Еколого-містобудівне обґрунтування сталого розвитку урбанізованих територій України

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

18.00.04 - Містобудування та ландшафтна архітектура

УДК 711.122+711.13:504

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури

АВТОРЕФЕРАТ

ЕКОЛОГО-МІСТОБУДІВНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ СТАЛОГО РОЗВИТКУ УРБАНІЗОВАНИХ ТЕРИТОРІЙ УКРАЇНИ

Устінова Ірина Ігорівна

Київ - 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському Національному університеті будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України Науковий керівник доктор архітектури, професор Тімохін Віктор Олександрович, Київський Національний університет будівництва і архітектури, завідувач кафедри дизайну архітектурного середовища

Офіційні опоненти: доктор архітектури, професор Фільваров Генріх Йосипович, Інститут Урбаністики (м. Київ), директор

кандидат архітектури Сабан Юрій Ярославович, Архітектурний інститут Національного університету „Львівська політехніка”, кафедра містобудування, доцент

Провідна установа Полтавський Національний технічний університет ім. Ю. Кондратюка, кафедра архітектури будівель і містобудування, Міністерство освіти і науки України, м. Полтава.

Захист відбудеться 19 травня 2005 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.02 при Київському Національному університеті будівництва і архітектури (КНУБА) за адресою: 03037, м.Київ, Повітрофлотський пр., 31, ауд. 466

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського Національного університету будівництва і архітектури (КНУБА) за адресою: 03037, м. Київ, Повітрофлотський пр., 31

Автореферат розісланий 19 квітня 2005 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.С. Слепцов

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Екологічні проблеми, що виявляються у забрудненні середовища, вичерпанні ресурсів і деградації природних комплексів, підвищенні захворюваності та смертності населення, є характерними для всіх урбанізованих країн світу. Вони зумовлені порушенням екологічної рівноваги у навколишньому середовищі й обумовлюють зміну умов розвитку урбанізованих територій. Урбанізація, яка ніби протистоїть природі, сьогодні вважається однією з причин екологічної нестабільності. Проблемам захисту природного середовища та сталого розвитку присвячені конференції ООН (Стокгольм, 1972; Ріо-де-Жанейро, 1992; Стамбул, 1996; Йоганнесбург, 2002), ХІХ сесія Генеральної Асамблеї ООН (Нью-Йорк, 1997), міжнародні конгреси (Йокогама, 1990; Марсель, 1992), програма ЮНЕСКО “Людина та біосфера”.

В останнє десятиріччя в Україні, при подальшому зростанні міської території, спостерігається тенденція скорочення чисельності населення в основному за рахунок зменшення міського населення в інтенсивно освоєних і найбільш забруднених регіонах. Зазначене протиріччя свідчить про те, що в механізмах урбанізації відбуваються докорінні зміни, пов'язані з проблемами сталого розвитку урбанізованих територій (міст і щільно освоєних регіонів). Розв'язанню цих проблем присвячені Закони України “Про охорону навколишнього природного середовища” (1991), “Про основи містобудування” (1992), “Про екологічну експертизу” (1995), “Про планування і забудову території”, “Про загальнодержавну програму формування національної екомережі України” (2000), “Про Генеральну схему планування території України” (2002).

Сучасні проблеми сталого розвитку урбанізованих територій в більшій мірі досліджувались з економіко-географічних та санітарно-гігієнічних позицій і в містобудівному аспекті вивчені недостатньо. На сьогодні не в повній мірі обґрунтовано науково-методичні засади містобудівного вирішення екологічних проблем. Не до кінця розроблено еколого-містобудівні нормативи, що регламентують якість середовища та усталеність розвитку урбанізованих територій. Проблемою нормування є те, що ці норми регламентують лише одну з ознак екологічної проблеми - забруднення компонентів середовища, залишаючи поза увагою необхідність його системної оцінки. Сьогодні нормативна база містобудівного проектування і прогнозування, її екологічна складова, особливо на рівні регіонального планування, все ще знаходиться у стадії розробки. Таким чином, актуальність теми визначають: зниження екологічної безпеки функціонування урбанізованих регіонів і міст України, недостатність нормативно-методичного забезпечення еколого-орієнтованого проектування містобудівних об'єктів регіонального рівня та необхідність розробки відповідної методики.

Сучасний стан розвитку науки та містобудівної практики дозволив сформулювати гіпотезу дослідження, яка полягає у передбаченні того, що розвиток урбанізованих територій, як демоекосистем, спирається на закономірності, урахування яких дозволить приймати науково аргументовані планувальні рішення. Обґрунтування концепції сталого, екологічно збалансованого розвитку і розробка відповідних методів та норм містобудівного проектування спиралося на результати досліджень Л.фон Берталанфі, В.І. Вернадського, В.В. Владімірова, Л.М. Гумільова, В.Р. Дольніка, М.М. Дьоміна, Л. Кібла, Г.І. Лаврика, М.Ф. Реймерса, В.О. Тімохіна, Г.Й. Фільварова, І.О. Фоміна, Дж. Форрестера. Важливе науково-методичне значення для дослідження мали роботи І.В. Лазарєвої, О.М. Микуліної, С.Б. Чистякової; праці А.Г. Большакова, В.В. Вадімова, В.І. Зарецького, І.А.Діди, К. Доксіадіса, Т.О. Лебедінської, М.К. Мірзаєва, Т.Ф. Панченко, С.М. Проценко, І.Д. Родічкіна, Ю.Я. Сабана, Г.А. Садвокасової, Т.В. Устенко, Ю.Б. Хромова, у яких розглянуті еколого-містобудівні аспекти планувальної організації урбанізованих територій в умовах різних регіонів.

Теоретичні та методичні засади дослідження у галузі системного аналізу, типології, моделювання й управління розвитком містобудівних систем різного рівня складності складають роботи Ю.М. Білоконя, Ю.П. Бочарова, О.Е. Гутнова, Є.Є. Клюшніченка, М.М. Кушніренко, В.О. Лаврова, К. Лінча, А.М. Рудницького, І.М. Смоляра, З.М. Яргіної; у галузі оцінки території та містобудівного нормування - дослідження С.І. Кабакової, І.Я. Конторовича, В.Ф. Макухіна, Т.С. Нечаєвої, А.П. Осітнянко, А.М. Плєшкановської, О.І. Розенфельда, А.Б. Рівкіна, Б.В. Солухи. Загальні та окремі аспекти вирішення теоретичних та методичних проблем еколого-містобудівної оцінки умов розвитку урбанізованих територій України висвітлені у наукових і проектних розробках інститутів Діпромісто, НДПІ містобудування, НДІТІАМ, Урбаністики, Київ Генплан.

