни требовательны к плодородию почвы, другие легко мирятся со скудным почвенным питанием и т. д. В экологии растений виды, сходные по их отношению к определенному фактору среды (например, влаге, температуре, кислотности почвы), объединяют в экологические типы. В городских флорах по сравнению с местными усиливаются позиции тех экологических типов, которые лучше приспособлены к недостатку влаги (ксерофиты), засоленности почвы (галофиты) и вообще более требовательны к почвенным условиям (эутрофы и мезотрофы). Примечательная черта — увеличение доли азотолюбивых (нитрофильных) видов.
Рис. 4. Распространение двух видов растений, — по-разному относящихся к городской среде, в г. Мюнстере (ФРГ). Черные кружки — урбанофильный вид ячмень мышиный, поселяющийся на каменных стенах, в трещинах в асфальте и прочих городских местообитаниях. Белые — урбанофобный вид примула высокая (растение лугов и лесных опушек) (по R. Wittig и др., 1985 г.). 1 — центр города; 2 — городская граница
Хотя обычно в литературе и говорят о флоре города в целом, но, конечно, нельзя встретить полный набор ее видов в любой части города. Разные виды предпочитают селиться в разных зонах города и городских местообитаниях, причем в этом пространственном распределении растений можно проследить определенные закономерности. Географами предложено деление крупного старого города на концентрические зоны, начиная с центра: древний город, старый город, новый город, пригороды и др. Эти зоны имеют разный возраст и разную степень урбанизации, что отражается и на составе флоры. Меньше всего видов растений в центре города, что дало повод ботаникам назвать центры некоторых крупных городов "бетонными (или асфальтовыми) пустынями". Такое название понятно: здесь наиболее трудные (а часто и просто невозможные) условия для поселения диких растений; кроме того, здесь обычно достаточно строго поддерживается чистота, не разрешается массовый проезд грузового транспорта, а значит, и меньше возможностей для проникновения диаспор растений. В центре города обычно поселяются виды, получившие у ботаников название "урбанофильных", т. е. "любителей города" (рис. 4). Они неплохо переносят городские условия, даже и индустриальные загрязнения. От центра к окраинам число видов городской флоры возрастает. Особенно богата флора окрестностей, часто богаче зональной, поскольку здесь увеличивается и состав генофонда, и разнообразие местообитаний, в том числе так называемых экотонов — местообитаний, пограничных между разными экосистемами или растительными сообществами, где сосуществуют виды, свойственные обоим "соседям". На окраинах много видов "урбанофобных" (в переводе — "боящихся города"); это обитатели естественных растительных сообществ, неспособные жить в городской среде и потому редко переступающие черту города.
В отличие от видового состава естественной растительности флора городов очень динамична и непостоянна, здесь бывают свои волны наступления и отступления видов. И если появление необычных животных и птиц в городе жители сразу же замечают (о случаях захода лосей, лисиц, волков и т. п. регулярно сообщают и газеты), то о поселении зеленого пришельца — будь он даже с другого континента — вряд ли кто узнает, кроме ботаников-флористов. А такие пришельцы появляются постоянно. И количество, и набор видов растений меняются в городах за сравнительно короткие промежутки времени в зависимости от возраста поселения, расширения застройки, городского благоустройства, развития промышленности и транспорта.
Липу легко узнать не только по листьям, но и в безлистном состоянии по характерному рисунку ветвления. Но как меняется силуэт дерева и очертания ветвей у той же липы при регулярной стрижке! Укороченные, узловатые ветви, скученные мелкие побеги — все это напоминает 'скальные формы' деревьев и кустарников в высокогорьях, на верхней границе леса. Но там это результат жизни в экстремальных условиях, тормозящих рост, от которых некуда деться; а здесь дереву приходится расти в искусственно приданной 'стрессовой' форме. Не правда ли, как выразительно сопоставление этих силуэтов?
Интересны случаи, когда состав городской флоры довольно быстро реагирует на изменения в деятельности местных промышленных предприятий. Ботаникам хорошо известен набор "шерстяных видов", путешествующих с ввозимым шерстяным сырьем и оседающих в местах его обработки. Это степные и пустынные растения, сами названия которых говорят об их экзотическом происхождении — лебеда татарская, ячмень туркестанский, люцерна арабская, малькольмия африканская и др. Но стоило закрыть заводы по промывке шерсти в г. Монпелье (Франция) — и из нескольких сот видов "шерстяной флоры" через 10 лет удержалось лишь три.
