Prezentacja tutaj
Transkrypt
Prezentacja tutaj
Instytut Gospodarki Przestrzennej i Mieszkalnictwa Nowe problemy i rozwiązania N dotyczace adaptacji do zmian klimatuona terenach zurbanizowanych Więcej drzew, lepszy klimat, lepsze miasta, lepsze życie Halina Barbara Szczepanowska Zmiany klimatyczne Obecnie mamy do czynienia z cieplejszymi, prawie bez śniegowymi zimami i bardziej gorącymi okresami lata oraz ze zjawiskami pojawiających się silnych sztormów i przedłużającej się letniej suszy. Zjawiska te, występujące w skali światowej, mogą być częścią naturalnych cykli pojawiające się w przebiegu pięciuset lat lub więcej, lecz także prawdopodobną wskazówką nadchodzą-cych zmian klimatycznych, które mogą się stać stałą częścią warunków naszego życia. Prawdopodobne zmiany wynikające z globalnego ocieplenia Czynnik Globalna temperatura Objawy Przewidywanie Ostatnie 30 lat cieplejsze, niż dawne 300 lat Zwiększyły się o 1o C W ciągu 50 lat Wzrost temperatury od 1,8 do 6,3 F Poziom atmosferycznego CO2 Jest wyższy, niż przewidywano (do 350 ppm) Poziom morza Arktyczna pokrywa lodowa (wieczna zmarźl) Podnosi się o 3 mm rocznie w ciągu 15 lat Roztapia się gwałtowniej, niż przewidywano Może wzrosnąć do 500-1000 ppm Przewidywane wyższe Podniesienie poziomu Promieniowanie arktycznej pokrywy lodowej Zmniejszenie wielkościmniej promieniowania Gatunki roślinne i zwie rzęce Zanik wielu gatunków Naziemne temperatury A.M. Moore, 2009, University of Melbourne Przewiduje się ich podwyższenie Przewiduje się utrzymanie lub zmniejszenie tempa Ogrzanie planety będzie przyspieszać Wzrost temperatury i CO2 zwiększy ich liczbę Udział poszczególnych gazów w tworzeniu globalnego ocieplenia Całkowita emisja CO2 w 1995 r wyniosła w skali światowej 6,5 miliarda ton, w roku 2035 może przekroczyć 11,7 miliarda ton (Abdollahi i in., 2000). Sekwestracja węgla przez drzewa wpływa na obniżenie ilości dwutlenku węgla w atmosferze. Duże drzewo o średnicy pnia ponad 77 cm może zgromadzić podczas życia ponad 3,2 tony węgla, podczas gdy drzewo małe o średnicy pnia 7 cm tysiąc razy mniej. Roczna sekwestracja węgla przez wynosi od 7 kg (drzewa małe) do ponad 90 kg (drzewa duże) DlACZEGO DRZEWA? DRZEWA • Nadają cech tożsamości i unikalnego charakteru krajobrazom przez wieki. • Dominują pod względem wizualnym. • Wzbogacają walory architektury i wpływają na tworzenie ładu przestrzennego miast i wsi. • Drzewa są najbardziej efektywne ze wszystkich roślin pod względem klimatycznym i oczyszczającym środowisko. NA WIELKIE DRZEWO CZEKA SIĘ PRZEZ POKOLENIA. ZNISZCZYĆ GO MOŻNA W CIĄGU JEDNEJ CHWILI ! Zrozumieć drzewo i jego środowisko ŚRODOWISKO Materia, energia, przestrzeń I czas! Sadzonka Materiał szkółkarski Dojrzałe drzewo czas Roczna sekwestracja węgla przez indywidualne drzewo różnej wielkości kg/rok Nowak, 1994 Miasto 200 tys. wyłapało 231 tys. t węgla rocznie średnio 3,16 kg na m2, co było głównie rezultatem „pracy” drzew, Devies, 2011 Średnica pnia drzewa w cm Ilości węgla zgromadzone w tkankach indywidualnych drzew różnej wielkości Nowak, 1994 kg Średnica pnia drzewa w