Практично в усіх вище зазначених дослідженнях за їх межами залишилися питання саморегуляції екосистемного розвитку урбанізованих територій, його внутрішня динаміка і стани рівноваги. У силу недостатньої вивченості цих питань до розгляду залучалися загальні положення суміжних галузей знання. Підґрунтя дослідження у галузі екології складають праці Г.О. Білявського, М.А. Голубця, В.П. Казначєєва, Д. Медоуза, М.М. Моїсеєва, Ю. Одума, С.С. Шварца; у соціальній екології - роботи В.Л. Глазичева, Ю.Г. Маркова, В. Хесле, О.М. Яницького; у демографії - дослідження С.І. Пиріжкова, А.М. Сердюка; у економічній географії та еколого-економічних дослідженнях сталого розвитку - праці Е.Б. Алаєва, В.А. Барановського, І.К. Бистрякова, Т.В. Бочкарьової, Б.М. Данілішина, В.І. Нудельмана, Г.О. Пархоменко, Б.Б. Родомана, Л.Г. Руденка, К.М. Ситника, В.М. Трегобчука, П. Хаггета, О.І. Черкаса.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами: робота виконана у відповідності до Законів України, Указу Президента “Про пріоритетні напрямки в галузі містобудування” (1997), концепцій “Сталого розвитку населених пунктів” (1999) та “Державної регіональної політики” (2001), Національної програми екологічного оздоровлення басейну Дніпра (1997), Комплексної програми реалізації на національному рівні рішень, прийнятих на Всесвітньому самміті зі сталого розвитку (2003). Тема дисертації пов'язана з пріоритетними напрямками досліджень НАН України, з планами науково-дослідних і проектних розробок інститутів: НДПІ містобудування - „Наукові пропозиції з перспективного планувального розвитку Київської агломерації” (держ. рег. № 0190U045537), „Розробка програми еколого-містобудівного розвитку територій басейну р. Дніпро” (держ. рег. № 0193U032254), „Розробка науково-методичних рекомендацій по організації зон різного режиму еколого-містобудівного використання басейну Дніпра” (держ. рег. № 0194U020755), „Розробити схему інженерно-містобудівного районування на базі природно-географічного, кліматичного, екологічного, техноантропогенного зонування” (держ. рег. № 0197U009679.); НДІТІАМ - “Проектування локальних і регіональних систем екомоніторингу першої черги СЕМ (системи екологічного моніторингу) “Україна” (держ. рег. № 0193U037975); Кібернетики НАН України ім. В.М.Глушкова - “Створення територіально-розподільної системи підтримки рішень для управління становищем екосистеми України з метою раціонального використання ресурсів і оздоровлення навколишнього середовища” (шифр 6.5.4, 1993); Діпромісто - Схеми планування території Черкаської, Волинської та Луганської областей (договори №5298-02-93, №1295-04-2002, №65-01-2003).

Мета дослідження полягає у визначенні принципів та розробці методів еколого-містобудівного обґрунтування напрямків та параметрів сталого розвитку урбанізованих територій України.

Задачі дослідження включають:

- аналіз факторів та умов сталого розвитку, підходів та методів екологічного обґрунтування містобудівних рішень;

розробку структурно-логічних і оціночних моделей функціонування та розвитку урбанізованих територій, визначення еколого-містобудівних принципів і параметрів сталого розвитку, його критерію та системи показників;

формування методики еколого-містобудівного обґрунтування проектно-прогнозних планувальних рішень, що сприяють сталому розвитку міст і регіонів країни.

Об'єкт дослідження - урбанізовані території (урбанізовані регіони, райони, міста) як основа і як елемент еколого-містобудівної системи України.

Предмет дослідження - еколого-містобудівне обґрунтування сталого розвитку.

Методи дослідження. При вивченні екологічних закономірностей містобудівного розвитку територій використано системний підхід, структурно-функціональний аналіз, методи математичного моделювання; при обробці статистичних даних, виявленні системи еколого-містобудівних факторів і показників сталого розвитку та гранично припустимих антропогенних навантажень на середовище - матричний і графоаналітичний аналіз, методи математичної статистики й експертної оцінки.

Інформаційною базою дослідження стали матеріали державної статистичної звітності, Зведеної схеми районного планування областей України (Діпромісто, 1987) та Генеральної схеми планування території України (Діпромісто, 2000).

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше:

- проаналізовано дію механізму саморегуляції у розвитку урбанізованих територій як еколого-містобудівних систем, розкрито екологічну сутність процесу урбанізації, запропоновано критерій сталого розвитку та систему його показників;

- визначено екологічні принципи функціонування та заходи еколого-містобудівної гармонізації умов розвитку урбанізованих територій;

- запропоновано методику кількісного аналізу, прогнозу та обґрунтування напрямків і параметрів сталого розвитку міст та урбанізованих регіонів.

Практичне значення одержаних результатів полягає у нормативно-методичному забезпеченні еколого-зорієнтованого містобудівного проектування та обґрунтуванні концепції перспективного розселення України з позицій екологічної доцільності.

