Dołącz do czytelników
Brak wyników

Ekologia

19 września 2018

NR 12 (Listopad 2015)

Ekologia miasta – mądry wybór

329

Ekologia miasta jest jedną z prężniej rozwijających się dyscyplin wiedzy. To zrozumiałe, biorąc pod uwagę fakt ustawicznego powiększania się terenów zurba­nizowanych i zanikania tradycyjnej zabudowy wiejskiej. Coraz wyraźniej widać też, że poza szeregiem ułatwień proces ten niesie za sobą degradację przyrody oraz epidemię chorób cywilizacyjnych. Aby ograniczyć te negatywne skutki, trzeba działać świadomie, a do tego konieczna jest wiedza. 

Szczypta historii

W ostatnich dziesięcioleciach tereny miejskie wybitnie powiększyły się i nabrały znaczenia (Gawryszewski 2005, Węcławowicz i in. 2010). Przez całe wieki życie kulturalne i polityczne koncentrowało się na obszarach wiejskich, w dworach szlacheckich. W XVII i XVIII wieku zapaść gospodarcza połączona ze stopniową utratą niepodległości spowodowała jeszcze większą agraryzację Polski. W połowie XIX wieku tylko co piąty Polak był mieszczaninem, tuż przed II Wojną Światową niespełna co trzeci. Mimo wojennej zawieruchy i zniszczeń oraz późniejszej zmiany granic – Polska utraciła 164 miasta, a zyskała 256 – współczynnik urbanizacji pozostał na zbliżonym poziomie. Rychło jednak liczba mieszkańców miast zaczęła się gwałtownie powiększać, tak że w 1966 r. stanowiła już połowę ludności naszego kraju. Przyczyniły się do tego powojenne migracje, a w dalszej kolejności odgórnie planowane uprzemysłowienie. 

POLECAMY

Zwolnienie procesu urbanizacji rozpoczęło się dopiero w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku. Na przełomie tysiącleci osiągnęła ona maksymalny pułap 61,9%. Mimo ogólnej stagnacji nadal prężnie rozwijały się pojedyncze ośrodki o szczególnie atrakcyjnym rynku pracy. I tak w 2008 roku aż 17 miast liczyło ponad 200 tys. mieszkańców, co łącznie dało nieco ponad piątą część ludności Polski. W każdym z pięciu dominujących ośrodków – Warszawie, Krakowie, Łodzi, Wrocławiu i Poznaniu – skupionych jest obecnie ponad pół miliona ludzi. Daleko nam do metropolii, takich jak Tokio, Delhi czy Meksyk, ale standard życia zdecydowanie odbiegł od renesansowej wsi spokojnej, wsi wesołej.

Wraz ze wzrostem liczby mieszkańców polskie miasta znacznie powiększyły swoją powierzchnię i zmieniły strukturę. Niegdyś miały wyraźne granice w postaci wałów ziemnych, palisad lub murów. Ich oddziaływanie na otoczenie początkowo było bardzo niewielkie, później zaś rosło w miarę wzrostu liczby otaczających je osad i przedmieść. W ostatnim stuleciu miasta rozlały się po okolicznych obszarach, a ich negatywny wpływ na otoczenie zaczął się gwałtownie rozszerzać. 

Nowe osiedla zaczęły powstawać wśród łąk i pól. Pojawiły się tam wysokie budynki i głębokie wykopy, a prace budowlane pociągnęły za sobą dewastacje i odwodnienie gleby. Z każdym dziesięcioleciem wzrastała powierzchnia zabudowana i utwardzona. Urbanizacja pociągnęła za sobą także nagromadzenie sztucznych źródeł ciepła oraz coraz większe zanieczyszczenie środowiska. Czynniki te nie pozostały bez wpływu na miejscowy klimat, faunę i florę. Miasta stały się wyspami, bardziej podobnymi do innych, odległych aglomeracji, niż do pobliskich terenów podmiejskich. 

