Таблиця 1.1 – Метеорологічні та кліматичні показники
Актуальність теми в тому, що до теперішнього часу не приділялось належної уваги штучно створеним і регульованим людиною середам (урбоекосистемам), типовим прикладом якої є студентське містечко Донецького національного технічного університету. У результаті, функціонування даної території супроводжується рядом екологічних проблем, які негативно впливають як на здоров'я населення, так і на навколишнє природне середовище в цілому.
Серед цих проблем:
- Забруднення атмосферного повітря викидами котелень і басейну;
- Незадовільне поводження з твердими побутовими відходами;
- Фізичні забруднення: шумове та електромагнітне;
- Нераціональне озеленення території;
- Наявність бродячих тварин.
При цьому основний акцент варто зробити на стані біоценозу урбоекосистеми.
Мета роботи: детальне вивчення стану території студентського містечка, як урбоекосистеми, зокрема його рослинного покриву.
Завдання: детальне дослідження території студентського містечка;розробка методів щодо поліпшення екологічного стану навколишнього природного середовища території, зокрема методів з озеленення території.
Наукова новизна: вперше було досліджено стан території студентського містечка, як урбоекосистеми.
Методи досліджень: візуальний метод; метод паспортизації та інвентаризації деревних рослин.
У 1935 р. при Донецькому індустріальному інституті (так називався тоді ДонНТУ) було створено студентське містечко, що складається з 4 корпусів (двох чотириповерхових і двох п'ятиповерхових) та гуртожитків для сімейних студентів.
В студентському містечку з 1935 р. працювала студентська поліклініка амбулаторного типу і стаціонар на 30 місць. При гуртожитках працювали перукарня, швейна і взуттєві майстерні.
У гуртожитках № 1 і № 2 працювали дві їдальні, буфети і магазини, які обслуговують студентів інституту.
На території студмістечка в довоєнний час був добре обладнаний майданчик для дітей студентів та працівників інституту.
У роки Великої Вітчизняної війни студмістечко, як і навчальні корпуси інституту, був практично повністю зруйнований. У 1946 р. з 4 гуртожитків, діяло тільки одне, тому в кімнатах проживало значно більше студентів.
Відновлення корпусів гуртожитків завершилося до 1951 [2].
У 1964 р. Був введений в експлуатацію гуртожиток № 4 відкрито санаторій - профілакторій, у якому щорічно оздоровлювалися до 1,5 тис. студентів.
Наприкінці 60-х років ДПІ мав 7 гуртожитків. Це дозволило забезпечити житлом всіх студентів, які в ньому потребували. У гуртожитках були обладнані побутові кімнати, всі кімнати гуртожитків радіофіковані. Розширилася студентська лікарня, де було відкрито стаціонарне відділення на 100 місць. З 1967 року почав працювати плавальний басейн [6].
З 1969 р. почала працювати студентська їдальня «Бадьорість» на 515 місць з дієтичним залом. У 1972 р. за результатами організації харчування студентів «Бадьорість» зайняла перше місце в Україні. У 1976 р. в буфеті другому гуртожитку запущена потокова лінія з комплексними обідами.
У 1972 р. зданий в експлуатацію легкоатлетичний манеж – найбільший в Україні.
У 1973 р. здані в експлуатацію гуртожитки № 8 і № 9.
У 1975 р. в гуртожиток № 2 відкрито Інтерклуб, молодіжна організація, яка об'єднує на добровільних засадах студентів ДонНТУ, в тому числі і закордонне.
Студентське містечко знаходиться на території міста Донецька, яке у свою чергу розташоване в межах Донецького вугільного бассейну. Донецький басейн є синклінорієм субширотного простягання, ускладненим складчастими і розривними порушеннями. У основі його залягають докембрійські магматичні і метаморфічні породи різного складу, перекриті девонськими вапняками з морською фауною, глинистими сланцями, пісковиками, конґломератами, вулканічними туфами, іноді порфіритами. Вище лежить потужна товща кам’яновугільних порід, що містить до 330 вугільних пластів і прошарків, потужність більшості яких становить 0,30…0,45 м. Загальна потужність палеозойських та мезозой-кайнозойських вулканогенно теригенних відкладів сягає 22 км. Головним вугленосним утворенням є теригенно-вугленосна формація, до якої належить грандіозна товща теригенних, переважно піщано-глинистих порід з прошарками вапняків і вугілля карбонового віку.