Результати дослідження реалізовані на 2-х міжнародних конкурсах: “Дніпро -ХХІ. Відродження” (1991, друга премія) та “Екополіс. Античорнобиль. Конкордія” (1993, друга премія); у 9-ти науково-дослідних і проектних розробках: „Наукові пропозиції з перспективного планувального розвитку Київської агломерації” (1991), „Розробка програми еколого-містобудівного розвитку територій басейну р. Дніпро” (1993), “Проектування локальних і регіональних систем екомоніторингу першої черги СЕМ (системи екологічного моніторингу) “Україна” (1993), “Створення територіально-розподільної системи підтримки рішень для управління становищем екосистеми України з метою раціонального використання ресурсів і оздоровлення навколишнього середовища” (1993), „Розробка науково-методичних рекомендацій по організації зон різного режиму еколого-містобудівного використання басейну Дніпра” (1994), „Розробити схему інженерно-містобудівного районування на базі природно-географічного, кліматичного, екологічного, техноантропогенного зонування” (1997), Схеми планування території Черкаської (2000), Волинської та Луганської (2004) областей; у 3-х навчальних програмах з дисциплін “Екологія і ландшафтна архітектура” (1997 - 2000), “Екологічні проблеми містобудування” та “Екологія урбанізованих територій” (1997 - 2004) для спеціальності 7.120.102 “Містобудування”.

Апробація результатів дисертації відбувалась на Міжнародній науково-практичній конференції “Регіональна політика України: наукові основи, методи, механізми” (Львів, 1998), Всесоюзному семінарі “Питання планування і забудови міст” (Пенза, 1990), II Всесоюзній науково-практичній конференції “Актуальні питання охорони навколишнього середовища від антропогенного впливу” (Севастополь, 1990), VІ Всесоюзній науково-технічній конференції “Науково-технічні і соціально-економічні проблеми навколишнього середовища” (Горький, 1990), Республіканській науково-практичній конференції “Шляхи зменшення антропогенного впливу на природні курортні ресурси” (Одеса, 1990), на 14-ти щорічних науково-практичних конференціях КНУБА у період з 1987 по 2004 рік.

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано у 9 статтях, 7 з яких у фахових виданнях, 10 тезах конференцій, 1стаття депонована (загальний обсяг 4,2 друк. арк.).

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається з вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків. Результати дослідження викладені на 265 сторінках, включаючи 133 сторінку тексту, 13 таблиць, 48 графічних ілюстрацій, 18 сторінок списку використаних джерел (245 найменувань), 4 додатка (на 59 сторінках).

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Розділ 1. Аналіз сучасного стану, передумов і методів екологічного обґрунтування містобудівних рішень. Аналіз екологічних особливостей урбанізації регіонів України виявив: нерівномірне освоєння території країни; збіжність зон з низькою здатністю природного середовища до самоочищення з територіями інтенсивного промислового освоєння та зоною урбанізації (райони із щільністю населення більш ніж 60 чол/км2); значну територію екологічно несприятливої (за санітарно-гігієнічними нормами) зони; значне забруднення середовища та розораність території; малу лісистість та негативні наслідки аварії на Чорнобильській АЕС. Ці особливості обумовили погіршення стану здоров'я населення України, яке наприкінці 80-х років ХХ сторіччя визначалося як невідповідне до сучасних вимог.

Згідно з екологічною теорією, соціально-економічний розвиток сповільнюється при наближенні природно-ресурсного потенціалу території до виснаження. Ця тенденція почала виявлятися на Україні у 60-х роках у зниженні темпів соціально-економічного та демографічного розвитку; у 70-х - у зниженні темпів зростання міського населення країни; у 90-х - у скороченні загальної чисельності її населення. Сьогодні (1993-2003 роки) таке скорочення відбувається на тлі прискореного зменшення міського населення в інтенсивно освоєних та найбільш забруднених східних та південних регіонах країни. Це свідчить про перехід процесу урбанізації від фази інтенсивного зростання до фази стагнації, що обумовлює необхідність поглиблених еколого-орієнтованих містобудівних досліджень сталого розвитку урбанізованих територій.

Аналіз проектних розробок з охорони середовища у містобудівній практиці України, починаючи з 60-х років по наш час, виявив декілька етапів, які характеризуються: розширенням екологічної проблематики (від забруднення компонентів середовища до порушення умов екологічної рівноваги) та поглибленням її вирішення на регіональному рівні. Проаналізовано та класифіковано методи оцінки, які використовуються при екологічному обґрунтуванні містобудівних рішень. Виявлено, що різновиди оцінки обумовлені тлумаченням поняття “середовище” та зміною концептуальних засад його дослідження (С.Б. Чистякова, В.В. Владіміров, М.М. Дьомін, Г.І. Лаврик). Виділено напрямки розвитку методів оцінки (від диференційованих до інтегральних) та принципові моделі оцінки (комплексну та інтегральну). Зазначено, що головною проблемою оціночних методів є зведення екологічної проблеми лише до забруднення компонентів середовища, а екологічних нормативів - до санітарно-гігієнічних норм.

Установлено, що найбільшої актуальності забезпечення умов екологічної рівноваги набуває на рівні регіону. У регіональному плануванні використовується комплексна оцінка, яка оцінює стан середовища за сукупністю характеристик його компонентів. Вона ґрунтується на санітарно-гігієнічних нормах та проводиться за аналогією з оцінкою міської території. Це суперечить головним засадам екологічної оцінки, згідно з якими: стан екосистеми не може бути зведений до суми станів її компонентів; кожний рівень організації має бути вивчений безпосередньо та з урахуванням вищих і нижчих суміжних рівнів. На цій основі сформульовано вимоги до екологічного обґрунтування містобудівних рішень, серед яких: необхідність визначення концептуальних засад сталого розвитку, його обмежень, критерію та системи показників.

Подібність структурно-функціональних і динамічних властивостей екологічних та містобудівних систем, зворотні зв'язки між ними дозволили розглянути регіональний містобудівний об'єкт, як цілісну і поліструктурну, динамічну та ієрархічну еколого-містобудівну систему (ЕМС). Необхідність екосистемного розгляду містобудівного об'єкту дозволила використати у дослідженні екологічні закони, поняття, концепції, принципи, методи та моделі. На основі порівняльного аналізу еколого-орієнтованих моделей об'єкту проектування (Е.Б. Алаев, В.В. Владіміров, І.О. Фомін, М.М. Дьомін, Г.І. Лаврик) виділено функціональні та територіальні компоненти ЕМС та побудовано відповідні структурно-логічні моделі. У якості теоретичного підґрунтя дослідження прийнято принцип внутрішньої динамічної рівноваги екосистеми, який пояснює сутність явища саморегуляції. Згідно цьому принципу, поняття “демографічний вибух”, “екологічна криза”, “депопуляція” та “стабілізація чисельності населення” відбивають різні етапи розвитку ЕМС, їх динаміку і прагнення до стану екологічної рівноваги.

