Что означает городской навес? Полное руководство

Что на самом деле означает Urban Навес

Городской навес — это слой ветвей, листьев и стеблей деревьев, которые покрывают город, если смотреть сверху. Думайте об этом как о зеленом зонтике, натянутом на крыши, улицы, парки и дворы. Когда планировщики или экологи говорят о кроне города, они описывают общую площадь земли, затененной или покрытой кронами деревьев – не только количество деревьев, но и фактическое покрытие над головой, которое эти деревья обеспечивают.

Этот термин часто используется как синоним «полога дерева» или «полога городского дерева (UTC)». Обычно он измеряется в процентах: если 25% территории города покрыто кронами деревьев при фотографировании с воздуха, то этот город имеет 25% навеса. В большинстве крупных городов в умеренном климате площадь навеса колеблется от 15% до 35%. , хотя цели, установленные городскими лесниками, часто стремятся к 40% или выше.

Это не чисто академическая концепция. Canopy покрытие оказывает прямое, измеримое влияние на температуру, качество воздуха, ливневые стоки, психическое здоровье, стоимость имущества и потребление энергии. Города, которые инвестировали в расширение своего полога, постоянно сообщают о более низких затратах на охлаждение, меньшем количестве госпитализаций из-за жары и более высоких показателях удовлетворенности жителей в районах с более густым лесным покровом.

Как измеряется городской навес

За последние десятилетия измерение покрытия навеса стало значительно более точным. Ранние оценки основывались на аэрофотоснимках, интерпретированных вручную, что было медленным процессом и подвержено человеческим ошибкам. Сегодня города используют комбинацию спутниковых изображений, сканирования LiDAR (обнаружение света и определение дальности) и алгоритмов классификации машинного обучения для картографирования растительного покрова с необычайной точностью.

LiDAR и дистанционное зондирование

LiDAR посылает лазерные импульсы с самолетов или дронов и записывает, как они отражаются. Поскольку кроны деревьев отражают свет иначе, чем крыши или тротуары, аналитики могут определить точную высоту, объем и горизонтальную протяженность кроны. Такие города, как Нью-Йорк и Мельбурн, использовали исследования LiDAR для создания карт растительного покрова с точностью до одного метра.

Платформа i-Tree

Лесная служба США разработала i-Tree, бесплатный пакет программного обеспечения, который позволяет муниципалитетам оценивать свои городские леса. Он рассчитывает не только растительный покров, но и денежную стоимость экосистемных услуг — удаление загрязнений, хранение углерода, экономию энергии и перехват ливневых вод. Города регулярно используют данные i-Tree при лоббировании бюджетов на посадку деревьев, поскольку это переводит экологическую ценность в доллары, понятные выборным должностным лицам.

Покрытие навеса и плотность навеса

Два города могут иметь одинаковый процент растительного покрова, но совершенно разные экологические профили. Укрытие просто измеряет горизонтальную протяженность — сколько земли находится под кронами деревьев. Плотность добавляет вертикальное измерение, учитывая полноту этих коронок. Зрелый дуб с густой кроной обеспечивает гораздо больше тени, хранения углерода и среды обитания для диких животных, чем недавно посаженный саженец, занимающий ту же площадь. Сложные оценки городских лесов отслеживают оба показателя.

Почему городской навес имеет значение: наука, лежащая в основе преимуществ

Аргументы в пользу инвестирования в городскую растительность не основаны на сантиментах. Это подкреплено десятилетиями рецензируемых исследований, муниципальным анализом затрат и выгод и реальными результатами, полученными в городах, которые сделали расширение полога своим политическим приоритетом. Выгоды охватывают экологические, экономические и социальные категории.

