Урбоэкология и мониторинг

УРБОЭКОЛОГИЯ 
И МОНИТОРИНГ

И.С. КОРОТЧЕНКО

Москва
ИНФРА-М
2023

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано 
Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений, обучающихся 
по направлению подготовки 35.03.10 «Ландшафтная архитектура» 
(квалификация (степень) «бакалавр») 
(протокол № 8 от 19.10.2022)

УДК 504.064(075.8)
ББК 20.173я73
 
К68

Коротченко И.С.
К68  
Урбоэкология и мониторинг : учебное пособие / И.С. Коротченко. — 
Москва : ИНФРА-М, 2023. — 159 с. — (Высшее образование: Бакалав-
риат). 

ISBN 978-5-16-018069-4 (print)
ISBN 978-5-16-111083-6 (online)
Учебное пособие представляет руководство к практическим, лабораторным 
работам, посвященным вопросам экологии и мониторинга городской 
среды для защиты окружающей среды от загрязнений, понимания 
роли основных компонентов урбоэкосистем: растительного и животного 
мира, почв, поверхностных и подземных вод, воздушных масс тропосферы, 
устойчивости растительных сообществ к воздействию факторов урбанизированной 
среды.
Пособие логически структурировано, состоит из шести тематических 
глав, каждая сопровождается практикумом, заданиями к самостоятельной 
работе студентов. Содержит также глоссарий, тестовые задания, вопросы 
для самостоятельной подготовки. 
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных 
стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 
35.03.10 «Ландшафтная архитектура» (направленность (профиль) 
«Садово-парковое и ландшафтное строительство»).

УДК 504.064(075.8)
ББК 20.173я73

Р е ц е н з е н т ы:
Первышина Г.Г., доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры 
технологии и организации общественного питания Института 
торговли и сферы услуг Сибирского федерального университета;
Вышегородцева И.С., кандидат биологических наук, доцент, доцент 
кафедры биологии и экологии Красноярского государственного медицинского 
университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого 
Министерства здравоохранения Российской Федерации

ISBN 978-5-16-018069-4 (print)
ISBN 978-5-16-111083-6 (online)