Порівняльний аналіз загальних тенденцій розвитку аналогічних з ЕМС об'єктів (В.Р. Дольнік, Л.М. Гумільов, Д. Медоуз, Дж. Форестер) виявив, що в усіх моделях присутні етапи бурхливого розвитку, ресурсної кризи (в умовах вичерпання ємності середовища), інерційного зростання (в умовах загострення кризи) та занепаду, після якого, за умови відновлення ресурсів середовища та повільного зростання чисельності населення, можливо увійти у стан рівноваги. Відповідно до досліджень, кризовий стан у взаємодії населення із середовищем є етапом розвитку у природному життєвому циклі еко-, етно- та містобудівних систем, що прагнуть до стану рівноваги - мети та кінцевого етапу певного циклу розвитку, який може тривати перед початком нового циклу невизначено довго у часі за рахунок самовідновлення ресурсів середовища.

Згідно принципу саморегуляції, головною умовою досягнення стану рівноваги є узгодженість параметрів чисельності населення та демографічної ємності середовища, а основною ознакою - коливання чисельності у діапазоні сталості на рівні ємності. Внаслідок дії механізму гомеостазу, кожен етап розвитку екосистеми відрізняється від попереднього співвідношенням параметрів основних компонентів, їх динамікою та якістю середовища. Установлено, що характеристики якості (сприятливе, оптимальне, несприятливе середовище) співвідносяться із: загальним показником збалансованості ЕМС (збалансована система, - коли рівновагу досягнуто та якість середовища екологічно оптимальна; незбалансована, - коли рівновагу не досягнуто чи порушено та якість середовища сприятлива чи несприятлива); із комплексним фактором, що прискорює чи уповільнює процеси розвитку її компонентів; із енергетичною функцією, знак якої співпадає зі знаком петлі зворотного зв'язку і визначає чи буде система надалі зростати, чи стабілізуватися, чи має трансформуватися і стати елементом іншої системи, більш високого рівня. Згідно принципу рівноваги, кількісні зміни середовища ведуть до його якісних змін та нових співвідношень у системі. Ці зміни знаходяться між собою у періодичній залежності, формалізація якої дозволила визначити циклічний характер розвитку досліджуваної системи та виявити механізм балансування і поетапної зміни її основних компонентів, побудувати відповідні динамічні моделі.

На основі порівняльного аналізу загальних закономірностей розвитку екологічних (В.Р. Дольнік, М.Ф. Реймерс) та містобудівних (І.О. Фомін, Дж. Форрестер) систем встановлено динамічну взаємодію різних станів урбанізованих територій: їхнє своєрідне тяжіння - відштовхування, яке зумовлює відповідні періоди їх привабливості - непривабливості для населення та виявляється у чергуванні процесів концентрації - деконцентрації функцій міського розвитку. У циклі змін характеристик якості виділено пряму та зворотну послідовності означених процесів, що є важливим для прогнозування подальшої спрямованості та коригування параметрів регіонального розвитку.

Запропоновано критерій сталого розвитку, що співставляє рівень розвинутості ЕМС із головним обмеженням системи (чисельність населення із параметрами ємності середовища); виділено систему додаткових обмежень та показників сталого розвитку; сформульовано принципи еколого-містобудівної оцінки (критеріальності, відносності та доповнюваності характеристик); розроблено відповідну оціночну модель; обґрунтовано припущення щодо можливості використання механізму екосистемної саморегуляції у містобудуванні шляхом балансування параметрів та коригування напрямків розвитку урбанізованих територій на основі зворотних зв'язків.

Розділ 2. Напрямки та границі сталого розвитку урбанізованих територій. Кожний регіон має певну демографічну ємність, резерв якої зумовлює зростання, а недостача - скорочення чисельності населення. Виділення дії цього механізму саморегуляції щільності та чисельності населення у демографічному розвитку областей України базувалося на аналізі зворотного зв'язку функціональної моделі ЕМС (рис.1.А). Цей зв'язок, що обмежує зростання компонентів системи та забезпечує досягнення цілей її розвитку, визначається екологічною реакцією середовища, його опором, який обумовлено рівнем відповідного антропогенного навантаження. У свою чергу, ця реактивна регулююча протидія зумовлює відповідний стан середовища та динаміку демографічного розвитку, зміни показників якого аналізувалися упродовж трьох послідовних етапів розвитку ЕМС України: з 1973 по 1986 рік (зростання чисельності населення), з 1986 по 1993 (зростання в умовах вичерпання ємності середовища), з 1993 по 2001 (скорочення чисельності населення).

Встановлено скорочення чисельності в усіх областях (окрім Закарпатської), що прискорюється у міру зростання їх демографічного потенціалу. Посилення екологічної реакції породжує прискорене зниження народжуваності та зростання смертності в інтенсивно освоєних областях. В умовах нерівномірного освоєння території України депопуляція має специфічне просторове виявлення, яке змінюється за етапами розвитку її ЕМС. На етапі зростання чисельності виявлено кільцеву структуру (Н - населення, чисельність населення; С - середовище; АН - антропогенне навантаження; ЕР - еколо-гічна реакція; Єд - ємність середовища; Sм, Sр, Sол, Sі - площа міст, ріллі, ландшафтів, що охороняються, решта території регіону; ?Н - динаміка чисельності населення) зони депопуляції (навколо Київської області), на етапі скорочення - лінійно поляризовану (по осі Схід - Захід). Зміна просторової форми цієї зони виявляє поширення та „перехід” регулюючих механізмів екосистемної саморегуляції з регіонального (найзначніші міста і зони їх впливу) на національний рівень (урбанізовані регіони).

Це свідчить про необхідність розширення меж регіональних містобудівних об'єктів, у границях яких можливо забезпечити умови сталого розвитку. Виділено демографічні показники та ознаки сталого розвитку: середньорічна динаміка та загальна зміна чисельності населення, відповідно, у 1% та 10% діапазоні; середньорічна динаміка коефіцієнтів народжуваності, смертності та індексу демографічного стану у 0,3-0,5% діапазоні; уповільнення означених динамік; стаціонарний тип вікової структури населення та внутрісистемна поляризація. Аналіз областей за сукупністю виділених ознак свідчить про те, що сьогодні в Україні існують об'єктивні передумови до сталого розвитку. Їх реалізація може стати основою для розробки національної еколого-містобудівної програми сталого розвитку урбанізованих територій.

