Význam zelené infrastruktury ve městě
Miloš Zapletal
Ekosystémové služby
Lidské kultury jsou formovány místními ekosystémy (Pretty, 2011). Lidstvo intenzívně mění prostředí, a to má za následek dramatický pokles přírodního a kulturního kapitálu. Sociálně - ekologické systémy jsou stále zranitelnější z důvodu narušení zdrojů potravin, přírodních a kulturních tradic. Revitalizační projekty mohou nabízet způsoby, jak propojit znalosti s činnostmi, aby bylo dosaženo optimálních výsledků jak pro přírodu, tak pro kulturu. Tradiční ekologické poznatky místní komunity mohou být potenciálně důležité pro zachování biologické rozmanitosti v rámci spojeného sociálně - ekologického systému kulturní krajiny.
Tradiční ekologické poznatky se na celém světě ztrácejí spolu s biologickou rozmanitostí (Cullen-Unsworth et al., 2011). Systémy integrace tradičních a vědeckých poznatků mají větší naději na úspěch v ochraně krajiny. Místní ekologické znalosti a související praxe jsou nezbytné pro udržení a zlepšení ekosystémových služeb (Kareiv, Marviuer, 2008). Ekosystémové služby dělíme na zásobovací (např. poskytování potravin nebo genetických zdrojů), regulační (např. regulace záplav, regulace klimatu), kulturní (užitek nemateriální povahy, např. estetické nebo duchovní obohacení) a podpůrné (např. koloběh živin, tvorba půd nebo opylování rostlin atd.). Podle Barthela et al. (2010) a Sejáka, Cudlína, Pokorného, Zapletala et al. (2010) je mnoho ekosystémových služeb na ústupu.
Ochrana přírody a krajiny potřebuje nové principy, kterými by se řídila (Kareiv, Marviuer, 2008). Ačkoli veřejnost možná nerozumí koncepci biodiverzity, váží si přírody jako zdroje vody, paliva, stavebních materiálů, rekreace a inspirace. Existují dvě strategie ochrany přírody a krajiny, a to strategie ochrany ohnisek biodiverzity a strategie využívání a ochrany ekosystémových služeb. Základní myšlenka strategie využívání a ochrany ekosystémových služeb vychází z ujasnění si závislosti lidí na různých ekosystémech (např. příjem místních obyvatel z turistického ruchu) a identifikace těch ekosystémů, které jsou vážně ohroženy a jejichž degradace by ohrozila i místní obyvatele (Zapletal, 2003). Pokud místní komunity zřetelněji uvidí závislost svého zdraví a ekonomické soběstačnosti na různých ekosystémech, budou ekologické projekty podporovat. Ve výsledku zůstane biodiverzita zachována, ale nebude to na úkor lidí. Místní ekologické znalosti a související praxe jsou nezbytné pro udržení a zlepšení ekosystémových služeb v území.
Evropská úmluva o krajině (Council of Europe, 2000) a program Člověk a biosféra (Magnusson, 2004) podporují ty lidské činnosti v krajině, které vedou k jejímu pozitivnímu trvale udržitelnému využití a rozvoji. Evropská úmluva o krajině se snaží zajistit ochranu jednotlivých typů evropské krajiny, přírodních a kulturních hodnot a podpořit vnímání krajiny místními obyvateli s ohledem na skutečnost, že krajina má biologickou a kulturní historii a je součástí kultury dané společnosti. Krajina je chápána jako součást lidské kultury z perspektivy biologické a lidské historie. Pojetí biosférických rezervací v rámci programu Člověk a biosféra spočívá v jádrovém území, ve kterém jsou biologická společenstva a ekosystémy přísně chráněny, obklopeném ochranným pásmem, ve kterém jsou tradiční lidské činnosti monitorovány a je zde prováděn nedestruktivní výzkum (Primack et al., 2001). Na ochranné pásmo navazuje přechodová zóna, v níž jsou povoleny některé činnosti udržitelného rozvoje např. maloplošné tradiční hospodaření, spolu s dobýváním některých zdrojů např. kácení stromů a možností experimentálního výzkumu. Takové uspořádání rezervace může povzbudit místní komunity k podpoře záměrů chráněného území a vrátit místní komunitě smysl tradičního vlastnictví a odpovědnosti za zdroje.
Přes 7 milionů (více než 73 %) obyvatel v České republice žije v městských oblastech (ČSÚ, 2018), což představuje vysokou míru urbanizace. Značná část je přitom koncentrována v malých či středních městech do 50 tisíc obyvatel (přes 42 %). Zatímco města nás spojují, jejich rychlý a nebývalý růst přinesl vážné výzvy. Rozvoj měst napomohl ke zhoršení životního prostředí, ztrátě přirozených stanovišť a poklesu biologické rozmanitosti nebo zvýšenému riziku pro lidské zdraví spojeným s přehříváním, hlukem a znečištěním ovzduší. Lze navíc očekávat, že vlivem klimatické změny budou dopady degradace životního prostředí ještě zásadnější. A proto vyvstává zásadní potřeba najít způsoby, jak snížit zdravotní rizika a maximalizovat příležitosti pro kvalitní a zdravý život ve stále se rozrůstajících městských prostředích.
