Изменение биоразнообразия. Биоразнообразие

Многообразие видов организмов на планете Земля соответствует разнообразию условий обитания на ней. Миллионы биологических видов - это основной ресурс устойчивости биосферы.

Видовой состав живых организмов на планете регулируется процессами вещественно-энергетического обмена. Современная систематика насчитывает в живой природе пять высших таксонов, представители которых различаются по типу обменных процессов и роли в природе: бактерии, простейшие, грибы, растения и животные. В каждой из этих групп есть примитивные и более сложно организованные представители. Все они в высокой степени адаптированы к среде своего обитания. Отношения между продуцентами и консументами соответствуют принципу оптимизации, т. е. рентабельности биопродуктивности. Растения и другие продуценты дают биомассу, достаточную для потребления всем биотическим сообществом. Растительная биомасса наземных экосистем на 90 % перерабатывается грибами и бактериями, на 9 % - мелкими беспозвоночными и бактериями, около 1 % энергии первичной продукции получают крупные животные.

Представители всех биологических видов планеты взаимосвязаны, что является свидетельством принадлежности их к одной системе - биосфере. Ее устойчивость обеспечивает поддержку генофонда. Под влиянием антропогенных факторов происходит потеря разных представителей живого мира. Она сказывается на снижении численности отдельных видов, на их изменениях, вызванных мутациями, имеет место и их полное исчезновение.

Биологическое разнообразие является главным критерием и признаком устойчивости экосистемы. Задача сохранения биологического разнообразия, охраны генофонда возложена на заповедники. Предполагается, что задачу свою они могут выполнить, если их площадь будет не менее 1/6 части наземной площади планеты.

Экосистемы имеют иерархическую организацию, в соответствии с этим экологи (Whittaker, 1997) различают четыре уровня разнообразия таксонов, которые отражают иерархию биоразнообразия. Уровень «альфа» характеризуется разнообразием таксонов в пределах данной экосистемы или местообитания (видовое разнообразие), уровень «бета» измеряется разнообразием биоценозов в пределах экосистемы или ландшафта (биотопа). Уровень «гамма» относится к более крупным единицам типа ландшафта и характеризует разнообразие общей сложности структуры групп участков. Уровень «эпсилон» отражает региональное биогеографическое разнообразие, относящееся к микро-мезо-макрокомбинациям экосистем, соответствующих урочищам, местностям и ландшафтам. Измерение разнообразия более высокого уровня экосистемы является трудной задачей, так как границы сообществ и экосистем менее дискретны, чем они есть на видовом уровне. Для расчета разнообразия чаще всего используют индекс Шеннона-Вивера.

Техногенные воздействия на природные экосистемы приводят к снижению биоразнообразия, обеднению генофонда, оно уже достигает глобальных масштабов. Есть документальные свидетельства влияния хозяйственной деятельность человека на животный мир. В настоящее время на планете насчитывается около 1,3 млн видов животных, 300 тыс. видов высших растений. По сведениям Международного союза охраны природы, с 1600 г. на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида млекопитающих. Под угрозой вымирания находится еще большее их число. Близкие данные приводятся и в других источниках.

На территории России выделено 312 видов млекопитающих, что составляет около 6 % фауны мира. За последние 200 лет из них вымерло 5 видов, а еще 6 видов перестали встречаться на территории России (Мокиевский, 1998). Данные по Московской области свидетельствуют, что из 285 видов птиц, обитающих в области, за последние 100 лет перестали гнездиться 15, под угрозой исчезновения находятся еще 20. Причины сокращения численности птиц в Подмосковье (Зубакин, 1990) только на 12 % предположительно обусловлены загрязнением, большее значение имеют деградации мест обитания, фактор беспокойства, уничтожение. Другие группы живых организмов более чувствительны к загрязнению окружающей среды. Это проявляется на разных уровнях организации экосистем.

Микроорганизмы почвы, их видовой состав чутко реагируют на загрязнение почв. Диагностическим признаком является снижение микробиологической активности (снижение активности ферментов инвертазы, дегидрогеназы, уреазы и др.), общей численности микроорганизмов. О глубокой перестройке почвенной микробиоты свидетельствует снижение богатства видов и видового разнообразия микроорганизмов. Например, в загрязненной тяжелыми металлами дерново-подзолистой почве, в сероземе наблюдалось сокращение числа некоторых видов микроорганизмов (чувствительными являются представители рода Bacillus), рост доминантов, среди которых отмечен ряд видов микромицетов (ими часто являются представители пигментированных видов Penicillium skryabini, purpurogenum и др.), некоторых видов микроскопических грибов. Отмечено, что разнообразие видового состава эпифитных дрожжей на растениях, выращенных на загрязненном металлами сероземе, снижается на 40 %. При чрезвычайно высоком загрязнении происходит практически полная гибель микроорганизмов (Левин и др., 1989). Присутствие в почвах остаточных количеств пестицидов в повышенных дозах вызывает как обратимое снижение разнообразия видового состава микроорганизмов, так и более опасные необратимые изменения, т. е. исчезновение некоторых видов на загрязненных почвах (Бызов и др., 1989).

Загрязнение (химическое, физическое, биологическое) окружающей среды - это механизм прямого токсического влияния на биоразнообразие. Примером может служить закисление водоемов, вызывающее отрицательное влияние на дыхание и репродуктивность рыб из-за повышенной концентрации свободных ионов алюминия в водах. Закисление вод сопровождается исчезновением в водоемах многих видов диатомовых и зеленых водорослей, некоторых представителей зооплантктона.