Снижение температуры и эффект городского острова тепла

В городах заметно жарче, чем в прилегающих сельских районах — явление, называемое эффектом городского острова тепла (UHI). Твердые поверхности, такие как асфальт и бетон, поглощают солнечное излучение и выделяют его в виде тепла. Кроны деревьев противодействуют этому двумя способами: прямое затенение снижает температуру поверхности, а транспирация (выделение водяного пара через листья) охлаждает окружающий воздух.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change, показало, что городские деревья могут снизить температуру местного воздуха на 2–8°C. по сравнению с незатененными улицами. В Финиксе, штат Аризона, одном из самых жарких городов США, исследование улиц, обсаженных деревьями, и улиц, лишенных деревьев, выявило разницу температур поверхности, превышающую 20°C в пиковые летние дни. Это не предельная разница; в этом разница между пригодной для выживания внешней средой и опасной.

Улучшение качества воздуха

Кроны деревьев фильтруют твердые частицы, поглощают газообразные загрязняющие вещества и перехватывают переносимые по воздуху загрязняющие вещества. Листья улавливают на своей поверхности мелкие частицы (PM2,5 и PM10); Затем дождь смывает эти частицы на землю, удаляя их из воздуха, которым дышат люди. Деревья также поглощают диоксид азота, диоксид серы, окись углерода и озон через устьица.

По оценкам Лесной службы США, городские деревья по всей территории США были вырублены примерно 17,4 млн тонн загрязнителей воздуха ежегодно , а связанные с этим затраты на здоровье человека составляют около 6,8 миллиардов долларов в год. В густонаселенных городских центрах, где транспортное движение и промышленная деятельность концентрируют загрязняющие вещества, прочный навес может значительно снизить воздействие вредного воздуха на жителей.

Управление ливневыми водами

Когда дождь падает на непроницаемые поверхности — дороги, крыши, парковки — он попадает в ливневые стоки, перегружая канализационные системы и перенося загрязняющие вещества в водные пути. Кроны деревьев задерживают осадки до того, как они достигнут земли. Вода удерживается на листьях, впитывается корнями и медленно высвобождается в почву, что значительно снижает пиковые объемы ливневого стока.

Одно взрослое дерево может перехватывать от 1500 до 2000 галлонов осадков в год. Для города с миллионами деревьев это означает, что ежегодно от ливневых систем отводятся миллиарды галлонов воды. Филадельфия подсчитала, что ее городские деревья экономят примерно 28 миллионов долларов в год на затратах на управление ливневыми водами — деньги, которые в противном случае были бы потрачены на модернизацию инфраструктуры и очистку воды.

Энергосбережение для зданий

Деревья, стратегически расположенные рядом со зданиями, сокращают потребление энергии, необходимой для охлаждения летом, и могут блокировать холодные ветры зимой. Тень навеса на стенах и окнах, выходящих на юг и запад, предотвращает приток солнечного тепла в самые жаркие периоды дня. Исследования неизменно показывают, что правильно расположенные деревья снижают затраты на охлаждение жилых помещений на 15–35%. По оценкам Министерства энергетики США, три правильно расположенных дерева вокруг дома могут сократить расходы на кондиционирование воздуха до 30%.

Психическое здоровье и благополучие

Психологические преимущества кроны деревьев подтверждаются растущим количеством исследований. Исследования с использованием больших наборов медицинских данных показали, что люди, живущие в районах с большей растительностью, сообщают о более низких показателях депрессии, тревоги и расстройств, связанных со стрессом. Исследование 2015 года, опубликованное в журнале Scientific Reports, показало, что люди, живущие на улицах, где на каждый городской квартал приходится на 10 деревьев больше, сообщают о преимуществах для здоровья, эквивалентных тому, чтобы быть на семь лет моложе. Воздействие зеленой среды также коррелирует со снижением уровня кортизола, снижением артериального давления и более быстрым выздоровлением после болезни.

Справедливость городского навеса: у кого есть доступ, а у кого нет

Одной из наиболее тревожных закономерностей в исследованиях городского полога является его неравномерное распределение. Исследования, проведенные в десятках американских, европейских и австралийских городов, неизменно показывают, что в более богатых, преимущественно белых кварталах, кроны деревьев значительно больше, чем в районах с низкими доходами и большинством меньшинства — иногда в три или четыре раза.