Гірські породи складені аргілітами, алевролітами, пісковиками, вапняками і вугіллям, що циклічно перешаровуються. Їх накопичення відбувалося в морських, континентальних і перехідних умовах. На значній частині площі басейну кам’яновугільні відклади виходять під четвертинні утворення, на іншій частині вони перекриті відкладами пермі, тріасу, юри, крейди, палеогену і неогену різного складу і генезису: вапняками, мергелями, глинистими і алевролітовими породами, пісковиками і пісками. Вугілля гумусове, автохтонне, за метаморфізмом – від бурого до антрацитів. На західній і північній околицях Донецького вугільного басейну розвідані значні запаси найбільш слабометаморфізованого кам'яного і перехідного до бурого вугілля, яке виявилися солоним [2].
Під територією студентського містечка залягають підземні води, але вони не використовуються, оскільки відсутні свердловини. Усі споруди, що знаходяться в межах студентського містечка постачаються водою з каналу Сіверський Донець-Донбас з допомогою спеціального обладнання.
У цілому клімат центральної частини міста Донецька є помірно континентальним з прохолодною зимою і теплим (інколи спекотним) літом.
Середньорічна температура повітря становить 8,0°С, найнижча вона у січні (-6,1°С), найвища – в липні (20,9°С). Найнижча середньомісячна температура повітря в січні (-16,1°С) зафіксована в 1950 р., найвища (1,5°С) – в 2007 р.
Найнижча середньомісячна температура в липні (17,8°С) спостерігалась у 1976 р., найвища (26,4°С) – в 1938 р. Абсолютний мінімум температури повітря (-33,5°С) зафіксовано 10 січня 1940 р., абсолютний максимум (38,7°С) – 1 серпня 1954 р. Температура повітря по місяцях (табл.1.1)
У середньому за рік випадає 514 мм атмосферних опадів, найменше – у жовтні, найбільше – у червні. Мінімальна річна кількість опадів (312 мм) спостерігалась у 1948 р., максимальна (701 мм) – в 1961 р [2, 5].
Максимальну добову кількість опадів (125 мм) зафіксовано 5 вересня 1986 р.
У середньому за рік у центральній частині Донецька спостерігається 129 днів з опадами; найменше їх (7) у серпні, найбільше (16) – у грудні.
Щороку утворюється сніговий покрив, проте його висота незначна. Середня кількість опадів (табл.1.1)
Відносна вологість повітря в середньому за рік становить 74%, найменша вона (60%) в серпні, найбільша (90%) – у грудні. Відносна вологість повітря (табл.1.1)
Найбільша швидкість вітру – у січні-лютому, найменша – влітку. У січні вона всередньому становить 5,7 м/с, у липні – 3,5 м/с. Найбільшу повторюваність у місті мають вітри зі сходу, найменшу – з північного заходу і півночі. Швидкість вітру по місяцях (табл.1.1).
Урбоекологія – це наука про взаємозв’язки і взаємодію в часі і просторі двох систем – міської (в складі підсистем – соціальної, технічної, енергетичної, інформаційної, керівної, адміністративної та ін.) і природної, а також про ноосфер не управління урбоекосистемою. З урбоекології виділилась окрема галузь знань, що займається вивченням стрімкого росту сучасних міст, котра займається вирішенням умов життєдіяльності малих, середніх та великих міст, а також спеціальних еколого-агломерацій [2].
Урбоекологія поділяється на теоретичну та прикладну. Теоретична вивчає, досліджує, обробляє статистичні дані і встановлює закономірність. Прикладна урбоекологія на основі теоретичних закономірностей вирішує питання прикладного характеру, а саме запобігання, зменшення або дозволу будь-яких екологічних ризиків.
Урбоекосистема – природно-територіальний комплекс (геокомплекс) з усією його ієрархічною структурою – від ландшафту до фації, котрий знаходиться під безпосереднім впливом (минулим, сьогоднішнім та майбутнім) міста. Це міська екосистема загалом, чи підпорядковані їй,менші від неї паркові, газонні, бульварні, чи суцільно вкриті бетоном, асфальтом і будівлями ділянки поверхні як середовище існування різноманітних видів рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів) [4].
Фація – або геокомплекс, найнижчий таксон, протягом якого зберігаються однакові літологія поверхневих порід, характер рельєфу і зволоження, мікроклімат, грунтова відміна і біоценоз.