© Коротченко И.С., 2022
© Красноярский государственный 
аграрный университет, 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................. 4 
1. 
УСТОЙЧИВОЕ 
РАЗВИТИЕ 
УРБАНИЗИРОВАННЫХ 
ТЕРРИТОРИЙ ......................................................................................... 6 
Практическая работа 1. Экологическое равновесие урбанизированной 
территории ..................................................................................... 11 
Лабораторная работа 1. Оценка устойчивости и стабильности 
экосистем. Строение интродуцированных хвойных древесных 
растений, используемых в озеленении г. Красноярска .................... 17 
2. ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ В ГОРОДАХ .......................................... 21 
Практическая работа 2. Химическое загрязнение почв города ....... 22 
Лабораторная работа 2. Загрязнение сельскохозяйственных угодий 
тяжелыми металлами ............................................................................ 26 
3. ВОЗДУШНАЯ СРЕДА ГОРОДА .................................................... 29 
Практическая работа 3. Оценка опасности загрязнения городского 
воздуха промышленными предприятиями и автотранспортом ....... 35 
Лабораторная работа 3. Качественная оценка загрязнения воздуха 
с помощью лишайников (лихеноиндикация)  .................................... 39 
4. ВОДНАЯ СРЕДА ГОРОДА ............................................................. 56 
Практическая работа 4. Городские сточные воды ............................ 58 
Лабораторная работа 4. Определение качества питьевой воды ...... 60 
5. ШУМОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ В ГОРОДАХ .................................. 69 
Практическая работа 5. Расчет шумового загрязнения городской 
территории ............................................................................................. 71 
Лабораторная работа 5. Оценка шумового загрязнения окружающей 
среды ...................................................................................................... 73 
6. ГОРОДСКИЕ ОТХОДЫ .................................................................. 80 
Практическая работа 6. Полигоны ТБО и их влияние на окружающую 
среду ...................................................................................... 86 
Лабораторная работа 6. Оценка радиационного состояния окружающей 
среды ....................................................................................... 88 
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ...................................................... 96 
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ....................................................................... 113 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................... 115 
ГЛОССАРИЙ ....................................................................................... 116 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК ............................................... 154 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Расширение городских  застроенных территорий, увеличение 
числа автомобилей, средств  общественного транспорта, развитие 
сферы потребления связаны с все большим натиском городов и других 
населенных мест на окружающую городскую среду. Отношения 
между городами, поселками, сельскими населенными  пунктами, городскими 
агломерациями и окружающей их природной средой характеризуются 
большой сложностью и комплексностью. С одной  стороны, 
целостная система природы неоднородна: ее составляют и физически 
разные среды – газообразная, жидкая и твердая, и биологически 
неодинаковое вещество – абиотическое, биотическое и биокосное, и 
сами компоненты природы, различные по их физической сущности, 
химическому составу, интенсивности обмена веществом и энергией, 
многообразным связям, благодаря которым стала возможна эволюция 
природы.  
С другой стороны, городская среда также весьма сложна и обладает 
собственными прямыми и обратными связями, характерными 
для сложной социально-экономической многоуровневой территориальной 
системы. Учитывая все сказанное выше, а также дальнейшее 
развитие урбанизации и индустриализации, наиболее важным в подготовке 
бакалавров направления подготовки 35.03.10  «Ландшафтная 
архитектура» является освоение обучающимися принципов экологии 
городов и поселений, знаний о взаимодействии экологических факторов 
в урбанизированной среде, о формировании городской среды, ознакомлению 
их с современными градостроительными предложениями, 
направленными на охрану здоровья населения городов, проблемами 
сохранения равновесия и устойчивости городской среды, с проведением 
мониторинга состояния городской среды и мониторингом 
состояния зеленых насаждений. 
Цель преподавания курса «Урбоэкология и мониторинг» – формирование 
экологического мировоззрения, понимание роли основных 
компонентов урбоэкосистем: растительного и животного мира, почв, 
поверхностных и подземных вод, воздушных масс тропосферы, устойчивости 
растительных сообществ к воздействию факторов урбанизированной 
среды. 
Задачами курса являются:  

 приобретение студентами знаний и практических навыков в 
области мониторинга урбоэкосистем при решении вопросов природоохранного 
обустройства территорий, мелиорации и рекультивации 

ландшафтов, создания объектов ландшафтной архитектуры в урбанизированной 
среде; 

 знакомство с основными компонентами урбоэкосистем (растительного 
и животного мира, почв, поверхностных и подземных вод, 
воздушных масс и т. п.) и их ролью в формировании комфортной городской 
среды; 

 изучение закономерности динамики урбоэкосистем в различных 
климатических, географических условиях при различной интенсивности 
техногенной нагрузки; 

 овладение основными методами ландшафтной таксации, мониторинга 
состояния и инвентаризации на объектах ландшафтной архитектуры. 

Студенты должны обладать следующими теоретическими знаниями 
и практическими навыками:  

 знать основные принципы защиты окружающей среды от загрязнений; 
методы мониторинга состояния окружающей среды; значение 
экологических факторов и санитарно-гигиеническую роль насаждений 
в урбанизированной среде; закономерности динамики ур-
боэкосистем в различных климатических, географических условиях 
при различной интенсивности антропогенной нагрузки; 
р

 уметь применять методы мониторинга для слежения за состоянием 
насаждений, прогноза состояния и принятия оперативных 
решений по улучшению качества городской среды; определять количественную 
и качественную оценку состояния зеленых насаждений; 

 владеть методикой проведения мониторинга городской среды; 
способностью дать рекомендации, направленные на сохранение средообразующих, 
водоохранных, защитных, санитарно-гигиенических, 
оздоровительных и иных полезных функций зеленых насаждений и 
сооружений на объектах ландшафтной архитектуры. 
Предлагаемое учебное пособие является оригинальным изданием. 
Учебное пособие апробировано в различных вариантах (практические 
работы на занятиях, работы в природной обстановке, при выполнении 
дипломных работ и т. д.). Компактность изложения, его 
концептуальная и дидактическая ясность сочетаются с полнотой раскрытия 
тематики. Пособие логически структурировано, состоит из 
шести тематических глав, каждая из которых сопровождается практикумом, 
приводятся также вопросы к зачету, глоссарий, библиографический 
список, методические рекомендации для самостоятельной 
работы студентов.  

1. УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ  
ТЕРРИТОРИЙ 
 
Для урбоэкологии наряду с основными понятиями, закономерностями 
и принципами общей экологии особенное значение 
имеют ее прикладные аспекты на биогеоценотическом уровне. 
Главным экологическим принципом в условиях неизбежного прогрессирующего 
антропогенного изменения природной среды, 
обоснованным С. С. Шварцем, является то, что биогеоценозы и 
другие экологические системы в индустриальном и урбанизированном 
мире не могут быть сохранены в естественном состоянии. 
Только для особо охраняемых территорий (природных и национальных 
парков, заповедников, заказников и т. д.) нет никаких 
объективных причин для их неизбежного ухудшения и утраты ими 
биосферных функций. По мнению С. С. Шварца, преобразование и 
оптимизация биогеоценозов на урбанизированных территориях 
должны быть основаны на выполнении следующих требований: 
1. Биомасса всех основных трофических уровней биогеоценоза 
максимальна. Преобладание фитомассы над зоомассой, характерное 
для антропогенных ландшафтов, выражено не резко, что 
обеспечивает синтез большого количества кислорода и продуктов 
животного и растительного происхождения. 
2. Большому объему продукции биогеоценоза соответствует 
его высокая продуктивность. Произведение продуктивности и 
биомассы максимально, что является главной предпосылкой для 
быстрой компенсации возможных потерь биомассы на отдельных 
трофических уровнях, возможных в результате случайных пли 
преднамеренных внешних воздействий. 
3. Сложная структура биогеоценоза в целом и разнородность 
отдельных его трофических уровней, что обеспечивает высокую 
стабильность биогеоценоза в широком спектре внешних условий. 
При этом важно сохранить состояние гомеостаза не только для популяций 
доминирующих видов животных и растений, но и для 
экосистемы в целом. Поддержание биогеоценоза в состоянии динамического 
равновесия обеспечивает состояние гомеостаза и для 
абиотических составляющих биогеоценоза (гидрологического режима, 
газового состава атмосферы и т. д.), что делает экосистему в 
целом чрезвычайно устойчивой к внешним воздействиям. 

4. Высокая скорость обмена веществом и энергией в биогеоценозе 
как предпосылка вовлечения в биотический круговорот 
всей продуцируемой биомассы в течение короткого времени, что 
может обеспечить максимальную скорость биологического самоочищения 
экосистемы. 
5. Высокая продуктивность и стабильность экосистемы является 
предпосылкой высокой степени ее резистентности и гибкости, 
т. е. способности к быстрой перестройке структуры сообщества 
живых организмов и к быстрым эволюционным преобразованиям 
популяций их доминирующих видов при направленном изменении 
внешней среды. Все это может обеспечить поддержание биогеоценоза 
в оптимальном состоянии при изменении условий среды. 
В урбоэкологии при конструировании систем расселения помимо 
перечисленных принципов формирования «оптимальных 
биогеоценозов» широкое применение находят также такие важные 
экологические категории и понятия, как «энергетические и трофические 
уровни и пирамиды», «экологические ниши», «закон 1 %», 
«закон 10 %», «эффект опушки» и др. 
При решении конструктивных задач расселения необходимо 
стремиться к достижению наиболее важной, экологической цели, 
реализация которой на достаточно обширных территориях может 
стать важнейшей предпосылкой достижения гармонии во взаимоотношениях 
общества и природы. 
Природная среда в процессе взаимодействия с развивающимся 
человеческим обществом должна бесконечно длительное время 
сохранять основные свои характеристики, обусловливающие ход 
наиболее важных естественных процессов на планете – достаточную 
фотосинтезирующую активность автотрофных растений, воспроизводство 
в необходимых масштабах всех своих компонентов, 
сохранение многообразия жизни на Земле, способность природы к 
самоочищению и ее дальнейшую эволюцию. Все эти качества природной 
среды могут быть обеспечены лишь при условии, что сила, 
частота и продолжительность прямых связей в системе «общество–
природа» должны соответствовать тем же показателям обратных 
связей или реакций природной среды на антропогенное давление. 
Это означает, что взаимодействие человеческого общества и природной 
среды должно происходить в условиях экологического 
равновесия. 