cm Znaczenie drzew w pochłanianiu CO2 • Rozwój przemysłu i urbanizacji spowodowały ogromny ubytek lasów na naszej planecie. Ludzkość traci średnio 150 mil2 (388 km2) lasów dziennie (wg L.R. Browna, dyrektora The Wordwatch Instytute). Zmniejsza się również powierzchnia lasów miejskich, • Wielkość pokrycia drzewami terenów miejskich np. w USA, stanowi około 7% do 10% w stosunku do potencjału lasów, przy czym drzewa miejskie, które znajdują się w silnie zabudowanym i wysoko zanieczyszczonym środowisku, redukują od 10 do 15 razy więcej gazów cieplarnianych, niż drzewa leśne (Ackbarii i Resenfeld, Berkeley National Laboratory, USA.1990). • Wg, J. Wagna (2003) zadrzewienia miejskie w USA gromadzą rocznie 773 miliony ton węgla. • Drzewa miejskie oddziałują zarówno przez bezpośrednią sekwestrację węgla, jak też przez wpływ na regulacje temperatury, wpływają na zmniejszanie zużycia energii, a tym samym na zmniejszanie emitowanego CO2 z zakładów energetycznych. Relacje między pokryciem koronami drzew i temperaturą powierzchni dane z Monachium (wg.Tyrvainen,2005 za Pauleit i Duhme) Pokrycie zadrzewieniami w % l Temperatura powierzchni w o C Wyspa ciepła nad miastem Przykład rozkładu temperatury wg Environmental Science Przykład rozkładu temperatury wg Environmental Science Tworzenie się wysp ciepła w Warszawie Miejskie wyspy ciepła powstają na skutek wzrostu temperatury powietrza oraz zwiększenia udziału absorbujących gorąco nawierzchni dróg i budynków, zmniejszania terenów zieleni i liczby drzew, a także zmian hydrologicznych. W wyniku tego następuje redukcja parowania służącego do ochłodzenia środowiska miejskiego. W Warszawie różnica temperatury między śródmieściem i terenami peryferyjnymi sięga 7-8o C, a nawet do 10o C przy pogodzie antycyklonowej i bezwietrznej. Zawartość ołowiu w powietrzu atmosferycznym w Warszawie Drzewa oczyszczają powietrze z gazów i pyłów, m.in.z metali ciężkich. Ponadto, w procesie fotosyntezy zwalniają tlen i pochłaniają CO2. W miejscach o silnie zanieczyszczonym powietrzu, drzewa usuwają nawet kilkakrotnie więcej zanieczyszczeń i CO2. Istnieje ścisła zależność między wzrostem temperatury i ilością zanieczyszczeń powietrza atmos-. ferycznego zwiększa się o 10% na każde 5% wzrostu temperatury ponad 24 oC ( Botkin i in. 1997) . Aktywna powierzchnia koncentracji promieniowania słonecznego usytuowana jest na szczycie koron drzew, które chronią bardziej skutecznie przed gorącem, niż inne rodzaje roślinności (Brown, 1980) Powierzchnia i rozmieszczenie pokrycia koronami drzew badanego terenu Pragi Północ Wpływ drzew na obniżenie temperatury Podczas letniego dnia, gdy temp. powietrza wynosiła 32o C, odkryta powierzchnia asfaltu 52o C, betonu 43oC, a powierzchnia odkrytego trawnika 36oC, pod koronami drzew, gdy roślinność była dobrze nawodniona było tylko 28oC (Simons, 1977) Pochłanianie promieniowania słonecznego przez liście Znaczenie drzew ulicznych i przydrożnych Wg badań w Chicago 10% drzew ulicznych pokrywa ocieniającą powierzchnią koron 25% zapłytowanej powierzchni miasta adopt. wg. Samton G.,Nelsen