У випадку студентського містечка мається на увазі міський урбанізований ландшафт, що є характерним для сучасних великих міст. Студмістечко – це створена людиною, штучна, функціональна система всієї сукупності живих істот і середовища їхнього існування, у своїй структурно-функціональній організації, регульована людиною. Студентське містечко є підпорядкована міській екосистемі територія, як середовище існування різноманітних видів рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів.
Студентське містечко Донецького національного технічного університету розташоване в межах пр. Ватутіна, вулиці Артема, вулиці Челюскінців та пр. Богдана Хмельницького. На його території знаходиться низка споруд, це:
Учбовий корпус № 7. Представляє собою факультет екології та хімічної технології Донецького національного технічного університету. Розташований за адресою: пр. Богдана Хмельницького, 106. Дана споруда була збудована та введена в експлуатацію у 1971 р., шестиповерхова.
Учбовий корпус № 11 Донецького національного технічного університету. Розташований за адресою: вул. Артема, 131а. Збудований та введений в експлуатацію у 1935 р., п’ятиповерховий.
Гуртожиток №9 Донецького національного технічного університету. Розташований за адресою: вул. Челюскінців, 184а. Будівля дванадцятиповерхова, блочного типу. Збудований та введений в експлуатацію у 1973 р. Кількість місць – 1189, кімнат – 400. Гуртожиток з гарячим водопостачанням. Обладнаний бойлерами з насосами, що підвищують напір у системі водопостачання.
Гуртожиток №8 Донецького національного технічного університету. Розташований за адресою: пр. Богдана Хмельницького, 100. Будівля одинадцятиповерхова, блочного типу. Збудований та введений в експлуатацію у 1973 р. Кількість місць – 430, кімнат – 212. Гуртожиток з гарячим водопостачанням. Обладнаний бойлерами з насосами, що підвищують напір у системі водопостачання [4].
Гуртожиток №2 Донецького національного технічного університету. Розташований за адресою: вул.. Артема, 131а. Збудований та введений в експлуатацію у 1934 р. П’ятиповерховий, коридорного типу. Кількість місць – 639, кімнат – 271. Гуртожиток з гарячим водопостачанням, водопровід – центральний.
Гуртожиток № 4 Донецького національного технічного університету. Розташований за адресою: пр. Ватутіна, 36. Збудований та введений в експлуатацію у 1964 р. П’ятиповерховий, коридорного типу. Кількість місць – 744, кімнат – 214. Гуртожиток з гарячим водопостачанням, водопровід – центральний.
Гуртожиток № 5 Донецького національного технічного університету. Розташований за адресою: вул. Челюскінців, 186а. Збудований та введений в експлуатацію у 1966 р. П’ятиповерховий, коридорного типу. Кількість місць – 396, кімнат – 96. Гуртожиток з гарячим водопостачанням, водопровід – центральний.
Їдальня. Розташована за адресою: вул. Артема, 131а. Дана споруда була збудована та введена в експлуатацію у 1969 р., двоповерхова.
Студентська лікарня. Розташована за адресою: вул. Челюскінців, 188а. Споруда була збудована та введена в експлуатацію у 1938 р., триповерхова [2,4].
Плавальний басейн. Розташований за адресою: вул. Челюскінців, 186а. Був збудований та введений в експлуатацію у 1968 р. Цегляний, дворівневий. Довжина доріжки – 25м, ширина – 2м. Пропускна здатність – 30 чоловік/год.
Манеж. Спортивна будівля. Розташований за адресою: пр. Богдана Хмельницького, 104а. Збудований та введений в експлуатацію у 1972 р., дворівневий.
Газова котельня. Розташована за адресою: вул. Артема, 135а. Частково двоповерхова, прямокутної форми. Складається з двох котелень: з трьома і двома котлами, відповідно є дві труби. Стіни виконані із силікатної цегли. Введена в експлуатацію у 1968 р. Кількість працюючих – 27 чоловік. Продуктивність по пару становить 13 т/год.
Готельно-розважальний комплекс «Liverpul». Розташований за адресою: вул. Артема,131в – готель ( 100 номерів, кожен з яких обладнаний центральним кондиціонуванням, кабельним ТБ, та ін.), музичний бар з концертним майданчиком, що знаходиться у підвальному приміщенні, фудмаркет, що розташований за адресою: вул. Артема, 131а, загальний зал (350 чоловік). Автономна котельня.
Багатоповерхова адміністративна будівля з вбудовано-прибудованими об’єктами громадського призначення та підземною автостоянкою по пр. Богдана Хмельницького, 102 з автономною котельнею.