Непостоянство городской флоры особенно заметно в тех случаях, когда есть возможность сравнить флористические списки, составленные с интервалом в несколько десятков лет. Так, в польском городе Щецине при сравнении списков 1900 и 1941 гг. "потерялось" около сотни видов флоры и оказалось почти столько же новых. Сопоставление "флористических портретов" г. Казани, сделанных в конце XIX в. и в 70-80-х годах нашего столетия, позволило четко выявить основные направления изменения городской флоры при нарастании урбанизации. Коротко они заключаются в следующем. Увеличилось общее число видов (частично за счет расширения территории города), но при этом уменьшилась относительная доля голосеменных и папоротникообразных растений, наиболее чувствительных к городской среде. Почти полностью оказались "изгнаны" местные лесные растения, снизился процент апофитов. Усилились позиции видов, обычных для растительного покрова степей, и том числе засухоустойчивых ксерофитов, и увеличилась доля южных географических элементов флоры. В целом, флора приобрела черты, более свойственные степной зоне, чем лесостепной, в которой расположена Казань. Если судить по изменениям состава городских растений, то за последние 70-80 лет город как бы продвинулся к югу, притом довольно существенно, на 150-200 км. Любопытно, что эти тенденции увеличения "урбанистических" черт флоры во времени — те же, что наблюдаются при движении от окраин города к центру.
Трудно узнать красавцы-платаны в этих многократно стриженых экземплярах
Особенно текуча и нестабильна флора молодых городов, в которых она только еще складывается. Например, в г. Воркуте формирование городской флоры происходит на наших глазах. Состав ее пока небольшой, из местных видов мало кто смог выжить в городе, а заносных зарегистрировано всего около ста. Одни виды появляются, другие исчезают — особенно апофиты из местной флоры, о которых можно сказать: "Пришли, попробовали и ушли". Поэтому даже в тех списках флоры Воркуты, которые составлялись с промежутком в 1-3 года, оказывалось мало общих видов. С течением времени, однако, и в Воркуте, как и в других молодых городах, формируется более оседлое ядро флоры: отбираются стойкие апофиты, а некоторые заносные сорняки (например, ромашка непахучая, марь белая и др.) образуют постоянные популяции уже из семян местной репродукции.
Другой пример молодой городской флоры мы находим в г. Пущино (Подмосковье). Здесь сравнительно мало заносных видов — сказалось удаление Пущина от шоссейных и железнодорожных магистралей. За недолгий срок существования города уже произошел отбор растений, выносящих городские условия: если в окрестностях зарегистрировано 855 видов высших сосудистых растений, то в городе — лишь 302 вида, причем состав их совсем иной. Всего 12% местной флоры отмечено в черте города, а в пределах его застроенной части — не более 4%. Первое место по числу видов занимают семейства сложноцветных, крестоцветных, маревых, а в местной флоре их участие довольно скромное.
Даже тени под кронами стриженых деревьев совсем иного рисунка, чем под обычными деревьями (аллея платанов в Парижском ботаническом саду)
Эти же семейства наиболее обильно представлены и в других городах. Просматривая списки флоры разных городов, нельзя не заметить большого постоянства состава основного ядра видов. Интенсивный обмен видами растений и сходство городских условий, производящих строгий отбор, привели к тому, что одни и те же синантропные (сопровождающие человека) виды прочно прижились в городах, расположенных в разных природных зонах и даже на разных континентах, стали, по существу, космополитами. Одни и те же синантропные сорняки ботаники встречают в Удмуртии, Владивостоке и на Кубе; европейские и евразиатские адвентивные элементы обильны в городской флоре далекой Лимы (Перу), а самый обычный спутник человека — обитатель дорог и тропинок мятлик однолетний — оказался занесенным даже в Антарктиду. Этот вездесущий характер синантропных растений хорошо подметил Ярослав Смеляков, героем одного из стихотворений которого становится "рязанский цветок далекий, ромашка Венесуэлы" — привычный для нас сорняк, встреченный поэтом в краю памп и саванн.