В Балтиморе исследователи обнаружили, что самые богатые районы 45% растительного покрова, тогда как у беднейших слоев населения - всего 9% . В Лос-Анджелесе преимущественно латиноамериканские кварталы в восточной части города составляют в среднем около 6% растительного покрова, в то время как более богатые районы в западной части города составляют в среднем 25% и более. Подобные закономерности были зафиксированы в Атланте, Детройте, Миннеаполисе и Лондоне.

Причины исторические и актуальные. Дискриминационная жилищная политика середины 20-го века, известная как «красная черта», направила инвестиции в сторону от кварталов, где проживают меньшинства. Инфраструктура, такая как автомагистрали и промышленные зоны, проходила через те же населенные пункты, поглощая зеленые пространства. Программы по посадке деревьев, которые требуют устойчивого финансирования и обслуживания, следовали моделям инвестиций, оставляя и без того недостаточно обслуживаемые районы еще дальше позади.

Последствия не абстрактны. В районах с меньшим количеством навеса жарче, а это означает, что жители сталкиваются с большим риском для здоровья, связанным с жарой, и имеют меньше ресурсов для оплаты кондиционирования воздуха. Они испытывают худшее качество воздуха и более высокий уровень респираторных заболеваний. У них меньше доступа к преимуществам психического здоровья, которые дают зеленые насаждения. Справедливость городского полога стала центральной проблемой в пропаганде экологической справедливости именно потому, что неравенство настолько резкое, а его последствия настолько значимы.

Как города расширяют свой городской покров

Выращивать и поддерживать городской покров сложнее, чем кажется. Городская среда враждебна деревьям: уплотненная почва, ограниченное пространство для корней, загрязнение воздуха, соль на дорогах, засуха, тепловой стресс и физический ущерб от транспортных средств и пешеходов — все это сокращает продолжительность жизни деревьев. Тем не менее, несмотря на эти препятствия, города по всему миру разработали ряд стратегий по расширению растительного покрова.

Программы посадки уличных деревьев

Самый прямой подход — просто посадить больше деревьев на общественных полосах отвода — вдоль улиц, в парках, на школьных территориях и на общественных площадях. В рамках инициативы Нью-Йорка MillionTreesNYC, запущенной в 2007 году, миллионное дерево было посажено в 2015 году раньше запланированного срока. Программа была намеренно разработана так, чтобы отдавать приоритет недостаточно обслуживаемым районам с низким уровнем существующего навеса, делая равенство структурной особенностью кампании, а не второстепенной мыслью.

Мельбурн, Австралия, поставил цель обеспечить 40% покрытия растительным покровом к 2040 году по сравнению с примерно 22% на момент постановки цели. Городская лесная стратегия отображает существующий растительный покров, выявляет пробелы и определяет приоритетность выбора пород для устойчивости к изменению климата — выбирая деревья, которые могут пережить прогнозируемые будущие температуры, а не те, которые процветают в нынешних условиях.

Правила сохранения навеса

Посадка новых деревьев занимает десятилетия, чтобы создать значимый навес. Защита существующих взрослых деревьев зачастую более рентабельна. Во многих городах приняты постановления о сохранении деревьев, которые требуют получения разрешений на удаление деревьев сверх определенного размера, требуют обязательной замены посадок при одобрении удаления и налагают финансовые штрафы за несанкционированное удаление деревьев. Постановление Атланты о защите деревьев является одним из самых строгих в США и требует от застройщиков либо сохранять определенный процент существующего древесного покрова, либо вносить средства в фонд замены деревьев.

Стимулирование частной собственности

Значительная часть городских земель находится в частной собственности. Достижение целей по сохранению растительного покрова требует выращивания деревьев на частных участках, а не только на общественных землях. Города экспериментировали с программами скидок для домовладельцев, которые сажают деревья, программами бесплатной раздачи деревьев, снижением платы за разрешения на строительство, превышающее требования к кроне, а также льготами по налогу на имущество, привязанным к древесному покрову. Сакраменто, штат Калифорния, предлагает жителям бесплатные деревья в рамках программы Tree Ambassador, при этом приоритет отдается районам с низкими доходами и наибольшим воздействием жары.