Для локальных масштабов, районов расселения, городских агломераций 
и урбанизированных районов потеря экологического 
равновесия может обернуться настоящей катастрофой, последствия 
которой нанесут огромный ущерб не только природе, но и хозяйству, 
и социальным условиям в том или ином районе. Поэтому 
поддержание экологического равновесия следует считать важнейшим 
экологическим принципом решения конструктивных задач 
расселения в рамках регионального расселения и районной планировки. 

Под экологическим равновесием в рамках урбоэкологии следует 
понимать такое состояние природной среды района, при котором 
обеспечивается саморегуляция, надлежащая охрана и воспроизводство 
основных ее компонентов: атмосферного воздуха, водных ресурсов, 
почвенно-растительного покрова, животного мира.  
В соответствии с этими непременными условиями такого состояния 
должно быть:  
1) воспроизводство основных компонентов природной среды, 
обеспечивающее их баланс в межрайонных потоках вещества и 
энергии;  
2) соответствие степени геохимической активности ландшафтов (
в том числе наличие условий для достаточно высоких темпов 
миграции продуктов техногенеза) масштабам производственных и 
коммунально-бытовых загрязнений окружающей среды; 
3) соответствие степени биохимической активности экосистемы 
района (в том числе наличие условий для биологической переработки 
органических и нейтрализации вредного воздействия 
неорганических загрязнений) уровню антропогенных загрязнений; 
4) соответствие уровня физической устойчивости ландшафтов 
силе воздействия транспортных, инженерных, рекреационных 
и других антропогенных нагрузок; 
5) баланс биомассы в ненарушенных или слабо нарушенных 
антропогенной деятельностью участках экосистемы района расселения. 

Наличие в пределах района формирования системы расселения 
первого и последнего условий в ряде случаев может рассматриваться 
как достаточно надежная гарантия удовлетворения всех 
других требований экологического равновесия. 
Если рассмотреть все условия экологического равновесия на 
различных территориальных уровнях, можно заметить разницу в 

возможностях их реализации. На глобальном уровне все эти условия 
должны быть, безусловно, выполнены. Как правило, их можно 
выполнить и на макротерриториальном уровне (континенты, крупные 
страны, отдельные регионы крупнейших государств). На мик-
ротерриториальном уровне применительно к локальным системам 
расселения (агломерации, города) можно выполнить только часть 
условий экологического равновесия, в чем нетрудно убедиться, 
рассмотрев упрощенный экологический баланс абиотических компонентов 
природной среды города с населением 1 млн жителей. 
Территория (примерно 20 тыс. га) даже очень хорошо озелененного 
миллионного города (такого, например, как Донецк) за 
один год произведет не более 25–30 тыс. т кислорода. Потребление 
же этого газа промышленностью, энергетикой, транспортом города 
составит не менее 10 млн т (без учета ежегодного его потребления 
на окисление органических продуктов опада растительности, которое 
можно считать постоянным и независимым от антропогенной 
деятельности). Если бы воздушный бассейн такого города был ограничен 
какой-либо преградой, то кислорода его обитателям хватило 
бы всего на 40–50 лет. Благодаря тому, что воздух постоянно 
перемешивается и восстанавливается, убыль кислорода над урбанизированными 
территориями практически не ощущается. В среднем 
расход кислорода миллионным городом может быть восполнен 
за счет регенерации этого газа открытыми пространствами, занимающими 
не менее 15–20 тыс. км2. Таким образом, города существуют 
за счет открытых пространств – лесов, лугов, полей, акваторий. 