У даній науковій роботі досліджувалась територія студентського містечка Донецького національного технічного університету. У даному випадку вивчалися лише деревні рослини, оскільки трав’яний покрив території дуже незначний, і переважають рослини культурного походження [1,8].
На території студентського містечка, згідно з проведеним дослідженням було встановлено і підраховано: загальна кількість дерев – 205, родів – 2, порядків – 9, сімейств – 11. Також були підраховані види одного сімейства:
- Розоцвітні – 2: горобина звичайна, горобина скандинавська;
- Тутові – 1: шовковиця чорна;
- Вербові – 3: верба біла, тополя бальзамічна, тополя біла або срібна;
- Бобові -1: робінія псевдоакація;
- Маслинові – 1: ясень ланцетний;
- Березові – 1: береза бородавчаста;
- В'язові – 1: в'яз рівнинний, Берест;
- Кленові – 1: Клен гостролистий
- Сапіндові – 1: каштан конський;
- Соснові – 2: сосна звичайна, ялина зелена колюча;
- Кипарисові – 1: туя
У даній дослідницькій роботі були запропоновані чотири методи покращення стану рослинного покриву студентського містечка: раціональна посадка дерев, зонування їх , часткова заміна видів, метод ін'єкцій.
Метод раціональної посадки дерев полягає у розумно-обгрунтованій, доцільній посадці зелених насаджень, з урахуванням функціонального призначення кожного виду [3,9].
Зональність розташування зелених насаджень полягає в посадці дерев з урахуванням їх функціонального призначення (відділення зони відпочинку від житлової зони і т.д.)
Метод часткової заміни видів полягає в поетапній заміні, на прикладі тополі бальзамічної або ж шовковиці чорної на березу, модрину та інші види.
Метод ін'єкцій спрямований на зміну статі тополі. Полягає у введенні ін'єкції в стовбур жіночої особини, в результаті чого особина отримує сильний гормональний стрес і змінює стать на чоловічу [5].
Примітка: Кліматоморфи (життєві форми за Раункіером): Ph – фанерофіти, тобто високі дерева.
Трофоморфи (адаптація рослин до живлення: OgTr – оліготрофи (висока родючість грунтів), MsTr – мезотрофи (середнє родючість), MgTr – мегатрофи (низька родючість), AlkTr – рослини засолених грунтів;
Гігроморфи (адаптація рослин до водного режиму: Ks – Ксерофіти (посухостійкі), Ms – мезофіт (рослини помірного зволоження середовища);
Геліоморфи (адаптація рослин до світлового режиму): He – геліофітів (світлолюбиві), Sc – сціофіти (тіньовитривалі рослини, що вимагають від 1/3 та більш повного висвітлення.
Палеонхори (типи запилення): Anph – анемофілія (запилення вітром), Ent – ентемофілія (запилення комахами).
До того ж треба врахувати той аспект, що у випадку подвійних символів, наприклад таких, як MsTr або ScHe, друга частина основна, а перша уточнююча.
Отже, можна зробити висновок, що основна частина дерев є: високими деревами, адаптованими до ґрунтів середньої родючості, рослинами помірного зволоження середовища, видами частково вимогливими до світла, основний тип запилення яких вітром.
У даній дослідницькій роботі були запропоновані чотири методи, що направлені на покращення рослинного покриву студентського містечка: раціональна посадка дерев, зональне їх розміщення, часткова заміна видів, метод ін'єкцій.
Метод раціональної посадки дерев полягає у розумно-обгрунтованій, доцільній посадці зелених насаджень, з урахуванням функціонального призначення кожного виду [5,9].
Зональність розташування зелених насаджень полягає в посадці дерев з урахуванням їх функціонального призначення (відділення зони відпочинку від житлової зони і т.д.)
Метод часткової заміни видів полягає в поетапній заміні,наприклад, тополі бальзамічної або ж шовковиці чорної на березу, модрину та інші види.
Метод ін'єкцій спрямований на зміну статі тополі. Полягає у введенні ін'єкції в стовбур жіночої особини, в результаті чого особина отримує сильний гормональний стрес і змінює стать на чоловічу.
