FUNKCJE SYSTEMU PRZYRODNICZEGO MIASTA

W KSZTA¸TOWANIU WARUNKÓW ÂRODOWISKA

PRZYRODNICZEGO NA PRZYK¸ADZIE WARSZAWY

FUNCTIONS OF THE URBAN NATURAL SYSTEM IN SHAPING

THE NATURAL ENVIRONMENT, WARSAW CASE STUDY

Abstract:

The major goals of the Urban Natural System identification are: preservation

and conservation of the most valuable areas important for environmental performance, and
ensuring proper living condition for city dwellers. In spite of key ecological functions the
Urban Natural System can play also other ones like recreational, aesthetic and residential.
The intensification of urbanization processes happens at the expense of Urban Natural
System areas and causes deterioration of the quality of the city environment. The case study
of Warsaw presented in this paper reveals the possibility of the Urban Natural System
identification as the result of precisely defined environmental performance that can be used
afterwords in the processes of urban development.

Key words:

urban natural system, climatic, hydrological, biological functionings.

S∏owa kluczowe:

system przyrodniczy miasta, funkcjonowanie klimatyczne, hydrologicz-

ne, biologiczne.

WST¢P

W ka˝dym krajobrazie zurbanizowanym mamy do czynienia z przekszta∏ceniem

naturalnych uk∏adów przyrodniczych. Proces ten jest powszechnie akceptowany, do
momentu, gdy zmiany Êrodowiska przyrodniczego sà na tyle istotne, ˝e wp∏ywajà na
znaczàce pogorszenie warunków ˝ycia mieszkaƒców. Szczególnà rol´ w ich kszta∏to-
waniu przypisuje si´ terenom okreÊlanym jako system ekologiczny lub przyrodniczy
miasta postrzegany najcz´Êciej jako tereny zieleni lub szerzej tereny otwarte. W do-
bie zintensyfikowanych procesów urbanizacyjnych to w∏aÊnie te tereny sà szczegól-
nie nara˝one na przekszta∏cenia, co stopniowo mo˝e doprowadziç do pogorszenia
ich stanu, lub wr´cz utraty mo˝liwoÊci odpowiedniego kszta∏towania warunków
przyrodniczych. Uto˝samianie systemu ekologicznego jedynie z terenami zieleni mo-
˝e okazaç si´ niewystarczajàce do zaspokojenia rosnàcych potrzeb w tym zakresie.

Warszawa 2005

Prace i Studia Geograficzne

Tom 36

ss. 35–47

Ewa Kaliszuk

Katedra Architektury Krajobrazu, Wydzia∏
Ogrodnictwa i Architektury Krajobrazu SGGW,
Warszawa

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 35

Koncepcja systemu przyrodniczego miasta (SPM) zaproponowana przez Szulczew-
skà, Kaftana i in. (1996) jest propozycjà odpowiadajàcà nowym wyzwaniom. Spo-
Êród opracowanych dotychczas koncepcji jest to najbardziej kompleksowe podejÊcie
do analizy i kszta∏towania miejskiego Êrodowiska przyrodniczego (Kaliszuk 2003).
Za∏o˝enia tej koncepcji zainspirowa∏y do podj´cia prac nad okreÊleniem metod s∏u-
˝àcych wyznaczaniu systemu, jak równie˝ do sprecyzowania funkcji jakie SPM pe∏ni
w krajobrazie zurbanizowanym. Celem artyku∏u jest w∏aÊnie przedstawienie przy-
rodniczych funkcji systemu.

ZA¸O˚ENIA TEORETYCZNE KONCEPCJI SYSTEMU

PRZYRODNICZEGO MIASTA

Jednym z podstawowych za∏o˝eƒ koncepcji Szulczewskiej, Kaftana i in. (1996)

by∏o uznanie miasta za Andrzejewskim (1983), za uk∏ad ekologiczny (fizjocenoz´)
utworzony przez ró˝norodne ekosystemy lub zbiory ekosystemów i stanowiàcy Êro-
dowisko ˝ycia cz∏owieka.

Zgodnie z definicjà system przyrodniczy miasta (SPM) to celowo wyodr´bniona

cz´Êç miasta, pe∏niàca nadrz´dne funkcje przyrodnicze, rozpatrywane w trzech pod-
stawowych aspektach: klimatycznym, hydrologicznym i biologicznym (Szulczewska,
Kaftan i in. 1996). Tej roli podporzàdkowane sà inne funkcje pozaprzyrodnicze, jak
rekreacyjna i wypoczynkowa, estetyczna i mieszkaniowa. Identyfikacja SPM, wg au-
torów, nast´puje poprzez wyznaczenie elementów strukturalnych, okreÊlonych jako:

– obszary w´z∏owe i w´z∏y, odpowiedzialne za zasilanie;
– korytarze i „si´gacze”

1

, zapewniajàce ∏àcznoÊç;

– otoczenie SPM, rozumiane jako swoista strefa brzegowa dla podstawowych

elementów systemu, pozostajàce w Êcis∏ym zwiàzku z nimi.

