Оценка состояния зеленых насаждений г. Таруса

Полный текст

Введение Город Таруса - небольшой по площади и населению город Калужской области, административный центр Тарусского муниципального округа[28]. Площадь округа - 715 км[29], площадь города Таруса - 12 км2. По состоянию на 31 декабря 2021 г. население Тарусского муниципального округа составляет 15 384 чел., города Таруса - 9918 чел.2 Сохранение природного наследия и устойчивое развитие региона являются важными задачами. В городах формируются урбоэкосистемы, имеющие сложное строение и находящиеся под постоянным антропогенным влиянием. Малые города, к которым относится и Таруса, требуют большого внимания в связи с их уязвимостью, в том числе и экологической. При этом изучению урбоэкосистем малых городов уделяется мало внимания [1-8]. Основные геоморфологические элементы, присущие ландшафтам города: холмы, овраги и балки, пойма реки Оки. Климат умеренно континентальный. Развитие туризма приводит к растущему антропогенному воздействию. Увеличение рекреационной нагрузки, застройка территорий и изменение природных ландшафтов требуют комплексного анализа экологического состояния города. Особую значимость приобретает изучение зеленых насаждений, которые выполняют ключевые функции в поддержании экологического равновесия городской экосистемы [9-11]. Цель исследования - оценка современного состояния экосистем Тарусы и разработка рекомендаций для их устойчивого развития. В рамках работы решались следующие задачи: 1) анализ видового состава флоры и степень распространения каждого вида по функциональным зонам; 2) оценка жизненного состояния деревьев, кустарников и трав с использованием полевых методов и расчета NDVI; 3) разработка мер по оптимизации городского озеленения. Исследования проводились в 2023-2025 гг. Впервые выполнена комплексная инвентаризация зеленых насаждений Тарусы, выявлены зоны наибольшей экологической нагрузки и предложены адаптивные решения для их восстановления. Методы исследования Комплексная оценка городских экосистем проводилась через самый активный компонент - растения. В пределах города Тарусы были выделены четыре функциональные зоны: 1) транспортная - проанализировано состояние придорожных газонов, а также древесно-кустарниковых растений (при их наличии); 2) селитебная - объектом оценки стали зеленые насаждения жилых кварталов: газоны, цветники, кустарники и деревья; 3) общественная - оценке подлежало состояние всех элементов озеленения: парковых газонов, декоративных клумб, древесных насаждений; 4) промышленная - изучено состояние насаждений, расположенных в пределах промышленных районов. Были заложены пробные площадки во всех функциональных зонах (рис. 1). Рис. 1. Схема расположения точек оценки состояния городской растительности в Тарусе Источник: составлено В.А. Брундуковой по: Карта точек по оценке состояния зеленых насаждений. URL: https://yandex.ru/maps/20208/tarusa/?ll=37.166359 %2C54.729619&mode=usermaps&source=constructorLink&um=constructor %3Aac874c981addcc86ecf594f1e9a04be60a42d95cc967e405aed55b9c3a0fc64f&z=13 (дата обращения: 03.08.2025). В основу оценки положена балльная система в соответствии с приказом Госстроя РФ от 15 декабря 1999 г. № 153 «Об утверждении правил создания, охраны и содержания зеленых насаждений в городах Российской Федерации». Согласно методике зеленые насаждения оцениваются по трехбалльной системе: 3 балла - хорошее состояния (отсутствие повреждений, нормальное развитие); 2 балла - удовлетворительное состояние (незначительные повреждения, сниженная жизнеспособность); 1 балл - неудовлетворительное состояние (сильные повреждения, угнетенность); 0 баллов - объект не встречается на участке. Был составлен список видового разнообразия высших сосудистых растений, встреченных на пробных площадках. Для каждого вида приведены его характеристики: таксономическая оценка, морфологические особенности, зоны произрастания, частота встречаемости. Это позволило получить данные о флоре исследуемой территории [12]. Для выявления закономерностей пространственного распределения видов проанализирована степень распространенности каждого вида. Оценка жизненного состояния растений производилась в вегетационные сезоны 2023-2025 гг. согласно