Визначення екологічних умов сталого розвитку базувалося на дослідженні факторів формування головного обмеження еколого-містобудівної системи - демографічної ємності, на аналізі методик її розрахунку (В.В. Владіміров, І.К. Бистряков, О.І. Черкас). Зазначено доцільність розробки нової методики визначення ємності у просторово-щільнісних параметрах освоєння території. Таку методику розроблено на основі містобудівної інтерпретації концепцій „екологічної ніші” та „стабільності екосистеми”. Згідно з концепцією ніші, „демографічна ємність”, що визначає здатність території вмістити та прогодувати певну кількість населення, є просторово-щільнісною межею її інтенсивного освоєння і зростання чисельності населення. Згідно з концепцією стабільності, „оптимальну екологічну щільність” освоєння території регіону визначає біологічна продуктивність ріллі, яка пов'язана із кліматичними умовами.

У ході дослідження визначено ємність території України та її областей, просторові параметри життєзабезпечення населення - питому площу міст, ріллі та решти території, що дорівнює: 0,03, 0,27, 0,90 га/чол; екологічно оптимальну щільність освоєння території міст та регіонів країни, відповідно - 3000 та 84 чол/км2. Визначені просторово-щільнісні параметри територіальних компонентів ЕМС, у 10-30% діапазоні відхилення (див. рис. 1.А), пропонується використати у якості еколого-містобудівних нормативів збалансованого освоєння та сталого розвитку урбанізованих територій України. містобудівний екологічний міжрегіональний зона

Установлено, що у 1986 році Україна наблизилась до реалізації принципів сталого розвитку: параметри чисельності населення досягли показників демографічної ємності, відповідно: 50,99 та 50,81 млн. чол. Розрахунки показують, що за результатами перепису 2001 року, параметри розвитку також відповідають умовам сталості, але з іншими показниками чисельності та ємності, - 48,46 та 48,38 млн. чол. Зазначені зміни зумовлені дією механізму саморегуляції, коли узгоджуються зниження ємності з порушенням територіальної умови екологічної рівноваги і розширенням міських територій, а скорочення чисельності - з додержанням функціональної умови рівноваги і посиленням екологічної реакції середовища, яка вирівнює параметри чисельності та ємності (див. рис. 1.А). У розділі наведено результати аналізу областей України з позицій реалізації функціональних та територіальних умов рівноваги. Достовірність запропонованої методики розрахунку демографічної ємності засвідчує узгодженість показників, які обчислено для Черкаської області, їх 7% відхилення для Волинської та Луганської областей у порівнянні із відповідними розрахунками І.К. Бистрякова.

Визначення доповнюючих еколого-містобудівних умов сталого розвитку базувалося на аналізі моделей ЕМС (див. рис. 1.А) та виявленні системи регіональних показників гранично припустимого рівня антропогенного навантаження. На основі матричної моделі розвинутості областей України й АР Крим, і з допомогою графоаналітичного методу досліджено протилежно спрямовані тенденції розвитку екологічних та містобудівних компонентів ЕМС. У результаті поетапного впорядкування даних визначено систему 12-ти базових (із 150-ти досліджуваних) показників розвиненості областей, по сумі оціночних рангів яких виконано зонування території України.

Методом експертної оцінки А.фон Хеслера простежено характер взаємного впливу 12-ти показників. За допомогою метода “плеяд” Р. Міллера та Дж. Кана, що заснований на розрахунку взаємної кореляції за Спірменом, виділено серед них найбільш значущі показники. Між основним (чисельність населення) та найбільш значущими показниками антропогенного навантаження (капітальні вкладення, злочинність населення та індекс якості повітря) визначено та графічно зображено відповідні математичні залежності. Це дозволило встановити шуканий діапазон урівноваженої розвиненості компонентів системи, який визначено в інтервалі задовільності показників на оціночній шкалі індексу якості повітря, у межах до перетину графіків досліджуваних функцій. В цьому діапазоні опинилися АР Крим, Запорізька, Львівська та Одеська області. Параметри базових показників розвиненості означених областей визначили гранично припустимі рівні антропогенного навантаження на середовище, що не викликають його підвищений супротив. Ці показники пропонуються у якості додаткових регіональних нормативів сталого розвитку урбанізованих територій України.

Отримані результати свідчать, що розвиток урбанізованих територій, як еколого-містобудівних систем, підпорядковано принципу внутрішньої динамічної рівноваги. У цьому сенсі цей розвиток стає цілеспрямованим й прогнозованим процесом із заданими параметрами цілі - сталий розвиток у діапазоні рівноваги. Досягнення цілі забезпечує механізм екосистемної саморегуляції, дію якого виявлено у спільному циклічному зростанні рівня антропогенного навантаження (збільшенні чисельності та щільності населення, потенціалу освоєння території та вичерпанні її ємності) й відповідній екологічній реакції середовища урбанізованих територій (скороченні народжуваності, зростанні смертності та злочинності населення в інтенсивно освоєних областях). Означене свідчить про необхідність врахування та можливість використання механізму екосистемної саморегуляції у містобудівних цілях формування умов сталого розвитку.

Установлено, що загальний принцип екологічної рівноваги виявляється у взаємному підпорядкуванні принципів: функціональної симетрії екологічного та демографічного потенціалів території; пропорційності ділянок основних функціональних типів середовища; припустимої розвиненості компонентів ЕМС. У містобудівній практиці ці принципи можуть бути реалізовані шляхом узгодження параметрів демографічної ємності та чисельності населення регіону; збереження пропорцій 1:9:9:21 між ділянками міст, ріллі, ландшафтів, що охороняються та решти території; стабілізації антропогенного навантаження у діапазоні сталого розвитку (див. рис.1). Межі цього діапазону для системи показників розвиненості та темпів розвитку ЕМС дозволили формалізувати комплекс еколого-містобудівних умов сталого розвитку урбанізованих територій та сформувати відповідну балансово-нормативну модель.