Интеграция зеленой инфраструктуры

Некоторые города вплетают расширение навесов в более широкое планирование зеленой инфраструктуры. Это включает в себя включение деревьев в системы управления ливневыми водами (биосы, дождевые сады, проницаемые тротуары в сочетании с древесными ямами), требование укрытия кронами в новых разрешениях на застройку, а также проектирование реконструкции уличного ландшафта, которая увеличивает объем почвы и улучшает дренаж корней деревьев. Концепция Сингапура «Город в саду» идет еще дальше, интегрируя деревья, вертикальные сады и зеленые крыши в городскую ткань национального масштаба.

Планы управления городскими лесами

Ведущие города рассматривают свой купол как управляемый ресурс, а не пассивный фон. Они ведут инвентаризацию каждого общественного дерева — видов, возраста, состояния, местоположения — и используют эти данные для планирования циклов обслуживания, прогнозирования удаления из-за болезни или возраста и выявления пробелов для новых посадок. План управления городскими лесами Чикаго охватывает более 3,5 миллионов деревьев и определяет решения по посадке, обрезке и борьбе с вредителями по всему городу.

Угрозы городскому навесу

Городской покров сталкивается с угрозами с нескольких направлений одновременно. Понимание этих угроз имеет важное значение для любого города, серьезно относящегося к сохранению или расширению своего покрова с течением времени.

• Давление развития: Строительные проекты регулярно удаляют взрослые деревья. Даже когда требуется замена посадок, молодым деревьям требуется от 20 до 50 лет, чтобы обеспечить эквивалентный полог. Чистая потеря растительного покрова в ходе циклов застройки является постоянной проблемой в быстрорастущих городах.
• Инвазивные вредители и болезни: Изумрудный ясеневый точильщик уничтожил сотни миллионов ясеней по всей Северной Америке, опустошив полог в городах, которые густо засадили ясенем. Болезнь голландского вяза, азиатский усач и болезнь тысячи язв представляют аналогичную угрозу для других распространенных городских видов. Особенно уязвимы города с низким видовым разнообразием: если в пологе доминирует один вид и прибывает патоген, потери могут быть катастрофическими.
• Изменение климата: Повышение температуры, продолжительные засухи и более интенсивные штормы подвергают стрессу городские деревья. Виды, которые процветали в исторических климатических условиях, могут столкнуться с трудностями по мере изменения условий. Экстремальная жара может привести к гибели недавно посаженных деревьев еще до того, как они приживутся. Штормы повреждают или валят взрослые деревья быстрее, чем их можно восстановить.
• Недостаточное финансирование технического обслуживания: Деревья требуют постоянного ухода — обрезки, борьбы с вредителями, ухода за почвой, полива во время посадки. Когда муниципальные бюджеты сокращаются, уход за деревьями часто становится одной из первых жертв. Отложенное техническое обслуживание приводит к упадку деревьев, созданию опасных условий и, в конечном итоге, к более дорогим вывозам.
• Уплотнение почвы и инфраструктурные конфликты: Городские почвы часто сильно уплотнены, что ограничивает рост корней и проникновение воды. Подземные коммуникации — газопроводы, водопроводы, электропроводки — конкурируют с корнями деревьев за место и вызывают их переезды в случае возникновения конфликтов.

Выбор видов: выбор правильных деревьев для городского навеса

Не все деревья в равной степени способствуют формированию кроны. Выбор видов оказывает существенное влияние на то, сколько тени, удаление загрязнений, среду обитания диких животных и устойчивость к климату обеспечивает крона. Городские лесники учитывают множество факторов при выборе видов для городских программ озеленения.