Формирование городских флор — частный (и очень яркий) случай одного из процессов современного изменения растительного мира под влиянием антропогенных факторов, того, который назван ботаниками процессом "синантропизации" флоры. Этот термин означает приобретение черт, свойственных растительному миру, окружающему и сопровождающему человека, носящему отпечаток его деятельности и его влияния на природу. На примере городских флор хорошо заметны такие проявления синантропизации, как замещение узкораспространенных видов космополитами; замена видов, приуроченных к определенному сочетанию экологических условий (стенотопных), видами, более выносливыми к самым разным условиям (эвритопными); растений влаголюбивых — более ксерофильными. Если взглянуть на процесс синантропизации в глобальном масштабе, то можно сказать, что в целом она ведет к уменьшению разнообразия флоры, выравниванию географических, экологических и исторически сложившихся различий. По выражению современных экологов, это процесс всеобщего обеднения и унификации растительного мира. Кстати, еще в 1896 г. русский ботаник А. Бекетов в своей книге "География растений" предполагал, что в результате деятельности человека растительный мир земного шара будет становиться все более однородным и единообразным.
Интересно, что и в животном мире городов отмечаются сходные явления. Например, среди птичьего населения в самых разных городах преобладают одни и те же виды: воробьи, вороны, голуби, зяблики и др. Зоологи говорят об этом явлении как о "тривиализации" городской орнитофауны.
Городская среда и растения
Да, я сам, как говорится, захлебываясь, вовсю расписывал недавно еще жизнь дерева в казенном дворе... Но не сказал ни слова тогда: ему-то там каково? Каково самому дереву в казенном дворе, в теснине, в мешке каменном? Попробуйте-ка хотя на мгновение обернуться произрастающим на откосе деревом, влезть в его шкуру. Обернитесь деревом! На мгновение, пожалуй, и деревом обернуться не грех — почувствовать на себе все перипетии древесной жизни.
На первый взгляд кажется, что представить себе, в каких условиях живут растения в городе, позволяют обычные климатические данные. О "климате городов" написано немало: есть и специальные разделы в курсах климатологии, и целые монографии, и климатические справочники для крупных городов. Однако климатические факторы в них оцениваются лишь с точки зрения их влияния на основного обитателя городов — человека, да это и понятно. Разработаны и широко применяются биоклиматические (или биометеорологические) оценки качества городской среды, опирающиеся на критерии, самочувствия и состояния человека, показатели физиологических процессов в его организме (строго говоря, их следовало бы именовать "антропоклиматическими"). Так, существуют количественные оценки городских метеоусловий, исходящие из теплового баланса тела человека; баллы "суровости зимы" и шкалы комплекса летних метеоусловий, основанные на теплоощущениях человека.
Один из результатов стрижки городских деревьев — нарушение естественных ритмов роста: трогаются в рост спящие почки на стволе, и из них развиваются многочисленные побеги. Однако они чаще всего мало жизнеспособны и вымерзают зимой
Но по всем этим оценкам трудно судить о пригодности городской среды для растений: ведь одна и та же экологическая обстановка человеком и растением воспринимается несколько различно, естественно, не в смысле собственно ощущений и восприятий, а из-за того, что те или иные элементы окружающей среды (экологические факторы) имеют разное значение в жизни человека и растения. Так, если для человека свет — это главным образом фактор комфорта, то для растений, создающих органические вещества из неорганических с использованием световой энергии, свет — это в буквальном смысле "вопрос жизни и смерти". Другой пример. О почвенно-грунтовых условиях обитатели городов в повседневной жизни практически не задумываются, за исключением разве лишь строителей или специалистов по подземным коммуникациям. Для растений же, чья жизнь протекает одновременно в двух средах — воздушной и почвенной, почва является экологическим фактором — первостепенной важности: это и опорный субстрат, и источник питательных веществ и влаги.
Столь же неодинаково воспринимают человек и растение и другие внешние влияния — влажность воздуха, содержание в нем углекислоты и т. п. Поэтому, чтобы рассмотреть городские условия как среду обитания для растений, стоит взглянуть на них, по выражению К. А. Тимирязева, "глазами растения".. Попробуем оценить с этой точки зрения вначале наиболее важные для жизни экологические факторы по отдельности, а затем и всю обстановку в целом.
