?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry Share Next Entry
Эволюция городских систем и возможности природоохраны
Охрана природы
naturschutz
В продолжение этого
Сперва город – будущее «урбанизированное ядро» региона растёт, притягивая в себя население, относительно независимо от других городских центров, либо контролирует их лишь политически. Когда рост сопрягается с индустриализацией, развивающиеся промышленность, транспорт и коммерция всячески используют выгоды концентрации и централизации в этом городе.
Вследствие этого начинается агломерирование. Центральный город становится «ядром» будущей агломерации, экономически подчиняет себе уже существующие города и способствует образованию новых.  Все вместе они образуют нечто вроде модели Солнечной системы, с урбанизированным «ядром» в роли центральной звезды и по нескольку «планет» - городов 1-го, 2-го и т.д. ранга на каждой из планетных орбит. В экономическом отношении чем ближе к центральному городу, тем выгоднее, так как действует эффект имплозии – сокращение времени на перевозки товаров и комплектующих.
ff1
Поэтому города с ближайших к «ядру» орбит имеют тенденцию срастаться с ним – так влились в Москву города Бабушкин, Перово и Кусково. Противодействует этому, с одной стороны, стремление, чтобы выносимые из крупного города  – таки оставались в пригороде по очевидным экономическим соображениям (земли больше, её использование дешевле, конкуренция за рабсилу с другими производствами ниже и пр.) либо по соображениям рационального развития региона, в том числе природоохранным. Нельзя допускать, чтобы прогрессирующая урбанизация (которую мы пока не умеем остановить и плохо умеем управлять) «сминала и переваривала» участки природных ландшафтов, которые оказываются между растущими городами в «планетной системе»-агломерации.
При дальнейшем развитии агломерации ко всем крупным городам добавляется кольцо ближних спутников – специально созданных для обслуживания определённых функций центрального города или разросшихся пригородных деревень, доразвившихся до города. Города с разных "орбит" агломерации устанавливают со спутниками такие же отношения экономического соподчинения и согласованного роста, как "ядро" с подчинёнными городами агломерации. Ввиду зависимости, “функциональной” неполноценности и ближайших спутников очень выражена конгломеративность. Градостроители намечают их ограниченный рост, но именно они демонстрируют самые высокие темпы роста города -–СЦ (индексы, оценивающие эту тенденцию развития, в отличие от развития города как ЦМ.
Развитие городских систем в агломерациях описывается рядом индексов:
Индекс специализации Si=(Ni-Nj)/Nj, где Ni – доля отрасли N в суммарной занятости по городу i, Nj – доля N в суммарной занятости по стране.
Индекс локализации (насколько определённый вид хозяйственной деятельности сконцентрирован именно в этом городе) Ji=TiN/TNi, где Ti – число занятых в отрасли в данном центре, Т – общее число занятых, Ni – число занятых в отрасли по всей стране, N – суммарное число занятых (лучше оперировать не занятостью, а выпуском или объёмом продаж – как в плановой экономике население следует за промышленностью, в рыночной – конкурирует за участие в прибыльных занятиях
Коэффициент агломеративности – отношение плотности сети городских поселений к среднему кратчайшему расстоянию между ними, Ка=Nгородов/Slср. (N – число городов в агломерации, lср.- среднее расстояние между ними, S- общая площадь, занятая агломерацией).
Индекс агломеративностиIa=P/p, Р – численность городского населения зоны спутников, р – то же, всей агломерации. Внешней границей агломерации часто берётся 2-х часовая изохрона, однако дальность выездов горожан на природу выше, и природопреобразующее воздействие центрального города распространяется шире.
граница урбанизированного "ядра", также как любого из подчинённых городов, определяется изохроной часовой доступности для поездок с окраин в центр без пересадки).

