ИСТИНА

Для реализации Концепции долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до 2020 г. в соответствии с Экологической доктриной РФ является актуальной разработка инновационных подходов к решению фундаментальных задач теории и практики ландшафтного планирования для обеспечения экологической безопасности, комфортности проживания и здоровья населения городов России. Наиболее остро эти вопросы стоят именно в индустриальных городах, что требует разработки концептуальных подходов и методик эколого-географической оценки для оптимизации их территориально-планировочной структуры на основе методологии ландшафтного планирования. Совершенствование сложившейся планировочной системы городов, включающих промышленные, транспортные, административные, социальные и культурно-исторические функциональные зоны, требует инновационных подходов, подразумевающих разработку эффективной системы мер по их организации, изменению целевого назначения и управлению. Планируемая работа посвящена теоретическим вопросам и практическим проблемам организации селитебных пространств России с позиций обеспечения экологической безопасности, минимизации экологических рисков, комфортности проживания, здоровья населения, сохранения культурно-исторического и духовного наследия на основе инновационных "зеленых" технологий ландшафтного планирования. В исследовании планируется решение ряда взаимосвязанных задач: анализ мировых и отечественных тенденций в ландшафтном планировании и их унификация; внедрение авторских разработок коллектива по формированию среды города с учетом зональных и региональных особенностей территорий, функционально-целевых, градостроительных, ландшафтно-планировочных и эстетической специфики урбосистем на базе интегральных оценок экологической безопасности городской среды, а также опыта проектирования рекреационных территорий в черте города. Наряду с традиционными методами геоэкологических и ландшафтно-планировочных исследований в работе применяются методы системного анализа, в основе которого лежит целостный подход к изучаемому явлению.

To implement the Concept of long-term social and economic development of the Russian Federation for the period until 2020 in accordance with the Environmental Doctrine of the Russian Federation, it is urgent to develop innovative approaches to solving the fundamental problems of theory and practice of landscape planning to ensure environmental safety, comfort of living and health of the population of Russian cities. These issues are most acute in industrial cities, which requires the development of conceptual approaches and methods of ecological and geographic assessment to optimize their spatial planning structure based on the methodology of landscape planning. Improvement of the existing planning system of cities, including industrial, transport, administrative, social and cultural-historical functional zones, requires innovative approaches that involve the development of an effective system of measures for their organization, change of purpose and management. The planned work is devoted to theoretical issues and practical problems of organization of residential spaces of Russia from the standpoint of ensuring environmental safety, minimizing environmental risks, living comfort, health of the population, preservation of cultural, historical and spiritual heritage based on innovative "green" technologies of landscape planning. The study plans to solve a number of interrelated tasks: analysis of world and domestic trends in landscape planning and their unification; implementation of the author's development team for the formation of the city environment, taking into account the zonal and regional features of the territories, functionally-targeted, town-planning, landscape-planning and aesthetic specificity of urban systems based on integral assessments of environmental safety of the urban environment, and experience in designing recreational areas within the city. Along with traditional methods of geo-ecological and landscape-planning studies, the methods of system analysis are used in the work, based on a holistic approach to the phenomenon under study.