Условия жизни — не из легких
Световой режим в городах зависит не только от географического (широтного) положения, которое определяет количество поступающей солнечной радиации, но и в большой степени от состояния городской атмосферы. Сильное задымление и запыленность воздуха в городе (например, в Москве мутность атмосферы на 9-12% больше, чем за городом), а также более частая повторяемость туманов задерживают значительную долю солнечных лучей. Вот несколько примеров. В Токио, поступление солнечной радиации на 10-20% ниже, чем в окружающей сельской местности. Подсчитано, что город в средних широтах США в среднем недополучает в год около 15% солнечной радиации, полагающейся ему по географическому положению. На рис. 5 хорошо видно, что на линии, отражающей изменение прихода радиации на разной широте, есть несколько "провалов" — это точки, соответствующие крупным городам с развитой индустрией. Иными словами, из-за малой прозрачности атмосферы эти города по количеству получаемого ими солнечного света как бы смещены на добрый десяток градусов к северу.
Кажется, что листья у стриженых деревьев вырастают прямо на стволе, и это неудивительно: побеги, возникающие из спящих почек, очень коротки и совсем непохожи на ветви в кроне нормального дерева
Снижение прихода радиации отражается и на другой характеристике светового режима, также часто используемой в экологии, — освещенности. Средняя дневная освещенность в декабре в пригороде Ленинграда, Павловске, составляет около 5 тыс. люкс, а в самом Ленинграде — всего 2 тыс. люкс.
Рис. 5. Из общей линии, выражающей зависимость прихода солнечной радиации от географической широты местности, недаром так заметно выпадают точки 3 и 4. Крупные промышленные центры с сильно задымленным воздухом получают солнечной радиации значительно меньше, чем им следует по географическому положению (по Н. Калитину, 1947 г.). Города: 1 — Пасадена (Калифорния); 2 — Вашингтон; 3 — Нью-Йорк; 4 — Чикаго; 5 — Ницца; 6 — Венеция; 7 — Евпатория; 8 — Париж; 9 — Варшава; 10 — Минск; 11 — Смоленск; 12 — Свердловск; 13 — Павловск (Ленинградская область)
В дополнение к общему снижению радиации в городах нередки случаи, когда растения испытывают недостаток света из-за прямого затенения (в районах с многоэтажной тесной застройкой, на узких улицах и т. д.). Стоит лишь вспомнить деревья во дворах-"колодцах" или под стенами высоких домов. Нормальную освещенность они могут получить только в немногие часы суток, совсем как где-нибудь в узких горных ущельях. Мало света достается растениям и на теневой стороне улиц, идущих в широтном направлении (с запада на восток), и на балконах, обращенных на север.
Есть и еще одна особенность светового режима в городе — дополнительное освещение улиц, искусственное продление светового дня. Эта необычность городских условий чутко подмечена поэтами-урбанистами на рубеже XIX и XX вв.:
А вот какой зримый образ приобретает эта особенность городской среды в наши дни: "световые пятна" городов в темное время суток хорошо видны при наблюдении из космоса со спутников.
Многие деревья, оказавшиеся в соседстве с уличными фонарями, освещены вечером и ночью. А в скверах и парках нередко устраивают специальную декоративную подсветку. Правда, освещение даже такими яркими для наших глаз лампами, как ртутно-кварцевые и галогенные, слишком слабо, чтобы обеспечить нормальный уровень фотосинтеза растений. Но зато эта дополнительная подсветка, означающая для растений удлинение светового дня, может повлиять на те явления в их жизни, которые регулируются длиной дня (подробнее об этом см. в разделе "Сезонное развитие растений в городе").
Наконец, стоит упомянуть о том, что из-за уменьшения прозрачности воздуха в городах меняется и качество света, т. е. его спектральный состав. С точки зрения человека существенно то, что свет содержит меньше ультрафиолетовых лучей (например, даже в относительно чистом юго-западном районе Москвы на 13% меньше, чем в сельской местности). Для растений же имеет значение обеднение света лучами, наиболее ценными для фотосинтеза, — "фотосинтетически активной радиацией" (ФАР). Таким образом, городские растения получают свет, не только ослабленный по интенсивности, но и ухудшенный по качеству.