Для устойчивого развития региона важно сохранять структуру урболандшафта внутри агломераций «фрактальной», а не сплошной, чтобы происходящее умножение городов на каждой из «орбит» (в том числе по причине появления спутников и подчинённых посёлков городского типа у каждого города) не «съедало» природную периферию с сельхозземлями. По завершению процесса агломерирования сельское население соответствующих регионов становится фактически полугородским – вместо постоянной жизни в своём сельском поселении оно вовлекается в маятниковые миграции в ближайший городской центр, либо трудовые, либо коммерческие, то есть влияется в число загородников – ездящих на работу в городской центр более высокого уровня, чем их местожительства, обычно нацеленные на окончательное переселение туда. Иными словами, агломерирование мобилизует сельское население не меньше чем городское, и интенсифицирует перемещения людских ресурсов по градиенту «центр-периферия» в той же степени, что товаров, сырья, комплектующих. Ровно то же относится к участкам сельхозландшафта, где ведётся интенсивное с/х, обслуживающее потребности городов.

Агломерации, как и обычные города, растут «в сторону» малонарушенной природной периферии, которая подвергается ещё и рекреационному воздействию из центров. Поэтому естественные экосистемы остаются на этой периферии сколько-нибудь сохранными лишь при условии формирования "поляризованного ландшафта".
ff3
Тогда города растут звёздчато, по ж/д и т.д. магистралям, зоны интенсивного с/х прилегают к лучам урбанизации, а между ними остаётся пространство как для рекреации горожан, так и для сохранения дикой природы в ООПТ разного вида и степени заповедности. На ранних стадиях урбанизации «поляризованный ландшафт» формируется как в странах с рыночной, так и в странах с плановой экономикой, но устойчиво сохраняется лишь в последних, особенно если (как в ГДР с 1954 г., ЧССР с 1966 г., СССР с 1972 г.) дополняется обязательным территориальным планом охраны природы в рамках планового же городского развития. Последнее защищает от стихийной застройки и стихийного же разрушения рекреацией, прежде всего, «зелёные кольца» пригородных лесов, лугов и болот, во-вторых, ценные участки природных ландшафтов на внешней периферии города, которые быстрее всего меняют функцию; если их заблаговременно не защитить статусом ООПТ или культурно-исторического парка, не установить регулируемый режим рекреации и пр., они погибнут, будут разрушены, или захвачены городом и сменят функцию. Плановая экономика обеспечивает заблаговременность, последовательность, и научность рекомендаций, на основе которых идёт выбор участков, а также учёт общего блага. В рыночной экономике первое запаздывает, а второе встречает сопротивление предпринимательской среды, и поэтому осуществляется не полностью, с искажением.
Поэтому в условиях рыночной экономики «поляризованный ландшафт» гарантированно разрушается на следующих стадиях урбанизации (при плановой города застывают на «втором», сохраняя природную/рекреационную базу на дальней периферии). Начинается субурбанизация: города, и особенно «урбанизированное ядро» окружаются кольцом коттеджной застройки и «выбрасывают» вовне сеть автодорог, по которым ездят на уикэнд. То и другое экспоненциально растёт, из-за чего города разрастаются как масляное пятно на бумаге, одновременно фрагментируя массивы природных ландшафтов во всём регионе. Экономическая соподчинённость и связанность город разного иерархического уровня в агломерациях проявляется в их согласованном и взаимозависимом росте. Он описывается в эволюционных моделях урбанизации и в целом носит маятникообразный характер. Сперва преимущественно растёт «урбанизированное ядро» региона, города с внешних «орбит» отстают в росте, и тем более, чем ближе «орбита» к периферии. Затем импульс преимущественного роста «перескакивает» с «ядра» на самую внешнюю из «орбит», её города растут с большей скоростью, с торможением тем более, чем ближе к ядру. Затем быстрее всего начинает расти «ядро» и пр.; между «перескоками» проходит обычно 10-15 лет.
Следующая стадия развития городских систем, напротив, для охраны природы скорей позитивна. Когда агломерации, развивающиеся в соседних регионах, оказываются достаточно близко друг к другу, чтобы конкурировать за рабочую силу и влиять на развитие с/х и добычи природных ресурсов на своих территориях, начинается регионализация + имплозия. Соседние агломерации перестают расти «в сторону» и соединяются центрами, между которыми быстро развивается сеть магистралей всё лучшего качества. Время на перевозку товаров/сырья/комплектующих между центрами сокращается быстрей, чем с периферии в центр каждой агломерации – это эффект имплозии, благодаря которому урбанизируется в первую очередь полоса между центрами соседних агломераций, но тормозится расширение всей системы вовне. Система из N сочленённых агломераций, центры которых начинают согласованно расти (потом к согласованности подключаются и города всё более и более периферийных «орбит» каждой агломерации), называется опорный каркас расселения.
Территориальные пределы роста городов и агломераций
При площади, большей 500 км2 невозможно обеспечить приемлемые затраты на трудовые поездки при помощи общественного транспорта. Метрополитен поднимает этот порог до 800 км2. Площадь, подходящая для городской застройки – 70,6 млн./км2 (квадрат со стороной 5300 км), подходящая для жизни по климатическим соображениям – 146 млн. км2 (квадрат со стороной 8400 км), уже застроена городами – 28, 1 млн. км2 (квадрат со стороной 2000 км).
Поэтому урбанизация протекает не столько в форме роста, сколько в форме мультипликации городов, соединяя города с агломерацией в более сложные системы – опорный каркас расселения (ОКР), мегаполисы и урбанизированные полосы. ОКР формируется в момент, когда независимо растущие агломерации соприкасаются, а их центры соединяются полимагистралями настолько прочно, что возникает эффект эмплозии, то есть “сближения” взаимодействующих центров за счёт сокращения времени на поездку между ними.