Klimat miasta

Większe tereny zurbanizowane cechują się obecnie specyficznym klimatem (Niemelä 2013, Zimny 2005). Jednym z najłatwiej zauważalnych zjawisk jest miejska wyspa ciepła. Izotermy tworzą nad miastem koncentryczne okręgi grupujące się w śródmieściu. Różnica między najcieplejszymi dzielnicami a obszarami położonymi poza granicami zabudowy może wynosić w warunkach polskich 7–10oC, w amerykańskich metropoliach jeszcze więcej (Fortuniak 2003). Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się również amplituda jej wahań. Różnice termiczne między porami dnia, ale również między porami roku są mniej spektakularne niż w krajobrazie rolniczym. 

Innymi parametrami wyróżniającymi klimat miasta są: niższa intensywność promieniowania słonecznego, mniejsza średnia prędkość wiatru oraz niższa wilgotność względna powietrza. Częstsze są natomiast zachmurzenia i zamglenia, wzrasta również suma opadów, które dość często są bardzo obfite. 

Na kształtowanie się miejskiego klimatu oddziałują oczywiście warunki naturalne, takie jak rzeźba terenu, rodzaj gleby czy obecność zbiorników i cieków wodnych. Coraz większy wpływ ma jednak na niego człowiek. 

Emisje ciepła powstające przy ogrzewaniu budynków czy w procesach produkcyjnych bezpośrednio podgrzewają powietrze. To fakt, jednak zdecydowanie większe znaczenie dla lokalnych warunków termicznych ma sposób przekształcenia podłoża. W przeciwieństwie do terenów zieleni, obszary zabudowane i utwardzone sztucznymi substratami szybko się nagrzewają oraz akumulują ciepło. Przyczyniają się do tego zgromadzone tam materiały, takie jak beton, asfalt, kamień czy blacha. Dodatkowo uniemożliwiają one powolne parowanie wody deszczowej z gleby i liści roślin. Ten deficyt wilgoci również pogarsza bilans cieplny miasta. Potwierdzają to obserwacje prowadzone w parkach i ogródkach działkowych, gdzie stosunki wodne i termiczne bardziej przypominają te notowane poza miastami. 

Do powstawania specyficznego miejskiego klimatu przyczynia się także struktura zabudowań. Budynki i inne pionowe konstrukcje zaburzają przepływ wiatrów. Napływające masy powietrza napotykają przeszkody, które spowalniają je i tworzą wokół nich zawirowania. Dodatkowo zmienia się także ich skład chemiczny. Gromadzące się zanieczyszczenia stają się jądrami kondensacji pary wodnej, co z kolei sprzyja ulewnym opadom. Gazy, pyły i aerozole zmieniają także strukturę promieniowania świetlnego. Zmniejszają one przezroczystość powietrza, a przez to intensywność bezpośredniego promieniowania, powodują też białawy kolor miejskiego nieba. 

Stosunki wodne miasta

Niegdyś osady ludzkie powstawały w bezpośrednim sąsiedztwie rzek i strumieni (Zimny 2005, Kaniecki 2004). Było to zrozumiałe, gdyż wobec puszczańskiego otoczenia i braku bitych dróg, komunikacja i transport mogły się odbywać przede wszystkim drogami wodnymi. Dodatkowo – bliskość rzeki to bezpośredni dostęp do wody pitnej i dla celów gospodarczych, także rybołówstwa. Niestety powstał nowy problem – zagrożenie powodziami. Zatapiani w okresie roztopów mieszkańcy podwyższali więc poziom osad, budowali wały obronne pełniące równocześnie funkcje przeciwpowodziowe. Rozpoczęli też prace 
melioracyjne. Regulowali przebieg większych rzek, drobne cieki zasypywali lub kanalizowali, osuszali też mokradła. Pra­ce prowadzono również w przeciwnym kierunku, tak by wykorzystać wodę w przeróżnych celach. Tworzono obronne fosy, kanały ułatwiające transport i zaopatrujące mieszkańców w wodę, a wreszcie ozdobne stawy i fontanny. 

