Курсовая работа по экологии и экологической безопасности на тему Подбор оптимальных цветущих растений в климатических условиях крайнего севера

Ввиду удаленности от передовых и современных центров, а также природно-климатических и геологических условий область ландшафтной архитектуры в городах Крайнего Севера до сих пор недостаточно изучена. Северные города придают большое значение благоустройству и озеленению. Люди, месяцами лишенные солнечного света, обладают обостренным чувством природы и испытывают особую потребность в общении с ней. Природа в суровых условиях помогает создать необходимый человеку психофизический комфорт. Создание зеленых насаждений в густонаселенных районах севера играет важную социальную и природоохранную роль. Зеленые насаждения оказывают положительное эстетическое воздействие на человека, создают особую природную среду, выполняют защитную функцию.
Сегодня города и поселки Крайнего Севера являются высокоразвитыми образованиями с разнообразным ландшафтом (тундра, лесотундра и тайга) и культурно-историческим наследием коренных народов Севера. Комфортность Крайнего Севера является актуальной проблемой, и с каждым годом разработка специальных решений для городской среды северных поселений приносит положительные изменения.
Об актуальности данной работы свидетельствует тот факт, что рынок ландшафтного дизайна Крайнего Севера востребован как на государственные, так и на частные виды работ. По всей стране реализуется федеральная программа, направленная на улучшение благоустройства городской среды. Ландшафтный дизайн Крайнего Севера, имеет интересные программно-ландшафтные особенности.
Целью курсовой работы является подбор оптимальных цветущих растений к климатическим условиям Крайнего Севера.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить особенности климата (в контексте ландшафтного дизайна) на Крайнем Севере;
- составить ассортимент растений для использования в ландшафтном дизайне.
Объектом исследования является ландшафтный дизайн как область общественной деятельности.
Предметом исследования являются особенности ландшафтного дизайна в условиях Крайнего Севера.