Под влиянием загрязнения снижается видовое разнообразие высших растений. Повышенную чувствительность к атмосферному загрязнению диоксидом серы проявляют хвойные деревья (кедр, ель, сосна). При загрязнении на них отмечаются различные повреждения, преждевременное опадение хвои, снижение биомассы, подавление репродуктивной деятельности, снижение прироста, снижение продолжительности жизни и, как следствие, наступает гибель деревьев, которая отражается на изменении видового состава лесных угодий, на снижении их видового разнообразия.

Высокая чувствительность лишайников к загрязнению атмосферного воздуха стала основой эффективной лихеноиндикации воздуха атмосферы при экологическом мониторинге. На территории, загрязненной различными полютантами (оксидами серы, металлами, углеводородами), резко снижается видовое разнообразие лишайников. Первоначальная гибель более чувствительных, менее устойчивых видов лишайников (сначала исчезают кустистые, затем листовые и далее накипные формы) завершается их полным исчезновением.

Практически во всех техногенно-нарушенных ландшафтах наблюдается изменение структуры биогеоценоза. Например, на территории, подверженной аэрозольным выбросам комбината Североникель, четырехярусный биогеоценоз, исходно представленный древесной, кустарниковой, травянистой растительностью и моховолишайниковым покровом, за 30 лет работы комбината лишился сначала лишайников, затем ели и сосны. На расстоянии 20-30 км от комбината биогеоценоз представлял редколесье с фрагментарным травянисто-кустарничковым покрытием, а в непосредственной близости к комбинату сформировалась техногенная пустошь.

Снижение биоразнообразия на ландшафтном уровне происходит не только из-за загрязнения, но и из-за урбанизации, сельскохозяйственного освоения, вырубки лесов и пр. За последние два десятилетия нарушены степные ландшафты, повсеместно пострадали болотные системы.

Большой ущерб нанесен лесам. Пострадали леса Центральной Америки, Юго-Восточной Азии, умеренного пояса. Например, в Греции и в Англии, где площадь лесов невелика (около 1000 тыс. га), деградировано около 65 % лесов. В Германии, Польше, Норвегии (при общей площади лесов 6000-8000 тыс. га) деградировано не менее 50 % лесов. За последние десятилетия площадь лесов сократилась на 200 млн га. Это представляет опасность для биосферы, так как лесные экосистемы выполняют важную средообразующую функцию. Продукция и биомасса леса - это запас органического веществ и энергии, сохраненной растениями в процессе фотосинтеза. Интенсивность фотосинтеза определяет скорость поглощения СO 2 и выделения кислорода. Так, при образовании 1 т растительной продукции в среднем поглощается 1,5-1,8 т СO 2 и выделяется 1,2-1,4 т O 2 . Леса обладают высокой пылепоглощающей способностью, они могут осаждать до 50-60 т/га пыли в год. Биомасса леса очищает воздух от загрязняющих веществ. Происходит это за счет осаждения пыли на поверхности листьев и стволов растений, а также за счет включения содержащихся в ней веществ в обменные процессы, аккумуляции в составе органических веществ. После отмирания последних они поступают в состав органических веществ почвы, а после их минерализации - в состав других почвенных соединений.

Снижение биоразнообразия опасно не только из-за деградации экосистем, но из-за нарушения равновесия в биосфере. Качеством природы может «автоматически» управлять только биота, т. е. совокупность всех живущих на Земле организмов. Биологическое разнообразие является главным критерием и признаком устойчивости экосистемы. Искусственно создать среду обитания для человека невозможно. Восстановить нарушенное человеком (в том числе путем распространения загрязняющих веществ) состояние окружающей среды, обеспечить нормальное качество воды, воздуха, почвы, пищи способна только биота, и только при обеспечении биологического разнообразия.

Изменение видового разнообразия может влиять на базовые процессы в экосистемах - продукцию и разложение органического вещества в масштабах, сопоставимых с действием глобальных факторов. Анализ результатов множества отдельных экспериментов позволил рассчитать изменение средних значений первичной продукции в экосистемах при изменении видового богатства в них. Оказалось, что продукционный процесс в экосистемах зависит от видового разнообразия сильнее, чем процессы деструкции органического вещества. При уменьшении числа видов вдвое продукция экосистем снижается в среднем на 13%. Влияние разнообразия на процесс разложения органического вещества менее очевидно - уменьшение разнообразия может приводить и к замедлению, и к ускорению процессов деструкции в экосистемах.

Как разнообразие видов влияет на фундаментальные свойства экосистем? Этот вопрос важен и для понимания общих закономерностей экологии, и для решения практических задач. Снижение устойчивости искусственных сообществ с малым числом видов используется в качестве одного из главных аргументов в защиту дикой природы, в пользу создания заповедников и заказников.

Связь видового разнообразия экосистем с их функциональными характеристиками - устойчивостью и продуктивностью - принимается большинством экологов. Частные исследования на отдельных сообществах подтверждают существование таких связей. Остается открытым вопрос: насколько общими являются эти закономерности?

В теоретической экологии последнего десятилетия всё большую роль начинает играть мета-анализ - выявление закономерностей, повторяющихся в разных природных условиях, для разных групп организмов или разных типов экосистем и сообществ. Для этого создаются базы данных, включающие результаты однотипных экспериментов или наблюдений, выполненных в различных экосистемах в разных частях мира, на суше, в море и в пресноводных водоемах.

Группа исследователей (Hooper et all., 2012) поставила задачу оценить, как влияет видовое разнообразие на фундаментальные свойства любой экосистемы - продукцию и разложение органического вещества. В результате реакций фотосинтеза зеленые растения создают из неорганических соединений органическое вещество, которое использует в пищу все остальные организмы от грибов и бактерий до птиц и млекопитающих. Продукция зеленых растений (выражаемая обычно в граммах на квадратный метр за единицу времени) является важнейшим показателем энергетической эффективности экосистемы вместе с обратным процессом - разложением органического вещества, в котором участвуют все остальные члены сообщества.

Для этого они использовали базу данных, содержащую результаты 574 отдельных экспериментов по изменению продуктивности сообществ растений при уменьшении числа входящих в них видов (в пределе - до монокультуры, то есть посевов одного вида). На втором массиве данных была проверена гипотеза об изменении скорости деструкции (разложения органического вещества) в зависимости от видового разнообразия. Эта гипотеза проверялась в двух вариантах - изменение скорости деструкции с уменьшением числа видов-деструкторов и изменение скорости деструкции опавших листьев в зависимости от разнообразия видов растений, которым они принадлежат.

В качестве меры оценки были использованы логарифмы отношения величины продукции или деструкции при заданном числе видов (Y S) к той же величине при максимально возможном числе видов в сообществе данного типа (Y max) : ln(Y s /Y max). Положительные значения этого показателя означают увеличение продукции или деструкции при снижении видового разнообразия, отрицательные - уменьшение.

Для сравнения, чтобы оценить масштаб изменений, происходящих при уменьшении видового разнообразия сообществ, авторы приводят оценки влияния на продукционный процесс других глобальных факторов. Для этого они используют базы данных, содержащих результаты наблюдений и экспериментов по воздействию таких факторов, как изменение климата (в том числе - засухи), увеличение концентрации углекислого газа, увеличение концентрации доступного для растений азота, фосфора и других биогенных элементов в воде и почве, увеличение кислотности среды и другие. Число наблюдений в каждой из баз - от нескольких сотен до тысяч. Данные включают результаты наблюдений и экспериментов в наземных, пресноводных и морских условиях.

В экспериментах было показано, что умеренное (на 21–40%) снижение видового разнообразия приводит к уменьшению первичной продукции растений на 5–10%. Уменьшение видового разнообразия вдвое приводит к снижению первичной продукции экосистем в среднем на 13%.

Более высокие уровни (уменьшение разнообразия на 41–60% от исходного) по влиянию на продукционный процесс сопоставимы с результатами действия таких глобальных факторов, как эвтрофикация, повышение кислотности или увеличение концентрации углекислого газа.

Результаты оценки влияния разнообразия на процесс деструкции оказались менее наглядными. Снижение разнообразия в сообществах потребителей растений до половины от исходного не приводит к заметным изменением. При дальнейшем обеднении состава деструкторов скорость разложения растительных остатков падает примерно на 20%.

Разнообразие состава растительных остатков (количество видов растений, листья которых подвергались разложению в эксперименте) практически не влияет на скорость процесса деструкции. Только при очень низких значениях разнообразия наблюдается незначительное и не вполне достоверное увеличение скорости разложения листового опада.

Это исследование представляет интерес как пример множественного мета-анализа - попытка обобщить большое число разнородных экспериментов в поисках общих закономерностей, что всегда представляет большую сложность в экологических исследованиях, где каждый объект отличается собственной индивидуальностью.

С другой стороны, авторы достаточно убедительно (по крайней мере, в отношении процесса продукции) показали, что снижение видового разнообразия в экосистемах может выступать как самостоятельно действующий фактор, по уровню влияния на ключевые параметры сопоставимый с другими глобальными факторами трансформации природной среды.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Почему в теплых районах наблюдается столь впечатляющее видовое разнообразие растений и животных? Только ли потому, что там приятнее жить? Ответ на этот вопрос дает новое исследование, проведенное группой ученых.

Выяснили, что высокие температуры среды у экватора ускоряют метаболизм обитающих там организмов, обеспечивая энергией генетические изменения, которые и приводят к происхождению новых видов. Это объясняет известный еще до путешествия Дарвина на корабле «Бигль» факт огромного разнообразия жизни в экваториальной зоне. Работа специалистов также помогает понять, как глобальное потепление может влиять на биологическое разнообразие на планете.

По словам профессора Джеймса Джиллули (James Gillooly), одного из авторов исследования, оказалось, что скорость генетических изменений планктона в тропиках намного выше и с ростом температуры нарастает экспоненциально. Это проясняет один из фундаментальных механизмов формирования биологического разнообразия в ходе эволюции. Образование нового вида происходит в том случае, если его предок претерпел значительные генетические изменения. Используя математическую модель, включающую такие параметры, как размер тела и зависимость метаболизма от температуры, исследователи сделали прогноз скорости видообразования в глобальном масштабе. Затем, на основе изучения палеонтологического и генетического материала, они изучили скорость эволюции ДНК и образования новых видов фораминиферного планктона за период в 30 миллионов лет (фораминиферы - одноклеточные планктонные животные, остатки твердых структур которых хорошо сохраняются в морских отложениях). Скорость образования новых видов фораминифер сравнили с динамикой температур на разных широтах, от тропиков до Арктики.

Оказалось, что для образования всего лишь одного нового вида планктонного организма необходимо больше энергии, чем все человечество получает за год при сжигании ископаемого топлива. Причем энергия, необходимая для образования нового вида, - величина постоянная.

Результаты работы позволяют оценить биологическое разнообразие с точки зрения энергии. В конечном счете, образование новых видов, а, значит, и биоразнообразие, является функцией скорости метаболизма. Ясно, что у примитивных организмов скорость метаболизма намного больше зависит от температуры окружающей среды, чем, например, у млекопитающих. Высокие температуры, характерные для тропиков, ускоряют метаболизм и видообразование и способствуют увеличению биологического разнообразия. Разнообразие - одна из основных черт живого. Понимание закономерностей его формирования и поддержания поможет лучше понять сущность жизни и наметить меры по ее сохранению. Изменения окружающей среды, такие как глобальное потепление, влияют не только на функционирование экосистем, но также и на процессы современного видообразования и распределения биоразнообразия по планете.

Биологическое разнообразие

Жизнь как устойчивое планетарное явление возможна лишь в том случае, когда она разнокачественна.

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. Удивительное разнообразие жизни на Земле -- это не просто результат приспособления каждого вида к конкретным условиям среды, но и важнейший механизм обеспечения устойчивости биосферы. Лишь немногие виды в экосистеме имеют значительную численность, большую биомассу и продуктивность. Такие виды называют доминирующими. Редкие или малочисленные виды имеют низкие показатели численности и биомассы. Как правило, виды-доминанты ответственны за основной поток энергии и являются главными средообразователями сильно влияющими на условия жизни других видов. Малочисленные виды составляют как бы резерв и при изменении различных внешних условий они могут попасть в состав доминирующих видов или занять их место. Редкие виды в основном и создают видовое разнообразие. При характеристике разнообразия учитывают такие показатели, как видовое богатство и выравненность распределения особей. Видовое богатство выражается отношением общего количества видов к общему количеству особей или к единице площади. Например, в двух сообществах при равных условиях обитает 100 особей. Но в первом эти 100 особей распределяются между десятью видами, а во втором -- между тремя видами. В приведенном примере первое сообщество имеет более богатое видовое разнообразие, чем второе. Предположим, что и в первом и во втором сообществе имеется 100 особей и 10 видов. Но в первом сообществе особи между видами распределяются по 10 в каждом, а во втором -- один вид имеет 82 особи, а остальные по 2. Как и в первом примере, первое сообщество будет иметь большую выравненность распределения особей, чем второе.

Сохранение биологического разнообразия -- непременное условие сохранения и развития естественных экосистем, существования всей жизни в целом.

Биосфера: механизмы устойчивости

Биосфера представляет собой открытую систему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Это возможно потому, что в экосистеме присутствуют не только автотрофы -- производители органического вещества, но и гетеротрофы -- потребители и разрушители органического вещества. Между процессами создания органического вещества и его преобразованием и разрушением устанавливается относительное равновесие, и экосистема остается устойчивой. Устойчивость -- это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава, структуры и функций, а также в способности восстанавливаться в случае, если они будут нарушены. Устойчивость биосферы определяется:

Исключительным разнообразием живого вещества;

Взаимозаменяемостью составляющих ее экосистем;

Дублированием звеньев биогеохимических циклов;

Жизненной активностью живого вещества.

Биологическое разнообразие обеспечивает богатство информационных, вещественных и энергетических связей живого и косного вещества, а также взаимосвязи биосферы с космосом, геосферами, процессы глобального биогеохимического круговорота.

Существование каждого вида зависит от множества других видов, уничтожение одного из видов может привести к исчезновению связанных с ним иных видов. Особи одного вида и продукты их жизнедеятельности, а также их отмершие тела являются пищей для других видов, что обеспечивает самоочищение экосистем.

Социально-экономическое развитие общества пришло и явное противоречие с ограниченными ресурсовоспроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. Происходит истощение естественных ресурсов суши и океана, безвозвратная потеря видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем. Поэтому человечество ищет пути устойчивого развития общества и природы.

Биосфера: опасность обеднения биологического разнообразия видов и экосистем

Биологическое разнообразие -- генетическое, видовое, экосистемное -- является первопричиной устойчивости как биосферы в целом, так и каждой отдельной экосистемы. Жизнь как устойчивое планетарное явление возможна лишь в том случае, когда она представлена разнообразными видами и экосистемами.

Но в современных условиях настолько возросли масштабы хозяйственной деятельности человека, что возникает опасность потери биологического разнообразия. Разные виды деятельности человека приводят к прямому или косвенному уничтожению разнообразных видов и экосистем биосферы.

Можно выделить несколько основных типов деградации окружающей среды, которые в настоящее время являются наиболее опасными для биологического разнообразия. Например, затопление или заиление продуктивных земель, их бетонирование, асфальтирование или застройка лишают диких животных мест обитания. Возделывание земель нерациональными методами снижает урожаи из-за эрозии и истощения плодородия почв. Обильное орошение полей может привести к засолению, т. е. к повышению концентрации солей в почве до уровня, не переносимого растениями. Вследствие чего исчезают типичные растения этих мест. Вырубка леса на больших территориях при отсутствии восстановительных посадок приводит к уничтожению местообитаний диких животных, смене растительности, сокращению ее разнообразия. Многие виды исчезают по причине их истребления, а также вследствие загрязнения окружающей среды. Большинство видов исчезает по причине уничтожения естественных мест обитания, разрушения природных экосистем. Это и является одной из главных причин обеднения биологического разнообразия.

Под биологическим разнообразием биосферы понимают разнообразие всех видов живых организмов, составляющих биосферу, а также все разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных природных зонах. К сожалению, в настоящее время всевозможные виды хозяйственной деятельности человека приводят к снижению биологического разнообразия. Биосфера теряет биологическое разнообразие. В этом заключается одна из экологических опасностей.

Человечество еще мало знает о биологическом разнообразии, например, нет еще точных данных о количестве видов в биосфере. Специалисты еще не всегда могут определить, какие территории требуют особых мер охраны и организации на них заповедников. Огромно количество малоизученных видов, например в тропических лесах.

Для сохранения биоразнообразия необходимо вкладывать средства в его изучение; совершенствовать природопользование, стараясь сделать его рациональным; решать глобальные экологические проблемы на международном уровне.

ЮНЕСКО приняла конвенцию о Всемирном наследии, которая объединяет природные и культурные памятники. Конвенция призывает заботиться об объектах, которые имеют ценность для всего человечества. Сохранение биоразнообразия зависит и от руководителей стран, и от поведения каждого жителя планеты.

Многообразие видов в природе, его причины. Влияние деятельности человека на многообразие видов. Биологический прогресс и регресс

Биологическое разнообразие

Биоразнообразие - это понятие, обозначающие все многообразие жизни на Земле и все существующие природные системы. Биоразнообразие, которое мы видим сегодня, - это продукт эволюции на протяжении миллиардов лет, определяемый естественными процессами и все в большей степени - влиянием человека. Оно представляет собой ткань Жизни, составной частью которой мы являемся и от которой полностью зависим.

Говорят, что на Земле видов жизни гораздо больше, чем звезд на небе. На сегодняшний день определены и получили свои имена около 1,7 миллионов видов растений, животных и микроорганизмов. Мы тоже являемся одним из таких видов. Точное количество видов проживающих на Земле до сих пор не известно. Их число колеблется от 5 до 100 миллионов!

Биологическое разнообразие является бесценным мировым достоянием нынешнего и будущих поколений. Но сегодня число факторов угрозы генному фонду, видам и экосистемам велико как никогда прежде. В результате деятельности человека экосистемы деградируют, виды умирают или их численность тревожными темпами сокращается до уровней нежизнеспособности. Такая утрата биоразнообразия подрывают саму основу Жизни на Земле и представляет собой по истине глобальную трагедию.

По разным данным от 100 до 200 видов становятся вымирающими каждые 24 часа! Они исчезают безвозвратно! Их исчезновение в большинстве случаев остается незамеченным, так как лишь только маленькая часть их идентифицирована. Живые виды исчезали со скоростью, в 50-100 раз превышающей естественный темп, и ожидается, что она еще значительно возрастет. По оценкам, основанным на существующих тенденциях, 34 тысячам видом растений и 5,2 тысячам видов животных (включая восьмую! часть видов птиц) грозит полное вымирание. Человечество, безусловно, пострадает (и уже страдает) от таких потерь, и не только потому, что мир станет беднее без белых медведей, тигров и носорогов. Истощение биологического наследия мира ограничит появление новых полезных продуктов. Лишь незначительная часть видов растений и животных исследована на общественную полезность. Только 5000 из примерно 265 000 видов растений культивируется для производства продовольствия. Даже самые незначительные виды могут играть решающую роль в экосистемах, к которым они принадлежат. Люди просто не имеют понятия о том, чем они пренебрегают. Природное богатство земли это не только разнообразие видов, но и генетические коды, обеспечивающие каждое живое существо признаками, которые позволяют ему выживать и развиваться. Эти гены можно использовать для разработки лекарств и расширения ассортимента продуктов питания. Из растений получают больше половины всех лекарственных средств. По данным ЮНЕП более 60% людей в мире напрямую зависят от растений, из которых получают лекартства. В Китае, например, используют для медицинских нужд более 5000 из 30000 идентифицированных домашних видов растений. Более 40% выписываемых В США рецептов содержат один или более лекарств, получаемых из диких видов (грибков, бактерий, растений и животных). Помимо медицинской, виды диких растений и животных имеют также другую высокую коммерческую ценность. Они являются очень важными для промышленности как источники танина, резины, смолы, масел и других коммерчески ценных компонентов. Потенциал для новых продуктов промышленности из неизвестных или плохо известных видов растений и животных огромен. Такие продукты могут даже содержать углеводороды, которые могли бы заменить нефть как источник энергии. Например, дерево, которое растет только в северной Бразилии продуцирует около 20 литров сока каждые 6 месяцев. Этот сок может быть использован как топливо для двигателей. В Бразилии также производится из зерна метан, который они затем продают для использования в машинах. Производство и использование метана экономит для страны 6 миллионов долларов в иностранной валюте каждый год. Утрата биоразнообразия снижает продуктивность экосистем, сокращая таким образом природную корзину товаров и услуг, из которой мы постоянно черпаем. Она дестабилизирует экосистемы и снижает их способность противостоять различным стихийным бедствиям. Мы тратим огромные деньги на возмещение ущерба от ураганов и наводнений, увеличивающиеся число которых является следствием вырубки лесов и глобального потепления. Теряя разнообразие мы теряем культурное самосознание, которое корнями уходит в окружающую нас биологическую среду. Растения и животные являются нашими символами, их изображение существует на флагах, в скульптурах и других образах нас и нашего общества. Мы черпаем вдохновение любуясь красотой и мощью природы. Исчезновение биоразнообразия необратимо в настоящих условиях, и при нашей зависимости от урожаев сельскохозяйственных культур, от лекарств и других биологических ресурсов, оно представляет угрозу и нашему благополучию.

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.

Как появилась Конвенция

Еще в ноябре 1988 году Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) организовала Специальную рабочую группу экспертов по биологическому разнообразию с целью изучения необходимости разработки международной конвенции по биологическому разнообразию. В мае 1989 года, она учредила Специальную рабочую группу по техническим и правовым вопросам для подготовки международного правового документа в отношении сохранения и устойчивого использования биологического разнообразия.

С февраля 1991 года Специальная рабочая группа стала называться Межправительственным комитетом по ведению переговоров. Результатом работы комитета явилось проведение 22 мая 1992 года в Найроби, Кения, Конференцию по согласованию текста Конвенции о биологическом разнообразии. Конвенция о Биологическом разнообразии была подписана 5 июня лидерами 150 государств на историческом Саммите "Планета Земля" в Рио-де-Жанейро в 1992 году.