Współcześnie wzrost intensywności komunikacji w obrębie miast, zwłaszcza samochodowej, powoduje osadzanie się na nieprzepuszczalnych powierzchniach jezdni, chodnikach i dachach stałych i ciekłych zanieczyszczeń. W okresie intensywnych opadów zanieczyszczenia te zmywane są siecią kanalizacji deszczowej wprost do odbiorników (rzek). 

żenie powodziami. Zatapiani w okresie roztopów mieszkańcy podwyższali więc poziom osad, budowali wały obronne pełniące równocześnie funkcje przeciwpowodziowe. Rozpoczęli też prace 
melioracyjne. Regulowali przebieg większych rzek, drobne cieki zasypywali lub kanalizowali, osuszali też mokradła. Pra­-
ce prowadzono również w przeciwnym kierunku, tak by wykorzystać wodę w przeróżnych celach. Tworzono obronne fosy, kanały ułatwiające transport i zaopatrujące mieszkańców w wodę, a wreszcie ozdobne stawy i fontanny. 

Niektóre przekształcenia przebiegały niezależnie od woli mieszkańców miast. Wraz ze wzrostem liczby gospodarstw domowych, zakładów produkcyjnych i fabryk powiększało się zapotrzebowanie na wodę. Poziom intensywnie wypompowywanych wód podziemnych zaczął spadać. Dodatkowo obniżały go różnego typu zabiegi melioracyjne, zwłaszcza budowa podziemnej sieci kanalizacyjnej do odprowadzania deszczówki, a także głębokie wykopy powstające podczas zakładania fundamentów wysokich budynków. W efekcie pod większymi metropoliami, podobnie jak pod kopalniami odkrywkowymi, np. węgla brunatnego, znajdują się obecnie rozległe leje depresyjne o powierzchni nawet do kilkuset kilometrów kwadratowych (Nowicki 2007). Deficyt wody pociąga za sobą problemy z jej dalszym pozyskiwaniem, prowadzi także do przesuszenia gruntów i powietrza. 

Sporym problemem stały się także zanieczyszczenia gromadzące się w zbiornikach i ciekach. Pierwszym winnym jest tu oczywiście niedostatecznie kontrolowany zrzut ścieków komunalnych i przemysłowych. Nieczystości odpływają z nieszczelnych lub nielegalnie opróżnianych szamb. Przestarzałe 

Podobnie jak w innych miastach wraz z osuszaniem terenu w pierwszej kolejności wycofywała się roślinność wodna, bagienna, a także związana z wilgotnymi łąkami. Przekształcenia terenu spowodowały również wyraźnie zmniejszenie się liczby gatunków borowych i występujących na murawach napiaskowych. 

oczyszczalnie nie są w stanie wydajnie przywrócić czystości zbieranym ściekom. W efekcie na kąpieliskach pojawia się bakteria Escherischia coli, a w rzekach płyną często wody pozaklasowe. Współcześnie wzrost intensywności komunikacji w obrębie miast, zwłaszcza samochodowej, powoduje osadzanie się na nieprzepuszczalnych powierzchniach jezdni, chodników i dachów stałych i ciekłych zanieczyszczeń. W okresie intensywnych opadów zanieczyszczenia te zmywane są siecią kanalizacji deszczowej wprost do odbiorników (rzek).

Gleby miasta

Łatwo zauważyć, że w miastach spora część nawierzchni jest zabudowana lub pokryta asfaltem i betonem. Przekształcenia gleb sięgają jednak znacznie głębiej (Niemelӓ 2013, Zimny 2005). 

Dewastacja podłoża rozpoczęła się już w czasach prehistorycznych, kiedy to nie tylko sztucznie podwyższano poziom osad, wznosząc je ponad tereny zalewowe, ale również zasypywano mokradła, niwelowano pagórki oraz utwardzano dukty i uliczki. Kataklizmy naturalne, wojny, a nawet zwykłe użytkowanie przyczyniały się do konsekwentnego podnoszenia się podłoża ponad poziom lokacyjny. W efekcie w centrum Warszawy leży podziemna warstwa gruzu o miąższości kilku metrów, a prowadzone na poznańskim Starym Rynku wykopaliska planowane są na głębokość 5 metrów. 