Розділ 3. Метод екологічного балансу параметрів та коригування напрямків розвитку міст та урбанізованих регіонів. Метод екологічного балансу - це реалізація сукупності правил і норм планування території, що забезпечує формування та підтримку умов її сталого розвитку. Метод базується на використанні механізму екосистемної саморегуляції та містобудівній інтерпретації принципу екологічної рівноваги в межах сталого розвитку. Він реалізується на етапах аналізу, оцінки, прогнозу та обґрунтування системи заходів із визначенням стійких параметрів й коригуванням на цій основі напрямків розвитку міст та урбанізованих регіонів. Аналіз та оцінка спираються на критерій сталого розвитку, базуються на узгодженні системи показників з параметрами балансово-нормативної моделі та з показниками еколого-містобудівного потенціалу розвитку території. Прогноз будується на визначенні природних змін характеристик якості середовища, тенденцій демографічного розвитку та можливості їх сталого розвитку у визначених територіальних межах. Обґрунтування проектного рішення виходить із необхідності дотримання умов екологічної рівноваги; спирається на результати оцінки й прогнозу, які визначають еколого-містобудівні параметри, режим (інтенсивний, екстенсивний) та форму (компактну, розосереджену) урівноваженого освоєння території; базується на районуванні та зонуванні території.

Районування виходить з динамічної інтерпретації характеристик якості середовища і визначає потенціальні полюси: демографічного зростання, які означуються можливістю збільшення антропогенного навантаження більш ніж на 10%; лімітованого розвитку, що характеризуються необхідністю стабілізації рівня навантаження; екологічної релаксації, що вирізняються необхідністю зниження цього рівня більш ніж на 10%. Зонування ґрунтується на районуванні території за показником еколого-містобудівного потенціалу (різниці параметрів ємності і чисельності) й визначає зони: стимулювання господарської активності, яка відповідає регіонам демографічного зростання; нейтральну, що пов'язана з їх лімітованим розвитком; реорганізації господарства, що притаманна регіонам екологічної релаксації.

Специфікою обґрунтування рішень є те, що урбанізована територія розглядається як зона екологічної рівноваги з просторово організованою динамікою її демографічного потенціалу: відтоку працездатного населення із зони реорганізації господарства та його припливу в зону стимулювання розвитку, на відміну від сьогоднішньої практики регіонального планування, де урівноваженим вважається лише природне середовище. Отримано формулу, що визначає просторові межі сталого розвитку. На цих засадах виділено три міжрегіональні зони, у межах яких виконується головна умова екологічної рівноваги: Центральна, Західна та Південно-Східна, відповідно, 5, 8 та 12 областей. Ці екологічно збалансовані за критерієм сталого розвитку зони пропонується розглядати як новий об'єкт територіального планування.

Виділено еколого-містобудівні показники розвинутості регіонів: екологічний індекс території (співвідношення параметрів ємності та чисельності); питома вага території міст та щільність міського населення (міста-центру, мережі міст), узгодження параметрів яких визначає планувальний прийом та територіальний рівень регулювання антропогенного навантаження на середовище (регіональний, міжрегіональний). Отримано формулу обчислення відповідних радіусів концентрації - деконцентрації (близької чи далекої) населення і функцій міського розвитку. Означені показники стали основою для розробки відповідної класифікації областей України.

Ці та інші результати дозволили запропонувати планувальні моделі сталого розвитку для Національної та Центральної міжрегіональної систем розселення. Моделі базуються на модернізації опорного каркасу розселення, а саме на екологічно збалансованому перерозподілі антропогенних навантажень, зміщенні осей та полюсів сучасного розвитку із зон з підвищеною щільністю населення та вичерпаністю ємності середовища на території депресивних регіонів - імовірних полюсів демографічного зростання, які мають резерв ємності. Формування у цих регіонах альтернативних смуг та вузлів урбанізаційного розвитку названо концепцією врівноважуючої урбанізації (рис.2.Б). Концепція апробована при розробці міжнародних конкурсних проектів “Дніпро ХХІ. Відродження”, “Екополіс. Античорнобиль. Конкордія”, схем планування території Черкаської, Волинської та Луганської областей.

ВИСНОВКИ ТА РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Дослідження питань саморегуляції та сталого розвитку еколого-містобудівної системи дозволило виділити ряд принципових положень, критерій та параметри екологічно збалансованого розвитку урбанізованих територій.

1. Аналіз сучасного стану теорії та практики обґрунтування умов сталого розвитку засвідчив, що цей напрямок спирається більшою мірою на ландшафтний, економічний та санітарно-гігієнічний підходи; використовує комплексну оцінку середовища, санітарно-гігієнічні норми та поняття екологічної рівноваги, сутність і природні механізми підтримки якої в умовах урбанізації ще не до кінця вивчені. Недостатня дослідженість екодинаміки регіонального розвитку пояснюється незначною кількістю робіт з регіональної урбоекології, що спрямовані на аналіз взаємодії та спільний розвиток екологічних та містобудівних систем.

Урбанізовані регіони врівноважуючої урбанізації сталого розвитку гіперосвоєні Потоки незворотної міграції населення

А.

Б.

Рис. 2 - Еколого-містобудівне зонування території україни (а), планувальний каркас зони врівноважуючої урбанізації (б)

Транспортні зв'язки різного рангу пропоновані головні транспорт-ні коридори врівноважуючої урбанізації регіони - полюси росту.

Просторові параметри та середньорічна динаміка чисельності населення міст ? 50 тис.чол.