1. На основе всесторонней систематизации отечественного и зарубежного опыта оценки городской среды будет осуществлено объективное научно-теоретическое обоснование оптимальности интегральных методов оценки городской среды, адаптированы подходы к сохранению культурно-исторического наследия, планирования и организации городского пространства. 2. На основе комплексного анализа тенденций в городской планировке и диагностики трендов функционального назначения городских территорий будет осуществлено научное обоснование оптимизации структуры и функций городского пространства с позиций экологичности, экономичности и эстетичности с использованием инструментов ландшафтного планирования и «зеленых» технологий. Комплексность предлагаемого проекта базируется на применении эколого-географических, медико-экологических, ландшафтно-планировочных и культурно-исторических подходов к оценке и оптимизации городских территорий на единой методологической основе и является уникальной, что обеспечит решение поставленных задач и новизну результатов исследования. 3. Разработанный авторами подход к организации системы сохранения природного и культурно-исторического наследия в городах будет использован при планировании и организации особо охраняемых природных территорий (ООПТ), рекреационных зон для сохранения функций охраны природы, комфортности проживания и здоровья населения, что является одной из самых сложных и актуальных проблем при составлении программ социального эколого-экономического развития. 4. Практическое использование запланированных результатов проекта в экономике и социальной сфере будет реализовано на основе применения инновационных технологий ландшафтного планирования, использования экологически чистых методов энергообеспечения и «зеленого строительства» с учетом концепций развития различных функциональных зон городов. Предполагается внедрение полученных теоретических положений и практических результатов так же в образовательный процесс: подготовка нового курса для студентов ВУЗов и слушателей системы Дополнительного послевузовского образования, обучающихся по направлению «Экология и природопользование», обновление и дополнение уже существующих базовых курсов по тому же направлению. Планируемые способы обнародования результатов исследований включают в себя подготовку к публикации монографии, серии статей в реферируемых журналах. Предполагается активное участие исследователей в международных и российских конференциях. Подготовка научно-популярных лекций для широкой аудитории (в том числе, лекторий РГО, Центральный Дом ученых зРАН). Материалы исследования будут использованы при подготовке 1 бакалаврской и 1 дипломной работ и 1 кандидатской диссертации. Информация об индивидуальной публикационной и научной активности регулярно будет обновляться участниками научной группы на персональных страницах в интернете в АИС «НАУКА-МГУ» http://istina.msu.ru

Коллектив располагает многолетним опытом исследований в области ландшафтно-экологического планирования территорий различного функционального назначения, включающим специальные исследования по природопользованию, геоэкологии, формированию ГИС, картографированию, возобновляемой и нетрадиционной энергетике, «зеленому» строительству и ландшафтному проектированию, необходимым для решения поставленной фундаментальной научной проблемы. Комплексное изучение проблем и перспектив ландшафтно-экологического планирования городов на базе эколого-географических методов исследования входит в сферу научных интересов руководителя проекта д.б.н. проф. Е.И. Голубевой. В состав коллектива входят геоэкологи, специалисты в области экономической и социальной географии, картографы, специалисты по ландшафтному планированию и проектированию, что позволит провести комплексное исследование инновационного характера, которое будет иметь большое практическое значение для разработки стратегических планов развития городов России. Спектр научных наработок по проекту представлен в публикациях. Авторский коллектив владеет методами современной географической картографии, включая теорию знаковых систем, компьютерный дизайн, методы геоинформационного моделирования и картографической визуализации пространственной информации. Зимин М.В.,Тульская Н.И. и Воробьева Т.А. используют программы ArcView-3.2, ArcGIS-10, GlobalMapper-14, а также специализированный пакет IDRISI для обработки и дешифрирования многозональных снимков. Кроме того, будут задействованы космические изображения, представленные в интернете на порталах Google-maps и Google Earth. Снимки будут использоваться в ходе изучения ландшафтной структуры территории, для оценки экологического состояния городов, а также при разработке предложений по ландшафтному планированию территорий городов различного функционального назначения.