Podstawowym warunkiem prawid∏owego funkcjonowania SPM jest minimaliza-

cja stopnia izolacji. ¸àcznoÊç, wed∏ug autorów, zapewniajà podstawowe procesy
przyrodnicze zwiàzane z przep∏ywami materialno-energetycznymi. Procesy te zacho-
dzà dzi´ki g∏ównym noÊnikom, tj. wodzie, powietrzu i organizmom ˝ywym. Wyko-
rzystujàc te strumienie migracyjne wyró˝niono w SPM trzy podsystemy: klimatyczny,
hydrologiczny oraz biologiczny. Ka˝dy z nich zdefiniowano jako fragment przestrze-
ni miasta z∏o˝ony z analogicznych elementów strukturalnych, których celem jest za-
pewnienie prawid∏owego funkcjonowania w wymienionych zakresach (Szulczewska,
Kaftan i in. 1996). Z jednej strony takie „rozdzielenie” poszczególnych funkcji wy-
nika przede wszystkim z koniecznoÊci zró˝nicowania dzia∏aƒ planistycznych i pro-
jektowych w etapie kszta∏towania krajobrazu tych struktur. Z drugiej, nadanie
równorz´dnoÊci trzem podstawowym funkcjom: hydrologicznej, klimatycznej i bio-

36

E w a K a l i s z u k

1

Termin wprowadzi∏a Z. Stala prezentujàc przyrodniczy model struktury przestrzennej miasta (1986). Miano
si´gaczy zyska∏y drobne i wyd∏u˝one elementy systemu, wnikajàce w tereny zabudowane. Cieszewska (2002, s.
35) wskazuje na ich odpowiedniki w literaturze angloj´zycznej tentacles (macki) albo fingers (palce).

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 36

logicznej, poÊrednio „zmusza” do równorz´dnego traktowania komponentów bio-
tycznych i abiotycznych oraz kszta∏towania zarówno biocenozy, jak i biotopu.

METODYKA PRACY

Identyfikacj´ terenów systemu przyrodniczego miasta przeprowadzono w trzech

etapach. Pierwszym by∏a analiza uwarunkowaƒ kszta∏towania systemu, kolejnymi,
analiza i ocena funkcjonowania przyrodniczego, zakoƒczone wyznaczeniem terenów
o nadrz´dnych funkcjach przyrodniczych stanowiàcych system (rys. 1). Podstawà

Fu n k c j e s y s t e m u p r z y r o d n i c z e g o m i a s t a w k s z t a ∏ t o w a n i u . . .

37

Etap I

Uwarunkowania

kszta∏towania

systemu przyrodniczego

miasta

Za∏o˝enia teoretyczne koncepcji

systemu przyrodniczego miasta

Ârodowisko przyrodnicze

powierzchni kluczowej

Struktura przyrodnicza

krajobrazu powierzchni kluczowej

Etap II

Funkcjonowanie

Êrodowiska

przyrodniczego

Analiza i ocena

funkcjonowania

klimatycznego

funkcjonowania

hydrologicznego

funkcjonowania

biologicznego

Etap III

Identyfikacja systemu

przyrodniczego miasta

Identyfikacja terenów o nadrz´dnych

funkcjach przyrodniczych

funkcji

klimatycznej

funkcji

hydrologicznej

funkcji

biologicznej

Rys.1. Etapy pracy

Fig. 1. Step by step

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 37

kartograficznà opracowania by∏y mapy

2

: roÊlinnoÊci rzeczywistej w skali 1: 10 000

oraz topograficzna w skali 1: 10 000, mapa pierwszego zwierciad∏a wód gruntowych,
mapa gruntów

3

oraz zdj´cia lotnicze z 1996 roku w skali 1: 5000.

CHARAKTERYSTYKA TERENU BADA¡

Za powierzchni´ kluczowà badaƒ szczegó∏owych wybrano fragment lewobrze˝-

nej Warszawy. Obszar ten uznano za reprezentatywny, pod wzgl´dem warunków
przyrodniczych i urbanistyczno-przestrzennych miasta. Rozpatrujàc aspekt przyrod-
niczy, powierzchnia kluczowa obejmuje sekwencj´ krajobrazowà, typowà dla uk∏adu
wysoczyznowo-dolinnego. Obszar wysoczyzny morenowej jest najwy˝ej po∏o˝onym
ogniwem uk∏adu, ma charakter równinny i wykazuje cechy strefy wododzia∏owej
(cz´Êç zachodnia). Najbardziej znaczàcym elementem w rzeêbie terenu powierzchni
kluczowej jest stok wysoczyzny. Pe∏ni on rol´ ogniwa mi´dzy wy˝ej po∏o˝onà wyso-
czyznà a rozleg∏à, zachodnià cz´Êcià doliny Wis∏y. Rzeêba doliny wykazuje cechy
równinne (sekwencja kilku tarasów rzecznych). Uk∏ad „zamyka” koryto Wis∏y. Opi-
sana wy˝ej lokalizacja obszaru badaƒ spe∏nia tak˝e istotne warunki w aspekcie urba-
nistyczno-przestrzennym. Jego powierzchnia obejmuje ró˝ne strefy urbanistyczne,
od Êcis∏ego centrum charakteryzujàcego si´ du˝à zwartoÊcià zabudowy przez rozle-
g∏à i zró˝nicowanà wewn´trznie stref´ mieszkaniowà oraz obszary przemys∏owe po
pas przejÊciowy, kszta∏towany pod wp∏ywem Êcierania si´ procesów zwiàzanych ze
strefami zurbanizowanà i wiejskà.

