Рост городов: закономерности и модели
Характернейшее свойство города - урбанистическая концентрация, т.е. плотное до избытка сосредоточение крайне разнообразных объектов и сфер приложения деятельности на крайне ограниченной территории (в области получасовой доступности для общественного транспорта). Это резко увеличивает разнообразие сфер приложения труда, способов проведения досуга. Возникает отсутствующая на селе свобода выбора образа жизни и рода занятий. Урбанистическая концентрация - это концентрация разнообразия и взаимодействия; самим ходом городской жизни сосредоточенные в городе виды деятельности побуждаются к тесному взаимодействию, а люди - к постоянному общению и отстаиванию общих интересов. Действие рождает противодействие, в городском населении нарастают разные формы отчуждённости людей городской толпы друг от друга пропорционально плотности населения в городских кварталах, повышается частота девиантных форм поведения (алкоголизм, сквоттерство) и уличной преступности.
В близком соседстве оказываются порознь тяготеющие к городу, но плохо совместимые друг с другом объекты, предприятия и производства. Рост разнообразия на городской территории обеспечивает рост богатства городских жителей, а оно определяет “производство рисков” на городской территории, увеличивая анизотропность городского пространства на градиенте “центр (разнообразие и богатство, элементы которого диффундируют к окраинам) - периферия” (область повышенной концентрации риска, распространяющаяся к центру города, в первую очередь по транспортным магистралям).
Городу свойственно концентрическое расширение, угнетающее его развитие, в первую очередь центра. Оно вызывает чередование периодов застоя и радикальных перестроек планировочной структуры. “Волны” трансформации городского ландшафта каждые 20…40 лет пробегают от центра города к периферии. Это вызвало появление концентрации динамического города, динаполиса, способного расширяться без градостроительных трудностей - благодаря росту в одном направлении, который не препятствует развитию ни самого города, ни его центра (К.Доксиадис). Идея привлекательна, но малореалистична - город не есть самостоятельная единица, но узел с определённым назначением и функциями в сети городов на данной территории, и “линейный рост” городов означает дестабилизацию всей сети (он возможен лишь при полной урбанизации территории, на стадии мегалополисов).
Для успешно развивающегося города характерен пропорциональный рост (прежде всего его пространственных частей), появление диспропорций и противоречий тормозит развитие. Пример: в процессе роста площадь крупнейших агломераций РСФСР в период с 1950 по 1995 г. каждая выдерживает строго определённое соотношение между “ядром” (центральный город) и периферией (кольца спутников) каждой агломерации.
Город - совокупность трёх основных подсистем: население, экономическая база и сфера жизнеобеспечения. Природная среда города входит в последнюю. Она включает Природный комплекс, элементы которого (экосистемы природных территорий города) принимают непосредственное участие в оптимизации среды обитания горожан. Экологическую ситуацию в городе создаёт взаимодействие населения, городского хозяйства с природным окружением города и элементами (сильно изменёнными) природных систем внутри него - природными и озеленёнными территориями (газоны, скверы, парки, бульвары, палисадники, клумбы и пр.
Рост городов и урбанизация территории настолько закономерны, что могут описываться математическими моделями. Так плотность сети городов и среднее расстояние между соседними узлами сети прямо пропорционально не столько плотности, сколько хозяйственной активности населения (интенсивности торговых, транспортных и иных контактов). Например, верхнеокские княжества из-за сильно пересечённого рельефа и высокой лесистости были пощажены татарской конницей, в отличие от соседей они не обезлюдели, однако хозяйство было разрушено - и часть городов прекратила своё существование. Исчезавшие города всегда располагались между остающимися, никогда рядом друг с другом, так что никакая территория не оставалась необслуженной, только снижалась интенсивность обслуживания.
Правило “ранг-размер” (Ф.Ауэрбах, 1930 г.) показывает, какова пропорция крупных, средних и малых городов, необходимых для обслуживания данной территории. При сплошной урбанизации территории (области, региона, страны, всей планеты - закономерность универсальна и в разных случаях отличается только численными коэффициентами) размер и людность города i-го ранга пропорционален размеру крупнейшего города данной территории U0, отнесённому к размерному рангу города Ui с коэффициентом пропорциональности ln U0.
Ранг - порядковый номер в ряду убывания людности города. Чем круче проходит гипербола, задаваемая правилом “ранг-размер”, тем выше степень развития сети города на данной территории. Недостаток или избыток определённой категории городов по сравнению с “идеальной нормой” заданной правилом “ранг-размер”, означает неполноту урбанизации территории и ускоренный рост (либо, напротив, остановку в развитии) городов недостающей (или “избыточной”) категории в ближайшем будущем. В “выборке” городов Земного шара доля мегаполисов (городов с населением больше 1 млн человек) значительно ниже предсказанной, для всех городов Земли правило “ранг-размер” определяет более крутую гиперболу, чем наблюдающаяся лишь в выборке 20 крупнейших мегаполисов планеты - U(i)=U0*lnU0/i и U(i)=U0*lnU0/{i+lnU0} соответственно. В ближайшем будущем следует ожидать опережающего роста мегаполисов по сравнению с менее крупными городами, особенно в “третьем мире”. Экстраполяция на основании правила “ранг-размер” позволяет получить цифру стабильного населения Земли после окончания роста и завершения демографического перехода во всех странах (13 млрд.) и размер самого крупного города планеты (42 млн. жителей, С.П.Капица).
Правила Кристаллера (1933 г.) описывают оптимальную структуру размещения городов - центральных мест и обслуживаемых ими поселений на территории, где, с одной стороны, урбанизация полностью завершена, с другой - размещение городов не осложнено агломерационными процессами. Основная функция городов центральных мест (ЦМ) - обслуживание (административное, рыночное, предоставление услуг и пр.) - поселений городской округи, входящих в систему данного города.
Основная функция городов противоположной категории специализированных центров - производство строго определённой продукции, востребованной далеко за пределами соответствующей системы городов, а не только на её территории. Чем обширнее национальная сеть городов, чем выше ёмкость внутреннего рынка, тем больше уровней в иерархии городов-ЦМ и больше вокруг них россыпей городов - специализированных центров (СЦ). Пространственное распределение СЦ не подчиняется правилам Кристаллера, они образуют скопления вне упорядоченной сети центральных мест, но обычно рядом с центрами агломераций, вдоль экономических и транспортных линий.
“Правильная” система городов-центральных мест и обслуживаемых ими поселений обретает вид гексагональной решётки. Центральные места находятся в центре гексагонов, а обслуживаемые поселения - на рёбрах или по углам. Этим достигается максимальная плотность “упаковки” всех обслуживаемых поселений вокруг центральных мест, минимизируются расстояния между ними, максимально возрастает доступность центральных мест.
Конкретный вариант размещения поселений в гексагональном “поле обслуживания” центральных мест определяется преобладающей функцией последнего и, соответственно, тем, какой именно вариант обслуживания оптимизируется в пространстве. Если оптимизации подлежит рыночная (торгово-промышленная) структура системы “центральное место - поселение городской округи”, то обслуживаемые поселения размещаются по углам гексагона (А). Здесь максимизируются свобода выбора центрального места каждым подчинённым поселением - любой из 3-х соседних, и число поселений, ориентированных на данный рынок - 6.
При оптимизации транспортной структуры территории (Б) поселения размещаются на рёбрах гексагона, так что минимизируется расстояние до 2-х ближайших центров, зато уменьшается свобода выбора. При оптимизации преимущественно административной структуры (В) свобода выбора центрального места у жителей поселений исчезает вовсе, так как все они размещаются внутри гексагона, зато наибольшей степени достигает разграничение полномочий и раздел пространства между соседними центрами.
Вариант А оптимален для быстрого экономического развития территории; Б - для удобства управления, В - для сохранения исходного биоразнообразия региона, так как поселения сконцентрированы вокруг “своих” центральных мест, периферия и стык разных регионов остаются недоосвоенными, создавая запас малонарушенных природных территорий на дальней периферии области.
Отклонения от идеальной модели Кристаллера исследованы Лешем. Они связаны с неполным завершением урбанизационных процессов, отсутствием равномерного покрытия сетью городов или (противоположный эффект) началом процесса агломерирования. Последний сопровождается смещением центров и переориентацией поселений на то центральное место, которое лидирует среди соседних по скорости развития. Оно преобразуется в центр агломерации, ориентирующий “на себя” территориальные связи соседей.
