Материал на стенд к году экологии: Материал для стенда к году Экологии

Биро, П. А., Бекманн, К. и др. . Маленький в течение дня повышение температуры влияет на смелость и меняет личность кораллового рифа рыбы. Труды Королевского общества B: Биологические науки 277 , 71-77 (2010).

Бургер, W.C. Цветы: как они изменили мир . Амхерст, Нью-Йорк: Книги Прометея, 2006.

Чапин, Ф. С., Матсон П. А. и др. . Принципы экологии наземных экосистем . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer Science + Business Media Inc., 2002.

Чапин, Ф. С., Витаусек, П. М. и др. . В характер ограничения питательных веществ в растительных сообществах. Американский натуралист 127 , 48 (1986).

Коуэн, Р. История жизни . Бостон, Массачусетс: Blackwell Scientific Publications, 1990.

Детлефсен, Л., Хусе, С. и др. . Всепроникающий эффекты антибиотика на микробиоту кишечника человека, как показывает глубокий 16S секвенирование рРНК. PLoS Biology 6 , e280 (2008).

Гастон, К. Дж. Глобальные закономерности в биоразнообразие. Природа 405 , 220-227 (2000).

Хата, Х., Ватанабе, К. и др. . Географический изменчивость мутуализма культивирования красных водорослей на Индо-Западе Тихий океан. BMC Evolutionary Biology 10 , 185 (2010).

Клейдон, A., Fraedrich, K. и др. . Зеленый планета против пустынного мира: оценка максимального воздействия растительности на климат земной поверхности. Изменение климата 44 , 471-493 (2000).

Маркес, Л. М., Редман Р. С. и др. . Вирус в грибке в растении: трехсторонний симбиоз, необходимый для термостойкости. Наука 315 , 513-515 (2007).

Май, Р. М. Сколько видов существует на Земле? Наука 241 , 1441-1449 (1988).

Мортон, О. Поедание солнца: как растения питают организм Планета . Нью-Йорк, Нью-Йорк: HarperCollins, 2008.

Паркер, А. Р. и Лоуренс, К. Р. Уотер отлов пустынным жуком. Nature 414 , 33-34 (2001).

Прингл, Р. М., Доак, Д. Ф. и др. . Пространственный узор улучшает функционирование экосистемы в африканской саванне. PLoS Biol 8 , e1000377 (2010).

Ридман, М. Морские выдры. Монтерей, Калифорния: Монтерей Bay Aquarium Press, 1990.

Ридман, М. Ластоногие: тюлени, морские львы и Моржи . Беркли, Калифорния: Калифорнийский университет Press, 1991.

Шлезингер, В. Х. Анализ глобальных изменений. В г. Биогеохимия. 2-е изд. (Нью-Йорк: Academic Press, 1997).

Мир Организация здравоохранения. Экосистема тысячелетия Оценка: экосистемы и благополучие человека: общий синтез .Вашингтон, округ Колумбия: Island Press, 2005.

Определение, значение, примеры, человеческие причины и последствия

Что такое экосистема? Определение экосистемы, как она работает, как люди влияют на нее и почему — ответы на все эти вопросы приведены ниже.

Простое определение экосистемы

Самое простое определение экосистемы — это сообщество или группа живых организмов, которые живут и взаимодействуют друг с другом в определенной среде.

Например, тропические леса — это экосистемы, состоящие из живых существ, таких как деревья, растения, животные, насекомые и микроорганизмы, которые находятся в постоянном взаимодействии между собой и на которые влияют другие физические (солнце, температура) или химические (кислород или питательные вещества) компоненты.

Научное определение экосистемы

Экосистема — основная единица области научных исследований природы. Согласно этой дисциплине, экосистема — это физически определенная среда, состоящая из двух неразделимых компонентов:

• Биотоп (абиотический): конкретная физическая среда с определенными физическими характеристиками, такими как климат, температура, влажность, концентрация питательных веществ или pH.
• Биоценоз (биотический): набор живых организмов, таких как животные, растения или микроорганизмы, которые находятся в постоянном взаимодействии и, следовательно, находятся в ситуации взаимозависимости.

Понятие «экосистема» возможно в нескольких масштабах. От многоклеточных организмов, таких как насекомые, животные или растения, до озер, горных хребтов или лесов и до всей планеты Земля.

Что такое морская экосистема?

Как работают естественные экосистемы?

Природные экосистемы — это «сбалансированные» системы. Это означает, что взаимодействие между различными организмами, составляющими экосистему, способствует определенной стабильности. Например, в экосистемах пастбищ травоядные животные потребляют траву, но также питают почву своим пометом, что позволяет траве расти снова и обеспечивает некоторый баланс.Тем не менее, это не означает, что экосистема, даже здоровая, статична. В действительности экосистемы постоянно развиваются, поскольку они основаны на динамических процессах, которые постоянно меняются.

Например, биоценозы — это живые организмы, которые взаимодействуют со своей средой и постоянно ее трансформируют. Как? Поскольку животные уплотняют почву, растения создают влажность или регулируют температуру, а бактерии помогают в микроскопическом мире, защищая всех видов животных от болезней и помогая им в процессе пищеварения.Кроме того, экосистема также развивается из-за внешних или непредвиденных событий. Например, климатические или природные явления могут привести к изменениям в окружающей среде. Таким образом, биоценоз живых организмов экосистемы адаптируется к этим новым ограничениям, и происходят изменения.

Также любопытно, что, хотя экосистема всегда стремится к стабильности, экосистема никогда не преуспевает в этом полностью. Различные естественные дисбалансы имеют тенденцию постоянно уравновешивать друг друга. Некоторые экосистемы развиваются очень медленно, в то время как другие могут очень быстро трансформироваться.Иногда, в крайнем случае, они могут даже исчезнуть.

Как течет энергия в экосистеме?

Согласно закону сохранения энергии, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Фактически, его можно только трансформировать или переносить из одной формы в другую. Но как это работает в экосистеме? Как здесь течет энергия? Давайте посмотрим это видео, чтобы лучше понять это явление.

Связи между экосистемами и деятельностью человека

Нам удалось управлять огнем, заниматься сельским хозяйством и строить транспортные средства.Мы построили заводы, плотины, солнечные батареи и постоянно ищем новые способы исследования космоса. Тем не менее, жажда человечества использовать, изменять и преобразовывать природные экосистемы кажется бесконечной. Например, когда мы трансформируем равнину для выращивания зерновых культур, мы значительно модифицируем эту локальную экосистему. Иногда мы даже полностью меняем его изначальные основы.

Сегодня деятельность человека оказывает такое влияние на экосистемы, что мы говорим о временной шкале антропоцена.Это период, который определяет значительное антропогенное воздействие деятельности человека на атмосферные, биосферные, геологические и гидрологические системы Земли. Этот период времени также учитывает изменения, происходящие из-за климатических изменений, которые также в основном вызваны деятельностью человека. Все эти изменения мы видим повсюду. Когда деревья вырубают в амазонских лесах, экосистемы меняются, поскольку виды борются за выживание, меняются и местная влажность, и климат. Кроме того, строительство плотины также изменяет распределение воды и влияет на виды, живущие вдоль русла реки.

Часто используемый пример того, как деятельность человека влияет на экосистемы, — это Йеллоустонский национальный парк в США. Здесь, как и в других национальных парках, Биологическая служба США решила убивать волков и другие виды в качестве меры борьбы с хищниками. Проблема заключалась в том, что исчезновение популяции волков в конечном итоге затронуло всю экосистему, даже изменив русло местной реки. Позже, примерно 70 лет спустя, волк был вновь введен в парк в попытке восстановить баланс экосистемы.Посмотрите всю историю на этом видео:

Почему сохранение экосистем важно?

Как и все другие живые существа, выживание человека зависит от природных экосистемных услуг. Он нужен нам для получения пищи, которую мы едим, воды, которую мы пьем, и для превращения сырья в наши повседневные продукты. Поэтому для сохранения условий нашей жизни очень важно сохранять естественные экосистемы.

Например, сельское хозяйство, которое дает нам пищу, зависит от характеристик конкретной экосистемы.Злаки или овощи растут только при определенных условиях температуры и влажности. Им также необходимы определенные естественные процессы, такие как опыление. Если мы изменим эти характеристики слишком сильно, существует риск того, что мы не сможем производить то, что производим сегодня, или, по крайней мере, не таким же образом. Вот почему существуют некоторые сельскохозяйственные методы, которые понимают и регулируют производство продуктов питания (например, агролесоводство, пермакультура или регенеративное сельское хозяйство), которые более широко влияют на использование гербицидов, пестицидов, истощение близлежащих источников воды или ставки на различные типы деревьев, которые делают экосистемы более устойчивыми.

Что такое экосистемные услуги?

По данным ФАО, экосистемные услуги на сумму 125 триллионов долларов США «делают возможной человеческую жизнь, например, обеспечивая питательную пищу и чистую воду, регулируя болезни и климат, поддерживая опыление сельскохозяйственных культур и формирование почвы, а также обеспечивая рекреационные и культурные услуги. и духовные блага ».

Для того, чтобы все это стало возможным, экосистемы Земли, такие как лесные экосистемы, экосистемы пастбищ, водные экосистемы или агроэкосистемы, должны функционировать должным образом.Но дело в том, что некоторые экосистемные услуги в настоящее время находятся под угрозой.

Экосистемные услуги: примеры

Без экосистемных услуг жизнь на Земле, какой мы ее знаем, не существовала бы. Существует четыре основных категории экосистемных услуг:

Услуги предоставления относятся к продуктам , защищенным ecosyste мс. К ним относятся:

• Вода

• Продовольствие (включая крупный рогатый скот и морепродукты)

• Фармацевтические, биохимические и промышленные товары

• Энергия (солнечный свет, гидроэнергия, биомасса)

Регулирующие услуги — это экосистемные услуги, которые позволяют регулировать экосистемные процессы, такие как:

• Регулирование климата (а также поглощение и хранение углерода через океаны, деревья, почву)

• Разложение отходов (один из наиболее важных микробных процессов, происходящих в почве)

• Опыление сельскохозяйственных культур (осуществляется такими агентами, как пчелы, которые способствуют воспроизводству цветковых растений)

• Очистка воды и воздуха и регулирование

• Борьба с вредителями и болезнями

Вспомогательные услуги и услуги среды обитания r влияют на способность экосистем обеспечивать среду обитания для мигрирующих видов и поддерживать жизнеспособность генофондов. Это возможно благодаря:

• Первичное воспроизведение

• Распределение питательных веществ и семян

Культурные услуги — это преимущества, которые экосистемные услуги приносят человеку. Примеры:

• Вдохновение для интеллектуальных (творчество), культурных (развлечение) и духовных (почему) целей

— Помните, как приятно видеть и слышать диких птиц

— Животные, растения и даже царство грибов служат источником вдохновения в театрах, фильмах…

— Многие люди ходят на природные места, когда хотят побыть в одиночестве или поразмышлять о жизни

• Развлекательные мероприятия, такие как мероприятия на свежем воздухе или экотуризм

• Научное открытие и оптимизация / эффективность на следующих примерах из мира природы (биомимикрия)

Узнайте больше об экосистемных услугах, о том, как чрезмерно эксплуатируются природные ресурсы, как наносится ущерб окружающей среде и как защитить экосистемные услуги для будущих поколений:

Как люди влияют на экосистемы? Влияние человека на экосистемы

Деятельность человека оказывает негативное влияние на экосистемы.Фактически, согласно знаменитой Оценке экосистем на пороге тысячелетия, в начале 20 века деятельность человека изменила экосистемы быстрее, чем когда-либо прежде.

Гуманизация безумно требовательна к еде, воде, продуктам питания, древесине и другим материалам. И все эти потребности в значительной степени способствовали вырубке лесов (для выращивания большего количества сельскохозяйственных культур), потере естественного опыления (пчелы исчезают), загрязнению воды (от экскрементов животных и пестицидов до пластика), эксплуатации почвы (из-за интенсивного сельского хозяйства), чрезмерному вылову рыбы. и огромная потеря биоразнообразия.Но почему люди так сильно влияют на экосистемы?

Почему люди влияют на экосистемы?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Но человеческая деятельность оказывает влияние, которое не сразу замечается. Это означает, что в большинстве случаев визуального воздействия этих эффектов нет. Кроме того, трудно измерить экологический капитал.

Например, преобразование земли для строительства гостиницы будет иметь определенные затраты (покупка земли, строительных материалов, рабочей силы), и выручку можно предсказать, оценив заполняемость, цену за сезон … Но нет точного способа количественно определить, какова стоимость этого парка и тех деревьев, которые нужно будет срубить, чтобы построить его.В чем его ценность для окружающей среды? А для семей, которые ходят туда каждый день? На этот вопрос нет точного ответа, хотя такие организации, как Европейский парламент, пытаются пролить свет на этот вопрос.

Помимо необходимости использовать экосистемные услуги в больших масштабах для поддержания экономики, существует еще одна очень обсуждаемая теория по этому вопросу. В нем говорится, что если экосистемная услуга является общей и никому не принадлежит в отдельности, люди будут ее эксплуатировать, пока не исчерпают ее. Эта теория, в которой люди преследуют свои личные интересы, называется трагедией общества. Дополнительную информацию об этом см. В нашем определении устойчивого развития.

Экосистемы, расширенные до среды обитания человека

Вообще говоря, нам нужен более рациональный подход к тому, как мы трансформируем экосистемы. Нам необходимо переосмыслить процессы, с помощью которых мы изменяем, забираем, используем и избавляемся от природных ресурсов. Они должны стать более эффективными и замкнутыми, чтобы экосистемы могли лучше сохраняться.Только восстановив более гармоничное и прочное сосуществование с естественными средами обитания и их живым населением, мы сможем воспользоваться услугами Земли. Они особенно важны для выживания человечества, о чем беспокоит:

• Поставка : вода, продукты питания, материалы, энергоресурсы, фармакопея…
• Регулирование: климат, водные циклы, биоэкологические циклы, атмосферная стабильность (производство кислорода) и геологические…

Экосистемы и корпоративная социальная ответственность

Чтобы попытаться восстановить здоровье экосистем и их баланс, наши процессы потребления и добычи должны стать более эффективными и цикличными. Для этого крайне важно, чтобы компании разрабатывали стратегии устойчивого развития и КСО — чтобы они оценивали свое влияние и действовали в соответствии с ним. Правительствам необходимо разработать более эффективные правила, чтобы побудить компании следовать по этому пути, и в то же время найти способы измерения и учета природного капитала самым известным способом (не обязательно хорошим или справедливым) достижения прогресса: ВВП.

• Связано: Потребители хотят компании, которые заботятся о социальных и экологических вопросах

• Европейский Союз составляет карту своих экосистем и услуг (MAES)

• Цель этих крупных оценок, проводимых ЕС, состоит в том, чтобы оценить и измерить экосистемы и их услуги, чтобы поддержать лучшие решения по сложным общественным вопросам.В частности, они обращаются к таким вопросам, как биоразнообразие, водные ресурсы, сельское хозяйство, леса и региональное планирование, в надежде предоставить надежные данные, используемые для лучшего планирования и реализации положительных проектов. Последнее (5-е) издание вышло в 2018 году.

[Изображение предоставлено морской экосистеме на Shutterstock и африканской экосистеме на Shutterstock]

Что означает экологичность? | Home Guides

Дэниел Хольцер Обновлено 10 декабря 2018 г.

В последние годы такие термины, как «экологичность» и «экологичность» стали модными словами на ток-шоу, в рекламе и на упаковке продуктов.Термин «экологически чистый» используется для обозначения стольких различных продуктов и практик, что его значение может быть потеряно. Понимая истинное значение понятия «экологичность», вы можете применять методы, которые приведут к более здоровому образу жизни для планеты и ее жителей, больших и малых.

Определение

Экологичный буквально означает экологически чистый или безопасный для окружающей среды (см. Ссылки 1). Этот термин чаще всего относится к продуктам, которые способствуют экологически чистому образу жизни или методам, которые помогают экономить ресурсы, такие как вода и энергия. Экологически чистые продукты также предотвращают загрязнение воздуха, воды и земли. Вы можете придерживаться экологически безопасных привычек или методов, более сознательно относясь к тому, как вы используете ресурсы.

Квалификация продукта

При создании действительно экологически чистого продукта учитываются как безопасность окружающей среды, так и безопасность человека. Как минимум, продукт не токсичен. Другие экологические атрибуты включают использование экологически чистых или выращенных ингредиентов, произведенных таким образом, чтобы не истощать экосистему.Органические ингредиенты или материалы выращиваются без токсичных пестицидов и гербицидов. Продукты с надписью «изготовлены из переработанных материалов» содержат стекло, дерево, металл или пластик, переработанные из отходов и превращенные во что-то новое. Биоразлагаемые продукты разрушаются в результате естественного разложения, что снижает нагрузку на свалки и экосистему в целом. (См. Ссылки 3)

Практические примеры

Вы можете выработать экологически чистые привычки, которые помогут вам использовать меньше и максимально использовать то, что у вас есть.Выключите свет в пустых комнатах и ​​используйте программируемый термостат, чтобы вы обогревали или охлаждали свой дом только тогда, когда он был занят (см. Ссылки 2). Компании могут также внедрять такие методы в дополнение к более крупным инициативам, таким как общеорганизационные программы утилизации для сохранения природных ресурсов и удаленная работа сотрудников, что снижает загрязнение воздуха и потребление топлива за счет исключения ежедневных поездок на работу.

Greenwashing

Компании иногда маркируют свои продукты «экологически чистыми» или «экологически чистыми», хотя на самом деле это не так.Маркетинговые кампании, получившие название «зеленая промывка», увековечивают эту практику, направленную на то, чтобы помочь компаниям увеличить продажи своей продукции за счет обращения к экологически сознательным покупателям. Чтобы избежать покупки «зеленых» продуктов, ищите продукты, одобренные Агентством по охране окружающей среды США, программой Energy Star или экологически сознательной группой защиты прав потребителей, такой как Green Good Housekeeping Seal (см. Ссылки 4, 5).

Окружающая среда и изменение климата | ЮНИСЕФ

3. Защита детей от воздействия изменения климата и ухудшения состояния окружающей среды

ЮНИСЕФ поддерживает инициативы, направленные на то, чтобы школы, медицинские центры, объекты водоснабжения и санитарии — и другие службы, имеющие решающее значение для благополучия детей, — устойчивы к климатическим и экологическим потрясениям.Это не только повышает устойчивость детей к будущим потрясениям, но и снижает вероятность того, что нынешнее неравенство усугубится из-за изменения климата. В частности, мы стремимся поддерживать правительства в следующих областях:

Климатические услуги водоснабжения, санитарии и гигиены

Одним из самых серьезных последствий изменения климата является нехватка воды и / или загрязнение в результате наводнений, засух или суровых погодных условий. ЮНИСЕФ работает над расширением пакета решений, который включает дистанционное зондирование для улучшения идентификации источников воды, солнечную энергию для перекачивания воды и интеллектуальные системы управления для эффективного использования воды.

Устойчивая энергетика и реагирование на риски бедствий в школах

Школы, которые являются экологически устойчивыми и устойчивыми к стихийным бедствиям, являются одними из лучших способов защитить детей перед лицом меняющегося климата. Возобновляемая энергия (например, солнечная энергия) обеспечивает освещение и связь в районах, где отсутствует электроснабжение. Это поддерживает образование, позволяя готовить школьную еду и заряжать солнечные фонари, чтобы учащиеся могли забирать их домой для выполнения своих домашних заданий.

В Кении, например, ЮНИСЕФ поддержал решения в области устойчивой энергетики, включая солнечное освещение для школ, солнечные насосы в сообществах, уязвимых к засухе и наводнениям, а также пилотную программу денежных трансфертов социальной защиты, которая предлагает автономные энергетические решения для улучшения обучения детей и здоровье.

Устойчивая энергетика и реагирование на риски стихийных бедствий в медицинских центрах

Надежная энергия и устойчивость к бедствиям часто являются препятствием для оказания медицинских услуг детям.Более 60 процентов медицинских учреждений в странах с низким и средним уровнем дохода и 25 процентов в странах Африки к югу от Сахары не имеют надежного электроснабжения для основных услуг, таких как освещение, отопление и питание медицинского оборудования.

Основываясь на нашем опыте использования солнечных холодильников для доставки вакцин, мы делаем упор на солнечную энергию. Это позволяет нагревать воду, сохранять вакцины, обеспечивать питание медицинского оборудования и освещать медицинские центры.

В странах Африки к югу от Сахары ЮНИСЕФ продолжает поддерживать модернизацию национальных холодильных цепей для вакцин с использованием солнечной энергии.Мы делаем это для повышения надежности и устойчивости, сокращения выбросов углекислого газа и обеспечения вакцинами детей в отдаленных районах.

В Эфиопии 70 процентов из 6000 солнечных холодильников, закупленных ЮНИСЕФ в 2018 году, были установлены на новых объектах для охвата ранее не охваченных детей.

Экологичное здание: Самый популярный новый материал — это дерево

Архитекторы, строители и защитники устойчивого развития все недовольны новым строительным материалом, который, по их словам, может существенно сократить выбросы парниковых газов (ПГ) в строительном секторе, сократить отходы, загрязнение и затраты, связанные со строительством, и создать более физически, психологически и эстетически здоровая искусственная среда.

Этот материал известен как дерево.

Деревья использовались для строительства сооружений с доисторических времен, но особенно после бедствий, таких как Великий чикагский пожар 1871 года, древесина стала рассматриваться как небезопасная и нестабильная по сравнению с двумя материалами, которые с тех пор стали основными продуктами строительной индустрии во всем мире: бетон и стали.

Однако новый способ использования дерева снова привлек внимание к этому материалу. Шумиха сосредоточена на конструкционной древесине или, как ее чаще называют, «массивной древесине» (сокращенно от «массивной древесины»).Вкратце, он заключается в склеивании кусков мягкой древесины — обычно хвойных, таких как сосна, ель или пихта, но также иногда и лиственных пород, таких как береза, ясень и бук — вместе для образования более крупных кусков.

Да, самая популярная вещь в архитектуре этого века — это «дерево, но как Лего».

Массивная древесина — это общий термин, который охватывает изделия различных размеров и функций, такие как клееный брус (клееный брус), клееный брус (LVL), брус, клееный гвоздями (NLT), и брус, клееный дюбелями (DLT).Но наиболее распространенная и наиболее известная форма массивной древесины, открывшая самые новые архитектурные возможности, — это поперечно-клееная древесина (CLT).

Для создания CLT обрезанные и высушенные в печи пиломатериалы приклеиваются друг на друга слоями, крест-накрест, при этом волокна каждого слоя обращены к волокнам соседнего слоя. Складывая доски вместе таким образом, можно получить большие плиты, толщиной до фута и размером от 18 футов в длину на 98 футов в ширину, хотя в среднем это примерно 10 на 40.(На данный момент размер плит ограничен в меньшей степени производственными ограничениями, чем ограничениями транспортировки.)

Деревянные плиты такого размера могут соответствовать характеристикам бетона и стали или превосходить их. Из CLT можно делать полы, стены, потолки — целые здания. Самое высокое массивное деревянное сооружение в мире, высотой 18 этажей и более 280 футов, было недавно построено в Норвегии; для Чикаго предлагается 80-этажная деревянная башня.

Я разговаривал со множеством людей, которые чрезвычайно воодушевлены массовым лесом, как из-за его архитектурных качеств, так и из-за его потенциала для обезуглероживания строительного сектора, и некоторые из них высказали важные предостережения.Мы сразу же рассмотрим все преимущества и недостатки. Но сначала давайте кратко рассмотрим историю массового производства древесины и ее нынешнее положение.

Массовая древесина (наконец) поступает в Америку

CLT была впервые разработана в начале 1990-х годов в Австрии, где лесоводство хвойных пород является чрезвычайно распространенным явлением. Ее поддержал исследователь Герхард Шикхофер, который все еще активен и в прошлом году получил престижную награду в области лесоводства за свою работу по стандартизации и обеспечению общественной поддержки нового материала.

В Австрии и в Европе в целом, где он распространился в 2000-х годах, CLT был разработан для использования в жилищном строительстве. Европейцам не нравится хрупкая конструкция деревянного каркаса, используемая для строительства многих домов в США; они предпочитают более прочные материалы, такие как бетон или кирпич. CLT был призван сделать жилищное строительство более устойчивым.

Но в США CLT (пока) не может конкурировать с конструкцией со стержневой рамой, которая является дешевой и широко распространенной. Только когда у североамериканских архитекторов появилась идея использовать CLT в больших зданиях в качестве замены бетона и стали, он начал появляться в Северной Америке в 2010-х годах.

В 2015 году CLT был включен в Международный строительный кодекс (IBC), который в юрисдикциях США принят по умолчанию. Принят ряд новых изменений, которые позволят создавать массовые деревянные конструкции высотой до 18 этажей, и ожидается, что они будут формализованы в новейшем кодексе IBC в 2021 году.

Некоторые юрисдикции в США агрессивно поддерживали массовую заготовку древесины, в том числе Вашингтон и Орегон (которые заблаговременно приняли новые изменения в IBC; Орегон включил CLT в качестве «альтернативного метода для всего штата» в 2018 году).

Тихоокеанский Северо-Запад по понятным причинам взволнован возможным переходом на деревянные строительные материалы, так как здесь есть густые леса и простаивающие лесопилки.

«Заготовка древесины на [северо-западном тихоокеанском регионе] значительно снизилась в результате слабого внутреннего спроса во время жилищного кризиса, который имел разрушительные последствия для лесной промышленности», — говорится в недавнем исследовании выбросов в течение жизненного цикла CLT.«В штате Вашингтон объем производства пиломатериалов снизился на 17% в период с 2014 по 2016 год, и по сравнению с 10 годами назад лесопилки (крупнейший сектор по потреблению древесины) производили на треть меньше досок».

В масштабах страны леса настолько переполнены, что Департамент лесного хозяйства выделяет 9 миллионов долларов в виде грантов на новые идеи по использованию древесины. Многие местные сообщества приветствовали бы новый спрос.

В то время как CLT продолжает бурно развиваться в Европе и ускоряется в Канаде, в США ему по-прежнему препятствуют анахроничные и чрезмерно предписывающие строительные нормы, ограниченное внутреннее предложение и консервативное мышление строительного сектора.

Что касается поставок, Vaagen Brothers, известная вашингтонская лесопилка, уже выделила вторую компанию, специализирующуюся на CLT; ожидается, что другие заводы последуют этому примеру. Компания под названием Katerra недавно открыла крупнейшее производственное предприятие CLT в Северной Америке в Спокане, штат Вашингтон, и законодатели штата готовы отпраздновать это событие. Это может помочь в массовом производстве древесины в регионе.

На данный момент существует ряд ярких разовых проектов CLT в США: инновационный центр Catalyst в Спокане, офисное здание T3 в Миннеаполисе, кондоминиумы Carbon 12 в Портленде, штат Орегон, начальная школа Франклина в Западной Вирджинии и более.Но поскольку они разовые, они требуют много дополнительной работы по тестированию, проектированию и получению разрешений. И не хватает как подходящих материалов, так и знакомых с ними подрядчиков и строителей. «Это еще не развитая отрасль», — говорит архитектор Майкл Грин, чье основополагающее выступление на TED Talk 2013 года о массовом производстве древесины помогло поднять интерес в США. (Примечание: Катерра недавно приобрела Michael Green Architecture.)

Тем не менее, растущий энтузиазм строителей и защитников, похоже, ослабляет сопротивление.Почему они так настроены?

Преимущества массового бруса

1. Устойчив к пожарам

Особенно в США люди ассоциируют дерево в зданиях с конструкцией стержневого каркаса, 2X4 и фанеру, которые являются легковоспламеняющимися AF. Ничего не помогает и то, что в последнее время средства массовой информации пестрят изображениями горящих домов и жилых кварталов в Калифорнии. О массовых лесах это первый вопрос: а как насчет огня?

Дело в том, что большие, твердые, сжатые куски дерева на самом деле довольно трудно поджечь.(Поднесите спичку к большому бревну некоторое время.) В случае пожара внешний слой массивной древесины будет иметь тенденцию обугливаться предсказуемым образом, что эффективно самозатухает и защищает внутреннюю часть, позволяя ей сохранять структурную целостность в течение долгого времени. несколько часов даже при сильном огне.

Отчеты об испытаниях CLT на огнестойкость поступают от Лесной службы США, Совета Международного кодекса и Фонда исследований противопожарной защиты. (Лесная служба также провела обширные взрывные испытания CLT, которые она успешно прошла, открыв дверь для его использования на военных объектах.Суть в том, что все строительные материалы должны соответствовать нормам, а CLT — нормам пожарной безопасности.

Интересное замечание: большинство людей не осознают, что «сталь ужасна в огне», — говорит Грин. «Как только он достигает умеренной температуры, это становится очень непредсказуемым, и дело сделано. Ваше здание должно быть снесено ». Когда Грин использует сталь, он часто окружает ее CLT, чтобы защитить ее в случае пожара.

2. Снижает выбросы углерода

Примерно 11 процентов мировых выбросов парниковых газов приходится на строительные материалы и строительство; еще 28 процентов приходится на строительные работы, которые в основном связаны с энергоснабжением.По мере того как в ближайшие годы энергия станет чище, материалы и конструкции будут представлять все большую долю углеродного воздействия на здания. Именно на это и направлена ​​масса древесины.

Определение воздействия массивной древесины на выбросы углерода в течение всего жизненного цикла — непростая задача. Необходимо подсчитать не менее трех углеродных эффектов.

Во-первых, некоторые выбросы парниковых газов производятся цепочкой поставок, начиная с лесного хозяйства. При лесозаготовках нарушается и высвобождается почвенный углерод, образуются растительные и древесные отходы, которые в конечном итоге гниют и выделяют углерод, а выбросы производятся транспортными средствами и механизмами, необходимыми для распиловки древесины, транспортировки ее на комбинат и обработки.Примечательно, что в большинстве традиционных анализов жизненного цикла поставки древесины считаются углеродно-нейтральными, если предполагается, что они поступают из устойчиво управляемых лесов; как мы увидим позже, это не всегда надежное предположение.

Во-вторых, некоторое количество углерода содержится в самой древесине, где он удерживается в зданиях, которые могут прослужить от 50 до сотен лет. Хотя точное количество будет зависеть от породы деревьев, методов ведения лесного хозяйства, транспортных расходов и ряда других факторов, Грин говорит, что хорошее практическое правило (подтвержденное этим исследованием) заключается в том, что один кубический метр древесины CLT связывает примерно одну тонну (1 .1 тонна США) CO2.

(Опять же, как мы увидим позже, это зависит от некоторых предположений о лесном хозяйстве.)

В-третьих, что наиболее важно, замена бетона и стали массивной древесиной позволяет избежать включения углерода в эти материалы, что является существенным. На производство цемента и бетона приходится около 8 процентов мировых выбросов парниковых газов, больше, чем любая другая страна, кроме США и Китая.На долю мировой черной металлургии приходится еще 5 процентов. Примерно полтонны CO2 выбрасывается для производства тонны бетона; При производстве тонны стали выбрасывается 2 тонны CO2. Все эти воплощенные выбросы избегаются при замене CLT.

Точный баланс этих трех углеродных эффектов будет зависеть от индивидуальных случаев, но исследования показывают, что для всех, кроме самых плохо управляемых лесов, общим воздействием использования CLT вместо бетона и стали будет сокращение парниковых газов.В исследовании 2014 года, опубликованном в Journal of Sustainable Forestry, был подробно рассмотрен вопрос о влиянии углерода на крупномасштабную замену древесных продуктов на альтернативные продукты и сделан вывод: «В глобальном масштабе можно устойчиво заготавливать как достаточное количество дополнительной древесины, так и потребность в достаточной инфраструктуре зданий и мостов. будут построены так, чтобы сократить годовые выбросы CO2 на 14–31% и потребление FF на 12–19%, если часть этой инфраструктуры будет сделана из дерева ». По его словам, наибольшее сокращение выбросов CO2 произошло за счет «отказа от избыточной энергии [ископаемого топлива], используемой для изготовления стальных и бетонных конструкций.”

Совсем недавно группа из Вашингтонского университета попыталась провести полный комплексный анализ жизненного цикла, сравнивая «гибридное, среднеэтажное коммерческое здание из кросс-клееной древесины (CLT)» с «железобетонным зданием с аналогичными функциями. характеристики.» Подсчитав все факторы, они пришли к выводу, что здание CLT представляет «26,5% -ное снижение потенциала глобального потепления».

Это, вероятно, неплохая оценка, основанная на практическом опыте, хотя, опять же, эта цифра может быть увеличена в любом направлении за счет лучших или худших методов ведения лесного хозяйства, транспорта, фрезерования, строительства и утилизации.

3. Это позволяет строить здания быстрее, с меньшими затратами на рабочую силу и меньшими отходами

Вместо того, чтобы заказывать материалы в массовых количествах, разрезать по размеру на месте и собирать, как при традиционном строительстве, большая часть труда и изготовления зданий из CLT выполняется на заводе, часто с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ). чтобы обеспечить точные разрезы.

Если архитекторы и дизайнеры предоставят подробные планы, фабрика может изготовить, e.g., стена CLT точно по спецификации, с дверными и оконными проемами в нужных местах и ​​с местом для водопровода и электричества. Это практически исключает отходы материала — нет вырезов в дверях и окнах, которые можно было бы выбросить, потому что древесина никогда не закладывалась в них. При производстве с компьютерным управлением древесина укладывается только там, где это необходимо.

Поскольку эти сборные элементы могут быть собраны по несколько за раз, последовательно, с относительно небольшими трудозатратами, их можно доставить на строительную площадку точно в срок, что позволяет избежать массовых запасов на месте и минимизировать затраты на месте. срыв.Строительные проекты можно втиснуть в тесные, своеобразные городские пространства.

Даже высокие башни можно построить за несколько недель с низкими затратами на рабочую силу. По данным производителей пиломатериалов из хвойных пород, «массивные деревянные дома строятся примерно на 25% быстрее, чем бетонные, и требуют на 90% меньше строительного трафика».

Заводское производство «создаст высокий уровень повторяемости, который приведет к сокращению отходов и потраченных впустую затрат» обычного строительства, говорит Грин, что в конечном итоге сделает что-то вроде набора запчастей для дома невероятно дешевым.

Действительно, в статье для National Geographic журналист Сол Элбейн пишет о Джоне Кляйне, архитекторе из Массачусетского технологического института, который считает, что «его фирма могла бы предложить многолюдным городам 2020-х годов линейку стандартизированных, настраиваемых квартир средней этажности и офисных зданий. , в основном сделанных из модульной массивной древесины, которую разработчики могли заказать в спецификациях, как диваны IKEA ».

Прямо сейчас, говорит Кляйн, «каждое здание — это прототип», спроектированный и построенный один раз. Массовая древесина поможет это изменить.

4.Фантастичен при землетрясениях

Эффективность массивной древесины при землетрясениях была многократно проверена (и проверена и проверена) и оказалась чрезвычайно хорошей.

В то время как бетон просто трескается при землетрясениях, что означает, что бетонные здания необходимо сносить и заменять, деревянные здания можно ремонтировать после землетрясений.

Массивная древесина также легче и может быть построена на городских землях, например. заброшенные поля, не подходящие для тяжелого бетонного строительства.

5. Это эстетически и даже духовно привлекательно

Древесина часто остается открытой в массовых деревянных зданиях — ее не нужно обертывать или укреплять, чтобы соответствовать нормам — и нет ничего более красивого, чем большие участки открытой древесины. Это привлекательно на первичном уровне, это связь с природой. По словам Грин, дерево — это «отпечаток пальца природы в зданиях», который оказывает глубокое успокаивающее действие.

Архитектор Сьюзан Джонс из Atelierjones LLC руководила строительством одной из первых односемейных резиденций CLT — ее дома в Сиэтле, построенного пять лет в соответствии с суперэффективными стандартами пассивных домов.(Об этом было рассказано в журнале Dwell Magazine.) «Нам нравится там жить», — говорит она. Интерьер полностью отделан деревом, а «акустика невероятно богатая, есть красивый тон, в воздухе все еще чувствуется легкий запах сосны, а то, как он улавливает свет, просто волшебно». Джонс говорит, что, учитывая все обстоятельства, строительство ее дома с использованием CLT увеличило общие затраты примерно на 8 процентов.

(См. Также этот очень крутой дом CLT в Атланте, который вы можете арендовать через Airbnb.)

Массивная древесина также является хорошим естественным изолятором: «Хвойная древесина в целом имеет примерно одну треть теплоизоляционной способности сопоставимой толщины стекловолоконной изоляции, но примерно в 10 раз больше, чем у бетона и кирпичной кладки, и в 400 раз больше, чем цельная сталь. ” Это делает его особенно подходящим для окон и дверей.

6. Это может помочь заплатить за хорошее управление лесным хозяйством на государственных землях

Леса на Западе превратились в пороховые бочки отчасти из-за изменения климата, а отчасти из-за многих лет плохого управления.Они засыпаны мертвыми или ослабленными от нашествия сосновыми жуками деревьями. Десятилетия чрезмерно усердной противопожарной защиты заставили их задыхаться от густых деревьев небольшого диаметра. В последнее время, когда вокруг все эти разжигания, «так много топлива, что интенсивность огня стирает все с лица земли», — говорит Хилари Франц, уполномоченный по делам общественных земель в штате Вашингтон. Земля постоянно покрыта шрамами.

Леса на государственных землях остро нуждаются в прореживании, но финансирования всегда не хватает. Это натолкнуло Франца на мысль: использовать слабые и маленькие деревья, для которых нет другого рынка, для массового производства древесины.(Подойдут бревна с вершиной всего 4,5 дюйма.) Достаточно большой рынок массивной древесины создаст финансирование для прореживания этих деревьев. В качестве бонуса Франц хочет использовать массивную древесину для строительства недорогого доступного жилья на государственной земле.

7. Он может создать рабочие места в неблагополучных сельских районах

Хвойные (в основном сосновые, еловые или пихтовые) леса в США в основном встречаются на северо-западе и юго-востоке, и общины, которые живут и работают в них, испытывают трудности, особенно после жилищного кризиса и великой рецессии.

Новый спрос на древесину хвойных пород может помочь открыть некоторые из закрытых заводов и возродить некоторые из этих сообществ, согласовав их интересы с программой национального возрождения в стиле Green New Deal.

8. Другого выбора нет

В своем выступлении на TED Грин отмечает, что миллиарды людей во всем мире не имеют дома — полмиллиона в Северной Америке — и в грядущем столетии им придется жить, в основном в городах. Если все это городское жилье будет выполнено из бетона и стали, климат будет в шланге.

«В течение следующих 20 лет будет построено более половины новых зданий, ожидаемых к 2060 году», — сообщает Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП). «Что еще более тревожно, две трети этих дополнений, как ожидается, произойдут в странах, которые в настоящее время не имеют обязательных строительных норм и правил».

Необходимо найти более устойчивую альтернативу. А древесина — единственный материал, в достаточном количестве и возобновляемый, чтобы выполнять эту работу. Нам нужно выяснить, как заставить его работать.«У нас нет выбора, — сказал мне Грин. «Это единственный вариант».

Оговорки о массовой древесине

Из всего, что я читал и среди всех, с кем я говорил о массовом дереве, я не встречал ничего, кроме энтузиазма по поводу его архитектурных свойств. Единственным исключением может быть коалиция Build With Strength, которая выступила против массового включения древесины в IBC, охарактеризовав ее как хрупкую, легковоспламеняющуюся и экологически неустойчивую.Но Build With Strength, кхм, спонсируется бетонной промышленностью.

В целом, архитекторы и строители в восторге от массового производства древесины, равно как и лесозаготовительные предприятия и сообщества, политики лесопромышленных штатов, ястребы, занимающиеся вопросами климата, обеспокоенные углеродным воздействием зданий, а городские власти ищут способы ускорить декарбонизацию (и PR).

Не все шло гладко — несколько панелей CLT треснули и рухнули во время строительства здания Университета штата Орегон в марте 2018 г .; планы строительства деревянной башни в Портленде, штат Орегон, провалились, но попутный ветер, стоящий за массивной древесиной, очень силен.Материал, который можно выращивать в изобилии, создает рабочие места в сельской местности, снижает строительные отходы и затраты на рабочую силу, а также замедляет рост бетона и стали, кажется беспроигрышным вариантом.

Существующие добросовестные оговорки касаются цепочки поставок, и они бывают двух форм.

Во-первых, защита и правильное управление лесами — это огромная часть борьбы с изменением климата и сохранения пригодного для жизни мира. Нетронутые лесные экосистемы обеспечивают не только связывание углерода, но и экосистемные услуги, среду обитания диких животных, отдых и красоту.

Экологи опасаются, что леса Северной Америки недостаточно защищены, чтобы выдержать резкий скачок спроса. Совет по защите природных ресурсов опубликовал ужасающий отчет о (систематически заниженном) количестве парниковых газов, выделяемых в результате сплошных рубок в бореальных лесах Канады, поскольку нетронутые экосистемы заменяются управляемыми лесными монокультурами. (Подробнее о повреждении бореальной зоны в этом отчете.В Oregon Wild есть аналогичный отчет об устаревших правилах лесного хозяйства в этом штате, которые являются одними из самых слабых в стране.

Существует два конкурирующих стандарта сертификации заготавливаемой древесины: Инициатива устойчивого лесного хозяйства (SFI), спонсируемая отраслью, и Лесной попечительский совет (FSC), независимый орган, созданный защитниками окружающей среды. Неудивительно, что стандарты FSC значительно строже в отношении сплошных рубок, использования пестицидов и многого другого. Хотя у SFI есть свои защитники и недавно были проведены реформы, на экологов это не произвело впечатления, и несколько архитекторов и строителей, с которыми я разговаривал, решительно предпочли использовать древесину FSC.(Джонс сказала, что предлагает это клиентам, но это добавляет 10-процентную надбавку, поэтому они не всегда идут на это.)

Во-вторых, некоторые защитники окружающей среды обеспокоены тем, что преимущества древесины как строительного материала в отношении секвестрации переоцениваются.

Международный институт устойчивого развития опубликовал в прошлом году отчет, в котором рассматриваются пробелы и недостатки в анализе жизненного цикла применительно к строительным материалам, в частности к дереву. Они обнаружили, что «существующие LCA дают сильно различающиеся результаты даже для аналогичных зданий», что существуют широкие региональные различия в характеристиках зданий, и, что особенно важно, что LCA имеет тенденцию преувеличивать важность «воплощенного углерода» в древесине, игнорируя или недооценка выбросов в других частях жизненного цикла.

В частности, говорится в сообщении, наиболее неопределенные части большинства LCA связаны с углеродом, секвестрированным в древесине , и углеродом, высвобождающимся в конце срока службы — двумя вопросами, имеющими центральное значение для массового производства древесины.

Многочисленные экологические группы, возглавляемые Sierra Club, подписали в 2018 году открытое письмо официальным лицам штата Калифорния, призывая с осторожностью относиться к массовой древесине. Примечательно, что они не возражали категорически. Они утверждали, что благодаря современным методам ведения лесного хозяйства его климатические преимущества преувеличены.«CLT не может быть экологически безопасным, если он не исходит из экологически безопасного лесного хозяйства», — заявили они.

В письме приводится краткий список принципов, которыми следует руководствоваться в экологически безопасном лесном хозяйстве, в том числе: «Необходимо прекратить вырубку оставшихся в мире спелых и девственных лесов, а также непроходимых / неосвоенных и других нетронутых лесных ландшафтов». И: «Посадки деревьев не должны создаваться за счет естественных лесов».

Хотя это и не идеально, они пришли к выводу, что «FSC-сертификация частных лесных угодий может способствовать прогрессу в правильном направлении.”

«Нет никаких сомнений в том, что [FSC] является золотым стандартом, — говорит Джонс, — но все это лучше, чем ничего не делать».

Массовая древесина должна сочетаться с устойчивым лесным хозяйством

Что мы должны сделать из всего этого?

Есть много способов уменьшить воздействие строительного сектора на окружающую среду и климат, некоторые из которых, возможно, более важны, по крайней мере на данный момент, чем воплощенный углерод материалов. Они включают в себя плотную городскую застройку и мультимодальные перевозки, более устойчивые цепочки поставок и методы строительства, электрификацию систем отопления и охлаждения и более высокие характеристики зданий (эффективное тепло, свет и циркуляция воздуха).

Но, тем не менее, математика ясна: это будет катастрофа, если мы попытаемся приспособить растущее, урбанизирующееся население 21 века зданиями из бетона и стали, точно так же, как это будет катастрофой, если мы попытаемся сделать это с помощью генерируемой энергии. из ископаемого топлива.

Массовая древесина представляется единственной жизнеспособной альтернативой. И это круто! Это сокращает отходы и затраты, открывает возможность массового производства недорогого жилья на заводе и пробуждает интерес и творческий потенциал строительного сообщества.»Это так весело!» Джонс говорит.

Как бы круто это ни было, было бы катастрофой, если бы переход на массовую древесину привел к дальнейшей потере зрелых лесов и усилению сплошных рубок. Воздействие неустойчивого лесного хозяйства может свести на нет остальные выгоды.

Для меня моральные, экономические и стратегические аргументы указывают на одно и то же: массовая древесина стоит прославлять и поддерживать, но она всегда и везде должна идти рука об руку с новым акцентом на экологически безопасное лесное хозяйство.По крайней мере, все, кто выступает за массовую древесину или участвует в ней, должны добиваться того, чтобы стандарты сертификации FSC стали нормативным уровнем, а не добровольным потолком.

Дров достаточно; По оценкам Грина, 20 лесам Северной Америки требуется около 13 минут, чтобы в совокупности вырастить достаточно древесины для 20-этажного здания. Но если мы хотим, чтобы леса сделали для нас больше, чтобы обеспечить все наши квартиры, офисы и дома, мы должны заботиться о них, чтобы они могли делать то же самое для будущих поколений.

Дополнительная литература

Некоторые подробные ресурсы для людей, которые хотят заняться массовым лесным хозяйством:

• Отраслевая группа Think Wood имеет руководство по CLT, которое охватывает «производство, конструктивное проектирование, соединения, противопожарные и экологические характеристики, а также подъем и перемещение элементов CLT». Он также предлагает множество страниц по конкретным темам, связанным с таймером массы, например, CLT.
• Фирма Fast + Epp, занимающаяся проектированием строительных конструкций, имеет Руководство разработчика по массивной древесине, «краткий обзор различных типов массивной древесины, примеры недавних массовых деревянных башен, маркетинговые возможности, а также преимущества и риски строительства.”
• В журнале Canadian Architect есть чрезвычайно подробный учебник по массивной древесине с точки зрения строительной инженерии.
У
• Central City Association of Los Angeles есть красивый технический документ, обобщающий массовый таймер.
У
• Utility Dive есть интервью с архитектором Эндрю Цэем Джейкобсом, которое он называет «массовой древесиной 101».

Несколько хорошо сделанных и доступных для СМИ знакомств с массовой древесиной:

И не пропустите выступление Майкла Грина на TED Talk.