STRUKTURA PRZYRODNICZA TERENU BADA¡

Jednostki strukturalne dla powierzchni kluczowej wyznaczono na podstawie

zró˝nicowania pokrycia terenu i nazwano je miejskimi jednostkami strukturalnymi.
W przypadku krajobrazu o charakterze równinnym zmiennoÊç tej cechy oddaje
zró˝nicowanie fizjonomiczne, przestrzenne i funkcjonalne. Ostatnie z wymienio-
nych zagadnieƒ, kszta∏towane jest przez procesy funkcjonowania Êrodowiska przy-
rodniczego, na które wp∏ywa dodatkowo zmiennoÊç innych komponentów
Êrodowiska przyrodniczego. Dlatego te˝, na etapie analizy funkcjonowania przyrod-
niczego, uwzgl´dniono zró˝nicowanie przestrzenne pozosta∏ych, istotnych cech.
W tym celu skonstruowana zosta∏a baza danych, zawierajàca szczegó∏owe informa-
cje o cechach biotycznych i abiotycznych, w granicach ka˝dej indywidualnej miejskiej

38

E w a K a l i s z u k

2

Mapa roÊlinnoÊci rzeczywistej Warszawy (Koz∏owska 1999), najbardziej aktualne opracowanie zró˝ni-
cowania zbiorowisk roÊlinnych, sta∏a si´ materia∏em do analizy pokrycia terenu. Dodatkowo wykorzy-
stano zdj´cia lotnicze oraz kartowanie terenowe szczególnie w przypadku terenów naturalnych
i pó∏naturalnych, gdzie szczegó∏owoÊç wydzieleƒ jednostek fitosocjologicznie jednorodnych jest znacz-
nie wi´ksza ni˝ zmiennoÊç pokrycia terenu.

3

Wymienione mapy uzyskano w dawnym Wydziale Planowania Przestrzennego i Architektury, Biura Za-
rzàdu m. st. Warszawy.

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 38

jednostki strukturalnej. Uwzgl´dniono: formy rzeêby terenu, g∏´bokoÊç zalegania
pierwszego zwierciad∏a wód gruntowych, przepuszczalnoÊç utworów powierzchnio-
wych oraz struktur´ pionowà poszczególnych typów pokrycia terenu (Kaliszuk
2003). Takie rozwiàzanie pozwala z jednej strony zachowaç operacyjny charakter
jednostek, z drugiej przeprowadziç analizy funkcjonowania na podstawie zmienno-
Êci g∏ównych cech miejskiego Êrodowiska przyrodniczego.

W rezultacie wyznaczono 2008 jednostek indywidualnych w 21 typach miejskich

jednostek strukturalnych. Rozk∏ad przestrzenny oraz liczba i wielkoÊç jednostek indy-
widualnych zale˝à w du˝ej mierze od lokalizacji w przestrzeni miasta, a co za tym
idzie, od stopnia zainwestowania miejskiego (rys. 2). Najwi´cej jest jednostek ma-
∏ych, których powierzchnia nie przekracza 10 hektarów, a najmniej du˝ych, o po-
wierzchni powy˝ej 100 hektarów (Kaliszuk 2003).

FUNKCJONOWANIE ÂRODOWISKA PRZYRODNICZEGO

POWIERZCHNI KLUCZOWEJ

Specyfikà Êrodowiska przyrodniczego miasta jest wspó∏wyst´powanie i wzajemne

oddzia∏ywanie elementów przyrodniczych oraz elementów antropogenicznych.
Funkcjonowanie tak skomplikowanego uk∏adu jest wypadkowà procesów przyrodni-
czych oraz wp∏ywu infrastruktury technicznej, modyfikujàcej wczeÊniej istniejàce
zjawiska lub wprowadzajàcej nowe rodzaje procesów (G∏owacka i in. 1989, Matusz-
kiewicz 1990, Przewoêniak 1991, Wolski i in. 1994 a, b, Hough 1995, Szulczewska

Fu n k c j e s y s t e m u p r z y r o d n i c z e g o m i a s t a w k s z t a ∏ t o w a n i u . . .

39

Rys. 2. Mapa typów miejskich jednostek strukturalnych

Fig. 2. Map of urban types of structural units

Lokalizacja powirzchni

kluczowej na tle Warszawy

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 39

2002). Dlatego w∏aÊnie ca∏a powierzchnia miasta, jest „powierzchnià czynnà”
w kszta∏towaniu jego warunków przyrodniczych.

W badaniach nad funkcjonowaniem Êrodowiska przyrodniczego miasta wykorzy-

stywano przede wszystkim metody poÊrednie (Kaliszuk, Cieszewska 2000, Kaliszuk
2003), zaÊ pomiary elementów klimatu wykorzystano do weryfikacji mo˝liwoÊci
przewietrzania miasta (Kaliszuk 2003). G∏ówny nacisk po∏o˝ono na badanie organi-
zacji przestrzennej z∏o˝onego uk∏adu ekosystemów miejskich. Ustalony bowiem
w okreÊlonym czasie porzàdek jednostek daje szans´ na rozpoznanie nie tylko zró˝-
nicowania wewn´trznego budujàcych go elementów, ale przede wszystkim odzwier-
ciedla oddzia∏ywania i zale˝noÊci funkcjonalne pomi´dzy nimi. Pozwala tak˝e
w sposób poÊredni dokonaç analizy funkcjonowania Êrodowiska przyrodniczego.
Synteza informacji o uwarunkowaniach i skutkach przebiegu procesów przyrodni-
czych, kszta∏towanych przez potoki materialno – energetyczne, da∏a podstawy do ja-
koÊciowego rozpoznania i interpretacji zjawisk dynamicznych.