В результате меняет направление процесс урбанизации во всех агломерациях, входящих в состав ОКР – рост каждой вширь сменяется преимущественным ростом агломераций навстречу друг другу, вдоль магистралей, соединяющих центры. Эффект магистрализации – ускоренное освоение примагистральных территорий в ОКР при отставании освоения остальных).
Последовательные этапы формирования ОКР:

  1. Центровая (“точечная концентрация”) – нарастание числа и увеличение размеров крупных городов.

  2. Агломерирование: крупный город становится ядром агломерации и формирует вокруг себя плеяду спутников.

  3. Регионализация + имплозия: экономическое сближение взаимодействующих центров на основе совершенствования транспорта. “Более крупные города с течением времени больше выигрывают от усовершенствования средств коммуникаций. В результате связь между ними осуществляется быстрее, и они как бы сближаются друг с другом” (П.Хаггет. География: синтез современных знаний. М.: изд-во Мир, 1979).

Затем наступает очередь регионализации - ? устойчивого “разделения труда” между агломерациями, соединёнными в ОКР.
Возможность сэкономить на транспортных перевозках между центрами ОКР (из-за эффекта эмплозии) ещё больше сближает их и заставляет расширяться навстречу друг другу (эффект смещения центров измеряется формулой О.Д.Кудрявцева К=lф/vSN, lф – сумма фактических расстояний между узлами в ОКР, S – общая площадь агломерации, N – число городов в её составе).
Если узлы ОКР настолько сконцентрированы, что эффект смещения центров вызывает прямое соприкосновение и соединение соседних мегаполисов, формируется мегалополис, если преобладает эффект магистрализации – возникает сплошная урбанизированная полоса (цепочка городов) между соседними узлами ОКД.