Obecnie gleby miejskie są dewastowane podczas prac budowlanych, zakładania podziemnej infrastruktury gazowniczej i elektrycznej czy awarii wodociągów. W większości miejsc zlikwidowano ich naturalne warstwy, silnie je ubito i wzbogacono o sztuczne substraty. Ponadto są one stale zanieczyszczane metalami ciężkimi, zasalane podczas odśnieżania, alkalizowane na skutek gromadzenia się gruzu. Wielość tych zmian spowodowała, że w klasyfikacji gleb wyodrębniono osobną kategorię – urbanoziemy. 

Flora obszarów zurbanizowanych

Niegdyś całą Polskę pokrywały puszcze i mokradła, w których przez tysiąclecia panowały niezmienne warunki. Później wkroczył człowiek – zaczął wypalać i karczować lasy, osuszać tereny podmokłe, tworzyć osady o zwartej zabudowie. Niektóre rośliny pozostały na tak przekształconych terenach, większość jednak zaczęła wolniej lub szybciej ustępować.

Jak pokazują badania, flora miast nadal ubożeje (Jackowiak 1998, Sudnik-Wójcikowska 1998). Tylko w XIX i XX wieku zostało wytrzebionych z obszaru Poznania grubo ponad sto gatunków, następne 250 uzyskało status wymierających lub silnie zagrożonych. 

Podobnie jak w innych miastach wraz z osuszaniem terenu w pierwszej kolejności wycofywała się roślinność wodna, bagienna, z także związana z wilgotnymi łąkami. Przekształcenia terenu spowodowały również wyraźnie zmniejszenie się liczby gatunków borowych i występujących na murawach napiaskowych. 

W stale niszczonych i rozczłonkowanych siedliskach miejskich liczy się zdolność do rozsiewania się na duże odległości oraz szybkiego zawiązywania pierwszych nasion. Zagrożone wyginięciem są więc rośliny wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne i rozmnażające się wyłącznie wegetatywnie, na przykład odradzające się z podziemnych organów spichrzowych (kryptofity). W kiepskim położeniu znajdują się również te z roślin, które rozsiewają się mało efektywnie, na przykład przez mrówki lub siłę ciążenia. 

Okazuje się jednak, że pewna grupa gatunków toleruje lub wręcz preferuje warunki miejskie. Na różnego typu nieużytkach rozprzestrzeniają się rośliny obcego pochodzenia, które nie mają szans na konkurowanie w zbiorowiskach naturalnych. Ich liczba powiększa się tym bardziej, że to właśnie na terenach zur­banizowanych znajdują się największe źródła ich diaspor – parki, ogrody, porty czy stacje przeładunkowe kolei. 

Duża labilność siedlisk i usuwanie roślinności spontanicznej (czyli w powszechnym mniemaniu chwastów) powoduje, że znaczenia nabierają szybko zawiązujące nasiona gatunki jednoroczne – terofity – oraz te, które rozsiewają się na duże odległości przy pomocy wiatru i ptaków. Miejska wyspa ciepła staje się również szansą dla rozwoju roślin związanych z cieplejszym klimatem, takich jak jęczmień płonny (Hordeum murinum) czy bożodrzew gruczołkowaty (Ailanthus altissima). 

Ze względu na dużą różnorodność siedlisk i wąską skalę ekologiczną szeregu gatunków flora miasta wykazuje przestrzenne zróżnicowanie. W centrum spotkamy zupełnie inny zestaw roślin niż na peryferiach. Co innego rośnie w zabudowie kamienicznej, co innego na nieużytkach kolejowych czy na brzegu drobnego cieku wodnego. 