Na wst´pie konieczne by∏o wskazanie tych procesów, które jako przewodnie od-

zwierciedla∏yby ca∏oÊç z∏o˝onych mechanizmów w niej zachodzàcych. Zgodnie z po-
wszechnym przekonaniem, ˝e trzy noÊniki materii i energii w krajobrazie: woda,
powietrze i organizmy ˝ywe, odgrywajà zasadniczà rol´, procesy z nimi zwiàzane
uznano za najbardziej istotne. G∏ównym zadaniem sta∏y si´ zatem badania uwarun-
kowaƒ ruchu powietrza, krà˝enia wody i materii. Funkcjonowanie krajobrazu zosta-
∏o sprowadzone tym samym do trzech zasadniczych p∏aszczyzn, okreÊlonych mianem
funkcjonowania hydrologicznego, klimatycznego i biologicznego. Dla ka˝dego z nich
wykonano odr´bne analizy i oceny uwarunkowaƒ miejskiego Êrodowiska przyrodni-
czego, które okreÊlajà przebieg procesów przewodnich. Wyniki sta∏y si´ podstawà do
wyznaczenia terenów, które pe∏nià istotne, pozytywne funkcje w kszta∏towaniu wa-
runków Êrodowiska przyrodniczego miasta.

IDENTYFIKACJA TERENÓW

O NADRZ¢DNYCH FUNKCJACH KLIMATYCZNYCH

Procesy funkcjonowania klimatycznego dla powierzchni kluczowej analizowano

poprzez badanie uwarunkowaƒ Êrodowiska przyrodniczego, które determinujà wy-
mian´ i regeneracj´ powietrza. Sà to:

– wysokoÊç, struktura pozioma i pionowa elementów pokrycia terenu – bezpo-

Êrednio kszta∏tujàce przep∏ywy powietrza;

– rozk∏ad przestrzenny i struktura pionowa roÊlinnoÊci – wp∏ywajàce na jakoÊç

powietrza.

Wszystkie pionowe elementy struktury miasta wp∏ywajà na szorstkoÊç jego po-

wierzchni. WartoÊç tej cechy zmienia si´ w zale˝noÊci od kilku najistotniejszych
czynników: wysokoÊci elementów, materia∏u, z jakiego sà zbudowane (okreÊla to
gi´tkoÊç, czyli podatnoÊç na odkszta∏cenie w wyniku podmuchów wiatru), si∏y wiatru
oraz zwartoÊci elementów pionowych (Oke 1987). W obszarach zurbanizowanych to

40

E w a K a l i s z u k

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 40

w∏aÊnie budynki sà tymi elementami, które okreÊlajà szorstkoÊç badanego obiektu.
Atrybut ten, jak dowodzà badania, nie tylko wp∏ywa na zmniejszenie przep∏ywów re-
gionalnych w okresach du˝ych pr´dkoÊci wiatru, ale tak˝e wzmaga ruch powietrza
w okresach cisz lub s∏abszych wiatrów regionalnych. Dodatkowo wzmaga intensyw-
noÊç termicznej i mechanicznej turbulencji (zw∏aszcza w porach nocnych), co
zmniejsza cz´stoÊç sta∏ej równowagi powietrza (Oke 1987). Mo˝na zatem powie-
dzieç, ˝e szorstkoÊç pod∏o˝a jest wa˝nà cechà pokrycia terenu generujàcà i modyfi-
kujàcà procesy termiczno – dynamiczne, kszta∏tujàce cyrkulacj´ powietrza w skalach
od lokalnej do mezoklimatu

4

. Zró˝nicowanie tej w∏aÊnie cechy wybrano do analizy

mo˝liwoÊci przewietrzania powierzchni kluczowej.

SzorstkoÊç pod∏o˝a, jako cecha powierzchni miasta, jest stosunkowo ∏atwo wy-

obra˝alna, dlatego szybko zosta∏a prze∏o˝ona na zagadnienia praktyczne. Przedsta-
wiono jà w postaci prostego wspó∏czynnika szorstkoÊci pod∏o˝a, który zdefiniowano
jako „rzut elementu na p∏aszczyzn´ do ca∏kowitej powierzchni obliczeniowej, po-
mno˝ony przez Êrednià wysokoÊç elementu” (Lewiƒska 2000, s. 32). Tak wyliczana
wartoÊç jest bardziej uproszczona w stosunku do wielkoÊci rozumianej przez klima-
tologów. Nie uwzgl´dnia ona tych wspó∏czynników, które odnoszà si´ do cech fizycz-
nych przeszkody, ani zmiennoÊci pr´dkoÊci wiatru.

W pracy zdecydowano si´ zastosowaç modyfikacj´ szorstkoÊci pod∏o˝a, którà na-

zwano wskaênikiem zwartoÊci przeszkody. Zmiana dotyczy uwzgl´dnienia wp∏ywu
drugorz´dnej przeszkody, zazwyczaj towarzyszàcej g∏ównej. Jest to dobrze widoczne
w przypadku miejskich jednostek strukturalnych zwiàzanych z obszarami zabudowany-
mi, charakteryzujàcymi si´ niejednorodnoÊcià struktury wewn´trznej. G∏ównà prze-
szkodà dla przep∏ywu powietrza sà w nich budynki o okreÊlonej wysokoÊci oraz
zgrupowania roÊlinnoÊci wype∏niajàce przestrzeƒ mi´dzy nimi. Wskaênik zwartoÊci
przeszkody jest Êrednià wa˝onà pomi´dzy wartoÊcià szorstkoÊci wynikajàcej z wyst´-
powania przeszkody g∏ównej i szorstkoÊci powodowanej przez przeszkod´ drugo-
rz´dnà. WielkoÊç ta podawana jest w metrach. W przypadku jednostek wykazujàcych
du˝à jednorodnoÊç struktury wewn´trznej, jak na przyk∏ad zwiàzanych ze zbiornika-
mi wodnymi lub polami uprawnymi wskaênik zwartoÊci przeszkody przyjmuje postaç
uproszczonà i odpowiada wspó∏czynnikowi szorstkoÊci pod∏o˝a (Kaliszuk 2003).

Za proces regeneracji wewn´trznej powietrza odpowiada ca∏y uk∏ad zieleni.

EfektywnoÊç poprawy jakoÊci powietrza zale˝y w du˝ej mierze od: wielkoÊci i kszta∏-
tu powierzchni zaj´tej przez poszczególne zbiorowiska roÊlinne lub zgrupowania ro-

Fu n k c j e s y s t e m u p r z y r o d n i c z e g o m i a s t a w k s z t a ∏ t o w a n i u . . .

41

4

WartoÊci szorstkoÊci pod∏o˝a podawane za T. R. Oke (1987, s. 298) pochodzà cz´Êciowo z pomiarów
bezpoÊrednich, a cz´Êciowo powsta∏y w wyniku teoretycznych obliczeƒ: drzewa, zadrzewienia i krzewy
oraz zabudowa wiejska – 0,2 – 0,6 m, tereny podmiejskie z ma∏o intensywnà zabudowà jednorodzinnà,
ogrodami – 0,4 – 1,2 m, tereny podmiejskie z intensywnà zabudowà jednorodzinnà – 0,8 – 1,8 m, tereny
miejski z niskà zabudowà do 5 kondygnacji o du˝ej intensywnoÊci – 1,5 – 2,5 m, tereny miejskie z zabu-
dowà wielorodzinnà wysokà o du˝ej intensywnoÊci – 2,5 – 10 m. Wg Bornsteina szorstkoÊç powierzch-
ni centrów miast wynosi 2-4 m a wg Orlenki 2 m i ÊciÊle zale˝y od wielkoÊci miasta (Lewiƒska 2000).

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 41

Êlin oraz sk∏adu gatunkowego i struktury pionowej (im bardziej zró˝nicowana tym
wi´ksza zdolnoÊç oczyszczajàca).

Ocena funkcjonowania klimatycznego powierzchni kluczowej by∏a ocenà mo˝li-

woÊci przewietrzania i regeneracji powietrza. Zosta∏a przeprowadzona z zastosowa-
niem kryteriów sformu∏owanych na podstawie zmiennoÊci tych cech, w granicach
miejskich jednostek strukturalnych, które decydujà o mo˝liwoÊci spe∏nienia podsta-
wowych funkcji klimatycznych. Sà to: udzia∏ roÊlinnoÊci w powierzchni miejskiej jed-
nostki strukturalnej, jej struktura pionowa (dla procesu regeneracji) oraz wskaênik
zwartoÊci przeszkody (dla procesu przewietrzania). Efektem waloryzacji przestrzeni
powierzchni kluczowej by∏ jej podzia∏ na obszary istotne wzgl´dem przebiegu proce-
sów przewietrzania i regeneracji powietrza oraz tereny pozosta∏e (rys. 3).

Oceniajàc predyspozycje poszczególnych miejskich jednostek strukturalnych do

pe∏nienia funkcji regeneracyjnej powietrza oraz przewietrzania, wyznaczono podsys-
tem klimatyczny z∏o˝ony z dwóch grup obszarów. Pierwszà stanowià te jednostki
strukturalne, których uwarunkowania wewn´trzne pozwalajà na najskuteczniejszà
wymian´ lub odnow´ powietrza (scenariusz minimum). Druga grupa obejmuje ob-
szary, w których istniejàcy uk∏ad cech powoduje pewne zak∏ócenia w przebiegu tych
podstawowych procesów klimatycznych – rozszerzenie scenariusza minimum (rys. 4).

42

E w a K a l i s z u k

Rys. 3. Mapa funkcjonowania klimatycznego

Fig. 3. Map of climatic functioning

Lokalizacja powirzchni

kluczowej na tle Warszawy

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 42

IDENTYFIKACJA TERENÓW O NADRZ¢DNYCH FUNKCJACH

HYDROLOGICZNYCH

Obieg wody w krajobrazie miejskim uleg∏ znaczàcym przekszta∏ceniom w stosunku

do terenów niezurbanizowanych. Przemiany antropogeniczne wp∏yn´∏y na zmian´ iloÊci
dostarczanej wody (g∏ównie w postaci opadu atmosferycznego), ale znacznie wyraêniej
na mechanizmy i tempo jej odp∏ywu. Przebieg tego procesu zale˝y od wspó∏dzia∏ania je-
go sk∏adowych, czyli odp∏ywu powierzchniowego – naturalnego i sztucznego (zwiàzane
z kanalizacjà deszczowo-burzowà) oraz odp∏ywu gruntowego. Zachwianie równowagi
pomi´dzy nimi, przejawiajàce si´ dominacjà odp∏ywu powierzchniowego, wp∏ywa na
znaczne zaburzenie ca∏ego obiegu wody. Relacje pomi´dzy odp∏ywem powierzchniowym
i gruntowym zale˝à mi´dzy innymi od procesów towarzyszàcych, infiltracji i retencji, któ-
re w du˝ej mierze kszta∏tujà wielkoÊç odp∏ywu gruntowego. Zmiana warunków ich prze-
biegu nast´puje w∏aÊnie poprzez przekszta∏cenie antropogeniczne, a rozmiar skutków
nawiàzuje do stopnia tych przemian. Ró˝nica mi´dzy wspó∏czynnikami odp∏ywu po-
wierzchniowego dla terenów niezurbanizowanych i miejskich jest znaczàca, i wynosi dla
obszaru lasu 0,1–0,2, a dla dzielnic centralnych miasta 0,9–1,0 (Marsh 1991). Szybki od-
p∏yw powierzchniowy wód deszczowych oraz odci´cie zasilania wód gruntowych powodu-
je z jednej strony sta∏y deficyt wody i wynikajàce stàd przesuszenie gleb, obni˝anie
pierwszego zwierciad∏a wód gruntowych i powi´kszanie si´ leja depresyjnego, z drugiej
gwa∏towne wezbrania wód powierzchniowych towarzyszàce obfitym opadom.

Fu n k c j e s y s t e m u p r z y r o d n i c z e g o m i a s t a w k s z t a ∏ t o w a n i u . . .

43

Rys. 4. Mapa podsystemu klimatycznego

Fig. 4. Map of climatic susbystem

Lokalizacja powirzchni

kluczowej na tle Warszawy

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 43

Analizujàc funkcjonowanie hydrologiczne powierzchni kluczowej, rozpatrywano

trzy podstawowe typy procesów: odp∏yw powierzchniowy, retencj´ i infiltracj´. Odp∏yw
powierzchniowy podzielono na: naturalny, zale˝ny od systemu cieków i nachylenia
terenu oraz sztuczny, zwiàzany z systemem kanalizacyjnym terenów zabudowanych.
Szczególny nacisk po∏o˝ono na zjawiska, które w sposób istotny wp∏ywajà na stabili-
zacj´ warunków wodnych, g∏ównie poprzez spowolnienie przep∏ywu wód. Za kluczo-
we uznano retencj´ (roÊlinnà, gruntowà i powierzchniowà) oraz infiltracj´. Celem
podstawowym realizowanego etapu by∏o wyznaczenie obszarów, na których w∏aÊnie
te procesy majà znaczàcy udzia∏. Podobnie jak w przypadku funkcjonowania klima-
tycznego analizy i oceny prowadzono w granicach miejskich jednostek strukturalnych.

Ocena funkcjonowania hydrologicznego powierzchni kluczowej dotyczy∏a wery-

fikacji mo˝liwoÊci przebiegu procesów retencji i infiltracji oraz odp∏ywu powierzch-
niowego w granicach ka˝dej indywidualnej miejskiej jednostki strukturalnej. Zosta∏a
przeprowadzona z zastosowaniem kryteriów sformu∏owanych na podstawie zmien-
noÊci tych cech, które decydujà o mo˝liwoÊci spe∏nienia podstawowych funkcji hy-
drologicznych. Efektem waloryzacji badanej przestrzeni by∏o wyznaczenie podsystemu
hydrologicznego tj. obszarów istotnych dla przebiegu kluczowych procesów hydro-
logicznych. Identyfikacja jednego lub dwóch zjawisk nie wyklucza przebiegu innych.
Wskazuje jedynie na te, których udzia∏ jest dominujàcy w poszczególnych jednostkach
strukturalnych.

IDENTYFIKACJA TERENÓW

O NADRZ¢DNYCH FUNKCJACH BIOLOGICZNYCH

Analiz´ i ocen´ funkcjonowania biologicznego przeprowadzono z wykorzysta-

niem takich wskaêników, które dawa∏y mo˝liwoÊç spe∏nienia za∏o˝eƒ sformu∏owa-
nych przez autorów Szulczewskà, Kaftana i in. (1996). Przyj´to za Kostrowickim
(1992) i Zimnym (1997) za∏o˝enie, ˝e kluczem do poznania funkcjonowania uk∏a-
dów ekologicznych jest fitocenoza. Stan i zró˝nicowanie roÊlinnoÊci decydujà o pod-
stawowym procesie obiegu materii, czyli produkcji biomasy, jej iloÊci, a tak˝e
mo˝liwoÊci odtwarzania. Na uwag´ zas∏ugujà dwa podejÊcia, bazujàce na ocenie
stopnia antropogenicznego wp∏ywu na biocenoz´. Sà to skala hemerobii oraz wskaê-
nik antropizacji zbiorowisk roÊlinnych. Autorzy obu metod wychodzà z za∏o˝enia, ˝e
funkcjonowanie przyrodnicze zale˝y od stopnia jego przekszta∏cenia. Im jest on
wi´kszy, tym procesy zwiàzane z obiegiem materii sà bardziej zaburzone, co rzutuje
z kolei na trwa∏oÊç, stabilnoÊç i odpornoÊç ekosystemów na kolejne przemiany.
W pracy wykorzystano wskaênik antropizacji roÊlinnoÊci opracowany przez Kostro-
wickiego i in. (1988) a oparty na koncepcji dynamicznych kr´gów zbiorowisk zast´p-
czych. Zak∏ada on, ˝e „miarà stopnia odkszta∏cenia sà strukturalne i funkcjonalne
ró˝nice mi´dzy zbiorowiskiem rzeczywistym, a w∏aÊciwym dla danego siedliska zbio-
rowiskiem potencjalnym” (Solon 1996, s. 143, a tak˝e Solon, Plit 1992, Plit 1993, Ri-
chli, Solon 1996). Autorzy zaproponowali jedenastostopniowà klasyfikacj´ – od