Рисунок 1 – Послідовність підготовки гербарію
(Анімація містить 6 кадрів; затримка 100; кількість циклів 7; розмір 212 кБ)
Основними техногенними спорудами на території студентського містечка є: газова котельня, яка відноситься до Донецькміськтепломережі, була введена в експлуатацію в 1968р. Спорудження частково двоповерхове, прямокутної форми. Конструкція котельні складена у збірному залізобетоні, зовнішні стіни котельного залу виконані із силікатної цегли, стіни покриті шаром цементу. Складові частини споруди: котельний зал, приміщення хімводоочистки, майстерня та побутові приміщення, хімлабораторія, службове приміщення і побутові приміщення. Котельня з трьома котлами ТВГ-8 для закритої системи теплопостачання, дві труби – основні джерела забруднення атмосферного повітря. Забруднюючі речовини: ртуть та її сполуки, оксид азоту (у перерахунку на діоксид азоту), оксид вуглецю, метан, азоту (1) оксид, вуглецю діоксид [6].
Готельно-розважальний комплекс «Liverpool», був введений в експлуатаціїю в 2007 р. До його складу входять: готель, фудмаркет і музичний клуб. Вбудована автономна котельня, основні забруднюючі речовини такого ж складу, як і газової котельні.
Плавальний басейн Донецького національного технічного університету був введений в експлуатацію в 1968 році.
Споруда знаходиться в центральній частині студентського містечка, дворівнева, побудована із силікатної цегли, покрита шаром штукатурки, вікна металопластикові. До складу споруди входять: перевдягальні, душове відділення, кімнати персоналу, спортивний зал, ванна, п'ят доріжок довжиною по 25 м і шириною по 2 м кожна. Пропускна здатність – 30 чоловік на годину. До складу споруди входить хлораторні для обробки води хлором. Також вбудована вентиляція двох типів: припливна і витяжна [10].
Басейн є одним з джерел забруднення навколишнього середовища даної території і безпосередньо самого приміщення, в результаті викиду до атмосфери через установки вентиляції випаровування хлору та його сполук (особливо з'єднань, оскільки сам хлор швидко випаровується, а також постійна його присутність в повітрі приміщення, негативно впливає на здоров'я персоналу (подразнення слизових оболонок, шкірних покривів і т.д.) басейну і в меншій мірі тих, хто є відвідувачем даної спортивної споруди.
Але вплив даних споруд на навколишнє природне середовище студентського містечка незначний [7].
.
У даній дослідницькій роботі було поставлено основне завдання, котре полягає в знаходженні можливих шляхів вирішення основних екологічних проблем студентського містечка. У результаті була детально вивчена дана територія і проблеми: забруднення атмосферного повітря, незадовільне поводження з твердими побутовими відходами, та ін. Зокрема, проблема, пов'язана з озелененням студентського містечка. У роботі були розглянуті основні представники деревних рослин території, а також запропоновані методи щодо поліпшення стану рослинного покриву студентського містечка: раціональна посадка, зональність розміщення, метод ін'єкцій, метод часткової заміни видів.
Лаптев А.А. Маяк Справочник работника зеленого строительства / А.А.Лаптев, Б.А.Глазачев // «Будівельник», К., 1984. – 514 с.
Білявський Г.О. Основи екології / Г.О.Білявський, Р.С.Фурдуй // «Либідь», К., 2004. – 400 с.
Башкатов В.Г. Відновлення порушених природних екосистем / В.Г.Башкатов, І.В.Бондаренко, О.З.Глухов // «Будівельник», Д., 2008. – 420 с.
Кучерявий В.П. Урбоекологія / В.П. Кучерявий // Видавницвто «Світ», Л., 2001 – 455 с.
Маявский П.Ф. Флора Средней полосы европейской части СССР / П.Ф.Маявский // «Эколог», М., 1954. – 500 с.
Радионов А.И. Техника защиты окружающей среды / А.И.Радионов, В.Н.Клушин, Н.С.Торошеченков // «Водоочистка», М., 1989. – 500 с.
ДСТУ 3008 – 95 Государственный стандарт Украины. Документация. Отчеты в сфере науки и техники. Структура и правила оформления, К., 1995. – 25 с.
Тарасов В.В. Флора Дніпропетровської та Запорізької областей. Судинні рослини. Біолого – екологічна характеристика видів / В.В.Тарасов // «Будівельник», К., 2001. – 400 с.
Родоман Б.Б. Поляризация ландшафта как средство сохранения биосферы и рекреационных ресурсов / Б.Б.Родоман // «Зеленстрой», М., 1974. – 300 c.
Громогласов А.А. Водоподготовка: процессы и аппараты / А.А.Громогласов // «Водоподготовка», М., 1990. – 450 c.