Размер и форма кроны

Деревья с широкой, раскидистой кроной — дубы, вязы, платаны, липы — обеспечивают максимальное покрытие кроны на одно дерево. Зрелый английский дуб может иметь ширину кроны, превышающую 25 метров, и затенять огромную площадь земли. Столбчатые или узкие виды занимают меньше горизонтального пространства и обеспечивают меньшую крону на одно дерево, хотя иногда они необходимы в тесных городских пейзажах.

Продолжительность жизни и скорость роста

Дерево, посаженное сегодня, не будет давать значимого полога в течение 10–20 лет. Виды с более длительной продолжительностью жизни (дубы могут жить несколько столетий) обеспечивают устойчивую отдачу от вложений в посадку и ранний уход за кроной. Быстрорастущие виды, такие как клен серебристый или вяз сибирский, быстро приживаются, но могут иметь более короткую продолжительность жизни и более слабую древесину, которая ломается во время штормов. Лучшие стратегии городского полога сочетают в себе быстрорастущие виды для получения краткосрочной выгоды с медленнорастущими, долгоживущими видами для обеспечения ценности поколений.

Адаптация к изменению климата и готовность к будущему

Дальновидные городские лесные программы теперь отбирают породы не только для текущих условий, но и для прогнозируемых условий в 2050 и 2080 годах. Это означает, что высаживать виды, которые в настоящее время являются родными для климата, немного более теплого и сухого, чем сегодняшняя городская среда, - по сути, опережая изменение климата. Луисвилл, штат Кентукки, разработал «адаптированную к климату» палитру видов на основе климатических прогнозов, включив деревья с юга Америки, которые, как ожидается, будут процветать по мере потепления в регионе.

Видовое разнообразие

Управляющие городскими лесами следуют «правилу 10-20-30» в качестве руководящего принципа: ни один вид не должен превышать 10% от общего полога, ни один род не должен превышать 20% и ни одно семейство не должно превышать 30%. Этот буфер биоразнообразия означает, что любой отдельный вредитель или патоген может повлиять только на часть общего растительного покрова, а не уничтожить его. Города, которые игнорировали этот принцип – в значительной степени полагаясь на американские вязы в середине 20-го века или ясени в последующие десятилетия – заплатили тяжелую цену, когда пришла болезнь.

Экономическая ценность городского навеса

Количественная оценка экономической ценности городского полога стала приоритетом для городских администраторов, которые должны обосновать бюджеты на деревья в конкурентной финансовой среде. Цифры, если их правильно подсчитать, представляют собой убедительные аргументы.

• Стоимость недвижимости: Исследования, проведенные в нескольких городах, показали, что дома на обсаженных деревьями улицах продаются на 5–15% дороже, чем сопоставимые дома на безлесных улицах. В Портленде, штат Орегон, близость к уличным деревьям увеличила цену продажи в среднем на 8870 долларов и сократила время нахождения на рынке на 1,7 дня.
• Розничная производительность: Исследования, проведенные в нескольких торговых районах, показали, что покупатели на обсаженных деревьями улицах сообщают о большей готовности платить за товары, более позитивно оценивают опыт покупок и говорят, что будут путешествовать дальше и оставаться дольше, чем в аналогичных безлесных коммерческих коридорах.
• Снижение расходов на здравоохранение: Качество воздуха, снижение температуры и польза навеса для психического здоровья приводят к снижению расходов на здравоохранение. По оценкам одного анализа городских лесов Нью-Йорка, одно только сокращение числа госпитализаций с респираторными заболеваниями обходится в десятки миллионов долларов ежегодно.
• Возврат инвестиций: Многочисленные анализы затрат и выгод показали, что каждый доллар, вложенный в посадку и содержание городских деревьев, приносит от 2 до 5 долларов США за экосистемные услуги. Лесная служба США подсчитала, что общегородская прибыль составляет 3,37 доллара на доллар, потраченный на городские леса в таких городах, как Модесто, Калифорния.