M.,2008, Sustainable Design, NYC/DDC PRZYKŁAD PROMIENIOWANIA, ODBICIA I EMISJI WPŁYWAJACYCH NA POWSTAWANIE WYSP CIEPŁA Optymalny model strategicznego nasadzenia drzew wokół domu w umiarkowanym klimacie i przeważających wiatrach północnych i północnowschodnich (Heisler,1986) drzewa na północnej i północno-wschodniej stronie blokują wiatr, ale nie blokują zimowego słońca słońce ogrzewa dom i okna przez bezlistne gałęzie drzew liściastych Efekt ocieniający, ochładzający i izolujący drzew Oszczędnosci uzyskane (dol./rok) przez średnie drzewo liściaste wys. 12 m. różnie zlokalizowane w relacji do budynku jednorodzinnego (Detroit, USA) (Dwyer i in. 1992). Efekty sekwestracji CO2 i regulacji klimatu lokalnego przez drzewo Chicago Nowy Jork kg Relacje między sekwestracją, unikaniem i zaoszczędzeniem CO2 netto 200 176 180 160 131 107 120 96 87 54 140 100 80 60 40 20 0 Proces oczyszczania powietrza przez drzewa Poza ograniczaniem CO2, drzewa oczyszczają powietrze atmosferyczne z zanieczyszczeń gazowych, jak ozon (O3), tlenki azotu (NOn), tlenki węgla (CO), dwutlenki siarki (SO2) i inne, np. lotne zanieczyszczenia, jak np..organiczne (VOCs), a także z zanieczyszczeń pyłowych (PM10), jak kurz, pył, popiół, dym i z zawartych w nich metali ciężkich. Hydrogram szybkości przepływu na terenach przed i po urbanizacji (wg Cumming-Cockburn, Lid, 2001, za Petersonem, 2010) Roślinność i przepuszczalna powierzchnia Różnica w szczytowym przepływie wody ograniczają spływ wód wopadowych podczas ulewnego deszczu litrach/sek Wielkość odpływu powierzchniowego z terenów uszczelnionych i nie uszczelnionych (wg Januchty-Szostak, 2011) (np. W Austin (USA) 7% zmniejszenia spływu – oszczędności 230 ml.dol.(Clark, 2009) . Powierzchnia biologicznie czynna Powierzchnia uszczelniona Zasoby wody w krajach europejskich Obsadzenie roślinnością każdej wolnej powierzchni STRATEGIA ZMNIEJSZANIA WYSP CIEPŁA W MIASTACH wg. Samton G.,Nelsen M.,2008, Sustainable Design, NYC/DDC STRATEGIA SCENARIUSZE OGRANICZAJĄCE REFERENCJE Powierzchnie o jasnych barwach Zastosowanie: - chodniki, dachy Technologie, materiały Maksymalne zastosowanie zieleni, zwłaszcza drzew - Sadzenie drzew ulicznych w pasach wzdłuż chodników i w medianach - Zwiększenie zastosowania - krzewów, pnączy i roślin - okrywowych Technologie zwiększające przeżywalność nowych nasadzeń drzew np. podłoża strukturalne czy inne metody . Zastosowanie zieleni na dachach i tarasach Użycie technologii umożliwiającej zakładanie zieleni na dachach i strukturach Nowe technologie podłożowe i systemy Nawodnienia i drenażu Dostarczanie cienia - Sadzenie drzew - Osłony z zieleni (pnącza) Zastosowanie pnączy i roślin okrywowych Przepuszczalne chodniki i nawierzchnie drogowe Zmniejszanie gromadzenia ciepła w strukturach poprzez porowate chodniki Nowe technologie i materiały nawierzchniowe DOMY: ULICE: WGŁĘBIENIA: • odprowadzanie wody i rozprowadzanie wody (rynny, rury perforowane, kanały drenażowe) • skierowanie wód do zagłębień z roślinnością (spadki w jedną stronę, przerwy w krawężniku) pokryte roślinnością dla gromadzenia, absorbowania