Если световой режим в городах гораздо больше влияет на растения, чем на человека, то особенности другого важнейшего экологического фактора — тепла — хорошо знакомы нам по собственным ощущениям и впечатлениям. Все мы знаем, как трудно переносить в городе жаркое лето. И в художественной литературе обычны картины раскаленного асфальта, пышущих зноем каменных громад и т. д. Вот одна из зарисовок лета о Петербурге, сделанная в начале прошлого века:
В крупных городах тепловой режим складывается под влиянием многих факторов. Рассматривая город как поверхность, воспринимающую солнечное тепло (есть и такой "угол зрения"!), географы характеризуют его как "поверхность скального типа", имеющую большую теплопроводность (это строительные материалы) и "повышенную шероховатость" или даже ребристую структуру (это наши многоэтажные дома). Она работает как своего рода калорифер, способствуя эффективному использованию солнечной радиации для нагревания больших объемов воздуха. Если добавить еще к этому, что города производят и собственное тепло (работа промышленных предприятий, электростанций, отопление) и что ночному излучению тепла препятствует "пылевая шапка", то станет понятно: города в целом — более теплые местообитания по сравнению с зональным фоном (т. е. климатическими показателями данной географической зоны). В климатологической литературе их называют "островами тепла".
Чугунную решетку дереву не сдвинуть, не обойти; пришлось расти, частично 'проглотив' ее
Постепенное "потепление" городов хорошо заметно в тех случаях, когда есть возможность проследить изменение климатических показателей за длительные сроки. Так, в центре Парижа за последние 100 лет минимальная температура поднялась на 4°С, а средняя — на 1,9°; в Ленинграде за 230 лет средняя температура возросла на 2,1°С в холодный период года и на 0,05° — в теплый. В городах Северной Америки, как показывают данные по 34 метеостанциям, за последние 40 лет идет потепление со средней скоростью 0,012° в год. Скорость потепления прямо связана с темпами урбанизации. В одном из самых быстро растущих городов США — Фениксе, где за послевоенные годы население увеличилось более чем в 10 раз, средняя температура летних месяцев повысилась на 4,4°С.
В настоящее время разница летних температур "центр города — пригород" в крупных городах достигает нескольких градусов, например в Москве 2-5, в Лондоне 4-6, в Париже 5-7, в Дели 4-6, в Сеуле 3-7. И даже в небольшом и малоэтажном Владимире она составляет 0,5-2°С. Это вызывает иногда своеобразный "городской бриз", дующий от центра к окраинам. Зимой различие температур еще больше, до 10-14°С, причем, как правило, безморозный период в городах длиннее на несколько дней. И лишь в отдельных случаях, в городах с особыми условиями, этот тепловой эффект не выражен. Так, в Архангельске, расположенном в дельте Северной Двины, на ее берегах и островах, летом даже холоднее на 0,2-0,4°, чем в окрестностях; в городе-оазисе Ашхабаде с обилием воды и зелени температура в центре на 2,5°С ниже, чем в окружающей пустыне. Но это лишь редкие исключения, обычно же над городами располагается слой теплого воздуха куполообразной формы, высотой до 200 м, названный в литературе "тепловой шапкой". Городские "острова тепла" оказывают влияние и на пригородные зоны (например, в Париже в радиусе 30-40 км), но, как считают климатологи, не вносят существенного вклада в глобальное потепление климата.
Если с точки зрения человека особенности теплового режима городов этим и исчерпываются, то для растений существует еще одна немаловажная его сторона — это тепловой режим почвы, достаточно необычный в городах для жизни растений. В жаркие летние дни асфальтовые покрытия, нагреваясь, отдают тепло не только приземному слою воздуха, но и поверхностным слоям почвы. Например, в Минске в дни с температурой воздуха 26-27°С температура почвы под асфальтом на глубине 20 см достигала 34-37°, а на глубине 40 см — 29-32°. Эти в полном смысле слова горячие горизонты — как раз те, в которых обычно сосредоточены живые окончания корней древесных пород. Особенно горячим бывает слой почвы под самым асфальтом (температура его поверхности доходит до 50-55°С) и в пристволовых лунках, покрытых чугунными решетками — декоративными и защищающими от вытаптывания. Недаром самые верхние слои городских почв практически не содержат живых корней. При раскопках на улицах Минска было обнаружено "опускание" основной массы корней деревьев на теневой стороне улицы до глубины 30-60 см, а на более прогреваемой солнечной стороне — еще глубже, до 40-80 см.