у період з 1989 по1998 рік, (%)

> 1 0,01 - 0,49 0,5 - 0,99 = 0 < -0,01

2. Установлено, що урбанізовані території можуть розглядатися, як еколого-містобудівні системи, що формуються в процесах саморегуляції, а їх поведінка визначається принципом внутрішньої динамічної рівноваги. Головною умовою та критерієм сталого розвитку ЕМС стає досягнення мети - стану екологічної рівноваги та головного обмеження розвитку системи - параметрів демографічної ємності. Головною ознакою такого розвитку є коливання чисельності населення у припустимому діапазоні сталості на рівні цієї ємності. З'ясовано, що відносно цього діапазону, який відповідає параметрам урівноваженого розвитку системи, визначаються умови сталого розвитку та характеристики якості середовища: сприятливі, - коли параметри рівноваги ще не досягнуті; екологічно оптимальні - у випадку, коли ці параметри досягнуті; несприятливі, - коли вони порушені. На цих засадах сформульовано принципи еколого-містобудівної оцінки умов та напрямків сталого розвитку, а саме критеріальності, відносності та доповнюваності характеристик; розроблено відповідну оціночну модель. Визначено, що на етапах розвитку еколого-містобудівної системи характеристики якості середовища циклічно змінюються, що зумовлює періоди привабливості - непривабливості урбанізованих територій для населення й виявляється у чергуванні процесів концентрації - деконцентрації функцій їх розвитку.

3. В основі розвитку урбанізованої території лежить динаміка еколого-містобудівної системи, рушійною силою якої є механізм саморегуляції чисельності та щільності населення. Дія механізму виявляється в умовах наявності резерву демографічної ємності регіону у стимулюванні зростання міст та чисельності населення; в умовах її дефіциту - у перенаселеності території, що призводить до деградації середовища та депопуляції. Це виявляється збільшенням та зміною просторової форми зони депопуляції України, що визначає необхідність розширення територіальних меж регіону, в границях якого можливо забезпечити умови сталого розвитку.

4. На підставі містобудівної інтерпретації концепцій екологічної ніші та регіональної стабільності отримано нову методику визначення демографічної ємності у показниках щільності та просторового обмеження інтенсивного освоєння території. Методика має високу збіжність отриманих результатів із обрахунками І.К.Бистрякова та ряд переваг: доступність даних і нескладність розрахунків; можливість виходу на містобудівні пропозиції, щодо регулювання параметрів регіонального планування. Виявлено, що в стані рівноваги взаємодія між функціональними компонентами ЕМС описується симетричними співвідношеннями (чисельність дорівнює ємності), між територіальними - пропорцією 1:3 між інтенсивно освоєною (міста, рілля) та рештою території. Ця пропорція визначає межу екологічно безпечного „стиснення” середовища, що не викликає зворотного „стиску” населення. Згладженою формою такого стиску є урбанізація, жорсткою - депопуляція. У цьому сенсі урбанізація може визначатися як згладжена форма прояву дії механізму екосистемної саморегуляції, а містобудівна діяльність, - як конструктивна екологія простору існування населення.

5. Визначено систему показників і доповнюючих умов сталого розвитку; викладено еколого-містобудівні принципи та встановлено параметри екологічної рівноваги; сформовано балансово-нормативну модель сталого розвитку, що визначила систему екологічних нормативів регіонального планування. З'ясовано, що в Україні загалом додержуються функціональні умови рівноваги, а територіальні умови порушено. Це визначає необхідність коригування концепції перспективного розселення. У якості теоретичної основи коригування запропоновано концепцію врівноважуючої урбанізації на основі методу екологічного балансу.

6. Метод екологічного балансу, як сукупність правил і норм обґрунтування параметрів та напрямків регіонального розвитку, відрізняється від комплексної оцінки території тим, що базується на містобудівній інтерпретації принципу екологічної рівноваги, критерії та еколого-містобудівних нормативах сталого розвитку. Метод дозволяє визначити сучасний етап розвитку регіону, якісний стан його середовища, параметри та напрямки сталого розвитку, відповідну стратегію та задачі системного реформування. Визначено новий тип об'єкту регіонального планування - міжрегіональні зони, у межах яких можливе забезпечення умов екологічної рівноваги та сталий розвиток. На основі концепції врівноважуючої урбанізації, яка є альтернативою директивному плануванню та управлінню містобудівним розвитком територій, запропоновано модель модернізації опорного каркасу розселення країни, що передбачає зсув сучасних осей переважного містобудівного розвитку із зон з підвищеною щільністю населення та вичерпанням ємності середовища на території депресивних у наш час регіонів - потенціальних полюсів демографічного зростання, які мають її певний запас.

7. Отримані результати сприятимуть удосконаленню нормативно-методичного та теоретичного забезпечення регіонального планування; формуванню засад його нового підрозділу - екологічного планування території, яке спиратиметься на природну закономірність саморегульованого та внутрішньо врівноваженого розвитку регіону; принципи еколого-містобудівного планування, прогнозування та проектування; на уявлення про екологічний баланс територіального розвитку. Впровадження результатів дослідження у практику регіонального планування сприятиме підвищенню екологічної обґрунтованості та ефективності проектно-прогнозних містобудівних рішень.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Устінова І.І. Еколого-містобудівне обґрунтування проектних рішень // Містобудування та територіальне планування. - К.:КНУБА.-2004.- Вип.18. - С. 244-253.

2. Устінова І.І. Еколого-містобудівне обґрунтування сталого розвитку у контексті екосистемної саморегуляції // Містобудування та територіальне планування. -К.: КНУБА.- 2004. -Вип.17. -С.339-351.

3. Устинова И.И. Метод экологического баланса как основа формирования среды устойчивого развития городов и урбанизированных районов // Містобудування та територіальне планування. - К.: КНУБА.- 2002. -Вип.12. - С.188-192.

4. Устінова І.І. Оцінка збалансованості середовища урбанізованих територій України //Сучасні проблеми архітектури та містобудування.-К.:КНУБА.-2002.-Вип.10.-С.123-129.

5. Устинова И.И. Динамика численности населения и качество окружающей среды// Сучасні проблеми архітектури та містобудування. -К.: КДТУБА.-1997.-Вип.2. -С. 99-102.

6. Устинова И.И. Метод визуального упорядочения данных в исследовании качества среды // Сучасні проблеми архітектури та містобудування. -К.:КДТУБА.-1997. -Вип. 1. -С. 65-69.

7. Устинова И.И. Экологическая емкость в системе градостроительных параметров качества среды // Сучасні проблеми архітектури та містобудування. - К.: КДТУБА. - 1997. -Вип. 1. - С.131-134.

8. Устінова І.І. Екологічна рівновага як наріжна засада сталого розвитку // Соціально-економічні дослідження в перехідний період. Сталий розвиток та екологічна безпека (регіональна політика). -Львів.: Ин-т регіон. досл. НАН України. -2000. -Вип. ХХ -С. 71-77.