Глава 1. Особенности ландшафтного дизайна на Крайнем Севере

1.1 Ландшафтный анализ территории Крайнего Севера

Ландшафтный дизайн – это искусство, лежащее на пересечении трех направлений: с одной стороны, архитектуры, строительства и дизайна, с другой – ландшафтной составляющей, с третьей – использования историко-культурной информации. На основе этих данных литература была разделена на различные разделы [5].
Чтобы проанализировать современные пространства Якутии и понять особенности ландшафтного дизайна, необходимо понять истоки пастбищного земледелия и скотоводства, поскольку эти виды деятельности могут влиять на отношение людей к ландшафту. В исследовании рассматривается вопрос озеленения северных городов с учетом физико-климатических условий растительных территорий, расположенных в районах с вечной мерзлотой. Эти публикации относятся к 1950-70-м годам ХХ века, когда активно осваивалась территория Крайнего Севера. В настоящее время требует решения проблема создания комфортной среды на уже освоенных территориях. На сегодняшний день не найдено ни одной работы, комплексно исследующей выявленные проблемы. Также актуальными являются вопросы по изучению растительного мира, его особенностей, приспособляемости к условиям Крайнего Севера и т. д. Вопросы дизайна и ландшафтного дизайна [2].
Крайний Север – это часть Земли, расположенная к северу от Полярного круга. Климат в некоторых районах чрезвычайно суров. Территория Крайнего Севера включает арктические районы, тундру, лесотундру и северную тайгу. Основным регионом Крайнего Севера является Республика Саха (Якутия) [4].
Столица республики Саха является Якутск, географические координаты: 62°01′ северной широты и 129°43′ восточной долготы. Город расположен на левом берегу реки Лены и в долине Туймаады в среднем течении. Площадь – 122 км2. Якутск – крупнейший город, расположенный в зоне вечной мерзлоты. На территории города много пойменных озер и стариц, наиболее крупные из них: Белое, Сайсары, Тёплое, Талое, Хатынг-Юрях, Сергелях. Берег песчаный, мелководье покрыто ивняком. Основной левый берег реки Лены заканчивается в долине Туймаады, с крутым дерновым уступом высотой около ста метров, покрытым степной растительностью. Население Якутска в 2020 году составляло 322,9 тыс. человек [1].
Климат Республики Саха (Якутия) резко континентальный, характеризуется продолжительной зимой и коротким летом. Средние температуры по республике: +20°С в июле, -39°С в январе. Зимой высота солнца ниже, что приводит к коротким дням в Якутии и полярным ночам в районах за Полярным кругом. Летом наступают белые ночи: в якутских широтах световой день длится до 20 часов. Среднее количество солнечных дней в Якутске составляет около 210-230 [2].
Разница температур между самым холодным месяцем январем и самым жарким июлем составляет 70-75 градусов. По абсолютной величине минимальных температур (восточные горные системы – котловины и т. д. до -70°С) и общей продолжительности периодов отрицательных температур (6,5-9 мес.) в Северном полушарии нет аналогичных республик нет. Абсолютный минимум температуры почти по всей республике был ниже -50 °С. Среднегодовая сумма твердых осадков на территории республики колеблется от 25% на юге до 50% на островах; жидких осадков увеличивается от 30% на островах до 70% на юге, в смешанных районах - от 5-6% на юге; в центральных районах до 16-17 на островах %. Из-за меньшего количества осадков зимой толщина снежного покрова в большинстве районов меньше. Число снежных дней на территории колеблется от 200-210 дней на юге Якутии до 250 дней в тундре. Ветры сильные на севере республики, у побережья и в высокогорье. Средняя скорость ветра в Олёкминском районе составляет 0,5 м/с, в Тикси - 4,7 м/с (максимальная зафиксированная скорость ветра впечатляет - 39 м/с) [6].
Климатические характеристики городов Крайнего Севера: суровый климат (низкая температура); вечная мерзлота; контрастность погоды (перепады температуры от -60 °С зимой до +40 °С летом); солнечная погода (полярная ночь/день). В большинстве районов Якутии развиты многолетнемерзлые хвойно-лесные почвы. В горных районах встречаются мерзлые горные леса и горно-тундровые почвы. В Центральной Якутии распространены дерновые леса, желтовато-коричневые, суглинистые (частично изолированные) и аллювиальные луговые почвы, а в других районах — горные леса, болота, тундрово-глеевые почвы и мерзлотно-таежные почвы [3].
Центральная Якутия – один из наиболее подверженных паводкам регионов. Паводковый процесс был сосредоточен в долинах реки Лены и ее притоков. Весеннее половодье, вызванное таянием снега и заторами льда в нижнем течении реки Лены, приводит к повышению уровня реки, сбросу воды в пойму, частичному восстановлению водных путей, затоплению и повреждению жилых и промышленных зданий в пойме, затоплению дорог и мостов [4].
Около 90% лесной площади занимают лиственничные леса, часто случаются пожары. Термическая сукцессия в регионе происходит в экстремальных природных условиях: чрезвычайно сухой климат и обширная вечная мерзлота в сочетании со сложными ледяными образованиями. Почти половина территории Якутии (40%) сталкивается с опасными явлениями при таянии вечной мерзлоты: термокарст – процесс таяния подземных ледяных отложений и ледяного грунта, сопровождающийся их отложением и образованием отрицательных форм рельефа – котловин. Все эти территории заполняются водой, образуя термокарстовые озера. Термокарстовое озеро, наблюдаемое с помощью аэрофотоснимков, образовалось 20-40 лет назад и сейчас имеет ширину 200 метров и глубину 5 метров. Так что почва здесь проседает в среднем на 7 сантиметров в год [3].
Термоабразия – это процесс быстрого разрушения и отступания берегов, сложенных тающей вечной мерзлотой. Термическая эрозия связана с термическим и эрозионным воздействием временных и постоянных водотоков, образующих овраги и балки. Морозное пучение (криогенное) расширение – это увеличение объема за счет выделения льда из водонасыщенной дисперсной породы. Причины морозного пучения – сезонное и длительное промерзание горных пород. Это явление вызвано образованием кристаллических структур при замерзании молекул воды. Расстояние между молекулами в этом состоянии несколько больше, чем в жидком состоянии [7].
Растительный покров Республики Саха (Якутия) очень неравномерен. На территории Якутии хорошо заметны широтные пояса и меридиональные изменения. 40% территории занимают горные сооружения с четко выраженными высотными поясами. Различные антропогенные воздействия сильно повлияли на характеристики растительного покрова [5].
Древесная флора включает 189 видов 53 родов и 21 семейства, что составляет 10% сосудистой флоры Якутии. Лишь 11% родов в 20,6% семейств представлены древесными растениями. Наиболее разнообразными видами древесных растений являются Salicaceae (61 вид), Rosaceae (32 семейства) и вересковые (22 семейства). Кроме того, большинство видов, особенно ивы и верески, широко распространены и доминируют в лесных сообществах. Вторую по величине группу видов (9–13 видов) составляют семейства Яснотковые, Сосновые, Березовые и Смородиновые. Остальные семейства насчитывают от 1 до 6 видов древесных растений. Современный состав жизненных форм древесной флоры сложился в ходе длительной адаптации к условиям вечной мерзлоты [8].
В условиях вечной мерзлоты охлаждение древесных растений способствует формированию и доминированию более приспособленных древесных растительных жизненных форм — кустарников и кустарничков. В настоящее время их доля в древесной флоре составляет 67,7%. Деревья составляют лишь 14,3% древесной флоры. Среди них довольно старый аборигенный вид - пихта сибирская и эволюционно самые молодые аллохтонные виды – лиственницы Каяндера и Гмелина. Среди 26 видов и 1 гибридного вида деревьев только 14 являются основными породами лесонасаждающих деревьев, а остальные входят в состав лесной растительности, например, лиственница, сосна и ель.
В современных неблагоприятных лесных условиях тундровой зоны и якутской высокогорной зоны деревья часто принимают стланиковую и кустарниковую формы. В подлеске лесной растительности преобладают кустарники и кустарнички. Такие кустарники, как можжевельник, пихта, береза, ива, ольха, в процессе эволюции приобрели динамичные адаптивные системы и растут в большом количестве под пологом равнинных и горных лесов всех широт, образуя чистые или смешанные кустарниковые сообщества [9].
Анализ ландшафтов Крайнего Севера, особенно Республики Саха (Якутия), позволяет сделать вывод, что климат этого региона резко континентальный, с суровой зимой и жарким летом. Световой день составляет 3-4 часа зимой и 20 часов летом. На Крайнем Севере есть вечная мерзлота, которая тает нерегулярно. В большинстве районов Якутии развиты мерзлотно-таежные почвы. В Центральной Якутии распространены дерново-леса, палевые, суглинистые (частично осолоделые), аллювиальные луговые почвы. Столица Якутск расположена в центре Республики Саха (Якутия) на равнинной местности. Широкое наличие вечной мерзлоты способствует образованию кустарников и кустарничков, их доля в древесной флоре составляет почти 68%. Деревья составляют лишь 14% древесной флоры.