44

E w a K a l i s z u k

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 44

zbiorowisk finalnych leÊnych i nieleÊnych, nale˝àcych do pierwszej klasy antropiza-
cji po brak roÊlinnoÊci, stanowiàcy ostatni, jedenasty poziom (Plit 1993). Przyj´te
rozwiàzanie cechuje znaczne uproszczenie, ale, co tak˝e podkreÊlali autorzy, pozwa-
la ono na szersze zastosowanie proponowanej metody. W prowadzonych badaniach
dokonano modyfikacji wskaênika. Wprowadzono dodatkowe informacje o zró˝nico-
waniu struktury pionowej w poszczególnych klasach, wyraênie rozdzielajàc zbioro-
wiska z roÊlinnoÊcià wysokà i niskà. Zmiany przeprowadzono w przypadku tych klas,
w których autorzy wskaênika nie zastosowali takiego podzia∏u (klasy 1, 3 i 8). Infor-
macja o strukturze pionowej pozwoli∏a na poÊrednie wnioskowanie o wielkoÊci pro-
dukcji biomasy, a tym samym zakresie obiegu materii. Zale˝noÊci te sà widoczne
w wynikach badaƒ iloÊci produkowanej biomasy, w ró˝nych typach zbiorowisk natu-
ralnych i miejskich przeprowadzonych przez ró˝ne oÊrodki naukowe (Kaliszuk
2003). W efekcie ka˝dà miejskà jednostk´ strukturalnà zaklasyfikowano do odpo-
wiedniego poziomu antropizacji, który odpowiada∏ stopniowi, jaki uzyska∏o zbioro-
wisko roÊlinne, dominujàce w granicach jednostki.

Ocena funkcjonowania biologicznego powierzchni kluczowej by∏a ocenà mo˝li-

woÊci przebiegu procesów zwiàzanych z obiegiem materii w granicach ka˝dej indy-
widualnej miejskiej jednostki strukturalnej. Zosta∏a przeprowadzona z zastoso- waniem
kryteriów sformu∏owanych w taki sposób, aby uzyskaç informacje o mo˝liwoÊci spe∏-
nienia podstawowych funkcji biologicznych. Sà to: zró˝nicowanie stopnia antropiza-
cji, udzia∏ procentowy terenów biologicznie czynnych w stosunku do ca∏kowitej
powierzchni jednostki oraz intensywnoÊç u˝ytkowania, wynikajàca z liczby osób ko-
rzystajàcych z przestrzeni danej jednostki strukturalnej. Ostatnie kryterium zastoso-
wano w odniesieniu do obszarów zainwestowania miejskiego. Zastosowanie tych
wskaêników pozwoli∏o na wyznaczenie terenów podsystemu biologicznego, to zna-
czy takich, które pe∏nià nadrz´dne funkcje biologiczne.

WNIOSKI

Rezultatem cz´Êci analityczno-diagnostycznej by∏o wskazanie obszarów, które ze

wzgl´du na swoje cechy lub uk∏ady cech umo˝liwiajà przebieg procesów przyrodni-
czych, uznanych za priorytetowe. Obszary te okreÊlono mianem systemu przyrodni-
czego miasta rozpatrywanego na trzech p∏aszczyznach: podsystemu klimatycznego,
hydrologicznego i biologicznego.

Zak∏adane przez Szulczewskà, Kaftana i in. (1996) istnienie trzech oddzielnych po-

ziomów systemu przyrodniczego miasta: klimatycznego, hydrologicznego i biologiczne-
go, nale˝y uznaç za uzasadnione. Nie wszystkie obszary tworzàce system spe∏niajà
w równie istotnym stopniu rozpatrywane funkcje: klimatycznà, hydrologicznà i biolo-
gicznà. Sà wÊród nich takie, które pe∏nià tylko jednà z nich (klimatycznà) lub dwie (kli-
matycznà i biologicznà lub klimatycznà i hydrologicznà), dlatego propozycja
rozpatrywania systemu przyrodniczego miasta w podziale na trzy podsystemy jest nie-
zwykle istotna, zw∏aszcza na etapie kszta∏towania krajobrazu istniejàcego ju˝ systemu.

Fu n k c j e s y s t e m u p r z y r o d n i c z e g o m i a s t a w k s z t a ∏ t o w a n i u . . .

45

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 45

Uzyskany obraz pozwala na sformu∏owanie stwierdzenia, ˝e nie wydaje si´ ko-

nieczne wydzielanie obszarów w´z∏owych i w´z∏ów oraz korytarzy i si´gaczy, zgod-
nie z za∏o˝eniami autorów cytowanej koncepcji. Wp∏ywajà na to dwa podstawowe
czynniki. Po pierwsze, brak jednoznacznego zdefiniowania ró˝nic pomi´dzy tymi
elementami strukturalnymi, co utrudnia lub uniemo˝liwia delimitacj´ ich granic. Po
drugie, stosowanie metod poÊrednich (jakoÊciowych) jest niewystarczajàce do pre-
cyzyjnego wyznaczenia obszarów zasilania oraz obszarów odpowiadajàcych za ich ∏à-
czenie. Taki podzia∏ mo˝e byç stosowany przy tych cz´Êciach systemu, które podlegajà
ochronie (np. szczególnie cenne rezerwaty), ale wówczas niezb´dne sà bardziej
szczegó∏owe badania, dajàce podstawy do delimitacji êróde∏ i dróg zasilania.

