31. Глобальные изменения биологического разнообразия
Биологическое разнообразие биосферы включаем разнообразие всех видов живых существ, населяющих биосферу, разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных природных зонах. Сохранение биологического разнообразия - непременное условие сохранения и развития естественных экосистем, существования всей жизни в целом.
Причины потери биоразнообразия
Преобладающими причинами потери биоразнообразия и деградации биологических ресурсов (а попросту ЖИЗНИ на Земле) являются широкомасштабная вырубка и сжигание лесов, разрушение коралловых рифов, неконтролируемое рыболовство, чрезмерное уничтожение растений и животных, незаконная ТОРГОВЛЯ видами дикой фауны и флоры, использование пестицидов, осушение болот, загрязнение воздуха, использование уголков нетронутой природы под сельскохозяйственные нужды и строительство городов.
Леса населяет большинство известных наземных видов, однако 45% естественных лесов Земли исчезли, главным образом, вырублены за последнее столетие. Несмотря на все усилия площадь мировых лесов стремительно сокращается. До 10% коралловых рифов - одна из богатейших экосистем - разрушено, а 1/3 из оставшихся погибнет в ближайшие 10-20 лет! Прибрежные мангровые заросли - жизненно важная естественная среда обитания для детенышей многих видов животных - также находится под угрозой, а половина их уже исчезла. Истощение озонового слоя приводит к прониканию большего количества ультрафиолетовых лучей на поверхность Земли, где они разрушают живую ткань. Глобальное потепление приводит к изменению ареалов обитания и распространения видов. Многие из них погибнут, если произойдет повышение среднегодовой температуры на Земле.
Уменьшение биологического разнообразия
Средняя продолжительность существования видов составляет 5-6 млн. лет. За последние 200 млн. лет исчезло около 900 тыс. видов, или в среднем менее одного вида в год.
Основные причины утраты биологического разнообразия: потеря среды обитания. Чрезмерная эксплуатация биологических ресурсов, загрязнение среды обитания, влияние интродуцированных экзотических видов.
Интенсивное давление на биологическое разнообразие является прямым следствием роста численности населения. В настоящее время уровень жизни человечества обеспечивается за счет невозобновляемых ресурсов, которые аккумулировались на протяжении миллионов лет, а потребляются в течение жизни нескольких поколений. Утрата биологического разнообразия имеет серьезные глобальные последствия для сельского хозяйства, медицины и промышленности, фактически для благополучия человека и даже его существования. В экологически неблагополучном состоянии находятся почвы Европы, особенно в ее восточной части. Так, например, в России около 50 млн. га сельскохозяйственных земель засолены, заболочены или подтоплены грунтовыми водами. В отличие от сегодняшнего дня, земледелие в будущем должно основываться на важнейших принципах биологической активности: удержании в почве питательных веществ, защите почвенного слоя от эрозии, поддержании углеродного баланса, охране и рациональном использовании водных ресурсов, сохранении видового разнообразия. Потребуется широкое использование многообразных форм агро-, лесоводства; усиление мер по сокращению опустынивания; введение улучшенных сортов сельскохозяйственных культур и схем их посадки и др.
Биологическое разнообразие (БР)- это совокупность всех форм жизни, населяющей нашу планету. Это то, что делает Землю не похожей на другие планеты Солнечной системы. БР-это богатство и многообразие жизни и ее процессов, включающее разнообразие живых организмов и их генетических различий, а так же разнообразие мест их существования. БР делится на три иерархические категории: разнообразие среди представителей тех же самых видов (генетическое разнообразие), между различными видами и между экосистемами. Исследования глобальных проблем БР на уровне генов- дело будущего.
Наиболее авторитетная оценка видового разнообразия выполнена в ЮНЕП в1995г. Согласно этой оценке, наиболее вероятное количество видов -13-14 млн, из которых описаны лишь1,75 млн, или менее13 %. Наивысший иерархический уровень биологического разнообразия- экосистемный, или ландшафтный. На этом уровне закономерности биологического разнообразия определяются в первую очередь зональными ландшафтными условиями, затем местными особенностями природных условий (рельефа, почв, климата), а также историей развития этих территорий. Наибольшим видовым разнообразием отличаются (в убывающем порядке): влажные экваториальные леса, коралловые рифы, сухие тропические леса, влажные леса умеренного пояса, океанические острова, ландшафты средиземноморского климата, безлесные (саванновые, степные) ландшафты.