методике, утвержденной приказом Госстроя РФ от 15 декабря 1999 г. № 153 «Об утверждении правил создания, охраны и содержания зеленых насаждений в городах Российской Федерации»3. Также использовались и дистанционные методы. Был рассчитан NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). NDVI рассчитывается по формуле NDVI = NIR -RED , NIR + RED где NIR - отраженная инфракрасная радиация; RED - отраженная красная радиация. Для расчета индекса NDVI использовались космические снимки Landsat 8, которые впоследствии были обработаны в среде QGIS. Визуализация полученных результатов выполнена с помощью цветового градиента: от красного (минимальные значения вегетационной активности) до зеленого (максимальные значения). На основе рассчитанных данных вся территория была классифицирована по пороговым значениям NDVI на классы: густая растительность, разреженная растительность, открытая почва, водные объекты, искусственные поверхности [13]. Результаты и обсуждение В ходе работы проведены полевые исследования на 32 пробных площадках в городе Таруса, охватывающих разные функциональные зоны. На основе полученных данных составлен аннотированный список флоры, включающий все выявленные виды и их характеристики. Полученные результаты наглядно отражают состояние растительности в условиях антропогенного воздействия и позволяет оценить степень трансформации городских экосистем [2]. 3 Приказ Государственного комитета Российской Федерации по строительству и жилищно- коммунальному комплексу от 15 декабря 1999 г. № 153 «Об утверждении правил создания, охраны и содержания зеленых насаждений в городах Российской Федерации». URL: https://normativ.kontur. ru/document?moduleId=1&documentId=49758&ysclid=mq0owj5to069896350 (дата обращения: 12.07.2025). В результате оценки на 32 пробных площадках был зафиксирован 71 вид высших сосудистых растений. Среди древесных растений доминируют ель обыкновенная (Picea abies (L.) H. Karst.), отмеченная на 7 точках исследования, а также клен ясенелистный (Acer negundo L.) и липа мелколистная (Tilia cordata Mill.), частота встречаемости которых составила 6 участков. Среди травянистых растений наиболее часто отмечен лопух паутинистый (Arctium tomentosum Mill.) - на 7 участках. 59 % видов встречаются на площадках единожды. В систематической структуре флоры Тарусы, согласно полученным данным, ведущее положение занимают семейства Rosaceae, Salicaceae и Aceraceae. Это в целом согласуется с исследованиями по другим городам: в Кинешме крупными семействами являются Rosaceae (42 вида) и Salicaceae (20 видов), а в Дубне - Rosaceae (40 видов) и Salicaceae (22 вида) [6; 7]. Преобладание этих семейств отражает общие тенденции формирования флоры в урбанизированных условиях умеренной зоны. Растительность Тарусы характеризуется преобладанием деревьев над кустарниками и лианами, что типично для городских дендрофлор Центральной России. В Кинешме также доминируют деревья, хотя доля кустарников там выше [14]. В Дубне, напротив, отмечено большее разнообразие кустарниковых форм, что может быть связано с более широким использованием их в стихийном озеленении частного сектора [15]. Общей проблемой для Тарусы, Кинешмы и Дубны является внедрение инвазионных видов в природные сообщества. В Кинешме 12 видов являются инвазионными (например, Acer negundo L., Populus alba L., Fraxinus pennsylvanica Marsh.) [14]. В Дубне агрессивное поведение отмечено у Acer negundo L., Amelanchier spicata (Lam.) K. Koch, Hippophae rhamnoides L. и других видов [15]. В Тарусе, согласно проведенным наблюдениям, также активно расселяются инвазионные виды (например, Acer negundo L., Solidago canadensis L.), что требует постоянного мониторинга и контроля за их распространением. Устойчивость урбоэкосистем зависит не только от видового разнообразия, но и от жизненного состояния растений. В результате анализа полученных данных в ходе исследования была создана сводная таблица с оценкой их жизненного состояния (табл. 1). Данный подход позволил унифицировать оценку состояния древесно-кустарниковой растительности, цветников и газонов для последующего анализа и сравнения. Анализ состояния древесных насаждений позволил выявить следующее: более трети (36 %) всех участков характеризуются