LITERATURA

ANDRZEJEWSKI R. 1983: W poszukiwaniu teorii fizjocenozy. Wiad. Ekol. 29, 2: 93–125.

CIESZEWSKA A. 2002: Modele struktury krajobrazu i ich zastosowanie w planowaniu przestrzennym. Roz-

prawa doktorska, Wydzia∏ Geografii i Studiów Regionalnych UW, Warszawa.

G¸OWACKA I., LIRO A., PIORU¡SKA A., TEISSEYRE-SIERPI¡SKA M. 1989: Problemy funkcjono-

wania Êrodowiska przyrodniczego w miastach. IGPiK, Zak∏ad Przyrodniczych Podstaw Planowania

Przestrzennego, Warszawa, (manuscr.).

HOUGH M. 1995: Cities and Natural Process. Routledge, Londyn.

KALISZUK E. 2003: Metody identyfikacji i oceny systemu przyrodniczego miasta na przyk∏adzie Warszawy.

Rozprawa doktorska, Wydzia∏ Ogrodnictwa i Architektury Krajobrazu, SGGW, Warszawa.

KALISZUK E., CIESZEWSKA A. 2000: Ârodowisko przyrodnicze miasta – cele i metody badaƒ. Przyro-

da i miasto, t. 3: 17–28.

KOSTROWICKI A. S. 1992: System „cz∏owiek-Êrodowisko” w Êwietle teorii ocen. IGiPZ PAN, Prace

Geogr., 156.

KOSTROWICKI A. S., PLIT J., SOLON J. 1988: Przekszta∏cenie Êrodowiska geograficznego. [w:] Studium

geoekologiczne rejonu Jezior Wigierskich, Kostrowicki A. S. (red.), Prace Geogr. IGiPZ PAN, 147:

108–115.

KOZ¸OWSKA A. 1999: Opis do mapy roÊlinnoÊci rzeczywistej doliny Wis∏y wraz ze Skarpà Warszawskà

w skali 1: 10 000. Biuro Zarzàdu m. st. Warszawy, Wydz. Planowania i Architektury, (manuscr.).

LEWI¡SKA J. 2000: Klimat miasta – zasoby, zagro˝enia, kszta∏towanie. IGPiK, Kraków.

MARSH W. M. 1991: Landscape Planning Environmental Application. John Wiley&Sons, Nowy Jork.

MATUSZKIEWICZ A. J. 1990: Koncepcja typologii i funkcjonowania uk∏adów ponadekosystemalnych

w obr´bie miast i ich stref podmiejskich. [w:] Zadania gospodarki miejskiej w kszta∏towaniu systemów eko-

logicznych miast, IGPiK, Warszawa: 67–76.

OKE T. R, 1987: Boundary Layer Climates. Methuen, Londyn.

PLIT J. 1993: Mapa antropogenicznych przeobra˝eƒ krajobrazów roÊlinnych Polski. Przegl. Geogr., t. 65,

3–4: 389–396.

PRZEWOèNIAK M. 1991: Krajobrazowy system interakcyjny strefy nadmorskiej w Polsce. Rozprawy i Mo-

nografie, Wyd. Uniw. Gdaƒskiego.

RICHLING A., SOLON J. 1996: Ekologia krajobrazu. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.

46

E w a K a l i s z u k

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 46

SOLON J., PLIT J. 1992: Transformacje antropogeniczne uk∏adów ekologicznych. Dok. Geogr. 5–6: 25–34.

STALA Z. 1986: Przyrodniczy model struktury przestrzennej miasta. Cz∏owiek i Ârodowisko 10, 4: 547–565.

SZULCZEWSKA B. 2002: Teoria ekosystemu w koncepcjach rozwoju miast. Wyd. SGGW, Warszawa.

SZULCZEWSKA B., KAFTAN J. (red.) 1996: Kszta∏towanie Systemu Przyrodniczego Miasta. IGPiK,

Warszawa.

WOLSKI P., CIESZEWSKA A., SIEROSZEWSKA M., GIEDYCH R. 1994a: Koncepcja

poprawy krajobrazu

miejskiego na przyk∏adzie Radomska. [w:] JakoÊç krajobrazu, jakoÊç ˝ycia. Ogólnopolska Konferencja

PAEK, P∏ock, 6–8.10 1994: 129–141.

WOLSKI P., CIESZEWSKA A., SIEROSZEWSKA M., GIEDYCH R. 1994b: Studium uwarunkowaƒ przy-

rodniczych i krajobrazowych w skali planu szczegó∏owego na przyk∏adzie centralnej cz´Êci Kielc. [w:] Ja-

koÊç krajobrazu, jakoÊç ˝ycia. Ogólnopolska Konferencja PAEK, P∏ock, 6–8.10 1994: 117–127.

ZIMNY H. 1997: Wybrane zagadnienia z ekologii. Wyd. SGGW, Warszawa.

Adres do korespondencji:
dr Ewa Kaliszuk
Katedra Architektury Krajobrazu, Wydzia∏ Ogrodnictwa i Architektury Krajobrazu
SGGW, ul. Nowoursynowska 159
02-776 Warszawa
[e-mail]

Fu n k c j e s y s t e m u p r z y r o d n i c z e g o m i a s t a w k s z t a ∏ t o w a n i u . . .

47

nowa geografia 11-01-2006 14:01 Page 47