В последние два десятилетия биологическое разнообразие стало привлекать внимание не только специалистов-биологов, но и экономистов, политиков, а также общественность в связи с очевидной угрозой антропогенной деградации биоразнообразия, намного превышающей нормальную, естественную деградацию.
Согласно «Глобальной оценке биологического разнообразия» ЮНЕП(1995), перед угрозой уничтожения стоят более чем30000 видов животных и растений. За последние400 лет исчезли484 вида животных и654 вида растений.
Причины современного ускоренного снижения биологического разнообразия -
1) быстрый рост населения и экономического развития, вносящие огромные изменения в условия жизни всех организмов и экологических систем Земли;
2) увеличение миграции людей, рост международной торговли и туризма;
3) усиливающееся загрязнение природных вод, почвы и воздуха;
4) недостаточное внимание к долговременным последствиям действий, разрушающих условия существования живых организмов, эксплуатирующих природные ресурсы и интродуцирующих неместные виды;
5) невозможность в условиях рыночной экономики оценить истинную стоимость биологического разнообразия и его потерь.
За последние400 лет основными непосредственными причинами исчезновения видов животных были:
1) интродукция новых видов, сопровождавшаяся вытеснением или истреблением местных видов(39 % всех потерянных видов животных);
2) разрушение условий существования, прямое изъятие территорий, заселенных животными, и их деградация, фрагментация, усиление краевого эффекта(36 % от всех потерянных видов);
3) неконтролируемая охота(23 %);
4) Прочие причины(2 %).
Основные причины необходимости сохранения генетического разнообразия.
Все виды (какими бы вредными или неприятными они ни были) имеют право на существование. Это положение записано во «Всемирной хартии природы», принятой Генеральной Ассамблеей ООН. Наслаждение природой, ее красотой и разнообразием имеет высочайшую ценность, не выражающуюся в количественных показателях. Разнообразие- это основа эволюции жизненных форм. Снижение видового и генетического разнообразия подрывает дальнейшее совершенствование форм жизни на Земле.
Экономическая целесообразность сохранения биоразнообразия обусловлена использованием дикой биоты для удовлетворения различных потребностей общества в сфере промышленности, сельского хозяйства, рекреации, науки и образования: для селекции домашних растений и животных, генетического резервуара, необходимого для обновления и поддержания устойчивости сортов, изготовления лекарств, а также для обеспечения населения продовольствием, топливом, энергией, древесиной и т. д.
Имеется много способов защиты биологического разнообразия. На уровне видов выделяются два основных стратегических направления: в месте и вне места обитания. Охрана биоразнообразия на уровне видов- дорогой и трудоемкий путь, возможный только для избранных видов, но недостижимый для охраны всего богатства жизни на Земле. Главное направление стратегии должно быть на уровне экосистем, чтобы планомерное управление экосистемами обеспечивало охрану биологического разнообразия на всех трех иерархических уровнях.
Наиболее эффективный и относительно экономичный способ охраны биологического разнообразия на экосистемном уровне-охраняемые территории.
В соответствии с классификацией Всемирного союза охраны природы, выделяются8 видов охраняемых территорий:
1.Заповедник. Цель- сохранение природы и природных процессов в ненарушенном состоянии.
2.Национальный парк. Цель- сохранение природных областей национального и международного значения для научных исследований, образования и отдыха. Обычно это значительные территории, в которых использование природных ресурсов и другие материальные воздействия человека не допускаются.
3.Памятник природы. Это обычно небольшие территории.
4.Управляемые природные резерваты. Сбор некоторых природных ресурсов разрешается под контролем администрации.
5.Охраняемые ландшафты и приморские виды. Это живописные смешанные природные и окультуренные территории с сохранением традиционного использования земель.