Задуманная как практический инструмент для претворения в жизнь принципов "Повестки Дня на 21 век" , Конвенция призвана содействовать устойчивому развитию. Она была открыта для подписания до 4 июня 1993 года, и к этому моменту ее подписали 168 сторон. Конвенция вступила в силу 29 декабря 1993 года, на 90 день после ее ратификации 30 странами. Конвенция о биологическом разнообразии представляет собой соглашение, последствия которого трудно переоценить. На сегодняшний день ее ратифицировало 176 стран и Европейское сообщество. Благодаря почти всеобщему участию правительств, всеобъемлющему мандату и доступу к финансовым и научно-техническим ресурсам, Конвенция стала оказывать воздействие на подход международного сообщества к вопросам биоразнообразия.

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. В настоящее время скорость исчезновения видов на пять порядков больше: за сутки исчезает 24 вида. Предполагается, что к 2000 г. в сутки будет исчезать 100 видов. По экспертным оценкам, на протяжении следующих 20 - 30 лет 25% общего биологического разнообразия Земли будет находиться под серьезной угрозой исчезновения. В настоящее время - около 22 тыс. видов растений и животных.

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 Болгарии 80 % окультуренных земель подвержены водной и ветровой эрозии, из них занимающие площадь в 100 км 2 ежегодно выбывают из сельскохозяйственного пользования. В России около 50 млн. га сельскохозяйственных земель засолены, заболочены или подтоплены грунтовыми водами. В странах Западной Европы, особенно в ФРГ, Нидерландах, сельскохозяйственные земли сильно загрязнены нитратами и пестицидами. 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.

Подобные документы

Понятие и суть биологического разнообразия. Обзор проблемы контроля и сохранения биологического разнообразия биосферы. Отрицательное влияние человека на биосферу. Экономическая оценка вклада природных экосистем в глобальную биосферную устойчивость.

курсовая работа , добавлен 24.11.2008


Научные труды Чарлза Дарвина. Происхождение биологического разнообразия в результате эволюции. История написания издания "Происхождения видов". Основание дарвинизма и материалистической теории эволюции органического мира. Теория естественного подбора.

реферат , добавлен 06.04.2017


Необходимость сохранения биологического разнообразия живых организмов, населяющих нашу планету. Разнообразие видов, существующих в биосфере Земли. Армерия обыкновенная, Лунник оживающий, Сверция многолетняя, Башмачок настоящий, Пальчатокоренник.

презентация , добавлен 15.12.2011


Биологическое разнообразие жуков в районе поселка Борок, прилегающего к Рыбинскому водохранилищу, его анализ и оценка. Влияние типа биотопа на видовой состав и численность жуков. Суточная динамика биологического разнообразия видов и семейств жуков.

контрольная работа , добавлен 28.09.2010


История вопроса и теоретические положения ландшафтно-экологического подхода. Ведущие природные факторы внутриландшафтной дифференциации беспозвоночных высокогорий. Региональные различия внутриландшафтной дифференциации беспозвоночных высокогорий.

дипломная работа , добавлен 25.05.2007


Понятие биологического возраста: критерии, признаки и методы оценки. Особенности биологического возраста в различных эколого-популяционных и этнических группах. Оценка биологического возраста лиц умственного труда на примере студентов и учителей школы.

дипломная работа , добавлен 27.03.2014


Характер происхождения жизни, основные функции живого вещества. Привнесение на Землю живого вещества из глубин космоса. Доказательства реального существования всепроникающего биологического поля. Многообразие видов на Земле. Человек как часть биосферы.

контрольная работа , добавлен 19.06.2012


Неопределенная изменчивость в качестве предпосылки развития органической природы. Борьба за существование как пусковой механизм эволюции, нашедший отражение в разных типах понятий биологического соревнования. Проблема форм отбора в теории селектогенеза.

реферат , добавлен 27.12.2016


Ограниченность традиционных источников энергии, базирующихся на нефти, природном газе и угле. История возникновения биологического топлива, его классификация по агрегатному состоянию и поколениям. Отрицательное воздействие биологического топлива.

реферат , добавлен 03.03.2016


Альтернативные теории старения как стойкого ухудшения работоспособности с возрастом. Представители долгожителей в животном мире. Факторы, провоцирующие старение и сокращающие продолжительность жизни. Понятие биологического бессмертия: основные гипотезы.

В его основе лежит видовое разнообразие. Оно включает миллионы видов животных, растений, микроорганизмов, живущих на нашей планете. Однако биоразнообразие охватывает и всю совокупность природных экосистем, которые слагаются этими видами. Таким образом, под биоразнообразием следует понимать разнообразие организмов и их природных сочетаний. На основе биоразнообразия создается структурная и функциональная организация биосферы и составляющих ее экосистем, которая определяет их стабильность и устойчивость к внешним воздействиям.

Существует три основных типа биоразнообразия :

• генетическое, отражающее внутривидовое разнообразие и обусловленное изменчивостью особей;
• видовое, отражающее разнообразие живых организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов);
• разнообразие экосистем, охватывающее различия между типами экосистем, средами обитания и экологическими процессами. Разнообразие экосистем отмечается не только по структурным и функциональным составляющим, но и по масштабу — от биоценоза до биосферы.

Все типы биологического разнообразия взаимосвязаны: генетическое разнообразие обеспечивает разнообразие видов; разнообразие экосистем и ландшафтов создает условия для образования новых видов; повышение видового разнообразия увеличивает общий генетический потенциал живых организмов биосферы. Каждый вид вносит свой вклад в разнообразие, и с этой точки зрения не существует бесполезных или вредных видов.

Конвенция биологического разнообразия

В соответствии с Конвенцией 1992 г. о биологическом разнообразии, участниками которой по состоянию на 14 августа 2001 г. являются 181 государство, их правительства обязались сохранять биологическое разнообразие, использовать его компоненты на устойчивой основе и равноправно делиться выгодами, вытекающими из использования генетических ресурсов. Несмотря на это, биологическое разнообразие планеты необратимо утрачивается со скоростью, вызывающей тревогу, в результате крупномасштабной деятельности по сведению и выжиганию лесов; хищнических масштабов заготовки растений; не избирательного применения пестицидов и других стойких ядохимикатов; осушения и засыпки болот; уничтожения коралловых рифов и мангровых зарослей; применения хищнических методов рыболовства; изменения климата; загрязнения воды; превращения нетронутых природных зон в сельскохозяйственные угодья и городские массивы.

