Лекция 5. Лекция 5 (1). Лекция 5 Задание Прочитайте лекцию, законспектируйте основные положения
 Скачать 364 Kb.
|
2. Сохранение биоразнообразияВ соответствии с материалами конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (1992), биоразнообразие означает вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем. Различают три уровня биоразнообразия (БР): генетическое, видовое и разнообразие экосистем. Генетическое разнообразие - это сумма генетической информации, содержащейся в генах всех особей животных, растений и микроорганизмов, обитающих на земле. Видовое разнообразие - количество видов, живущих на Земле. К разнообразию экосистем относится число разных местообитаний. Отметим, что в большинстве случаев, рассматривая проблемы сохранения БР через ООПТ, анализируется видовое разнообразие. При этом необходимо различать инвентаризированное и потенциальное БР. В настоящее время по биноминальной номенклатуре К. Линнея выявлено и систематизировано около 1,5 млн. видов животных и растений. Однако трудно определить, какую часть всего видового разнообразия составляет описанное количество видов. Даже в относительно хорошо изученных группах позвоночных, составляющих не более 2% всего видового разнообразия, каждый год прибавляется около 20 новых видов. В то же время огромное видовое богатство полога тропических лесов, почвы и морского дна практически не изучено: случайное опробование приносит до 60% новых видов. Предполагается наличие на Земле 15-30 млн. (по мнению некоторых ученых - от 3 до 110 млн.) видов растений и животных. Теоретически ясно, что видовое БР есть функция распределения трофических ресурсов и ограничивается числом экологических ниш, однако современная теория БР недостаточно разработана для решения этой задачи. Необходимо учитывать, что высокое разнообразие видов не всегда адекватно экологической ценности территории с точки зрения ненарушенности природы. Например, довольно высоким видовым разнообразием на единицу площади характеризуются ботанические сады и зоологические парки. Во многих случаях антропогенное воздействие может увеличивать видовое разнообразие при интродукции новых видов, замещении коренных темнохвойных лесов вторичными мелколиственными. Значение биоразнообразия. Возникает естественный вопрос: зачем природе нужно столь огромное разнообразие живых организмов? Может быть, можно (несколько утрируя) без особого ущерба заместить все это "излишнее" БР несколькими "полезными" видами с широкой экологической амплитудой? Ответ достаточно очевиден: существующее БР соответствует современной пространственно-временной и функциональной структуре биосферы в рамках текущего этапа эволюции. Может быть, в следующую геологическую эпоху для равновесного состояния биосферы будет необходимо меньшее БР (например, предполагается, что в мезозое с безледниковым климатом общее число видов было примерно вдвое меньше современного), но в настоящее время природа "задумала" именно так. Существующее в настоящее время БР выполняет несколько функций. Во-первых, оно обеспечивает поддержание экологического равновесия в биосфере, в том числе: а) непрерывность развития жизни во времени; б) поддержание динамического равновесия и восстановления сообществ; в) эффективность процессов функционирования в экосистемах. Во-вторых, необходимо учитывать, что все существующие виды растений и животных являются хранителями бесценного генетического фонда, к возможностям использования которого наука только подступается. Практически безграничны перспективы развития биотехнологии (в настоящее время человек использует не более 1,5% всего разнообразия растительного мира). Поскольку потенциальная полезность для человека различных видов растений и животных далеко не установлена, а потеря любого вида невосполнима, все виды организмов априори считаются требующими сохранения. Наконец, с этической точки зрения необходимо разумное сочетание прав человека с правами других живых существ. Жестокость по отношению к животным (прямая или косвенная) наносит несомненный моральный ущерб. А. Швейцер справедливо указывал, что недостатком всех существующих этических систем является полное исключение из них любых существ, отличных от человека. Эволюция биоразнообразия. БР развивается в процессе взаимодействия между биосферой и другими оболочками Земли. Предполагается, что жизнь на Земле зародилась не менее 3,5-3,8 млрд. лет назад, однако 6/7 этого времени и суша и океан оставались практически безжизненными по сравнению с современным БР. "Кембрийский взрыв" БР, произошедший 500-600 млн. лет назад (причины этого до конца неясны), привел к резкому увеличению численности видов. В дальнейшем плавный ход эволюции БР прерывался