неудовлетворительным состоянием деревьев. Наиболее часто древесные растения в таком состоянии встречаются в селитебных (7 участков) и транспортных (2 участка) зонах. Удовлетворительное и хорошее состояние фиксируется значительно реже - на 6 и 10 % участков соответственно, причем деревья с соответствующими жизненными состояниями рассредоточены по разным функциональным зонам. Важным фактором является полное отсутствие деревьев почти на половине (48 %) обследованных пробных площадках (рис. 2). Таблица 1. Жизненное состояние растений города Таруса Номер участка Жизненное состояние деревьев Жизненное состояние кустарников Жизненное состояние газонов Жизненное состояние цветников 1 0 0 1 0 2 2 0 1 0 3 3 2 1 0 4 0 1 2 0 5 1 3 2 2 6 1 1 1 0 7 0 0 2 0 8 1 1 2 0 9 0 2 1 0 10 0 3 2 1 11 0 2 0 2 12 0 1 1 0 13 1 1 1 0 14 1 1 1 1 15 1 2 1 0 16 1 0 1 0 17 1 0 1 0 18 3 2 1 0 19 1 0 1 0 20 0 1 2 1 21 3 0 2 0 22 0 3 2 3 23 0 2 2 2 24 0 2 0 2 25 0 2 3 2 26 1 0 1 1 27 0 0 1 1 28 0 1 1 1 29 0 2 2 1 30 1 0 1 0 31 2 0 2 0 32 0 0 1 0 Источник: составлено В.А. Брундуковой. Жизненное состояние кустарников, в отличие от деревьев, на территории г. Таруса лучше (рис. 3). Хотя доля участков, полностью лишенных кустарников, также высока (38 %), их удовлетворительное состояние встречается почти втрое чаще (28 % против 6 % у деревьев). Эти участки в основном сосредоточены в селитебных и общественных зонах (по 4 участка). При этом доля насаждений в неудовлетворительном (25 %) и хорошем (9 %) состоянии распределена по разным функциональным зонам без выраженного доминирования какой-либо одной. Рис. 2. Жизненное состояние деревьев Источник: составлено В.А. Брундуковой. Рис. 3. Жизненное состояние кустарников Источник: составлено В.А. Брундуковой. По результатам анализа жизненного состояния травянистых растений на газонах выявлена критическая ситуация: более половины (55 %) участков имеют неудовлетворительное покрытие, причем проблема наиболее остро стоит в селитебной зоне (9 участков) (рис. 4). Газоны в удовлетворительном состоянии встречаются реже (36 %) и также в основном сконцентрированы в жилых районах. Хорошее состояние газона было зафиксировано лишь на одном участке (3 %) в общественной зоне. Еще 6 % территорий полностью лишены газонов. Оценивая жизненное состояние растений цветников, важно отметить, что они полностью отсутствуют на 59 % обследованных территорий (рис. 5). Из имеющихся цветников большая часть (22 % от общего числа пробных площадок) находится в неудовлетворительном состоянии, причем они сосредоточены в общественной и селитебной зонах. Удовлетворительное состояние зафиксировано у растений цветников лишь на 16 % участков. Примечательно, что цветник в хорошем состоянии был найден всего на одном участке (3 %) в общественной зоне, что подчеркивает остроту проблемы. Рис. 4. Жизненное состояние газонов Источник: составлено В.А. Брундуковой. Рис. 5. Жизненное состояние цветников Источник: составлено В.А. Брундуковой. На основе проведенных исследований была проведена оценка жизненного состояния растений в разных функциональных зонах города Таруса. Транспортная зона: участки вдоль дорог, магистралей, перекрестков. Высокая антропогенная нагрузка из-за загазованности, засоления почв, механических повреждений растений: - жизненное состояние деревьев: в среднем 2-3 балла. В удовлетвори-тельном состоянии - Acer negundo L., Tilia cordata Mill. Наблюдается замедленный рост, частичное усыхание крон. В хорошем состоянии - единичные экземпляры Picea abies L., устойчивые к загрязнениям; - жизненное состояние кустарников: в среднем 1-2 балла. Преобладает неудовлетворительное состояние - спирея японская, пузыреплодник калинолистный с оголенными нижними ветвями. В удовлетворительном состоянии - сирень обыкновенная, но с редким цветением; - жизненное состояние растений газонов: в среднем 1-2 балла. Изрежен-ные, с доминированием сорных видов (пырей ползучий, подорожник большой); - жизненное состояние растений цветников: в среднем 0-2 балла. На большинстве участков отсутствуют, редкие клумбы с бархатцами в удовлетворительном состоянии. Высокая антропогенная нагрузка приводит к угнетению растений, особенно вдоль оживленных дорог. Селитебная зона: жилые кварталы (частный сектор, многоэтажная застройка). Умеренная рекреационная нагрузка, локальное загрязнение: - жизненное состояние деревьев: в среднем 1-2 балла. В удовлетворительном состоянии - липа, ясень в частных дворах. В неудовлетворительном - старые тополя с дуплами, суховершинностью; - жизненное состояние кустарников: в среднем 2-3 балла. Удовлетворительное состояние - шиповник морщинистый, жимолость лесная. В хорошем состоянии - декоративные посадки (спирея белая, дерен белый); - жизненное состояние растений газонов: частично вытоптаны, но в частном секторе встречаются ухоженные участки; - жизненное состояние растений цветников: по большей части в удовлетворительном состоянии (пионы, ирисы). Состояние растений варьируется в зависимости от ухода. В частном секторе - лучше, в многоэтажном - выявляется деградация газонов. Общественная зона: парки, скверы, площади. Активное рекреационное использование: - жизненное состояние деревьев: хорошее - липы, клены в парковых зонах; - жизненное состояние кустарников: декоративные посадки (спирея белая, пузыреплодник калинолистный) в хорошем состоянии; - жизненное состояние растений газонов: ухоженные, но местами вытоптаны; - жизненное состояние растений цветников: клумбы с многолетними растениями в хорошем состоянии. Лучшее состояние растений поддерживается благодаря уходу, но рекреационная нагрузка приводит к локальной деградации. Промышленная зона: территории предприятий. Загрязнение почв, воздушной среды: - жизненное состояние деревьев - неудовлетворительное, наблюдаются некрозы коры; - жизненное состояние кустарников - практически отсутствуют или сильно угнетены; - жизненное состояние растений газонов: изреженные, с сорняками; - жизненное состояние растений цветников: отсутствуют. Наиболее уязвимыми зонами оказались транспортная и промышленная - происходит угнетение растений из-за загрязнения. В селитебной зоне состояние зависит от уровня благоустройства. Наилучшее состояние растительности в общественных зонах. По итогам исследования составлена карта, отражающая состояние ландшафтов в городе (рис. 6). Рис. 6. Карта состояния ландшафтов в городе Таруса Источник: составлено В.А. Брундуковой по: Карта точек по оценке состояния зеленых насаждений. URL: https://yandex.ru/maps/20208/tarusa/?ll=37.166359 %2C54.729619&mode=usermaps&source=constructorLink&um=constructor %3Aac874c981addcc86ecf594f1e9a04be60a42d95cc967e405aed55b9c3a0fc64f&z=13 (дата обращения: 03.08.2025). Для количественной оценки динамики состояния растительного покрова г. Таруса был использован нормализованный разностный вегетационный индекс (NDVI). Его расчет проводился на основе данных дистанционного зондирования Земли, охватывающих многолетний период с 2001 по 2023 г. Рис. 7. Показатель NDVI с 2001 по 2023 г. Источник: составлено В.А. Брундуковой с помощью Interactive NDVI Map. URL: https://digital-dryads.eu/interactive-ndvi/ (дата обращения: 03.08.2025). Анализ временной динамики (рис. 7) позволяет выделить несколько устойчивых тенденций: 1) четко выраженный годовой цикл с пиковыми значениями (0,6-0,8) в июле-августе и минимумами (0,1-0,2) в январе-феврале, что объясняется сменой времен года и снижением количества зеленой растительности в зимний период; 2) амплитуда сезонных колебаний составляет 0,5-0,6, что типично для смешанных лесов умеренной зоны; 3) статистически значимое (p < 0,05) снижение среднегодовых значений NDVI с 0,52 ± 0,03 (2001-2005 гг.) до 0,45±0,04 (2019-2023 гг.); 4) наибольшие отрицательные аномалии (-15-20 % от нормы) зафиксированы в 2010, 2015 и 2021 гг. Полученные результаты свидетельствуют о прогрессирующей деградации растительных сообществ на 18-22 % территории города. С помощью программы QGIS проанализирован космический снимок за 28.06.2024 и рассчитан NDVI (рис. 8). Рис. 8. Индекс NDVI на карте г. Таруса Источник: составлено В.