Fauna obszarów zurbanizowanych

Procesy towarzyszące urbanizacji miały także ogromny wpływ na miejscową faunę (Luniak 2006, Zimny 2005). Lasy zostały zastąpione terenami rolnymi, a później zabudowanymi i sztucznie utwardzonymi. Na niewielkich i intensywnie zadbanych skwerach trudno większym zwierzętom znaleźć schronienie i pokarm. Zlikwidowane zo­stały również ich korytarze migracji. Dodatkowe problemy sprawia duże zagęszczenie ludzi oraz hodowanych przez nich udomowionych drapieżników – psów i kotów. Niszczenie lęgów i płoszenie starszych zwierząt stało się normą. Zanieczyszczenia gleby, wody i powietrza także spowodowały wycofywanie się bardziej wrażliwych gatunków. 

Z drugiej strony w miastach pojawiły się nowe kryjówki: w chłodnych piwnicach i ciepłych mieszkaniach, na dachach i w kanałach kanalizacyjnych. Powstały też bardzo atrakcyjne źródła łatwego do zdobycia pokarmu, takie jak spichlerze, magazyny i śmietniska. Nisze te długo nie pozostały puste. 

Człowiekowi towarzyszą nie tylko gatunki ściśle z nim związane, takie jak rybik cukrowy (Lepisma saccharina) czy mól włosiennicznik (Tineola bisselliella). Dogodne warunki do rozwoju w blokowiskach znalazły także jerzyki (Apus apus) i gołębie miejskie (Columba livia f. urbana) oraz inne zwierzęta osiedlające się dotychczas na skałach. Niektóre mewy, spotykane nad brzegami mórz i cieków wodnych, w zaskakujący sposób rozprzestrzeniły się w miastach – na wysypiskach śmieci oraz w miejscach regularnego dokarmiania przez ludzi. Kanały i piwnice zostały opanowane przez szczury, a chłodne piwnice oraz poddasza stały się siedliskiem nietoperzy. 

Części zwierząt synantropijnych – na przykład mrówek faraona (Monomorium pharaonis) – nie znajdziemy poza osadami ludzkimi. Inne obecne są także w kraj­obrazie rolniczym, w miastach tworzą jednak grupy o ponadprzeciętnej liczebności. Do takich superdominantów, należą między innymi niektóre mrówki, osy i piewiki. Bardzo wysokie jest również średnie zagęszczenie populacji ptaków, zwłaszcza w okresie zimowym. Dochodzić ono może do 4,5 tys. osobników na km2. Miejska wyspa ciepła i dostępność jadalnych odpadków pozwalają przetrwać najtrudniejszy okres w roku nawet tym gatunkom, które dotychczas odbywały wędrówki do cieplejszych regionów świata.

Obecnie, jak szacują naukowcy (Luniak 2006), duże europejskie miasto może być siedliskiem 5–10 tys. gatunków zwierząt. W Warszawie notowanych jest nieco ponad 300 kręgowców, w tym około 230 gatunków ptaków. Mimo to liczebność osobników w zoo­cenozach miejskich jest niższa niż na terenach podmiejskich. Wyraźnie uwidacznia się też gradientowy spadek bogactwa gatunkowego. W warszawskich parkach występuje tylko trzecia część bezkręgowców Mazowsza, na drobnych skwerach w centrum zaledwie 14%. Spośród notowanych 43 gatunków ssaków tylko 3 – mysz domowa (Mus musculus), szczur wędrowny (Rattus norvegicus) i kuna domowa (Martes foina) – należą do stałych mieszkańców śródmieścia. 

Najprostsze są obserwacje miejskiej przyrody ożywionej. Poszukajmy roślin kiełkujących między płytkami chodnika, w okienkach piwnicznych i w szczelinach budynków. 

 Miasto a zdrowie człowieka

Wielkie aglomeracje przyciągają ludzi – oferują chłonny rynek pracy, łatwy dostęp do edukacji i rozrywki, do ośrodków zdrowia oraz urzędów. Niestety wzrastające zagęszczenie populacji i degradacja środowiska powodują szereg problemów (Niemelä 2013, Zimny 2005). 

Na obszarze miast fizykochemicznie zanieczyszczone jest powietrze, gleba, woda, a nawet żywność. Swoistym, specyficznym dla miasta, a stresogennym dla ludzi „zanieczyszczeniem” są całodobo...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy