Пространственно-временная динамика и факторы, влияющие на экологическую устойчивость в процессе урбанизации в бассейне Желтой реки

Почему важны города вдоль Желтой реки

Бассейн Желтой реки в Китае — одновременно колыбель цивилизации и современный двигатель роста. Здесь расположены крупные угольные и зерновые базы, а также быстрорастущие города, которые сейчас вынуждены сочетать стремительное расширение урбанизированных территорий с хрупкими ландшафтами и дефицитом воды. В этом исследовании поставлен простой, но срочный вопрос: по мере роста зданий, дорог и заводов способны ли природа в этих городах по-прежнему справляться с ударами, восстанавливаться и продолжать поддерживать жизнедеятельность людей?

Снятие пульса огромного речного региона

Исследователи сосредоточились на 84 городах бассейна Желтой реки — от малозаселенных высокогорных районов на западе до густонаселенных промышленных узлов ниже по течению. Вместо того чтобы рассматривать окружающую среду как статический фон, они подходят к ней через призму «экологической устойчивости» — способности местных экосистем поглощать шоки, такие как загрязнение, изменение землепользования и климатические экстремумы, и при этом функционировать. Для этого они построили четырехчастную рамочную модель. «Размерная устойчивость» отслеживает, сколько пространства остается для роста города без нарушения экологических рубежей или поедания охраняемых сельскохозяйственных угодий. «Плотностная устойчивость» сопоставляет потребление людей с тем, что земля может устойчиво обеспечить. «Морфологическая устойчивость» оценивает, насколько хорошо зеленые и голубые пространства остаются связанными, а не расчленяются на изолированные участки. «Функциональная устойчивость» измеряет, продолжают ли леса, степи, водно-болотные угодья и другие экосистемы предоставлять ключевые услуги — чистую воду, регуляцию климата и среду обитания.

Рост городов вверх, буферная способность природы вниз

С 2010 по 2022 год почти каждый город в бассейне стал более урбанизированным: объединенный индекс населения, экономической активности, общественных услуг, застроенной площади и «зеленой» инфраструктуры стабильно рос. Тем не менее за тот же период экологическая устойчивость в целом снижалась примерно на 1,7% в год. Падение было наиболее резким в первые годы, затем замедлилось после примерно 2016 года, когда в Китае были внедрены политики «нового типа урбанизации», строгий контроль землепользования и меры по сокращению углерода. Пространственные шаблоны оказались примечательными. Города в верховьях и северных степных районах, с меньшей плотностью населения и меньшей промышленной загруженностью, сохраняли относительно высокую устойчивость. Напротив, бурно развивающиеся провинции ниже по течению, такие как Хэнань и Шаньдун — экономические центры бассейна — демонстрировали гораздо более слабую устойчивость. В этих местах десятилетия разрастания застроенных территорий и тяжелой промышленности привели к перенапряжению экосистем, оставив им мало запасной способности для поглощения дальнейших нагрузок.

Неравномерный прогресс и устойчивые траектории развития

Чтобы уловить, как развитие городов и состояние экосистем движутся вместе, авторы классифицируют каждый город на четыре типа: высокая урбанизация с высокой устойчивостью, высокая урбанизация с низкой устойчивостью, низкая урбанизация с высокой устойчивостью и низкая урбанизация с низкой устойчивостью. С течением времени число городов с одновременно сильной экономикой и здоровыми экосистемами слегка увеличилось, что указывает на возможность «выигрыш–выигрыш» исходов. Но доминирующим паттерном к 2022 году стала высокая урбанизация в сочетании с низкой устойчивостью: более 60% городов опередили в росте, в то время как их природные системы отстали или ухудшились. С использованием моделей марковских цепей исследование показывает, что города редко «перескакивают» между этими категориями. Как только город закрепляется на траектории роста, разрушающей его экологический буфер, он, как правило, остается на ней. Значение имеют и соседние города: те, которые окружены местами со слабой устойчивостью или односторонним развитием, с большей вероятностью повторяют похожие траектории, что выявляет очевидные эффекты утечки вдоль коридора городов и промышленных поясов реки.

Что усиливает напряжение — и где действовать

Команда затем выяснила, какие факторы сильнее всего формируют устойчивость. Они обнаружили, что плотность населения и экономическая плотность — по сути, сколько людей и сколько экономической активности сосредоточено на данной территории — являются основными внешними драйверами стресса. По мере того как скопления людей и заводов концентрируются, экологический след растет быстрее, чем способность земли к восстановлению. Мелкодисперсная пыль (PM2.5) выступает третьим, все более значимым фактором: ужесточение контроля за качеством воздуха не только очищает воздух, но и снижает нагрузку на экосистемы. Внутри экологической системы ключевые драйверы различаются по масштабу. На уровне бассейна и провинций решающим оказывается баланс между человеческим спросом и несущей способностью природы (плотностная устойчивость). На городском уровне ключевым является то, насколько застроенные территории продвинулись к экологическим рубежам или вышли за них (размерная устойчивость). Это означает, что национальные и провинциальные власти должны формировать общую политику потребления, структуру промышленности и земельные квоты, в то время как городские лидеры должны тщательно управлять местом и образом расширения своих городов.

Поиск более разумного пути роста

Для неспециалистов посыл ясен: в бассейне Желтой реки больше и крупнее города не привели автоматически к более сильной и устойчивой среде. Напротив, городской рост часто опережал способность природы восстанавливаться, особенно в густонаселенных средних и нижних течениях. Исследование утверждает, что изменить курс еще возможно, но только если рассматривать экологическую устойчивость как жесткое ограничение, а не как добавление по остаточному принципу. Это означает направлять людей и отрасли в более подходящие места, ограничивать разрастание застроенных территорий в пределах экологических рубежей, очищать воздух и воду и инвестировать в зеленые и голубые сети, которые незаметно делают города пригодными для жизни. При правильной реализации такие меры могут превратить бассейн из истории «сначала развитие, потом восстановление» в ситуацию, где процветающие города и здоровая речная система взаимно усиливают друг друга в долгосрочной перспективе.

Цитирование: Zhang, K., Zhang, Z., Qiao, X. et al. Spatiotemporal dynamic and driving factors of ecological resilience during urbanization in the yellow river basin. Sci Rep 16, 5774 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36358-9

Ключевые слова: городская экологическая устойчивость, города бассейна Желтой реки, урбанизация и окружающая среда, устойчивое использование земель, экологичное городское планирование