. Предложена методика ландшафтно-адаптированного проектирования объектов индивидуального жилищного строительства для целей внедрения зеленых строительных технологий в ландшафтное планирование селитебных территорий, основанная на анализе воздействия природно-экологических факторов. Проведена классификация и сравнительный анализ зеленых строительных технологий, используемых в российской и медународной практике. Выделены ведущие географические факторы и проанализировано их влияние на внедрение зеленых строительных технологий на разных масштабных (территориальных) уровнях. На базе ГИС-технологий, включающей формирование различных по функциональному назначению баз данных (БД), показаны возможности оценки функционально-планировочных особенностях городской территории, экологического состояния, уровня развития социальной инфраструктуры, природного и культурного наследия, экологического каркаса и рекреационных территорий. Проанализированы возможности внедрения разработанного комплексного подхода для реализации мер по природоохранной и градостроительной политике городского пространства. Исследование влияния внешней среды на ландшафтно-планировочные решения позволило разработать методику поиска энергоэффективных решений для ландшафтного планирования и малоэтажного строительства, включающая этапы: энергомоделирование, анализ жизненного цикла, термический комфорт, анализ дневного освещения, моделирование естественной вентиляции, термографический анализ, компьютерное моделирование динамических потоков, анализ солнечного затенения, выбор оптимальной ориентации по отношению к сторонам света. Классифицированы современные энергоэффективные подходы к решению вопросов проектирования и планирования селитебных территорий разных уровней. Использование системы компании TAS-engineering в целях энергосбережения в индивидуальном жилищном строительстве и ландшафтном благоустройстве. 2. Исследование эколого-географических предпосылок к фитомелиорации городских территорий в разных природно-климатических условиях позволило проанализировать особенности структуры и динамики формирующихся растительных сообществ при фитомелиорации как показателя эффективности рекультивации. Анализ геоэкологических условий (микроклимат, характер рельефа и содержание элементов минерального питания в почве), исследование изменений в видовом и экобиоморфном составе растительных сообществ, в фотосинтетическом аппарате сосны, в содержании элементов минерального питания в хвое в зависимости от возраста и структуры насаждений, а также морфометрических параметров роста насаждений позволили выявить показатели для фитомелиорации городских ландшафтов с разными антропогенными нарушениями. Изучены адаптивные возможности фитомелиорантов к различным условиям произрастания и выявлены определенные закономерности формирования растительных сообществ при фитомелиорации. Разработаны предложения по проведению фитомелиорации на городских землях для создания комфортных условий проживания, предложены методы борьбы с деградационными процессами в различных условиях, способов рекультивации таких земель, а также организация мониторинга функционирования экосистем. 3. Продолжено исследование перспектив функционирования объектов культурного и природного наследия в городе, их научного и экономического значения: 3.1. Проведена типология городской усадьбы по критериям целевого использования в городе. Установлено, что объекты природного и культурного наследия в городе функционируют в пределах двух каркасов – природно-экологического и историко-культурного. Первый включает в себя особо охраняемые природные территории, зеленые насаждения, а также это система взаимосвязанных зеленых клиньев (или полос). Эти территории обеспечивают и поддерживают благоприятные природно-экологические условия проживания населения. Историко-культурный каркас включает именно памятники историко-культурного наследия (здания и постройки), вокруг которых велась первоначальная и последующие застройки территории, придающие историческое или этнокультурное своеобразие городской территории. Старинные городские парки (дворянские, например) – составные природно-экологического каркаса, при этом объекты наследия – элементы экологической инфраструктуры города. Было выяснено, что объекты природного наследия могут выступать в качестве узловых, линейных и буферных элементов каркаса, а объекты культурного – узловые, реже буферные. Функции, которые несут объекты, таковы: научно-познавательная, рекреационно-оздоровительная, обеспечение разнообразия. Содержание функций объектов наследия в городских территориях различается. Отмечена тенденция к снижению «континуальности» указанных каркасов, растет «нарушенность» или «прерывистость каркаса», таким образом общие размеры каркасов уменьшаются. Это происходит за счет сокращения площадей линейных и буферных элементов. 3.2. Изучение истории применения энергосберегающих технологий в сельских усадьбах показало, что постройки усадеб можно назвать «энергоэффективными». Энергосберегающие технологии в строительстве носят комплексный характер. Были выявлены планировочные и технологические элементы, обеспечивающие энергоэффективность: толщина стен, количество слоев разной плотности в простенках, строительные материалы, утепление стен и кровли - все это позволяло зданиям работать по аналогии с «термосом». Кроме того, система отопления дома (обогревательные стены, использовавшие тепло кухонных плит), инфракрасное отопление дома, протопка печей по реальной погоде, то есть не каждый день), устройство вентиляции позволяли обеспечивать комфортные ощущения (по нормам начала XX в.); обустройство подполов и подвалов, а также погребов (ледников, ям) – полы, утепление потолка, создание вентиляции (искусственной) с помощью снопов соломы или одеял, отведение воды с помощью зонтов, регулирование температуры (с помощью ведер воды) – позволяло сохранять урожай и запасы пищи длительное время; потребление энергии непрерывно росло с 1880- х гг., и отмечено, что «энергоэффективность» построек стала снижаться. 