i filtrowania wód opadowych z domów i ulic oraz wprowadzanie ich do gruntu Wody opadowe Perforowane rury (przenikanie wody do gruntu) Zagłębienia są połączone z przejściem przez ulice Wody opadowe płyną Ulica pokryta w poprzek chodnika w porowatym betonem kierunku zagłębień (przenikanie wód do gruntu, zanim spłyną do kanalizacji Miejski system kanalizacji burzowej kieruje wody do dużego zbiornika, który powoli uwalnia czyściejszą wodę do dalszego odpływu czy wykorzystania BRUZDOWY SPOSÓB „odsuwania” wody od budynków, systemy kanałów drenażowych i rur perforowanych Chodnik z porowatego betonu umożliwia spływ wody do gruntu Mieszanka filtrującej gleby Perforowana rura (drenaż podziemny) Skalista gleba utrzymuje wodę zanim przesiąknie do rury. Ukształtowanie terenu i drenaż wokół budynku odprowadza i rozprowadza wody dla wykorzystania ch do nawodnienia wg Tormenta i in., 1999, High Peformance of Building Guiness, NYC/D ZBIORNIK RETENCYJNY Przesiąkanie ZBIORNIK DETENCYJNY Kontrolowany wypływ z rury Nieprzepuszczalne podłoże PRZYKŁAD FILTRU ROŚLINNEGO MIESZANKA GLEBOWA ZAPOBIEGAJĄCA PRZENIKANIU ZANICZYSZCZEŃ WARSTWA MULCZU CHODNIK DRENAŻ I RURA ODWADNIAJACA Maksymalizacja chłonnego krajobrazu TREE IRRIGATOR BAG Korzyści z obecności drzewa w okresie 40 lat : estetyczne i inne: $2 025 (65%); redukcja spływu wody - $476 (15%); oszczędność energii $280 (9%); poprawa jakości powietrza $243 (8%), redukcja emisji $93 (3%) (McPherson, 2004) Relacje korzyści : koszty Wskaźnik BCR dla drzew dużych był ponad trzykrotnie większy, niż w przypadku drzew małych, a korzyści „netto”, były w przypadku drzew dużych dziesięciokrotnie, a nawet ponad dwunastokrotnie większe. Jest to dowodem. że większe drzewa w mieście są nie tylko efektywne pod względem ilości świadczonych usług ekosystemowych, ale również efektywne pod względem ekonomicznym. Strefy klimatyczne i opady wg Arnold Arboretum, USA, (H Johnson’s Encyclopedia of Trees, 1984) Ameryka Północna Europa Opady Drzewa dla „Midcentury” w Chicago Botanic Garden, 2015 • Badania w Chicago Botanic Garden, 2015. Oceniono 50 typów drzew, z czego 15 zalecono dla obsadzania ulic, 39 dla parków miejskich i otoczenia rezydencji, 10 gatunków uznano, że przeżyją jedynie tylko dalsze 35 lat, a 10 uznano za gatunki szczególnie odporne • Jako punkt wyjścia zastosowano scenariusze wg najgorszych warunków klimatu, jakie miały miejsce w 2000 roku zgodni z International Panel on Climate Change dla badań podstawowych czynników jak roczna średnia temperatura, maksymalna temperatura i najsuchszy kwartał w zakresie opadów – dla oceny stanu drzew. • Stwierdzono, że takie gatunki jak Tilia Americana, (Lipa amerykańska)Cercidiphyllum japonicum (Grujecznik japoński) i Picea abies (Świerk pospolity) będą zamierać pod wpływem scenariusza ocieplenia. Natomiast uznano Gingko biloba (Miłorząb japoński), Platanus x aceifolia (Platan klonolistny) i Acer saccharinum (Klon srebrzysty) jako gatunki o dużej wytrzymałości. Analiza porównawcza z gatunkami zalecanymi lub rosnącycymi w Polsce (CBG – Chicago Botanic Garden, WS – Standard dla Warszawy (46%) MW – Metoda wyceny drzew (75%0 Zalecenia I ocena odporności Liczba gat. Liczba gat. drzew drzew wg Wg CBG WS % Liczba gat. drzew wg MW % Drzewa do nasadzeń ulicznych 15 6 40 9 60 Drzewa do parków i rezydencji 24 7 29 14 58 ‘ Drzewa o wyjątkowej odporności 10 1 10 7 70 Drzewa nie rekomendo wane 10 4 40 7 70 Relacje: korzyści – koszty sadzenia i utrzymania drzew • Wyliczone monetarnie korzyści z drzew rosnących w miastach są 2- 4 razy większe od poniesionych kosztów na sadzenie i utrzymanie drzew. 120 100 • Wśród przebadanych 10 gatunków drzew najbardziej efektywne okazały się platany (BCR = 24 i miłorzęby (BCR = 9), co potwierdza się również obecnie w miastach polskich. 80 60 BCR 40 20 0 Pla t an >6 0 Brz osto Jes 20 -3 0 30 -4 6 Ma 010 Średnica pnia w cm 10 -2 0 Przedstawienie społeczeństwu i decydentom relacji korzyści z drzew w miastach do kosztów ich sadzenia i utrzymania powoduje opartą na wiedzy ocenę efektywności zadrzewiania miast, a wyniku tego gotowość do sadzenie nowych drzew oraz do lepszej ochrony i pielęgnacji istniejącego drzewostanu. 46 -6 0 • Gru s ion Am bro wie c Miło rzą b gno li Wią zow iec wni ca a za Rozkład relacji korzyści – koszty „Benefit-Cost Ratio” (BCR) poszczególnych gatunków drzew w grupach wielkości wg średnicy pnia (na podstawie badań McPhersona, 2003) GINGKO BILOBA Gingko biloba (Miłorząb japoński Platan Zachodni (Platanus occidentalis Platan zachodni (Platanus acerifolia) Klon srebrzysty (Acer saccharinum) Metasequoia chińska w Warszawie na ul Adampolskiej – pomnik przyrody (drzewo prawdopodobnie pochodzi z pierwszej partii nasion sprowadzonych w 1947 r. do Polski. Jedyny żyjacy przedstawiciel rodzaju metasekwoja. Gatunek ten znajdowany był w wykopaliskach ery mezozoicznej (od 260 do 65 mii. lat temu ), Dominował w trzeciorzędzie (od 1,8 do 65 milionów lat temu. Był rozprzestrzeniony na półkuli północnej. Pod koniec oligocenu zasięg jego zaczął się zmniej szać na skutek zmian klimatycznych. Obecnie rośnie na stanowiskach reliktowych w Chinach. Sadzony w Europie Zachodniej. Jest to drzewo iglas-te do 35-40 m wysokości. Gubi igły a zimę. Bardzoe odporna na warunki glebowe i zanieczyszczenia. Szybko rosnąca Metasekwoja chińska (Metasequoia glyptostroboides) Dąb szypułkowy ‘fastigiata’ Kasztanowiec czerwony Ft.McNair Surmia wielkokwiatowa (Catalpa speciosa) Wiąz amerykański (Ulmus americana w NY) Wzrost szkodników roślinnych w Europie F.Ferrini i G,Nicolanu. Arborist News, 2009 DOROSŁY AZJATYCKI CHRZĄSZCZ KÓZKOWATY Anoplophora glabripennis INWAZJA CHRZĄSZCZY AZJATYCKICH • Kompensacyjna wartości potencjalnych szkód powodowanych przez azjatyckie chrząszcze kózkowate została oszacowana np. w Nowym Jorku na 2,3 miliarda dolarów, a przewidywane maksymalne szkody skali wszystkich miast USA na sumę 669 miliardów dolarów (Nowak, 2002). Drzewa w różnych stadiach rozwoju Przesadzone Optymalne Dojrzałe Starzejące się Zamierające Koszty i korzyści z drzew (Hauer R.J.i in.,2015) WARUNEK SUKCESU SZEROKA INFORMACJA POWSZECHNA EDUKACJA EKOLOGICZNA SPOŁECZEŃSTWA WŁADZ I BIZNESU