Городской покров и адаптация к изменению климата

По мере того, как города сталкиваются с реальностью более частых и интенсивных волн жары, более сильных штормов и изменения характера осадков, городской полог превратился из удобства, улучшающего качество жизни, в основную стратегию адаптации к климату. Летняя жара в Европе 2022 года, унесшая жизни десятков тысяч людей по всему континенту, привлекла пристальное внимание к аспектам городской жары, связанным с безопасностью жизни, и, как следствие, к навесу как средству защиты жизни.

Париж, который пострадал от катастрофической смертности, связанной с жарой во время аномальной жары 2003 года, включил расширение растительного покрова в свой план по обеспечению устойчивости к изменению климата. Город превращает парковочные полосы в обсаженные деревьями пешеходные зоны, озеленяет крыши и фасады зданий, а также создает карманные парки в самых густонаселенных районах с наименьшим количеством зеленых насаждений. Цель состоит в том, чтобы ни один парижанин не жил дальше, чем в пяти минутах ходьбы от затененной зеленой зоны.

План адаптации к изменению климата Роттердама прямо рассматривает растительный покров как сине-зеленую инфраструктуру — термин, который сочетает в себе управление водными ресурсами (синий) и растительность (зеленый). Кроны деревьев снижают риск наводнений, задерживая дождь и улучшая инфильтрацию почвы. В городе, где большая часть земли находится ниже уровня моря, интеграция навеса в систему управления ливневыми водами не является факультативной — это инженерная необходимость.

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) определила озеленение городов, включая расширение полога, как одну из наиболее экономически эффективных краткосрочных адаптационных мер, доступных городам. В отличие от инженерной инфраструктуры, такой как охлаждающие центры или барьеры от наводнений, деревья одновременно приносят множество дополнительных выгод и продолжают приносить пользу в течение десятилетий после посадки.

Практические шаги, которые могут предпринять отдельные лица и сообщества

Городской навес – это не только обязанность муниципалитета. Частные лица, общественные организации и предприятия играют значимую роль в создании и поддержании древесного покрова города.

1. Посадите деревья на своем участке. Даже одно-единственное дерево с большой кроной в переднем или заднем дворе вносит свой вклад в общий городской навес. Отдавайте предпочтение видам с широкой кроной и длительным сроком жизни. Свяжитесь с местной службой распространения знаний или городским лесным управлением, чтобы получить рекомендации по видам, подходящим для вашего климата и почвы.
2. Участвуйте в муниципальных программах по деревьям. Многие города предлагают жителям деревья бесплатно или субсидировано. Некоторые программы позволяют жителям просить посадить уличные деревья перед их домами. Участие в этих программах одновременно увеличивает возможности и сигнализирует о спросе для политиков.
3. Станьте волонтером в местных организациях по посадке деревьев. Такие группы, как Trees Atlanta, TreePeople в Лос-Анджелесе и Trees for Cities в Великобритании, организуют общественные мероприятия по посадке деревьев. Дни волонтеров эффективны как для посадки деревьев, так и для создания коалиций соседей вокруг зеленых насаждений.
4. Выступайте за более строгую политику защиты деревьев. Посещение заседаний городского совета, поддержка постановлений о защите деревьев и противодействие событиям, которые могут привести к удалению значительной части полога без адекватной замены – все это способствует системным изменениям.
5. Поливайте и ухаживайте за недавно посаженными деревьями. Большая часть смертности городских деревьев происходит в первые три года после посадки, главным образом из-за стресса, вызванного засухой. Полив недавно посаженных уличных деревьев в засушливые периоды значительно повышает приживаемость и ускоряет развитие кроны.
6. Поддержите инициативы по обеспечению равенства в навесе. Направление пожертвований, волонтерских часов и политической пропаганды на усилия по созданию навесов в недостаточно обслуживаемых районах направлено на решение как экологических, так и социальных аспектов городского лесного хозяйства.

Городской полог — одно из немногих городских вмешательств, где отдельные действия значимо объединяются в результаты в масштабе города. Каждое посаженное и ухоженное дерево — это вклад в общий ресурс, который приносит пользу всему району на протяжении поколений.