4. Зеленые насаждения в городах выполняют оздоровительные, рекреационные, познавательные функции. Наличие ООПТ подразумевает также и реализацию природоохранной функции. Концепция виртуальных экологических троп представляет наиболее мягкий вариант экологического туризма и подготовки к наблюдениям в ООПТ, что позволяет совместить природоохранную и познавательные функции. Разработана концепция виртуальных экотроп, которая подразумевает размещение более детальной и проработанной информации не вообще, а непосредственно по маршруту. Это позволит, с одной стороны, больше заинтересовать пользователя, с другой стороны, подготовить его к соблюдению природоохранных условий. Кроме того, для территорий, имеющих охранные зоны, запрещающие свободный доступ, позволит познакомиться с объектами, расположенными на них. Разработана структура базы данных ООПТ г. Москвы – национальный парк «Лосиный остров», которая позволяет формировать виртуальные экотропы. Специфика географического положения парка (в районе давнего хозяйственного освоения человеком) предопределила наличие 3 блоков информации. Первый блок включает следующие параметры: общегеографические сведения (карты, схемы, космические снимки); геоморфологические сведения (описание и примеры мезо- и микроформ рельефа, фотографии); описания флоры и фауны (включая фотографии). Второй блок описывает культурные ландшафты и природопользование: исторические сведения; особенности природопользования в историческом разрезе; топонимика (объяснение этимологии топонимов в связи с природными особенностями и особенностями природопользования в разные исторические эпохи). Третий блок показывает экологические проблемы (существующие и потенциальные) на ООПТ (карты и фотографии). Разработанная структура позволяет наращивать или сокращать «маршрут» в зависимости от задач демонстрации, «сжимать» время прохождения маршрута, протекания различных процессов, «остановить» объект/процесс для его детального рассмотрения или интерпретации способами научного анализа и художественной оценки. 5. Практические возможности применения технологий устойчивого экологического проектирования, использования возобновляемых источников энергии и ресурсосберегающих технологий в градостроительной сфере были раскрыты на примере нескольких модельных территорий. 5.1 Разработаны предложения по внедрению ресурсосберегающих технологий на примере г. Кировск (Мурманская область) на основе анализа ресурсов возобновляемой энергии (солнечной, ветровой, энергии биомассы). Показано, что природно-климатические условия, а именно валовый (теоретический) потенциал, а также технический потенциал (энергии Солнца – 1100 млрд. кВтч/год, ветра (высота турбины – 50 м) – 149 млрд. кВтч/год) определяют потенциальную возможность использования ветровых ресурсов (на северо-западной части побережья Баренцева моря) и солнечных фотоэлектрических установок (по всей территории области, сезонно). Однако, наличие сетевого электроэнергоснабжения в большинстве населенных пунктов Мурманской области делает рентабельным использование возобновляемых источников энергии только в изолированных от электросетей населенных пунктах и предприятиях. Примерами внедрения проектов на ВИЭ в Мурманской области служат недавно введенные ветро-солнце-дизельные и ветро-дизельные установки на беломорском побережье мощностью от десятков до сотен кВт (сайт ГИС ВИЭ России: http://gisre.ru/maps/maps-obj/wind). Важным этапом при оценке возможности использования ВИЭ является не только расчет валового и технического потенциалов, но и анализ потребителей (интегральное среднее суточное потребление энергии и график нагрузки потребителей, (т.е. средний для сезона внутрисуточный ход потребления энергии). На основе ранее проведенных исследований и развитых методик проведена оценка энергетического потенциала отходов производства и потребления, в частности, твердых коммунальных отходов (ТКО). Были проведены оценки валового и технического потенциала энергии биомассы КБО Мурманской области, которые составили 128 млн. кВтч электроэнергии в год или 0.5 млн. Гкал/год. Потенциально переработка отходов с получением энергии может обеспечить значительную долю потребляемой тепловой и электрической энергии. Однако в климатических условиях Мурманской области значительную долю этой энергии необходимо тратить на обогрев и обслуживание самих установок по переработке биомассы отходов (метантенки), что делает на настоящем этапе развития технологий это направление возобновляемой энергетики в регионе нерентабелным. 5.2 Разработан алгоритм комплексного изучения территориальной структуры горнопромышленных монопрофильных поселений Мурманской области (как части Арктической зоны Российской Федерации) и факторов, влияющих на современные возможности их социально-экономического развития с учетом нескольких возможных моделей субъектов хозяйствования, объединенных специализацией на процессах добычи и переработки полезных ископаемых на территории одного региона. Выявлены локальные факторы и выделены индикаторы трансформации горнопромышленных моногородов Мурманской области в современных условиях активизации административно-управленческого регулирования социально-экономическим развитием Арктической зоны Российской Федерации. Проанализирована разработанность, согласованность и комплексность управленческих подходов в вопросах социально-экономического развития АЗРФ и арктических моногородов в регламентирующих правовых актах, стратегиях, концепциях и планах развития федерального, регионального и муниципального уровня. Проведена комплексная оценка современного уровня развития, структуры и положения горнопромышленных монопрофильных городских поселений Мурманской области в экономике региона. 