ff2
Соответственно в ОКР на новом уровне, возникает эффект экономического вакуума, с возможностью сохранения дикой природы «на стыке» между соединившимися агломерациями, при одновременно ухудшении возможностей этого сохранения в интенсивно урбанизирующейся полосе между центрами. Последующее развитие опорного каркаса расселения, увы, подрывает эту возможность. Если специально не сохранять «острова» природных ландшафтов, придавая им статус ООПТ, территория между центрами агломераций превращается в сплошную урбанизированную полосу. Или (ещё хуже) если «ядра» агломераций находятся недалеко друг от друга, то преимущественно встречное направление урбанизации ведёт к их слиянию, получается мегалополис – сплошное пятно урболандшафта, отображаемое в масштабе карты, с населением в первые десятки миллионов человек.
Урбанизированная полоса, соответственно, - тот же мегалополис, только вытянутый в пространстве, и с большим числом «включений» территорий, некогда бывших природными ландшафтами, а сейчас в той или иной степени трансформированных/преобразованных. Кое-где на планете мегалополисы /урбанизированные уже есть – это Босваш (Бостон-Вашингтон), сплошной городской пояс по восточному побережью США, Токио-Осака-Кобе в Японии. У нас пока мегалополисов нет, а урбанизированные полосы (Москва-Нижний Новгород, Адлер-Сочи) достаточно рыхлые, так что ещё не всё потеряно.
Образование мегалополисов и/или урбанизированных полос означает конец урбанизации региона, когда данный процесс «съедает» свою природную и земельную базу. Оно означает неуспех экологической политики; успех, наоборот, сохранение «ячеистости» городской сети и сохранности «островов» природных ландшафтов между её «узлами» (пятна урболандшафта разн6ого уровня и положения в агломерации) и «гранями» (магистрали с прилегающими к ним с/х землями). Точно также развитие агломераций сперва создаёт «экономический вакуум» на периферии, сохраняющий там малонарушенную природу, а затем подрывает её (при рыночной экономике всегда, при плановой – при некачественности планов развития региона, «забывающих» о сохранности поляризованного ландшафта).
Эволюция городов в составе агломераций - процесс, подчиняющийся ряду структурных и пространственных закономерностей.
Плотность сети городов
, среднее расстояние между соседними узлами сети прямо пропорционально не столько плотности, сколько хозяйственной активности населения. Например, верхнеокские княжества из-за сильно пересечённого рельефа и высокой лесистости были пощажены татарской конницей, в отличие от соседей они не обезлюдели, однако хозяйство было разрушено – и часть городов прекратила своё существование. Исчезавшие города всегда располагались между остающимися, никогда рядом друг с другом, так что никакая территория не оставалась необслуженной, только снижалась интенсивность обслуживания.
Правило “ранг-размер” показывает, какова пропорция крупных, средних и малых городов, необходимых для обслуживания данной территории (Ф.Ауэрбах). При сплошной урбанизации территории (области, региона, страны, всей планеты – закономерность универсальна и в разных случаях отличается только численными коэффициентами) размер и людность города i-го ранга пропорционален размеру крупнейшего города данной территории U0, отнесённому к размерному рангу города Ui с коэффициентом пропорциональности ln U0.
Ранг – порядковый номер в ряду убывания людности города. Чем круче проходит гипербола, задаваемая правилом “ранг-размер”, тем выше степень развития сети города на данной территории. Недостаток или избыток определённой категории городов по сравнению с “идеальной нормой” заданной правилом “ранг-размер”, означает неполноту урбанизации территории и ускоренный рост (либо, напротив, остановку в развитии) городов недостающей (или “избыточной”) категории в ближайшем будущем. В “выборке” городов Земного шара доля мегаполисов (городов с населением больше 1 млн человек) значительно ниже предсказанной, для всех городов Земли правило “ранг-размер” определяет более крутую гиперболу, чем наблюдающаяся лишь в выборке 20 крупнейших мегаполисов планеты – U(i)=U0*lnU0/i и U(i)=U0*lnU0/{i+lnU0} соответственно. В ближайшем будущем следует ожидать опережающего роста мегаполисов по сравнению с менее крупными городами, особенно в “третьем мире”. Экстраполяция на основании правила “ранг-размер” позволяет получить цифру стабильного населения Земли после окончания роста и завершения демографического перехода во всех странах (13 млрд.) и размер самого крупного города планеты (42 млн. жителей, С.П.Капица).