Пейзаж Петербурга-Петрограда-Ленинграда. В прошлом веке были лишь редкие дымы печных труб да речных пароходиков (как экзотическая деталь того времени, этот дым специально акцентирован в картине). А. Дюран. Демидовский дом призрения. 1843 г.
Таким образом, для уличных растений создается необычная тепловая ситуация: температура подземных органов у них нередко выше, чем надземных. В природных же условиях, напротив, естественно существование растений при гораздо более низких температурах почвы, чем воздуха; именно к такому распределению температур приспособлены жизненные процессы большинства наземных растений умеренных широт (за исключением разве что растений пустынь).
Пейзаж Петербурга-Петрограда-Ленинграда. В прошлом веке были лишь редкие дымы печных труб да речных пароходиков (как экзотическая деталь того времени, этот дым специально акцентирован в картине). П. Васильев. Вид Петербургских островов и Невы с одним из первых русских пароходов. 1820 г.
Зимой температурный режим почвы в городах также достаточно суров. В естественном растительном покрове зимнее охлаждение почвы смягчается слоем растительных остатков и снежной "шубой", поэтому даже в холодные зимы почва далеко не везде промерзает (например, в лиственных лесах под пышной подстилкой из опавших листьев). На улицах городов, где снег убирают, а слой асфальта имеет большую теплопроводность (т. е. способствует потере тепла), почвы охлаждаются до -10°... -13°, что может привести к опасному промерзанию корней. Таким образом, годовой перепад температур в городских, почвах (точнее, их корнеобитаемых слоях) составляет 40-50°, в то время как в естественных условиях (для средних широт) он не превышает 20-25°С.
Пейзаж Петербурга-Петрограда-Ленинграда. В наши дни все гуще становятся индустриальные дымовые шлейфы. А. Остроумова-Лебедева. Выборгская сторона. 1930 г.
Важнейший экологический фактор в жизни растений — влага (вода). Основной источник ее поступления к наземной растительности — атмосферные осадки. Над городами, по наблюдениям климатологов, нередко выпадает примерно на 10-15% больше осадков, чем над окружающими территориями. Однако даже в условиях обилия осадков городские растения часто испытывают недостаток в почвенной влаге (или, по крайней мере, получают ее меньше, чем загородная естественная растительность). Это касается в первую очередь уличных насаждений. С водонепроницаемого асфальта дождевые воды стекают в канализационную сеть, и значительная часть влаги атмосферных осадков теряется для растений. Даже в городах со сравнительно влажным климатом городские растения, особенно деревья с их огромной массой испаряющей листвы, могут оказаться в условиях почвенной засухи. Минские ботаники обнаружили, что влажность почвы под уличными посадками в сухую погоду нередко падает до "мертвого запаса", недоступного для корней растений. Вместе с тем при дождях или обильном поливе возможно другое нежелательное явление — застаивание воды и прекращение доступа воздуха к корням.
Пейзаж Петербурга-Петрограда-Ленинграда. В наши дни все гуще становятся индустриальные дымовые шлейфы. А. Ушин. Кировский завод. 1970 г.
Отекание дождевых вод "мимо почвы" означает также уменьшение количества влаги, испаряющейся с поверхности, а это влечет за собой изменения в городском микроклимате, и среди них — уменьшение влажности воздуха. В летние месяцы она на 5-6% ниже, чем на окружающих территориях, а в жаркие летние дни даже в средних широтах относительная влажность воздуха в городе может снижаться до 20-22%. По шкалам же, принятым в климатологии, это уже величина, характерная для "атмосферной засухи".