В столице Малайзии — Куала-Лумпуре в феврале 2004 г. под эгидой ООН состоялась седьмая конференция участников Конвенции по биологическому разнообразию. В ней принимали участие более 2 тыс. представителей свыше 180 стран мира. На конференции обсуждались вопросы защиты окружающей среды и исчезающих видов, изучалась возможность создания специальной сети, которая помогла бы населению развивающихся стран защитить свое наследие.

Генеральный директор Программы ООН по окружающей среде К. Топфер заявил на форуме, что после 2000 г. на планете ежегодно исчезает около 60 тыс. биологических видов, и это число неуклонно растет.

Биоразнообразие характеризует процесс реальной эволюции, который идет на многих уровнях организации живого. По оценкам ученых, общее число видов живых существ составляет от 5 до 30 млн. Из них в настоящее время описано не более 2,0 млн. Таким образом, со времен Линнея, попытавшегося создать классификацию живых организмов, количество видов животных и растений, известных науке, возросло с 11 тыс. до 2 млн.

Животные — один из ведущих компонентов экологических систем Земли. В настоящее время науке известно (описано) немногим более 1 млн видов животных, что составляет приблизительно около половины всех существующих на планете. Основные группы организмов и их численность (количество видов, тыс.) представлены следующим образом:

Биологическое разнообразие видов максимально среди насекомых и высших растений. По оценкам специалистов, общее количество организмов всех жизненных форм колеблется между 10 и 100 млн. Эти миллионы видов животных и растений поддерживают условия, необходимые для продолжения жизни на Земле.

В 1982 г. американский исследователь Т. Эрвин опубликовал статью, вызвавшую бурную полемику. Он утверждал, что в тропических лесах может обитать более 30 млн видов членистоногих, преимущественно насекомых. Основанием для такого смелого вывода стала проведенная им оценка числа видов насекомых, специфически связанных только с одним видом деревьев из семейства бобовых (Luehea seemanni) в тропическом лесу Панамы. Использовав окуривание инсектицидом крон деревьев и собрав всех упавших членистоногих на растянутую внизу полиэтиленовую пленку, Эрвин подсчитал общее число видов жуков (он полагал, что многие из них неизвестны науке) и пришел к выводу, что дерево служит кормовым растением всего для 136 из них. Приняв ряд допущений, он рассчитал, что число видов всех членистоногих, связанных с одним видом деревьев (в том числе живущих на земле) достигает 600. Так как древесных видов в тропиках около 50 тыс., то нетрудно подсчитать, что их оказалось 30 млн. Таким образом, с уже известными науке видами (около 1 млн) это составляло 31 млн! Некоторые энтомологи отнеслись к расчетам Эрвина весьма скептически: приняв его логику, следовало ожидать, что большинство насекомых в тропиках должны относиться к новым видам, а на самом деле таковые встречаются не столь часто.

Недавно эту гипотезу проверил чешский ученый В. Новотный (Институт энтомологии Чешской академии наук) совместно с коллегами из США, Панамы, Швеции и Чехии.

Обследуя в течение нескольких лет участок низменного тропического дождевого леса в Новой Гвинее, ученые собирали насекомых с листьев 51 вида растений, в том числе с 13 видов рода Ficus и четырех — рода Psychotria. Всего было собрано более 50 тыс. насекомых, относящихся к 935 видам, среди которых преобладали жуки, гусеницы бабочек (чешуекрылых) и прямокрылые. Кроме того, исследователи выращивали гусениц на разных растениях, стараясь довести их до куколки.

Анализ этого обширного материала показал, что в расчете на один кормовой вид приходится 7,9 вида жуков, 13,3 — бабочек и 2,9 — прямокрылых. Таким образом, представление о чрезвычайной распространенности в тропиках стенофагии оказывается не более чем мифом. Новотный и его коллеги рассчитали также, сколько видов насекомых может быть связано с кормовыми растениями на уровне родов, а затем вычислили и общее число видов членистоногих: их оказалось около 4,9 млн, а не 31 млн, как предполагал Эрвин.

Значение сохранения биологического разнообразия

Биологическое разнообразие является главным источником удовлетворения многих и служит основой его приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды. Практическая ценность биоразнообразия заключается в том, что это по сути неиссякаемый источник биологических ресурсов. Это прежде всего продукты питания, лекарства, источники сырья для одежды, производства строительных материалов и т.д. Биоразнообразие имеет огромное значение для организации отдыха человека.

О полезных свойствах большинства организмов мы знаем очень немного. В активе человечества, например, всего около 150 видов культурных растений, которые находят широкое применение, а из 265 тыс. видов всех растительных организмов только 5 тыс. когда-либо возделывались человеком. В еще меньшей степени учитывается разнообразие микроорганизмов и грибов.

В настоящее время насчитывается около 65 тыс. видов грибов. А сколько из них человек использует?

Естественная растительность является основной базой для получения лекарственных препаратов, с помощью которых человечество избавилось от многих болезней. Так, например, если бы в сельве на восточных склонах Анд не обнаружили хинное дерево (Chinchona), дающее хинин, жители тропиков, субтропиков и немало обитателей умеренных зон были бы обречены на страдания от малярии. Появление синтетических аналогов этого лекарства стало возможным только благодаря детальному изучению оригинала. Мексиканский ямс, принадлежащий к роду Dioscorea, является источником диосгенина, который используется при производстве кортизона и гидрокортизона.