В статистику по охраняемым территориям обычно включают земли категорий1-5.
6.Ресурсный резерват, создаваемый чтобы предотвратить прежде-временное использование территории.
7.Антропологический резерват, создаваемый для сохранения традиционного образа жизни коренного населения.
8.Территория многоцелевого использования природных ресурсов, ориентированная на устойчивое использование вод, леса, животного и растительного мира, пастбищ и для туризма.
Имеются еще две дополнительные категории, накладывающиеся на вышеперечисленные восемь.
9.Биосферные заповедники. Создаются с целью сохранения биологического разнообразия. Включают несколько концентрических зон различной степени использования: от зоны полной недоступности (обычно в центральной части заповедника) до зоны разумной, но достаточно интенсивной эксплуатации.
10.Места всемирного наследия. Создаются для охраны уникальных природных особенностей мирового значения. Управление осуществляется в соответствии с Конвенцией по всемирному наследию.
Всего в мире насчитываетсяоколо 10000 охраняемых территорий (категорий 1-5) общей площадью 9,6 млн км, или 7,1 % от общей площади суши (без ледников). Цель, которую ставит перед мировой общественностью Всемирный Союз охраны природы, -добиться расширения охраняемых территорий до размеров, составляющих 10 % площади каждой крупной растительной формации (биома) и, следовательно, мира в целом. Это способствовало бы не только охране биоразнообразия, но и повышению устойчивости географической среды в целом.
Стратегия расширения числа и площади охраняемых территорий находится в противоречии с использованием земли для других целей, в особенности имея в виду растущее население мира. Поэтому для охраны биологического разнообразия необходимо, наряду с охраняемыми территориями, в возрастающей степени совершенствовать использование «обычных», заселенных, земель и управление популяциями диких видов, причем не только исчезающих, и местами их обитания на таких землях. Необходимо применять такие приемы, как зонирование территорий по степени использования, создание коридоров, соединяющих массивы земель с меньшим антропогенным давлением, сокращение степени фрагментации очагов биоразнообразия, управление экотонами, сохранение природных переувлажненных земель, управление популяциями диких видов и местами их обитания.
К эффективным способам защиты биологического разнообразия относятся биорегиональное управление значительными территориями и акваториями, а также международные соглашения по этой проблеме. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992) приняла Международную конвенцию по охране биологического разнообразия.
Важным соглашением является Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой уничтожения. Существует также ряд других конвенций, охраняющих различные аспекты биологических ресурсов и биоразнообразия: Конвенция по охране мигрирующих видов диких животных, Конвенция по охране водно-болотных угодий, Конвенция по защите китов и др. Наряду с глобальными конвенциями существуют и многочисленные региональные и двухсторонние соглашения, регулирующие конкретные вопросы биоразнообразия.
К сожалению, пока можно констатировать, что, несмотря на многочисленные меры, ускоренная эрозия биологического разнообразия мира продолжается. Однако без этих мер защиты степень потери биоразнообразия была бы еще выше.
Большая часть тех, кто периодически задумывается об опасностях, подстерегающих мир природы, склонны думать об опасности, как о чем-то, грозящем другим существам. Сокращение популяций таких экзотических животных, как панды, тигры, слоны, киты, а также различные виды птиц привлекают внимание к проблеме попавшего в зону риска вида. Темпы исчезновения видов в 50–100 раз превышают естественные и, как предполагают, они будут только резко возрастать. С учетом текущих мировых тенденций исчезновение грозит почти 34 000 видов флоры и 5200 видам фауны, включая исчезновение каждого восьмого вида пернатых. Тысячелетиями мы занимались селекцией огромного числа домашних животных и культурных растений, занимающих важное место в нашей продовольственной цепочке. Однако эта сокровищница оскудевает по мере того, как современное сельское хозяйство делает упор на относительно небольшое число сортов злаковых.
Также в настоящее время находятся под угрозой исчезновения почти 30% основных пород сельскохозяйственных животных. Конечно, исчезновение отдельных видов привлекает наше внимание, но реальную угрозу исчезновению биоразнообразия несут с собой такие процессы как фрагментация, деградация, обезлесение, осушение болотных земель, гибель кораллов и других экосистем. Леса являются местом обитания большей части известных видов биоразнообразия сухопутных экосистем планеты, но на Земле осталось немногим более 55 процентов первоначального лесного покрова, причем сведен он был в основном в последнее столетие. Несмотря на предпринимаемые усилия в области лесовозобновления, площадь мирового лесного покрова продолжает интенсивно уменьшаться, особенно в тропических регионах.
Уничтожено почти 10 процентов коралловых рифов, относящихся к категории богатейших экосистем, а трети оставшихся грозит опасность исчезновения в ближайшие 10–20 лет. Зоны прибрежных мангровых лесов, являющиеся жизненно важными питомниками бесчисленных видов флоры и фауны, также находятся в опасности, причем половина из них уже безвозвратно утеряна.
Глобальные изменения в атмосфере, такие как разрушение озонового слоя и лишь добавляют проблеме остроты. Более тонкий озоновый слой увеличивает масштабы проникновения биологически активного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, где оно поражает живую ткань. Глобальное потепление уже оказывает свое пагубное воздействие на смену мест проживания и изменение миграционных тенденций видов. Ученые предупреждают, что резкое повышение средней мировой температуры даже на один градус поставит многие виды на грань исчезновения. Могут также серьезно пострадать наши системы производства продуктов питания.
Потеря биологического разнообразия часто снижает производительность экосистем, тем самым, обедняя природную кладовую товаров и услуг, которыми мы постоянно пользуемся. Она дестабилизирует экосистемы и ослабляет их способность противостоять стихийным бедствиям, таким как наводнения, засухи и ураганы, а также стрессам антропогенного происхождения в виде загрязнения и изменения климата. Мы уже тратим огромные суммы для ликвидации последствий наводнений и ураганов, усугубленных обезлесением, причем эти объемы с учетом глобального потепления будут только увеличиваться.
Утрата биологического разнообразия и его воздействие на нашу жизнь проявляется в самых различных формах. Своими корнями самобытность нашей культуры уходит вглубь окружающей нас биологической среды. Растения и животные являются символами нашего мира, будучи представленными на флагах, в скульптурах и других образах, которые определяют нас и наше общество. Один вид красоты и мощи природных явлений вдохновляет нас на создание шедевров. Хотя процесс исчезновения видов всегда считался феноменом естественным, темпы исчезновения резко ускоряются в результате человеческой деятельности. Идет фрагментация или исчезновение отдельных экосистем, не поддающееся исчислению число видов, находятся на грани исчезновения либо уже вымерли. Мы на пороге созданного нами величайшего кризиса, который приведет к исчезновению большего числа видов, чем стихийное бедствие, в результате которого вымерли динозавры 65 миллионов лет назад. Процесс вымирания видов необратим и с учетом нашей зависимости от злаковых, лечебных растений и других биологических ресурсов, представляет угрозу нашему благосостоянию. Неосмотрительно, если не просто опасно, постоянно подрывать основы собственной системы жизнеобеспечения. По меньшей мере, неэтично доводить дело до полного исчезновения видов, лишая тем самым настоящее и будущее поколения вариантов в части выживания и развития.
Можем ли мы на глобальном уровне спасти экосистемы, а вмести с ними не только ценные для нас виды, но также миллионы других видов, которые, возможно, станут для будущих поколения источниками питания и лекарств? Ответ кроется в нашей способности умерить наши аппетиты, приведя их в соответствие с возможностями природы производить то, что нам нужно, и поглощать то, что мы выбрасываем.
На этом фото мы видим множество видов растений, совместно произрастающих на лугу в пойме р. Будюмкан на юго-востоке Читинской области. Зачем природе потребовалось столько видов на одном лугу? Об этом и идет речь в данной лекции. | Разнообразие биотического покрова, или биоразнообразие , - это один из факторов оптимального функционирования экосистем и биосферы в целом. Биоразнообразие обеспечивает устойчивость экосистем к внешним стрессовым воздействиям и поддерживает в них подвижное равновесие. Живое от неживого в первую очередь отличается на несколько порядков большим разнообразием и способностью не только сохранять это разнообразие, но и существенно увеличивать его по мере эволюции. Вообще эволюцию жизни на Земле можно рассматривать как процесс структурирования биосферы, процесс увеличиения разнообразия живых организмов, форм и уровней их организации, процесс возникновения механизмов, обеспечивающих устойчивость живых систем и экосистем в постоянно изменяющихся условиях нашей планеты. Именно способность экосистем поддерживать равновесие, используя для этого наследственную информацию живых организмов, и делает биосферу в целом и локальные экосистемы вещественно-энергетическими системами в полном смысле. |
Русский геоботаник Л.Г. Раменский в 1910 г. сформулировал принцип экологической индивидуальности видов - принцип, который является ключом к пониманию роли биоразнообразия в биосфере. Мы видим, что в каждой экосистеме одновременно совместно обитает много видов, но вот какой в этом экологический смысл, задумываемся редко. Экологическая индивидуальность видов растений, сообитающих в одном растительном сообществе в одной экосистеме, позволяет сообществу быстро перестраиваться при изменении внешних условий. Например, в засушливое лето в данной экосистеме главную роль в обеспечении биологического круговорота играют особи вида А, которые более приспособлены к жизни при дефиците влаги. Во влажный год особи вида А оказываются не в оптимуме и не могут обеспечить биологический круговорот в изменившихся условиях. В этот год главную роль в обеспечении биологического круговорота в данной экосистеме начинают играть особи вида Б. Третий год оказался более прохладным, в этих условиях ни вид А, ни вид Б не могут обеспечить полное использование экологического потенциала данной экосистемы. Но экосистема быстро перестраивается, так как в ней имеются особи вида В, которые не нуждаются в теплой погоде и хорошо фотосинтезируют при пониженной температуре.
Если мы посмотрим, как обстоят дела в реальных экосистемах Приморского края, то увидим, что в хвойно-широколиственном лесу, например, на участке в 100 кв. метров произрастают особи 5-6 видов деревьев, 5-7 видов кустарников, 2-3 видов лиан, 20-30 видов травянистых растений, 10-12 видов мхов и 15-20 видов лишайников. Все эти виды экологически индивидуальны, и в разные сезоны года, в разные по погодным условиям годы фотосинтетическая активность их сильно изменяется. Эти виды как бы дополняют друг друга, делая сообщество растений в целом экологически более оптимальным
По числу видов сходной жизненной формы, обладающих сходными требованиями к внешней среде, сообитающих в одной локальной экосистеме, можно судить о том, насколько стабильны условия в этой экосистеме. В стабильных условиях таких видов, как правило, будет меньше, чем в условиях не стабильных. Если погодные условия в течение ряда лет не изменяются, то надобность в большом количестве видов отпадает. В этом случае сохраняется вид, который в этих стабильных условиях самый оптимальный из всех возможных видов данной флоры. Все остальные постепенно элиминируют, не выдержав с ним конкуренции.
В природе мы находим массу факторов или механизмов, обеспечивающих и поддерживающих высокое видовое разнообразие локальных экосистем. В первую очередь, к таким факторам следует отнести избыточное размножение и перепроизводство семян и плодов. В природе семян и плодов производится в сотни и тысячи раз больше, чем это необходимо, чтобы восполнить естественную убыль в связи с преждевременной гибелью и умиранием от старости.
Благодаря приспособлениям к распространению плодов и семян на большие расстояния, зачатки новых растений попадают не только на те участки, которые благоприятны для их произрастания сейчас, но и на такие, условия которых неблагоприятны для роста и развития особей данных видов. Тем не менее, эти семена здесь прорастают, какое-то время существуют в угнетенном состоянии и гибнут. Так происходит до тех пор, пока экологические условия стабильны. Но если условия изменяются, то прежде обреченные на гибель проростки несвойственных этой экосистеме видов начинают здесь расти и развиваться, проходя полный цикл своего онтогенетического (индивидуального) развития. Экологи говорят, что в природе (читай, в биосфере) существует мощное давление разнообразия жизни на все локальные экосистемы.
Общий генофонд растительного покрова ландшафтного района – его флора- локальными экосистемами этого района используется наиболее полно именно благодаря давлению биоразнообразия. При этом локальные экосистемы в видовом отношении становятся более богатыми. При их формировании и перестройках экологический подбор подходящих компонентов осуществляется из большего количества претендентов, диазачатки которых попали в данное местообитание. Таким образом, вероятность формирования экологически оптимального растительного сообщества увеличивается.
На этом графике (Вилли, 1966) видно, как синхронно изменяется численность зайца (кривая 1) и численность рыси (кривая 2) в одной из экосистем. По мере увеличения численности зайца с некоторым запаздыванием начинает расти численность рыси. Увеличив свою численность рысь оказывает угнетающее воздействие на популяцию зайца. Численность зайца при этом сокращается, рыси не могут обеспечить себя пропитанием и уходят из данной экосистемы, или погибают. Снижается пресс со стороны рыси и численность зайца возрастает. Чем меньше в экосистеме видов хищников и видов растительноядных животных, тем более резкими бывают колебания их численности, тем труднее экосистеме сохранять свое равновесие. При большом числе видов жертв и видов хищников (см. предыдущую схему) колебания численности имеют значительно меньшую амплитуду. | Таким образом, фактором устойчивости локальной экосистемы является не только разнообразие видов, обитающих в этой локальной экосистеме, но и разнообразие видов в соседних экосистемах, из которых возможен занос диазачатков (семян и спор). Сказанное относится не только к растениям, ведущим прикрепленный образ жизни, но еще в большей степени к животным, могущим перемещаться из одной локальной экосистемы в другую. Многие особи животных, не принадлежа конкретно ни к одной из локальных экосистем (биогеоценозов), тем не менее играют важную экологическую роль и участвуют в обеспечении биологического круговорота сразу в нескольких экосистемах. Мало того, они могут в одной локальной экосистеме отчуждать биомассу, а в другой выбрасывать экскременты, стимулируя рост и развитие растений в этой второй локальной экосистеме. Порой такой перенос вещества и энергии из одних экосистем в другие может быть чрезвычайно мощным. Этот поток связывает между собой совершенно разные экосистемы. |
Так, например, проходные рыбы, накапливая свою биомассу в море, идут на нерест в верховья рек и ручьев, где после нереста гибнут и становятся пищей для большого числа видов животных (медведи, волки, многие виды куньих, многие виды птиц, не говоря о полчищах беспозвоночных). Эти животные кормятся рыбой и выбрасывают свои экскременты в наземных экосистемах. Таким образом, вещество из моря мигрирует на сушу вглубь материка и здесь ассимилируется растениями и включается в новые цепи биологического круговорота.
Прекратите заходы в реки Дальнего Востока на нерест лососевых рыб, и через 5-10 лет вы увидите, как сильно изменится численность большинства видов животных. Изменится численность видов животных, и, как следствие, начнутся перестройки в растительном покрове. Снижение численности хищных видов животных приведет к увеличению поголовья травоядных животных. Быстро подорвав свою кормовую базу, травоядные животные начнут гибнуть, среди них распространятся эпизоотии. Сократится численность растительноядных животных, и будет некому распространять семена одних видов и поедать биомассу других видов растений. Одним словом, при прекращении захода в реки красной рыбы на Дальнем Востоке начнется серия перестроек во всех звеньях экологических систем, удаленных от моря на сотни и даже тысячи километров.
А эти графики (Г.Ф. Гаузе, 1975) показывают, как в одной экосистеме изменяется численность инфузории туфельки (одноклеточное животное) (кривая 1) и хищной инфузории, питающейся инфузорией туфелькой (кривая 2). Два верхних графика - экосистема замкнутая и в пространстве ограниченная: а - у инфузории туфельки нет убежища; б - у инфузории туфельки есть убежище. Нижние графики (в) - экосистема открытая, при наступлении неблагоприятных условий и тот и другой вид могут спрятаться или уйти в другую систему. При наступлении же благоприятных условий и тот и другой вид могут вернуться. | К сожалению, экологи пока не могут смоделировать поведение реальных экосистем в условиях изменения определенных экологических факторов. И дело здесь не только в чрезвычайной сложности экологических систем и отсутствии достаточной информации об их составе. В экологии отсутствует теория, которая позволяла бы проводить такое моделирование. В связи с этим, при мощном воздействии на экосистемы требуется большая осторожность и следование правилу: «Прежде чем оказывать воздействие на экосистему и выводить ее из состояния равновесия, семь раз отмерь» и... не отрезай - откажись от этого воздействия. Двадцатый век убедил нас в том, что охранять природные экосистемы, поддерживая их в равновесном состоянии, куда разумнее, чем переделывать эти экосистемы, пытаясь их оптимизировать. Следует сказать, что для поддержания равновесия в локальных экосистемах и для их биогеохимической оптимизации важно не таксономическое разнообразие само по себе по принципу «чем больше видов, тем лучше», а разнообразие функциональное , или разнообразие экобиоморф. Мерой функционального разнообразия экосистемы является число экобиоморф и синузий растений, животных, грибов и микроорганизмов. Мерой таксономического разнообразия является число видов, родов, семейств и других высших таксонов. |
Разнообразие видов и разнообразие жизненных форм или экобиоморф - это далеко не одно и то же. Продемонстрирую это на таком примере. На лугу видов, родов и семейств растений может обитать в 2-3 раза больше, чем в темнохвойном лесу. Однако в пересчете на экобиоморфы и синузии окажется, что биоразнообразие темнохвойного леса как экосистемы значительно выше, чем биоразнообразие луга как экосистемы. На лугу мы имеем 2-3 класса экобиоморф, а в темнохвойном лесу 8-10 классов. На лугу видов много, но все они относятся либо к классу экобиоморф многолетние мезофитные летнезеленые травы, либо к классу однолетние травы, либо к классу зеленые мхи. В лесу же разными классами экобиоморф являются: темнохвойные деревья, листопадные деревья, листопадные кустарники, листопадные кустарнички, многолетние мезофитные летнезеленые травы, зеленые мхи, эпигейные лишайники, эпифитные лишайники.
Биоразнообразие организмов в биосфере не исчерпывается разнообразием таксонов и разнообразием экобиоморф живых организмов. Например, мы можем попасть в район, который целиком занят одной локальной элементарной экосистемой - верховым болотом, или сырым ольховым лесом в устье большой реки. В другом районе на такой же по площади территории мы встретим не менее 10-15 типов локальных элементарных экосистем. Экосистемы хвойно-широколиственного леса на дне долин рек закономерно сменяются здесь экосистемами кедрово-дубовых разнотарвно-кустарниковых лесов на южных пологих склонах гор, лиственично-дубовых разнотравных лесов на северных пологих склонах гор, елово-пихтовых лесов в верхней части северных крутых склонов гор и экосистемами остепненных лугов и куртинной растительности на крутых южных склонах гор. Нетрудно понять, что такое внутриландшафтное разнообразие экосистем определяется не только разнообразием слагающих их видов и экобиоморф, но и разнообразием экологического фона ландшафта , связанного в первую очередь с разнообразием форм рельефа, разнообразием почв и подстилающих их горных пород.