эволюционными катастрофами, во время которых в течение сравнительно быстрого (в геологическом масштабе) времени вымирало значительное число видов. В чередовании пиков вымирания намечается некоторая периодичность, совпадающая с активизацией геологических процессов и климатическими перестройками, что указывает на их общую причину. Сокращение БР в эти периоды происходит вследствие неустойчивости среды, определяющей тенденции к: а) упрощению структуры экосистем (часть видов оказывается излишней); б) прерыванию сукцессии (виды климаксной стадии обречены на вымирание); в) увеличению минимальных размеров популяции (в условиях кризиса малочисленная и неспособная к быстрому росту популяция может легко исчезнуть). Изменение биоразнообразия под влиянием человека. Резкие скачки БР, вымирание одних видов и появление других характерно и для естественного хода эволюции. Закономерности, приведенные выше, действительны и для антропогенного кризиса наших дней. Проблема заключается в том, что темпы и масштабы современного исчезновения видов невероятно велики, несопоставимы с естественным ходом эволюции, а наблюдающееся катастрофическое сокращение БР обусловлено исключительно деятельностью человека, и противоречит естественному ходу эволюции биосферы. В принципе, едва обособившись из животного мира, человек, помимо прочего, начал интенсивно заниматься именно сокращением окружающего его БР. Среди животных первоначально преобладали, естественно, самые доступные и ценные для охотников: мамонты, бизоны, мастодонты и др. Исчезновение животных зависело от времени освоения территории человеком и в разных частях света шло разновременно. Данные об исчезнувших живых организмах и находящихся под угрозой исчезновения представлены в табл.2. Таблица 2 Утрата видового разнообразия с 1600 г. по настоящее время
Отметим, что произошло принципиальное изменение антропогенных факторов, влияющих на сокращение БР. Если на ранних этапах взаимодействия человека и природы основным фактором служили непосредственное преследование и охота, то сейчас, наряду с чрезмерной эксплуатацией биоресурсов, к наиболее значимым относятся фрагментация и трансформация естественных ландшафтов, разрушение местообитаний, загрязнение среды, влияние интродуцированных видов и т. п. В последние десятилетия скорость исчезновения видов превышает естественный ход эволюции примерно в 5 тысяч раз. Средняя продолжительность существования вида растений и животных составляет около 4 млн. лет, так что теоретически с лица Земли должно исчезать примерно 4 вида в год. Однако исчезли и продолжают исчезать десятки тысяч организмов, и процесс все ускоряется. В настоящее время БР, по некоторым оценкам, уменьшается со скоростью примерно 1 вид/час. При сохранении подобной тенденции в течение ближайших 50 лет может исчезнуть около половины видов наземных организмов. Возникает естественный вопрос: какова предельно допустимая степень сокращения БР, при котором будет поддерживаться устойчивость биосферы и сохраняться здоровье человечества как целого? Точно ответить на этот вопрос современная наука пока не в состоянии. Ландшафтные аспекты сохранения биоразнообразия. Должны ли виды как таковые являться главным объектом охраны? Должна ли деятельность человека по сохранению БР строиться по таксономическому принципу? Ответ на оба эти вопроса отрицательный. Ведь виды в природе существуют не так, как в гербариях или в определителях - разложенные по таксономическим признакам, систематизированные по их предполагаемому родству. Практически везде представители самых разных и далеко не родственных групп растений, животных и микроорганизмов, взаимодействуя и взаимодополняя друг друга, образуют биоценозы, входящие в состав биогеоценозов и более крупных единиц экосистемной иерархии. Поэтому таксономические кадастры животного и растительного мира и перечни их представителей, которые нуждаются в глобальной, национальной или локальной охране ("Красные книги" разных уровней), имеют скорее контрольное значение. Реально в природе какой-то отдельный вид, взятый сам по себе, существовать не может — все виды существуют только во взаимодействии друг с другом и окружающей средой. Отсюда с неизбежностью следует вывод о том, что БР планеты и ее отдельных регионов должно сохраняться преимущественно по биохорологическим единицам - ландшафтам и другим подразделениям геосистемной иерархии. Именно в природных геосистемах виды из различных филумов образуют устойчивые, самоподдерживающиеся, эволюционирующие, самоадаптирующиеся биологические системы. Эти биосистемы обеспечивают постоянство биологического круговорота вещества и потока энергии, контролируют газовый состав атмосферы, взаимодействие экзо- и