Правила Кристаллера (1933 г.) описывают оптимальную структуру размещения городов – центральных мест и обслуживаемых ими поселений на территории, где, с одной стороны, урбанизация полностью завершена, с другой – размещение городов не осложнено агломерационными процессами. Основная функция городов центральных мест (ЦМ) обслуживание (административное, рыночное, предоставление услуг и пр.) – поселений городской округи, входящих в систему данного города.
Основная функция городов противоположной категории специализированных центров – производство строго определённой продукции, востребованной далеко за пределами соответствующей системы городов, а не только на её территории. Чем обширнее национальная сеть городов, чем выше ёмкость внутреннего рынка, тем больше уровней в иерархии городов-ЦМ и больше вокруг них россыпей городов – специализированных центров (СЦ). Пространственное распределение СЦ не подчиняется правилам Кристаллера, они образуют скопления вне упорядоченной сети центральных мест, но обычно рядом с центрами агломераций, вдоль экономических и транспортных линий.
“Правильная” система городов-центральных мест и обслуживаемых ими поселений обретает вид гексагональной решётки. Центральные места находятся в центре гексагонов, а обслуживаемые поселения – на рёбрах или по углам. Этим достигается максимальная плотность “упаковки” всех обслуживаемых поселений вокруг центральных мест, минимизируются расстояния между ними, максимально возрастает доступность центральных мест.
Конкретный вариант размещения поселений в гексагональном “поле обслуживания” центральных мест определяется преобладающей функцией последнего и, соответственно, тем, какой именно вариант обслуживания оптимизируется в пространстве. Если оптимизации подлежит рыночная (торгово-промышленная) структура системы “центральное место – поселение городской округи”, то обслуживаемые поселения размещаются по углам гексагона (А). Здесь максимизируются свобода выбора центрального места каждым подчинённым поселением – любой из 3-х соседних, и число поселений, ориентированных на данный рынок – 6.
При оптимизации транспортной структуры территории (Б) поселения размещаются на рёбрах гексагона, так что минимизируется расстояние до 2-х ближайших центров, зато уменьшается свобода выбора. При оптимизации преимущественно административной структуры (В) свобода выбора центрального места у жителей поселений исчезает вовсе, так как все они размещаются внутри гексагона, зато наибольшей степени достигает разграничение полномочий и раздел пространства между соседними центрами.
Вариант А оптимален для быстрого экономического развития территории; Б – для удобства управления, В – для сохранения исходного биоразнообразия региона, так как поселения сконцентрированы вокруг “своих” центральных мест, периферия и стык разных регионов остаются недоосвоенными, создавая запас малонарушенных природных территорий на дальней периферии области.
Отклонения от идеальной модели Кристаллера исследованы Лешем. Они связаны с неполным завершением урбанизационных процессов, отсутствием равномерного покрытия сетью городов или (противоположный эффект) началом процесса агломерирования. Последний сопровождается смещением центров и переориентацией поселений на то центральное место, которое лидирует среди соседних по скорости развития. Оно преобразуется в центр агломерации, ориентирующий “на себя” территориальные связи соседей.
В модели Лёша рост города-центрального места происходит звёздчато, вдоль лучей основных магистралей и оказывается резко неравномерным – в одних лучах урбанизированные полосы развиты сильней и вытягиваются дальше, чем в других. Потому размещение подчинённых поселений в каждом гексагоне строго секториальное, а не равномерное, как в модели Кристаллера. Другой вариант - по мере движения от ЦМ к периферии обслуживаемой территории происходит постепенный переход от равномерного к секториальному размещёнию подчинённых поселений).
Сектора задаются по лучам развития города и резко отличаются концентрацией подчинённых поселений, развитостью урбанизированной структуры и, соответственно, специализацией хозяйства.
Например, в Московской области восточный и северо-восточный сектора отличаются сильной урбанизацией и преимущественно промышленным развитием. Юго-Западный и Западный преимущественно сельскохозяйственные. В модели Леша обслуживаемые поселения размещены в пространстве вокруг центральных мест неравномерно, а по секторам – более урбанизированные сектора чередуются с менее урбанизированными.
Когда одно из центральных мест соседних регионов настолько лидирует в своём развитии, что становится центром агломерации, в соседних регионах сеть поселений и ЦМ испытывает эффект смещения центров. Они как бы притягиваются к растущей агломерации (и становятся “ближе” благодаря развитию транспортных магистралей именно в эту сторону), последующий рост данных городов также оказывается ориентирован на эту агломерацию.

Источники
Капица С.П., 2008. Общая теория роста человечества. Куда идёт население Земли.
Лаппо
Г.Н., 1997. География городов. М.: изд-во ВЛАДОС
Sukopp Н. &. Wittig R. (Hrsg.), 1998. Stadtökologie. G. Fischer, Stuttgart 1998. 2 hrsg. Auflage. 750 S.