9. Устінова І.І. Урбанізоване середовище та екосистемна саморегуляція // Реґіональна політика України: наукові основи, методи, механізми. - В трьох частинах. -Львів.: Ин-т регіон. досл. НАН України. - 1998. - III частина. - С. 57-61.

10. Устинова И.И. Динамические модели эколого-градостроительной системы. -К., 1993. -7 с. -Рус. Деп. в ГНТБ УкрИНТЭИ от 21.12.93. № 2513 Ук.93.

11. Устінова І.І. Метод оцінки екологічного стану урбанізованих територій // Тези доповідей 65-ї НТК КНУБА. -К.: КНУБА.- 2004. - С. 66.

12.Устинова И.И. Экологические показатели функционирования градостроительных систем // Тези доповідей 54-ї НТК КІБІ. -К.: КІБІ. -1993.-С.14.

13. Устинова И.И. Экологическая оценка территории в условных границах урбанизированного пояса Киевской городской агломерации // Тезиси докладов 53-й НТК КИСИ. -К.: КИСИ. -1992. -С.14.

14. Устинова И.И. Эколого-градостроительные проблемы интенсивно осваиваемых территорий // Тезиси докладов 52-й НТК КИСИ. -К.: КИСИ. -1991. -С.7.

15. Устинова И.И. Моделирование в градоэкологическом исследовании территориальных систем расселения // Тезиси докладов 51-й НТК КИСИ. -К.: КИСИ. -1990. -С.17.

16. Устинова И.И. Метод визуального упорядочения данных в экологических исследованиях регионального расселения // Тезиси докладов НТК „Актуальные вопросы охраны окружающей среды от антропогенного воздействия”. -Севастополь. -1990. -С. 241-242.

17. Устинова И.И. Структурно-функциональная модель региона как экосистемы // Тезиси докладов к YI НТК. -Горький. -1990. -С.155-156.

18. Устинова И.И. Экологические аспекты регионального расселения // Тезиси докл. всесоюзн. семинара „Вопросы планировки и застройки городов”.-Пенза.-1990. -С. 73-74.

19. Устинова И.И. Экологические характеристики в градостроительном моделировании// Тезиси докладов республ. НТК. ”Пути уменьшения антропогенного воздействия на природные курортные ресурсы”. -К.: Общ. „Знание”. -1990. -С.21.

20. Устинова И.И. Эколого-градостроительные аспекты развития курортных районов Украины // Тезиси докладов республ. НТК. ”Пути уменьшения антропогенного воздействия на природные курортные ресурсы”. -К.: Общ. „Знание”. -1990. -С.20.

АНОТАЦІЯ

Устінова І. І. Еколого-містобудівне обґрунтування сталого розвитку урбанізованих територій України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури за спеціальністю 18.00.04 - Містобудування та ландшафтна архітектура. Київський Національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2005.

Висвітлені науково-методичні засади містобудівного вирішення екологічних проблем, розроблено регіональні еколого-містобудівні нормативи, що регламентують якість середовища та усталеність розвитку урбанізованих територій. Ці території розглянуто як основу і як елемент еколого-містобудівної системи, що прагне до стану рівноваги. Проаналізовано дію механізму саморегуляції у розвитку урбанізованих територій, розкрито екологічну сутність процесу урбанізації, запропоновано критерій сталого розвитку та систему його показників. Визначено принципи системної оцінки урбанізованих територій, екологічні принципи їх урівноваженого функціонування та сталого розвитку, заходи гармонізації еколого-містобудівного оточення. Розроблено балансово-нормативну модель сталого розвитку та метод екологічного балансу території. Запропоновано методику кількісного аналізу, прогнозу та обґрунтування напрямків, режимів і параметрів сталого розвитку міст та урбанізованих регіонів. Визначено новий тип об'єкту регіонального планування - міжрегіональні зони, у межах яких можливе забезпечення умов екологічної рівноваги та сталий розвиток. Запропоновано концепцію і модель каркасу врівноважуючої урбанізації України.

Ключові слова: урбанізовані території, сталий розвиток, регіональне планування, еколого-містобудівні системи, екологічні нормативи.

Устинова И.И. Эколого-градостроительное обоснование устойчивого развития урбанизованных территорий Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата архитектуры по специальности 18.00.04 - Градостроительство и ландшафтная архитектура. Киевский Национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 2005.

Освещены научно-методические основы градостроительного решения экологических проблем, разработаны региональные эколого-градостроительные нормативы, регламентирующие качество среды и устойчивость развития урбанизованных территорий. Эти территории рассмотрены как основа и как элемент эколого-градостроительной системы, стремящейся к состоянию равновесия.

Установлено, что характеристики качества среды сопоставимы с общим показателем сбалансированности эколого-градостроительной системы: сбалансированная, - когда равновесие достигнуто и качество среды экологически оптимальное; несбалансированная, - когда равновесие не достигнуто или нарушено и качество среды благоприятное или неблагоприятное; с комплексным фактором, ускоряющим или замедляющим процессы развития ее компонентов; с энергетической функцией, знак которой совпадает со знаком петли обратной связи и определяет, будет ли система возрастать, стабилизироваться или трансформироваться. Установлено динамическое взаимодействие разных состояний урбанизованных территорий: их своеобразное притяжение - отталкивание, предопределяющее соответствующие периоды их привлекательности - непривлекательности для населения, что проявляется в чередовании процессов концентрации - деконцентрации функций городского развития.

В развитии урбанизованных территорий проанализировано действие механизма экосистемной саморегуляции и раскрыта экологическая сущность процесса урбанизации. Определен критерий устойчивого развития и система его показателей - экологических, демографических, освоенности территории. Критерий сопоставляет уровень антропогенной нагрузки и поддерживающей способности среды. Он определяется равенством, в 10% диапазоне отклонений, параметров демографической емкости и численности населения региона. Предложены принципы (критериальности, относительности, дополнительности характеристик) и модель системной оценки урбанизованных территорий. Выделены демографические показатели и признаки устойчивого развития. Определены главные и дополнительные эколого-градостроительные условия экологического равновесия.