эндогенных процессов рельефообразования, гидрологический режим территорий. Если свести к разумному минимуму нарушение биотических компонентов хозяйственной деятельностью, то в этих условиях они сами могут обеспечить сохранение составляющих их видов и популяций. Сохранение БР путем создания особо охраняемых природных территорий. Сохранять БР на современном этапе можно различными способами, один из наиболее перспективных - через организацию ООПТ. Биоразнообразие является важнейшим критерием при выборе места для ООПТ. В общем виде процедура выбора территории для сохранения БР заключается в том, что среди n-го множества природных комплексов, существующих в географическом пространстве, имеет смысл в первую очередь сохранить ПТК, наиболее богатый видами, затем - наименее сходный с ним (хотя, может быть, и не второй по видовому богатству), следом - наиболее отличающийся от двух первых и т.д. Эффективность сети ООПТ определяется по формуле: Е = 1 - х/n, где x - число охраняемых природных комплексов, n — общее число природных комплексов. Алгоритм оценки территории и выбора места для ООПТ для сохранения БР состоит из нескольких этапов. Первый этап-инвентаризация данных по БР на какой-либо территории (по имеющимся материалам или с проведением полевых исследований). Затем данные о местонахождении объектов БР экстраполируются на необследованные участки на основании зависимостей между показателями БР и факторами среды (так создаются карты потенциальных мест обитания видов), составляются карты видового богатства, выявляются места локализации максимального БР. На следующем этапе оценивается природоохранный статус объектов БР - популяций, видов животных и растений, экосистем, фаунистических (флористических) группировок и комплексов, а также территориальных участков, включая существующие и планируемые ООПТ. Основной методический подход заключается в том, что хотя все виды, существующие в природе, в общем равноценны, однако первоочередные меры должны быть направлены на охрану видов, находящихся под угрозой исчезновения (виды, численность которых подверглась резкому сокращению под воздействием человека или редкие от природы), особо ценных хозяйственных видов. Оценка, одновременная по многим критериям, производится после присвоения им коэффициентов относительной значимости. Следующий этап - объединение оценок как объектов БР, так и территорий, составление карт участков, приоритетных для сохранения БР в целом. Одна из эффективных процедур присвоения приоритетов участкам территории - их последовательное ранжирование: каждый следующий участок максимально увеличивает общий индекс БР в отобранном списке территорий. Отбор производится по любому критерию или их комплексу. В настоящее время предложено более 20 индексов, предназначенных для оценки БР. Обзор подобных индексов приведен в ряде работ. Чаще других используются:  ,где D— индекс разнообразия Маргалефа, S— число выявленных видов, N- общее число особей всех S видов;  ,где d - индекс доминирования Бергера-Паркера, Nmax - число особей самого обильного вида, N- общее число особей всех S видов;  ,где Н - индекс Шеннона, рi — доля особей n-го вида. На заключительном этапе проводится анализ возможных конфликтов между ООПТ, организуемыми для сохранения БР, и интересами социально-экономического развития территории, прогнозируются сценарии развития, осуществляется экспертиза проектов. В итоге приоритет, как правило, получают территории, где сконцентрировано наибольшее видовое разнообразие, однако при этом необходимо учитывать уникальность экосистем. Ведь некоторые из них могут иметь низкий уровень естественного видового разнообразия (например, засоленные болота) и из-за этого остаться без внимания. Приведенная выше поэтапная процедура присвоения природоохранных приоритетов, когда каждый следующий участок прибавляет максимальное разнообразие к уже имеющемуся списку, предотвращает эту ошибку. Не менее важный критерий - число видов-эндемиков, встречающихся на данной территории. В то же время необходимо учитывать, что решить проблему сохранения БР лишь через организацию ООПТ невозможно - для этого пришлось бы заповедывать всю площадь Земли, т.к. только при таком условии можно сохранить все существующее БР. Следовательно, наряду с организацией ООПТ и созданием буферных зон вокруг них (один из наиболее эффективных методов с эколого-экономической точки зрения) необходимы сохранение многих видов в искусственных условиях (зоопарках, ботанических садах, генетических банках), экологическая реставрация нарушенных местообитаний с восстановлением БР, близкого к исходному, а также общая экологизация природопользования. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||