Обратимся теперь к почвенно-грунтовым условиям в городах как фактору среды обитания растений. В естественных экосистемах почвенный слой — это особый, сложно организованный мир, со своей структурой и химическим составом, водно-воздушным и тепловым режимом, живым населением (бактерии, грибы, водоросли, почвенные животные), сложными и разнообразными биохимическими процессами. Под влиянием материнской породы, климата, растительности и других естественноисторических факторов веками создавались почвенные горизонты, откладывался гумус, составляющий основу почвенного плодородия, формировались связи между компонентами почвы. А что представляют собой почвы в городах?
Начнем с того, что во многих случаях естественные почвы здесь просто отсутствуют. При подготовке территории для застройки нередко производится выравнивание, при котором на одних участках почвенный покров (точнее, верхние слои почвогрунта) снимается, на других же понижения заполняются излишками грунта, а естественная почва оказывается погребенной. Довольно распространены в городах перемешанные и насыпные почвы, в том числе с применением строительного мусора. Такие субстраты обычно имеют повышенную щелочность, мы же нередко заставляем на них расти древесные породы и кустарники, для которых привычны лесные почвы с более или менее кислой реакцией. Встречаются в городах и намывные почвы. Таким способом создаются целые новые участки, когда не хватает территории для застройки (например, район Гавани в Ленинграде, микрорайон Марьино в Москве).
Вот один из примеров почвенного разреза в городе (Москва, Новые Кузьминки): сверху — метровая толща перемешанного почвогрунта, потерявшего естественную структуру, с различными примесями (битый кирпич, камень, осколки стекла, кусочки битума, цемента, дерева и т. д. — всего до 15-20% объема почвы) и с малым содержанием мелких (до 0,01 мм) частиц — основных носителей питательных веществ и микроэлементов. И только ниже лежат слои естественной дерново-подзолистой почвы, но на метровой глубине они уже почти не содержат гумуса.
Ясно, что в этих случаях растениям приходится довольствоваться субстратом, по своим свойствам весьма далеким от естественных зональных почв. Но даже если последние и сохранятся, они подвергаются в городских условиях различным влияниям, изменяющим их качество с точки зрения пригодности для растений. Выше уже было упомянуто о тех трудностях, которые создает для городских растений водный и тепловой режим почвы. Добавим к этому сильное уплотнение почв, приводящее к ограничению воздухо- и водообмена, а также всевозможные загрязнения. Например, в Москве талые снеговые моды, стекающие в почву, содержат на 2-3 порядка больше механических примесей, чем в подмосковных лесах. Городские почвы, кроме того, поглощают и удерживают большие дозы различных химических загрязнителей из воздуха (о них речь пойдет ниже).
Особенно губительно для городских растений применение и зимнее время солей для быстрого освобождения дорожных покрытий от снега — "снегосгона". Во многих странах с этой целью используют хлористый натрий (поваренную соль) или различные смеси с его участием, а иногда (при температурах до -20°С) и хлористый кальций. Солевой раствор, стекающий и почву, приводит не только к коррозии подземных коммуникаций (и в основном с этой точки зрения считается нежелательным в городском хозяйстве), но и к искусственному засолению почвенного слоя. В результате в городах и вдоль автомагистралей появляются столь же засоленные почвы, как где-нибудь в сухих степях или на морских побережьях. Об этом сигнализирует сама растительность. Так, по обочинам шоссейных дорог Великобритании в последние годы стали и массе распространяться типичные приморские растения-галофиты (подорожник морской, астра приморская, бескильница и др.). Но если галофиты "привыкли" и хорошо приспособлены к засолению (у них даже, например, снижается всхожесть семян на незасоленных почвах), то этого нельзя сказать о деревьях и травах, выращиваемых в городах.
Насколько губительно для городских растений такое искусственное засоление, показывают результаты своеобразного эксперимента", невольно поставленного коммунальным хозяйством одного из наших крупных городов. Было замечено, что на оживленной центральной магистрали начали усыхать деревья, но только по одной стороне улицы, хотя все условия как будто были полностью одинаковыми по обеим ее сторонам. Разгадка этого различия крылась в том, что посередине улицы проходила граница между двумя городскими районами, в одном из которых было запрещено применение соли для очистки улиц, а в другом разрешено (нетрудно догадаться, в каком).
Поделиться книгой: