Введение
В настоящее время в число наиболее важных вопросов, связанных с выработкой стратегии устойчивого развития территории, относят и проблемы экологически безопасного строительства. Тем более, что строительство из инстинктивной деятельности человека по приспособлению окружающей среды для своих нужд в настоящее время превратилось в многогранный процесс, включающий помимо технико-экономических, правовых и социальных, широкий круг экологических аспектов. В свою очередь, это включает рассмотрение взаимосвязи состояния окружающей среды, уровня антропогенной трансформации территории, специфику влияния строительной деятельности, что преломляется через своеобразие природных компонентов и процессы их развития.
Географическое положение Вологодской области, расположенной на Северо-Западе Европейской части России, обусловило как своеобразие природных условий, так и возможность освоения территории, имеющей богатые лесные и водные ресурсы. Любое расселение и освоение человеком территории начинается с отчуждения земель под строительство, изначально жилищ, а с развитием экономики происходит прогрессирующее расширение спектра возводимых объектов разного хозяйственного назначения. В Вологодской области, обладающей достаточно высоким экономическим потенциалом, развиты все виды строительства (жилищно-гражданское, транспортное, промышленное, гидротехническое, гидромелиоративное). Поэтому данная сфера хозяйственной деятельности человека характеризуется многофакторным влиянием и наглядно иллюстрирует специфику последствий истории взаимодействия общества и природы на определенной территории. Это определяет актуальность рассмотрения исторического и эколого-экономического аспектов последствий развития строительной деятельности на природные объекты с учетом своеобразия территории Вологодской области. Особенно наглядно связь этих аспектов прослеживается на примере развития жилищно-гражданского строительства, основой которого в историческом прошлом было создание первых поселений.
Исторические предпосылки строительной деятельности и развития ее направлений на территории Вологодской области
Для заселения края в историческом прошлом благоприятной природной предпосылкой служило расположение территории на водоразделе трех морей (Белое, Балтийское, Каспийское), где в зоне избыточного увлажнения сформировалась густая гидрографическая сеть. Поэтому освоение и заселение этого лесного и заболоченного края определялись наличием гидрографической сети, о чем свидетельствует множество неолитических стоянок на берегах водоемов. Создание любого поселения на территории, расположенной в таежной зоне, требовало расчистки территории от леса и давало возможность его использования при строительстве жилищ. Немаловажную роль в формировании своеобразного уклада жизни человека при заселении данной территории сыграли климатические условия, которые являются переходными от зон экологического оптимума к пограничным суровым условиям Крайнего Севера. Таким образом, уже изначально при создании поселений были связаны в единый узел строительство жилищ, коммунальный быт и начало антропогенного изменения всех трех основных природных компонентов территории (водных, лесных и почвенных экосистем). Это обусловило в дальнейшем сложное многофакторное влияние строительной деятельности на состояние природных объектов, учитывая неразрывную связь растительно-почвенного покрова, а также наземных и водных экосистем через выраженную стокорегулирующую функцию таежных лесов. С момента заселения возникает и расширяется спектр антропогенного влияния строительной деятельности, включая преднамеренные и попутные, прямые и косвенные воздействия.
В историческом аспекте преднамеренное влияние было обусловлено заселением береговой зоны при использовании водных путей. Так, археологические материалы доказывают зависимость славянского заселения данной территории в 9-13 веках от расположения рек и озер. Отметим, что славяне на первом этапе колонизации унаследовали приречно-приозерную систему предшествующей волны расселения угро-финского населения. Однако с привнесением славянами пашенного земледелия к 14 веку были освоены все типы ландшафтов, включая водно-ледниковые, моренные и моренно-эрозионные, и локальный характер антропогенных изменений эволюционировал в площадный. При этом сведение лесов (для строительства поселений и вокруг них – для земледелия) следует отнести к прямому антропогенному влиянию, что сопровождалось и косвенным влиянием, в частности эрозией почвы и т. д. Попутное влияние включало изменение сообществ, привнесение культурных растений, создание благоприятных условий для размножения видов-вредителей и переносчиков заболеваний, загрязнение бытовыми отходами и другие начавшиеся и нежелательные для человека процессы.
Следует подчеркнуть, что жилищное строительство было первым этапом, необходимым для развития хозяйственной деятельности. За ним последовало антропогенное преобразование ландшафтов на водосборах, а значит начало опосредованного влияния на состояние водных экосистем через изменение твердого стока и гидрологического режима.
Другим направлением параллельно развивающегося преднамеренного влияния было обустройство транспортных путей, заложившего основу развития в дальнейшем гидротехнического строительства. Система волоков, связывающих Белозерско-Онежский, Волжско-Невский и Белозерско-Сухонский пути, способствовала дальнейшему активному заселению края, развитию земледелия на водосборах, что привело в 16-17 вв. к созданию водораздельного типа топографического положения поселений. Следовательно, экономическое развитие края стимулировалось, благодаря наличию водных путей сообщения. Это позволяло расширять число населенных пунктов и развивать строительную деятельность. Прогрессирующая эксплуатация богатых лесных и водных ресурсов вылилась в массовую рубку лесов, начавшуюся еще с 17 века. Это усилило отрицательное воздействие как на лесные экосистемы, так и на водные системы через изменение водосбора и водного баланса.
В дальнейшем строительство магистральных водных путей Северо-Двинской и Мариинской (Волго-Балтийской) систем соединило не только населенные пункты, но и разные бассейны. Это создало новые миграционные пути для организмов, что к настоящему времени породило проблему инвазий. Активное саморасселение чужеродных видов имеет далеко идущие последствия для сообществ водных экосистем и сохранения биоресурсов. Кроме того, многочисленные последствия для изменения условий обитания гидробионтов повлекло зарегулирование стока.
Другими словами, строительство поселений послужило пусковым механизмом для каскадных преобразований природных объектов, что в дальнейшем развивалось по принципу положительной обратной связи и отражало ускорение социально-экономических процессов. Это можно рассматривать как механизм косвенного воздействия строительной деятельности на наземные и водные экосистемы, взаимосвязь которых обеспечивает функционирование территории в целом как системы.
Со второй половины XX века начинается этап интенсивного и экстенсивного комплексного воздействия на территорию Вологодской области. Данный период связан с развитием промышленного, гидромелиоративного строительства, наряду с новым витком гидротехнического и транспортного. Начавшаяся урбанизация, а значит, развитие жилищно-гражданского строительства и особенно жилищно-коммунального хозяйства, как функционирования инфраструктуры населенных пунктов, вызвала возникновение экологических проблем. Последствия негативного влияния усугубились традиционной приуроченностью центров хозяйственной деятельности региона к водоемам. Результатом этого явилась антропогенная трансформация водных экосистем, которые в настоящее время превратились в узловые точки ускорения негативных и нежелательных для человека процессов и отражают состояние территории в целом.
Экологические и социально-экономические последствия строительной деятельности
Итак, последствия строительной деятельности, как и любого хозяйственного воздействия, преломляются через специфику природных условий. В этом плане особенности лесной, заболоченной с густой гидрографической сетью территории, на которой расположена Вологодская область, изначально определили главные направления негативного влияния строительной деятельности на природные системы. Можно условно выделить 3 категории антропогенных факторов, исходно обусловленных строительством поселений и непосредственно воздействующих на природные компоненты как издревле, так и по настоящее время. Во-первых, это трансформация ландшафтов для подготовки открытых площадей для строительства, что требовало вырубки лесов, осушения, преобразования почвенного покрова, включая механическое разрушение, а затем уплотнение почвы. Во-вторых, приуроченность поселений к водным объектам вызвала преобразование береговой зоны, возникновение точечных источников загрязнения. Необходимо подчеркнуть, что загрязнение особенно опасно для водоемов на территории Вологодской области, которые характеризуются мелководностью. Они быстро трансформируются при антропогенном воздействии, что и подтверждает состояние водных экосистем в настоящее время. В- третьих, произошло создание искусственных экосистем за счет строительства поселений, а значит преобразование сообществ и создание условий для биологических инвазий, а также основы для явления синантропизации видов.
Вышеперечисленные основные направления воздействий (трансформация ландшафтов, берегов, создание искусственных экосистем) можно отнести к прямым последствиям строительной деятельности. Однако следует учитывать, что каждое из них вызывает каскадные процессы в экосистемах и возникновение косвенных путей распространения прямых и попутных влияний, имеющих также многофакторный характер. В частности, сведение лесов служит началом каскадных процессов, связанных с миграцией элементов в почвах, изменением мезоклимата на ландшафтном уровне, а в поселениях – микроклимата. На осушенных болотах вблизи строительных площадок увеличиваются затраты тепла на нагревание воздуха. Создание открытых пространств увеличивает скорость ветра, способствует возникновению ураганов, наводнений, засух. Интенсивное сведение лесов в Вологодской области, в которое заметную лепту внесли разные виды строительства, привело к замене коренных хвойных лесов на вторичные мелколиственные. Соответственно меняется водный и световой режим, условия обитания организмов, идет перестройка сообществ, изменение флоры и фауны. Обеднение видового состава лесных сообществ особенно характерно для центральной, наиболее освоенной части области. Меньше оно коснулось восточных и западных районов.
Причем общая картина последствий значительно усложняется за счет взаимодействия как основных направлений влияния строительной деятельности, так и «переплетением» каскадных эффектов. Это обусловлено системными свойствами природных объектов, их иерархией, сетевым характером функционирования, нелинейностью процессов. Например, сведение лесов связано не только с вышеописанными нежелательными процессами в наземных экосистемах, но и вызывает каскад взаимосвязанных изменений в водно-болотных экосистемах. Так, происходит изменение модуля стока, гидрологического режима, повышение твердого стока увеличивает концентрацию взвешенных веществ в водных объектах, изменяет условия обитания гидробионтов, повышение мутности снижает прозрачность, от которой зависит фотосинтез, и изменение продуктивности отражается на всех трофических уровнях водных экосистем.
Помимо того, многофакторное влияние строительной деятельности на природные объекты усиливается с течением времени на фоне социально-экономического прогресса. Это связано с развитием самой отрасли, включая масштабы, усложнение ее структуры, дифференциацию на отдельные направления, разнообразие возводимых объектов, технологий, материалов. Кроме того, современный уровень хозяйственной деятельности подразумевает наличие системы взаимосвязанных отраслей, каждая из которых не может существовать без инфраструктуры. Строительная деятельность связанна с изъятием природных ресурсов (вырубка лесов, забор воды, добыча полезных ископаемых), развитием транспорта, промышленности по производству строительного оборудования, материалов и др.
Возрастающие темпы урбанизации приводят к включению в состав городских территорий новых природных объектов, в том числе водных экосистем. Под влиянием эвтрофикации, термофикации и токсификации водоемов, а также в результате целенаправленных преобразований возникают новые гидроэкосистемы.
Изменение земной поверхности на территории населенного пункта связано с утратой живописных ландшафтов с выравниванием рельефа, осушением, изменением русел рек, состояния грунтовых вод и др. В Вологодской области преобразованные территории составляют более трети от общей площади. Среди них поселения человека и предприятия занимают площадь около 330 тысяч гектар, что превосходит в 2,4 раза площадь особо охраняемых территорий.
Многофакторное влияние строительной деятельности на экосистемы внесло заметный негативный вклад в разнообразие их антропогенных модификаций на территории Вологодской области. Согласно классификации Виноградова Б. В., в секции полуприродных экосистем (в которых нарушена главным образом биота) к последствиям строительной деятельности можно отнести возникновение таких классов антропогенных модификаций как вырубочные, рекреационные экосистемы. В трансформированных экосистемах к антропогенным модификациям, обязанным своим происхождением строительной деятельности человека, относятся гидромелиоративные экосистемы. Секция экотехнических (собственно антропизированных экосистем) включает экосистемы, состоящие из абиогенных техногенных компонентов, процесс обмена веществ и энергии в которых не имеет аналогов в природе. Здесь многофакторное воздействие строительства наиболее ярко проявляется в создании селитебных, промышленных, выработочно-отвальных, гидростроительных, дорожно-линейных антропизированных экосистем. Серия парагенетических АЭ объединяет экосистемы, существование которых обусловлено влиянием одних экосистем на другие (соседние) посредством природных связей. В этой серии строительная деятельность оказала заметное влияние на возникновение таких антропогенных модификаций экосистем как воздушно-загрязнённые, водно-загрязнённые, парагидролитические, парагеохимические. Секция постантропогенных (вторично-антропизированных) АЭ объединяет экосистемы ранее антропизированные, но позднее подвергшиеся влиянию вторично активированных неблагоприятных и вызванных строительной деятельностью процессов. Это привело к возникновениию таких классов антропизированных экосистем как вторично-геоморфологические, вторично-гидрологические, вторично-геохимические, вторично биотические. Серия природоохранных (квазиприродных природоохранных) АЭ объединяет экосистемы охраняемых территорий разной категории, естественное функционирование которых также может быть нарушено вследствие влияния строительной деятельности.
В характеристике строительной деятельности как антропогенного фактора, имеющего широкий спектр негативных последствий, нельзя не учитывать такой важный аспект как создание экологических рисков для здоровья человека через прямое и опосредованное воздействие на население. Последнее можно классифицировать следующим образом. Во-первых, это прямое воздействие различных видов загрязнений (шумовое, вибрационное, химическое и др.), возникающих в процессе строительных работ и создающих опасность профессиональных заболеваний работников данной отрасли. Во-вторых, население около строящихся объектов также проживает в некомфортной для здоровья зоне. В-третьих, это измененная среда обитания в населенных пунктах, особенно в городах, где особенно ярко проявляются экологические риски для здоровья населения. В-четвертых, это проблемы в рамках так называемой «экологии жилища». В-пятых, опосредованное воздействие строительства осуществляется через распространение загрязнителей в природных компонентах (атмосферный воздух, вода, почвы), с которыми непосредственно взаимодействует человек в своей жизнедеятельности.
К каскадным последствиям строительной деятельности и функционирования ЖКХ следует отнести многочисленные проблемы урбанизации. Оно связано с водоснабжением, значит, изъятием воды, сбросом сточных вод, и соответственно с загрязнением (тепловым, химическим, бактериологическим), проблемой отходов и их утилизации, отчуждением территории под свалки. Расширение антропогенных модификаций уменьшает площадь рекреационных, туристических, оздоровительно-лечебных и других малонарушенных территорий, необходимых для поддержания здоровья и обеспечения эстетических потребностей населения. Кроме того, достаточно высокая плотность населения и многочисленность населенных пунктов повышает уязвимость к последствиям техногенных катастроф на построенных объектах. Вологодская область относится к региону третьей степени опасности. Более 700 тыс. человек проживают в зонах опасности возникновения чрезвычайных ситуаций, а 673 тысячи – в зоне опасности химического заражения. Наблюдается рост количества аварийных ситуаций, связанных с устаревшим оборудованием ЖКХ. Нарушение снабжения питьевой водой несоответствующего качества приводит к росту инфекционных заболеваний.
В настоящее время в спектр последствий строительной деятельности входят все виды загрязнений. Согласно классификации физических загрязнений, можно выделить следующие: шумовые; вибрацию (техническое оборудование, транспорт и др.); электромагнитные (от линий электропередач, работы оборудования и др.); тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов, теплоцентрали, жилища); световые (ухудшение естественной освещенности местности под воздействием искусственных источников света); биологические загрязнения (свалки, помойки, организмы – возбудители и переносчики инфекционных болезней, размножение микроорганизмов и др.). Все виды строительства и ЖКХ вносят свою негативную лепту в химическое загрязнение окружающей среды, связанное с воздушной эмиссией, «кислыми дождями», загрязнением почв и поверхностных вод, в том числе за счет сброса недостаточно очищенных сточных вод. Наиболее подвержены бактериальному загрязнению поверхностные водоемы, особенно в густонаселенных и урбанизированных районах. Большую угрозу экологической безопасности в строительной отрасли представляет интенсивная застройка в водоохраной зоне. Бурное частное строительство создает многочисленные точечные источники загрязнения бытовыми стоками. Одной из острых проблем является накопление отходов. На территории области зарегистрировано 415 объектов для размещения твердых бытовых отходов, из них 292 – несанкционированные свалки. Самую большую долю в накопление отходов вносят города: Череповец, Сокол, Вологда. Особую проблему составляют бытовые отходы, под свалками занято около 600 тысяч гектаров земли, часть из них расположены в водоохранных зонах. «Мусорная» проблема – это не только решение вопросов утилизации отходов, но и проблема культуры строительной деятельности.
Таким образом, антропогенное воздействие строительства разнообразно по своему характеру и происходит на всех этапах строительной деятельности – начиная от производства стройматериалов и кончая эксплуатацией готовых объектов. В то же время возникли проблемы защиты самих строительных объектов, в частности, от загрязнения воздуха (коррозия, разрушение покрытий, скульптур и орнаментов памятников старины и т. д.); от денудационных нарушений (прогибы, проседания, трещины) и подвижки грунтов. Одновременно увеличивается площадь нарушенных территорий, которые не могут быть использованы под строительство без рекультивации. Строительство на пустырях, на местах бывших свалок создает риск вторичных загрязнений, в том числе радиационных и биологических. Поэтому в настоящее время приходится учитывать ответные реакции трансформированных природных объектов как экологические риски для строительной деятельности и перспектив ее развития.
Эффект «бумеранга» вследствие многофакторного, интенсивного, хронического антропогенного влияния на территорию Вологодской области вызывает необходимость разработки новых подходов к экологическим рискам в строительной деятельности. Должны быть минимизированы потребности в электроэнергии и иных ресурсах при строительстве объекта и его эксплуатации. Максимально должны быть ограничены масштабы загрязнения воздуха, воды и почвы, образование бытовых отходов. Необходима регламентация выбора места строительства, архитектурной концепции, строительных материалов, систем бытовой техники, зеленых насаждений. Все это составляющие «устойчивого строительства» как социально-экологического понятия, основанного на соблюдении принципа неагрессивного вторжения в природу.