Služby poskytované zelenou infrastrukturou ve městě
Zelenou infrastrukturu lze obecně definovat jako strategicky plánovanou síť vysoce kvalitní přírodní a polopřirozené oblasti s dalšími environmentálními prvky. Je navržena a spravována tak, aby poskytovala širokou škálu ekosystémových služeb a ochranu biologické rozmanitosti ve venkovském a městském prostředí. Zelená infrastruktura je prostorovou strukturou, která poskytuje lidem výhody z přírody, klade si za cíl posílit schopnost přírody dodávat více ekosystémových statků a služeb jako je čistý vzduch nebo čistá voda. To následně podporuje lepší kvalitu života a blahobyt člověka. Zelená infrastruktura pomáhá zlepšovat životní prostředí ve městě v období klimatické změny, zmírňuje povodně, zvyšuje ukládání uhlíku nebo předchází erozi půdy (European Commission, 2013).
Zelená infrastruktura je tvořena širokou škálou různých environmentálních prvků, které se mohou vyskytovat v různých měřítcích, od malých lineárních prvků jako jsou například živé ploty nebo zelené střechy až po celé funkční ekosystémy jako jsou neporušené nivy, lesy, rašeliniště nebo volně tekoucí řeky. Každý z těchto prvků může přispět k zelené infrastruktuře v městských, příměstských a venkovských oblastech. Městský park uvnitř města lze například považovat za nedílnou součást zelené infrastruktury, pokud odstraňuje látky znečišťující ovzduší, ochlazuje prostředí, absorbuje odtok přebytečné vody nebo nabízí atraktivní venkovní prostor pro rekreaci (European Commission, 2013). Na obr.1 je zobrazeno, jak zelená infrastruktura zlepšuje kvalitu ovzduší a odolnost proti tepelnému ostrovu ve městě.
Téměř 75 % městské populace v EU je exponováno nadlimitními koncentracemi látek znečišťujících ovzduší jako jsou suspendované částice PM10, přízemní ozon, BaP atd. (WHO, 2015). I přes značné investice do snížení emisí však rozsah oblastí se zhoršenou kvalitou ovzduší meziročně značně kolísá v závislosti např. na meteorologických podmínkách. Špatná kvalita ovzduší je spojena s 400 000 úmrtími v EU (EEA, 2012). Ve městech jsou měřeny teploty až o 12 °C vyšší než v okolní krajině v důsledku městského tepelného ostrova. 75 % populace EU bude ovlivněna vzrůstajícím teplotním stresem (EEA, 2012). Vzrůstá mortalita v důsledku teplotního stresu (např. v roce 2003 bylo zaznamenáno 70 000 úmrtí). Zelená infrastruktura (zelené střechy, zelené aleje a ulice, zahrady, vysazovací boxy, zelené stěny, bioretenční systémy, městský rostlinný zápoj) využívá rostliny, půdu a přírodu ke snížení vlivu znečištění ovzduší, městského tepelného ostrova, přívalových srážek a vytváří zdravé městské životní prostředí. Zvyšuje záchyt vzdušných polutantů (aerosolové částice PM10, PM2.5, oxidy dusíku, ozon), ukládání oxidu uhličitého, zvyšuje sekvestraci uhlíku a záchyt vody. Zefektivňuje hospodaření s dešťovou vodou a předcházení suchu. Snižuje spotřebu energie v domech a následné dopady na emise oxidu uhličitého (CO2), ochlazuje prostředí díky zeleným střechám, zdím v kombinaci s vhodnými materiály pro stavbu budov a záchytu polutantů (povrchy schopné vázat a uvolňovat vodu - mokřady, nezakrytá půda, vegetace, materiály, které odrážejí sluneční záření) (Zapletal, 2017).
Služby poskytované zelenou infrastrukturou jsou (Zapletal et al., 2021a):
Zdraví obyvatel: spolu se zlepšováním kvality ovzduší, filtrací škodlivých látek, vytvářením kyslíku a pohlcováním hluku napomáhá zelená infrastruktura předcházet řadě onemocnění i tím, že vybízí obyvatele k fyzické aktivitě. Obyvatelé zelených měst častěji sportují a využívají různé formy udržitelné dopravy.
Odolnost měst: díky zelené infrastruktuře se mohou města lépe adaptovat na změnu klimatu a s ní související nárůst četnosti a intenzity teplotních extrémů, které ovlivní zdraví citlivých skupin obyvatel. Zároveň lze díky zelené infrastruktuře předcházet erozi půdy, zadržovat vodu v krajině nebo snižovat spotřebu elektrické energie.
Zvyšování biodiverzity: zelená infrastruktura napomáhá zachování a rozvoji počtu druhů živočichů a rostlin žijících ve městech. Obyvatelé měst biodiverzitu oceňují, zároveň vzbuzuje zájem o životní prostředí a veřejný prostor.
Kvalita života obyvatel: množství zeleně je jedním z indikátorů kvality života. V zelených městech jsou lidé aktivnější a spokojenější, zeleň funguje také jako prevence psychických onemocnění.