5.3. Проведена оценка изменения состояния атмосферного воздуха в промышленных городах (Уфа и Магнитогорск) в связи с применением новой природоохранной и градостроительной политики. Для оценки функционального зонирования территории города Уфа качества экологического каркаса было проведено дешифрирование космических снимков сверхвысокого пространственного разрешения спутника GeoEye и составлена одноименная карта, с целью выявления территориальной структуры и особенностей размещения участков города разного функционального назначения. 5.4. С использованием космических снимков различного разрешения, данных наземного спектрометрирования, количественного и качественного анализа состояния растительности предложены методы решения задач оценки состояния экосистем при некоторых видах природопользования: применение в сельском хозяйстве для внедрения технологии и реализации задач точного земледелия; создание библиотеки спектральных образов растений Севера для мониторинга состояния экосистем в сфере воздействия предприятий горнодобывающей промышленности и оценки возможностей и и эффективности мероприятий фитомелиорации в городах; оценка состояние зеленых насаждений городов для фоомирования экологически безопасной и комфортной среды. На примере г. Астана определены изменения озелененных площадей, с использованием ГИС-технологий, и снимков Landsat 4, Landsat 5, Landsat 7, что позволило выявить их состояние на 1989, 1995, 2000, 2005, 2010, 2015 г. Расчеты вегетационного индекса (NDVI) для оценки состояния зеленого каркаса г. Астаны, показали положительную тенденцию развития зеленого каркаса города 5.5. Разработана и апробированиа методика микрорайонирования для целей ландшафтно-экологического планирования территории Большого Севастополя с учетом геоэкологических проблем и функционального зонирования территории путем анализа ландшафтной структуры, рельефа, анализа застройки и зеленых зон. Выделены типовые участки для реализации комплекса мероприятий, которые помогут Большому Севастополю встать на путь устойчивого развития. Путем оценивания однородности градостроительных характеристик, функционального назначения территории, географических признаков, экологической обстановки, территориальной обособленности и перспектив развития выделено 30 типов, повторяющихся на территории города, планировочных районов для разработки комплекса целевых мероприятий по их стратегическому развитию. 6. Проведен анализ результатов мониторинга работы автономной солнечной энергетической установки, круглогодично работающей в условиях г. Москвы. В состав установки входят монокристаллические фотоэлектрические модули (ФЭМ), гелевые свинцово-кислотные аккумуляторы, контроллер заряда аккумулятора, нагрузка (потребитель), в качестве которой была использована осветительная система. Одновременно проводился мониторинг условий окружающей среды, а именно, падающей солнечной радиации (пиранометр QMS101 фирмы Kipp&Zonen), температуры, скорости ветра. Исходные данные аккумулированы в удобной форме (базы данных), проведены расчеты производительности; часовые и суточные суммы падающей солнечной радиации. Изучен сезонный ход производительности установки (вырабатываемая энергия), КПД отдельных элементов (ФЭМ, аккумуляторы) и установки в целом; влияние затенения, возникающего в условиях плотной городской застройки, на производительность установки в разные сезоны года, влияние загрязнения и заснежения на вырабатываемую энергию. Получены достоверные данные о периодах минимальной производительности установки для климатических условий Москвы (ноябрь – январь); снижении производительности в результате запыления поверхности модулей за весенне-летний период (до 8%). Показано, что в периоды минимальной производительности эксплуатация солнечных установок в автономном режиме в условиях г.Москвы неоправданна в связи с постоянным глубоким разрядом аккумуляторов и возможным выходом из строя батареи аккумуляторов, соединенных параллельно, при отсутствии системы балансировки. Высокая стоимость замены аккумуляторов делают эксплуатацию автономных установок в течение всего года в климатических условиях средней полосы России неоправданно высокозатратной. Апробирован авторский метод оценки затенения установок солнечной энергетики в условиях плотной городской застройки. Метод предусматривает: - проведение панорамной съемки (в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов) зданий, деревьев, иных препятствий, окружающих установку; - наложение на панорамные снимки аналемм солнца (траекторий годового хода солнца по небосводу); - оценку снижения производительности установки в результате затенения прямой солнечной радиации в различные месяцы, дни, часы года. Применение апробированной методики позволяет эффективно и быстро провести выбор места сооружения и наиболее оптимальную ориентацию солнечной фотоэлектроустановки в городских условиях. 7. Разработан и внедрен в образовательный процесс межкафедральный курс «Возобновляемая энергетика в ресурсосбережении и охране окружающей среды» для магистров географического факультета МГУ имени М.В. Ломносова. Подготовлена и сдана в печать монография «Коттеджные поселки как новый элемент системы расселения в России». Саянов А. А., Голубева Е. И., Король Т. О. — М.: ЛЕНАНД, 2018. — С. 208. Результаты исследования по Проекту были доложены на 53 конференциях и научных мероприятиях.