А. Брундуковой при помощи программы QGIS. Анализ значений NDVI выявил значительный разброс показателей: максимальное значение индекса (0,723) соответствует зонам с высокой фотосинтетической активностью, таким как пойменные дубравы и хвойные массивы, в то время как минимум (-0,311) характерен для территорий с плотной застройкой и мостовыми сооружениями. Пространственное распределение различных классов вегетационной активности по районам города систематизировано в табл. 2. Таблица 2. Распределение на классы NDVI Класс Процент территории, % Пример в городе Густая растительность 15 Северные и восточные окраины Разреженная растительность 30 Парки, скверы Открытая почва 25 Агроландшафты, пустыри Водные объекты 10 Река Ока, Таруса, пруды Искусственные поверхности 20 Центр города, дороги Источник: составлено В.А. Брундуковой. Вдоль реки Ока сохранились полосы густой растительности, что свидетельствует о наличии устойчивых пойменных экосистем. В то же время участки вблизи реки Тарусы характеризуются низкими значениями NDVI (< 0,025), указывающими на возможные процессы заиления или сильное антропогенное воздействие. Вокруг центра города наблюдается кольцевая зона разреженной растительности, вероятно, сформированная в результате программ озеленения. Наиболее проблемными являются территории на юге города со значениями NDVI в диапазоне 0,025-0,5, где необходимы меры по рекультивации, такие как подсев устойчивых травянистых видов. Заключение Апробирована методика качественной оценки насаждений по балльной системе, где 3 - хорошее состояние, 2 - удовлетворительное, 1 - неудовлетворительное. Получены следующие результаты: - деревья: 36 % - неудовлетворительное состояние, 6 % - удовлетворительное состояние, 10 % - хорошее состояние; - кустарники: 25 % - неудовлетворительное состояние, 28 % - удовлетворительное состояние, 9 % - хорошее состояние; - газоны: 55 % - неудовлетворительное состояние, 36 % - удовлетворительное состояние, 3 % - хорошее состояние; - цветники: 22 % - неудовлетворительное состояние, 16 % - удовлетворительное состояние, 3 % - хорошее состояние. Зафиксирован 71 вид растений, из которых 59 % встречаются единожды, что свидетельствует о фрагментированности экосистем. Наиболее распространенные виды: ель европейская (Picea abies), лопух паутинистый (Arctium tomentosum). Выявлены следующие ключевые проблемы ландшафтов города Таруса. Деградация зеленых насаждений: - 36 % обследованных деревьев находятся в неудовлетворительном состоянии (суховершинность, механические повреждения), а также выявлено преобладание малоустойчивых видов (клен ясенелистный) при недостатке коренных пород (дуб черешчатый, липа мелколистная); - 55 % газонов имеют изреженный травостой с доминированием сорных видов (пырей ползучий, подорожник большой), а также присутствуют недостатки ухода за цветниками (22 % участков в неудовлетворительном состоянии); Флористическое обеднение. Исчезновение типичных для пойменных лугов видов (злаки, разнотравье) на 40 % обследованных территорий. Заметно распространение инвазионных растений (например, золотарник канадский). Несовершенство управленческих решений. Нехватка мониторинговых данных о состоянии почв, растительности и водных объектов. Для решения выделенных проблем можно предложить следующие рекомендации: - провести санитарную обрезку 100 % деревьев в неудовлетворительном состоянии; - увеличить высадку наиболее широко распространенных видов деревьев, таких как липа мелколистная, дуб черешчатый; - внедрить смеси трав для городских газонов (овсяница луговая, мятлик однолетний) на деградированных участках; - ежегодно удалять инвазионные виды, такие как золотарник канадский и борщевик Сосновского механическим способом, а также постепенно вводить актуальные и наилучшие технологии по удалению этих видов; - проводить мониторинговые работы по оценке состояния зеленых насаждений не менее одного раза в три года для возможности оперативного регулирования видового разнообразия города.

Об авторах

Елена Александровна Парахина

Российский университет дружбы народов

Email: parakhina-ea@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-2865-0780
SPIN-код: 4045-3378

кандидат биологических наук, доцент департамента рационального природопользования, институт экологии

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Варвара Анатольевна Брундукова

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: mashkova-vanat@rudn.ru
ORCID iD: 0009-0008-0051-6257
SPIN-код: 7181-0323

магистрант института экологии

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Список литературы

Дополнительные файлы