Redukce stresu: zelená infrastruktura pomáhá se zlepšováním soustředění, paměti, schopnosti učení i zklidněním nebo zotavováním se z nemoci.
Atraktivita prostředí: zelená města přitahují skupiny obyvatel, které jsou často aktivnější, podnikavější, vzdělanější, zajímají se o veřejný prostor a dění.
Růst ekonomiky: zelená infrastruktura vytváří nová pracovní místa, zvyšuje hodnotu bydlení a pozemků. Zelená města jsou atraktivnější pro investory.
Posilování komunit: zelená místa vyzývají k setkávání obyvatel. Projekty jako komunitní zahrady nebo společné výsadby podporují sousedské vztahy. V zelených městech je pozorována nižší míra kriminality.
Příkladem hodnocení ekosystémové služby, kterou nám poskytuje vegetace, je hodnocení úrovně odstraňování přízemního ozonu vysázenými stromy a keři během vegetačního období pomocí modelu záchytu v experimentální lokalitě Ostrava – Radvanice, která je zobrazena na obr. 2. Lokalita je silně ovlivněna průmyslovými emisemi prekurzorů ozonu a emisemi z dopravy. Záchyt ozonu nově vysázenou vegetací byl modelován pomocí přístupu založeném na senzorovém měření koncentrací ozonu, modelování depozičního toku ozonu a na stanovení vegetačních charakteristik (index listové plochy, výška vegetace) nově vysázené vegetace v rámci projektu CLAIRO (Zapletal et al., 2021b). Strukturní parametry nově vysázené zeleně byly stanoveny z klasifikovaných multispektrálních snímků pomocí dronů v detailním prostorovém rozlišení. Na obr. 3 je zobrazena výška rostlinného zápoje (m) a na obr. 4 je zobrazen index listové plochy (m2/m2) vegetace v době vrcholu vegetačního období (konec července) v rozlišení 0,5 m v lokalitě Radvanice. Na obr. 5 je zobrazen záchyt O3 (g) nově vysázenou vegetací (včetně současné) v síti 0,5 x 0,5 m v období duben až srpen 2021 v lokalitě Radvanice. Celkový záchyt přízemního ozonu nově vysázenou vegetací (včetně současné) činil 9,9 kg na ploše 1 ha v období duben až srpen 2021.
Stromy a jejich vliv na klima ve městě
Extrémní vedra jsou rostoucím problémem měst v celé Evropě. Strategie zmírňování horka výsadbou zelené infrastruktury by měla být přizpůsobena konkrétnímu regionu s ohledem na jeho specifické podmínky.
Nicméně s hodnocením úlohy zelené infrastruktury při snižování teploty prostředí a úlohou emisí skleníkových plynů a vodní páry při zvyšování teploty prostředí se pojí celá řada problémů a nejasností. Pozornost je zaměřena zejména na úlohu oxidu uhličitého, ale vodní pára je hlavním skleníkovým plynem a má zásadní vliv na tvorbu klimatu na zemi (Myhre et al., 2013).
Výsledky výzkumu naznačují, že porosty stromů mohou snížit teplotu zemského povrchu ve městech až o 12 °C. Města jsou obvykle teplejší než okolní oblasti z důvodu obrovských ploch asfaltu a cementu, které absorbují teplo. Schwaab, Meier, Mussetti et al. (2021) analyzovali data ze satelitů, které byly vybaveny senzory na měření teploty zemského povrchu. Porovnali teplotní rozdíly mezi oblastmi pokrytými stromy, městskými zelenými plochami bez stromů, jako jsou parky a městskou strukturou jako jsou silnice a budovy. Celkem bylo analyzováno 293 měst z celé Evropy. Oblasti ve městech, které jsou pokryty stromy, mají mnohem nižší povrchovou teplotu země ve srovnání s okolními oblastmi. Ve střední Evropě mohou tyto rozdíly činit mezi 8°C a 12°C. Městské stromy mohou zmírňovat teplo v městských oblastech a jeho nepříznivé dopady na lidské zdraví, spotřebu energie a městskou infrastrukturu (Wang et al., 2019; Manoli et al., 2019). Ochlazovací efekt stromů pochází převážně ze stínu a transpirace, což je uvolňování vodní páry z průduchů v listech. Tento proces odebírá tepelnou energii z okolního prostředí pro odpařování, čímž se snižuje okolní teplota.
Závěr
Ve studii byla popsána úloha ekosystémových služeb v kulturní krajině, jejíž součástí je městské prostředí. Zvláštní pozornost byla věnována úloze vegetace při snížení vlivu znečištění ovzduší ve městech, a to na příkladu hodnocení celkového záchytu přízemního ozonu nově vysázenou vegetací v experimentální lokalitě Ostrava – Radvanice. Pro odhad záchytu ozonu vegetací v této lokalitě byla využita aplikace dálkového průzkumu Země jako efektivní metoda, která umožňuje přesné posouzení vlastností struktury vegetace a její dynamiky ve velmi vysokých detailech ve velkém měřítku.