Стремительный рост численности человеческой популяции (демографический взрыв) сопровождается заметным снижением видового разнообразия биосферы. В настоящее время население планеты увеличивается быстрее, чем бьётся сердце человека, т.е. ежегодно возрастает на 50 млн. человек. Если предположить, что первые представители человеческого рода появились 1,7 млн. лет назад, то можно оценить, что за прошедшее время на планете жило от 60 до 100 млрд. человек. За этот период были безвозвратно уничтожены многие виды животных, огромные массивы лесов. Разрушительное наступление человека на окружающую среду началось, вероятно, с использования огня. До этого человеческая популяция являлась составной частью экоситемы, т.е. человек жил в гармонии с природой. Использование огня для загона и ловли дичи сотни тысяч лет назад вызвало разрушение растательных сообществ в различных районах планеты. С помощью огня, комбинируя различные способы охоты. Охотники истребляли многие виды животных. В результате исчезли мамонты, древние бизоны. Многие виды верблюдов и лошадей., пещерные медведи, гигантские олени и бобры, волосатые носороги и многие другие. Серьёзнейшее антропогенное потрясение биосферы далее вызвало возникновение и развитие сельского хозяйства. При этом происходила смена природных экосистем по следующему типу: леса сменялись пастбищами, а затем полями сельскохозяйственных культур. Развитие сельского хозяйства сопровождалось полным истреблением первоначального растительного покрова на больших площадях, вымиранием ряда видов животных, катастрофическим изменением плодородия почвы. В результате колыбель цивилизации (юг Палестины, северные районы Сирии и Месопотамии, другие районы плодородного юга) превратились в песчаную пустыню. Однако в большинстве случаев аграрная цивилизация не изменила необратимо круговорот веществ и приток энергии в биосферу. Экосистема человека при этой общественной формации стала составной частью системы естественных биосферных процессов. Подобная экосистема своих первичных производителей (растения), которыми человек питался непосредственно или через травоядных животных. Продукция, потребляемая человеком, трансформировалась в пищевые отбросы, эти вещества затем снова использовались растениями в процессе фотосинтеза. Таким образом, в такой экоситеме полностью осуществлялось самоочищение и не нарушался круговорот веществ.
Принципиально иная ситуация стала складываться в условиях промышленно развитого общества. Кроме уменьшения видового разнообразия биоценозов, в этот период наблюдается резкий дисбаланс круговоротов вещества и потоков энергии.
В системе «Биосфера и человек» действуют следующие факторы чрезмерной опсности, приводящие к экологическому кризису:
Использование человеком в своей хозяйственной деятельности преимущественно внутренних по отношению к биосфере источников энергии (органическое топливо). Это приводит к росту энтропии биосферы, нарушению экологических циклов двуокиси углерода, оксидов серы и азота, тепловому загрязнению и т.д.;
Хозяйственные циклы в значительной мере разомкнуты, что приводит к большому числу отходов, загрязняющих окружающую среду. Использование наряду с естественными множества искусственно синтезированных веществ вызывает многочисленные нарушения экологического равновесия, приводит к возрастанию токсичности окружающей среды;
Происходит уничтожение структурного многообразия биосферы, гибель многих видов. Отмечается чрезмерное увеличение давления на биосферу человека (диктатура одного вида), что ведёт к серьёзным нарушениям экологической стабильности.
В целом, в историческом плане можно выделить следующие этапы изменения биосферы человеком:
Воздествие людей на биосферу как обычных биологических видов;
Сверхинтенсивная охота без резкого изменения экосистем;
Создание аграрных экосистем с коренным преобразованием части природных экосистем, но без существенного нарушения вещественно-энергетического баланса биосферы;
Глобальные изменения всех компонентов биосферы, нарушения круговоротов вещества и энергетики биосферы в связи с синтенсивной промышленной деятельностью.
Таким образом, экологический кризин вызван естественнонаучным причинами, нарушением человеком законов развития биосферы, что привело к возникновению процессов, способствующих усилению экологического кризиса вплоть до потери устойчивости нынешнего состояния биосферы. Дальнейшее углубление экологического кризиса может привести к переходу биосферы в качественно новое состояние. В этом плане загрязнение окружающей среды, возрастание её токсичности, распространение новых болезней (болезни Минамата, болезни легионеров, СПИДа) могут рассматриваться как реакция биосферы на чрезмерное давление со стороны человека. Очевидно, что необходима разработка и реализация новых способов ведения хозяйства человеком, не противоречащих законам биосферы, «встраивание» человеческого хозяйства в общее хозяйство биосферы. Это очень трудная, но благодарная и необходимая работа.