В модели Лёша рост города-центрального места происходит звёздчато, вдоль лучей основных магистралей и оказывается резко неравномерным - в одних лучах урбанизированные полосы развиты сильней и вытягиваются дальше, чем в других. Потому размещение подчинённых поселений в каждом гексагоне строго секториальное, а не равномерное, как в модели Кристаллера. Другой вариант - по мере движения от ЦМ к периферии обслуживаемой территории происходит постепенный переход от равномерного к секториальному размещёнию подчинённых поселений).
Сектора задаются по лучам развития города и резко отличаются концентрацией подчинённых поселений, развитостью урбанизированной структуры и, соответственно, специализацией хозяйства.
Например, в Московской области восточный и северо-восточный сектора отличаются сильной урбанизацией и преимущественно промышленным развитием. Юго-Западный и Западный преимущественно сельскохозяйственные. В модели Леша обслуживаемые поселения размещены в пространстве вокруг центральных мест неравномерно, а по секторам - более урбанизированные сектора чередуются с менее урбанизированными.
Когда одно из центральных мест соседних регионов настолько лидирует в своём развитии, что становится центром агломерации, в соседних регионах сеть поселений и ЦМ испытывает эффект смещения центров. Они как бы притягиваются к растущей агломерации (и становятся “ближе” благодаря развитию транспортных магистралей именно в эту сторону), последующий рост данных городов также оказывается ориентирован на эту агломерацию.
Территориальные пределы роста городов и агломераций
При площади, большей 500 км2 невозможно обеспечить приемлемые затраты на трудовые поездки при помощи общественного транспорта. Метрополитен поднимает этот порог до 800 км2. Площадь, подходящая для городской застройки - 70,6 млн./км2 (квадрат со стороной 5300 км), подходящая для жизни по климатическим соображениям - 146 млн. км2 (квадрат со стороной 8400 км), уже застроена городами - 28, 1 млн. км2 (квадрат со стороной 2000 км).
Поэтому урбанизация протекает не столько в форме роста, сколько в форме мультипликации городов, соединяя города с агломерацией в более сложные системы - опорный каркас расселения (ОКР), мегаполисы и урбанизированные полосы. ОКР формируется в момент, когда независимо растущие агломерации соприкасаются, а их центры соединяются полимагистралями настолько прочно, что возникает эффект эмплозии, то есть “сближения” взаимодействующих центров за счёт сокращения времени на поездку между ними.
В результате меняет направление процесс урбанизации во всех агломерациях, входящих в состав ОКР - рост каждой вширь сменяется преимущественным ростом агломераций навстречу друг другу, вдоль магистралей, соединяющих центры. Эффект магистрализации - ускоренное освоение примагистральных территорий в ОКР при отставании освоения остальных).
Последовательные этапы формирования ОКР:
I. Центровая (“точечная концентрация”) - нарастание числа и увеличение размеров крупных городов.
II. Агломерирование: крупный город становится ядром агломерации и формирует вокруг себя плеяду спутников.
III. Регионализация + имплозия: экономическое сближение взаимодействующих центров на основе совершенствования транспорта. “Более крупные города с течением времени больше выигрывают от усовершенствования средств коммуникаций. В результате связь между ними осуществляется быстрее, и они как бы сближаются друг с другом” (П.Хаггет. География: синтез современных знаний. М.: изд-во Мир, 1979).
Затем наступает очередь регионализации - ? устойчивого “разделения труда” между агломерациями, соединёнными в ОКР.
Возможность сэкономить на транспортных перевозках между центрами ОКР (из-за эффекта эмплозии) ещё больше сближает их и заставляет расширяться навстречу друг другу (эффект смещения центров измеряется формулой О.Д.Кудрявцева К=lф/vSN, lф - сумма фактических расстояний между узлами в ОКР, S - общая площадь агломерации, N - число городов в её составе).
Если узлы ОКР настолько сконцентрированы, что эффект смещения центров вызывает прямое соприкосновение и соединение соседних мегаполисов, формируется мегалополис, если преобладает эффект магистрализации - возникает сплошная урбанизированная полоса (цепочка городов) между соседними узлами ОКД.
Непосредственная причина экологических проблем городов - тот факт, что “в любой момент разнообразие” способов приложения труда и мест проведения досуга перевешивает в сознании горожан планировочные и экологические недостатки городов” (О.Н.Яницкий). Они делегируют этот риск следующим поколениям, в то время как заблаговременное предвидение этого риска - задача поколения предыдущего. Оно должно осуществляться на стадии проектирования и планировки).