Не говоря уже о невозможности выполнить пятое условие 
экологического равновесия – обеспечить в городе баланс биомассы, 
следует помнить об огромных количествах вредных веществ, 
выделяемых 
промышленностью, 
транспортом, 
коммунально-
бытовым сектором, которые даже при кардинальном изменении 
технологии производства останутся весьма существенными еще 
долгие годы. Все это свидетельствует о том, что если при решении 
конструктивных задач расселения ставить и экологические цели, 
то удовлетворительное решение проблемы может быть найдено 
лишь в рамках достаточно обширного района, в частности, в пределах 
групповых систем населенных мест. 
Вместе с тем многообразие объектов градостроительного проектирования, 
их различный экономический и демографический по-

тенциал, разнообразие природных условий предопределяют и различные 
возможности для сохранения экологического равновесия в 
границах этих объектов, поэтому более правильно говорить, по 
меньшей мере, о трех уровнях экологического равновесия: полном, 
условном и относительном. 
1. Полное экологическое равновесие может быть достигнуто 
при удовлетворении всех его условий. Необходимыми предпосылками 
для этого должны быть значительная территория района 
формирования системы расселения и наличие в нем достаточно 
сбалансированных отношений между природой и техникой, урбанизацией 
и естественной средой. Критерии достижения экологического 
равновесия этого уровня различны в разных природно-
экологических зонах страны и зависят от многих конкретных условий (
климата, лесистости, гидрологических условий, степени хозяйственной 
освоенности территории и т. д.). Этот наивысший 
уровень экологического равновесия применительно к северу Луганской 
области может быть обеспечен на территории с плотностью 
населения не более 50–60 чел./км2 и лесистостью не менее 
20–30 %. 
2. Условное экологическое равновесие можно обеспечить 
при отсутствии лишь первого условия. Это реально на территориях 
с плотностью населения не выше 100 чел./км2, достаточно высокой 
долей открытых пространств и при значительной лесистости (не 
менее 20–30 %). Относительное экологическое равновесие может 
быть обеспечено во всех остальных случаях. Обязательное требование 
при этом удовлетворение условий соответствия геохимической 
и биохимической активности, а также физической устойчивости 
территории данного района антропогенным воздействиям, т. е. 
выполнение, трех из пяти условии экологического равновесия. 
3. Относительное экологическое равновесие может быть 
обеспечено не столько за счет резистентности природной среды 
района формирования системы расселения, сколько за счет стабилизации 
возрастающих антропогенных нагрузок путем последовательного 
осуществления комплекса гигиенических, инженерно-
планировочных, технологических и других мероприятий, компенсирующих 
вредное воздействие на среду. 
Любая система расселения (район формирования такой системы) 
представляет собой иерархическую структуру, состоящую 
из многих соподчиненных элементов более низкого порядка. Для 

достижения полного экологического равновесия на достаточно 
обширных территориях, как минимум, необходимо, чтобы уровень 
экологического равновесия в пределах систем расселения высшего 
ранга не был ниже соответствующего уровня входящих в эту систему 
подсистем следующего, более низкого ранга. 
 
Практическая работа 1. Экологическое равновесие  
урбанизированной территории 
 
Демографическая емкость территории – максимальное число 
жителей, потребности которых могут быть обеспечены за счет ресурсов 
территории при сохранении экологического равновесия. Демографическая 
емкость районов устанавливается обычно путем анализа 
наиболее важных для повседневной деятельности природных компонентов: 
территорий, пригодных для промышленного и гражданского 
строительства; сельскохозяйственных земель, необходимых для организации 
пригородной сельскохозяйственной базы; водных ресурсов; 
территорий, благоприятных для организации массового отдыха населения. 
Демографическая емкость территории является величиной переменной 
и не означает какого-либо нормативного показателя. Он 
отражает некий планировочный порог, за пределами которого нарушается 
равновесие всех природных, хозяйственных и социальных условий. 
В условиях роста национального благосостояния, повышения 
плодородия почв показатели демографической емкости будут изменяться 
в сторону повышения. 
Демографическую емкость определяют как наименьшее из значений 
частных демографических емкостей: 
1. По наличию территории: 
 

1000 ,
1
T
D
H
1000
T

H
1000

                                          (1) 

 
где   D1 – частная демографическая емкость, чел.;  
Т – площадь территории, для которой рассчитывается демографическая 
емкость;  
Н – ориентировочная потребность в территории 1000 жителей 
(Н = 20 – 30 га). 
2. По наличию всех водных ресурсов: 
 

2
3,
D
D
D
2
3,
D
D
2
3                                            (2)