Стараясь изменить природные условия, человек вступил в конфликт с силами естественной саморегуляции. Одним из результатов такого конфликта стало снижение биологического разнообразия природных экосистем. В настоящее время число видов на Земле стремительно уменьшается. Ежедневно исчезает до 10 видов животных и еженедельно — 1 вид растений. Гибель одного вида растений ведет к уничтожению примерно 30 видов мелких животных (прежде всего насекомых и круглых червей — нематод), связанных с ним в процессе питания. В ближайшие 20-30 лет человечество может потерять около 1 млн видов. Это будет серьезным ударом по целостности и стабильности нашего природного окружения.

Сокращение биоразнообразия занимает особое место среди основных экологических проблем современности. Происходит массовое уничтожение природных экосистем и исчезновение многих видов живых организмов. Природные экосистемы полностью изменены или уничтожены на пятой части суши. С 1600 г. зарегистрировано исчезновение 484 видов животных и 654 видов растений.

Виды распределены по поверхности планеты неравномерно. Разнообразие видов в естественных средах обитания максимально в тропической зоне и уменьшается с увеличением широты. Самые богатые по видовому разнообразию экосистемы — дождевые тропические леса, которые занимают около 7 % поверхности планеты и содержат более 90 % всех видов. Коралловые рифы и средиземноморские экосистемы также отличаются видовым разнообразием.

Биоразнообразие обеспечивает генетическими ресурсами сельское хозяйство, составляет биологическую базу для всемирной продовольственной безопасности и является необходимым условием существования человечества. Ряд дикорастущих растений, родственных сельскохозяйственным культурам, имеет очень большое значение для экономики на национальном и глобальном уровнях. Например, эфиопские сорта калифорнийского ячменя обеспечивают защиту от болезнетворных вирусов, в денежном выражении составляющую 160 млн дол. США в год. Генетическая устойчивость к заболеваниям, достигаемая с помощью диких сортов пшеницы, в Турции оценивается в 50 млн дол.

Причин необходимости сохранения биоразнообразия много: потребность в биологических ресурсах для удовлетворения нужд человечества (пища, материалы, лекарства и др.), этический и эстетический аспекты и т.д. Однако главная причина состоит в том, что биоразнообразие играет ведущую роль в обеспечении устойчивости экосистем и биосферы в целом (поглощение загрязнений, стабилизация климата, обеспечение пригодных для жизни условий). Биоразнообразие выполняет регулирующую функцию в осуществлении всех биогеохимических, климатических и других процессов на Земле. Каждый вид, каким бы незначительным он ни казался, вносит определенный вклад в обеспечение устойчивости не только своей локальной экосистемы, но и биосферы в целом.

По мере усиления антропогенного воздействия на природу, приводящего к обеднению биологического разнообразия, изучение организации конкретных сообществ и экосистем, а также анализ изменения их разнообразия становится насущной необходимостью. В 1992 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия) состоялась конференция ООН по окружающей среде и развитию. На ней представителями большинства государств земного шара была подписана Конвенция о биологическом разнообразии.

В Конвенции под «биологическим разнообразием» понимается вариабельность живых организмов из всех источников, в том числе наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.

Цель Конвенции о биологическом разнообразии была сформулирована следующим образом: «сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование его компонентов и справедливое распределение доходов от использования генетических ресурсов».

В дополнение к Конвенции была принята Программа действий в XXI в. В ней рекомендовано направлять деятельность человечества в первую очередь на выявление состояния биоразнообразия и потенциальных угроз ему в каждой из стран, признающих ценности, провозглашенные на данной конференции.

Сегодня очевидно, что сохранение разнообразия живых организмов и биологических систем на Земле — необходимое условие выживания человека и устойчивого развития цивилизации.

Нормальное состояние и функционирование биосферы, а следовательно, и стабильность окружающей природной среды невозможны без обеспечения благоприятной среды обитания для всех биотических сообществ во всем их многообразии. Утрата же биоразнообразия ставит под угрозу не только благополучие человека, но и само его существование.

Скорость уменьшения биоразнообразия, как у нас в стране, так и во всем мире, за последние 30 - 40 лет резко увеличилась. Снижение биоразнообразия отмечается на всех уровнях - генетическом, видовом и экосистемном, что уже приводит к необратимым изменениям природной среды. Происходит самое значительное за последние 65 млн лет исчезновение видов растений и животных со скоростью, в пять тысяч раз превышающей естественный ход эволюции на Земле.

Антропогенные воздействия на главнейшие компоненты биотических сообществ рассмотрим в следующем порядке: растительный мир (леса и другие сообщества), животный мир.

Главенствующее значение в природе и в жизни человека имеют леса . Россия богата лесом. Более 1,2 млрд га, или 75 % от площади земельных угодий занимают леса. Ни одна страна в мире не имеет больших запасов древесины. Общая площадь лесов России составляет сегодня значительную часть всех лесов Земли. Это самые мощные легкие планеты из оставшихся.

Размещение лесов в нашей стране неравномерно, наибольшая часть всей лесопокрытой площади находится в Западной и Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Здесь сосредоточены основные площади сосны обыкновенной, ели, лиственницы, пихты, кедра сибирского, осины. Основные лесные богатства сосредоточены в Восточной Сибири (45 % лесов всей страны) и простираются от Енисея почти до Охотского моря. Этот богатейший лесной край представлен такими ценными древесными породами, как лиственница сибирская и даурская, сосна обыкновенная, кедр сибирский и др.

Леса - важная составная часть окружающей природной среды. Как экологическая система лес выполняет различные функции и одновременно является незаменимым природным ресурсом (рис. 67). Многочисленные исследования как у нас в стране, так и за рубежом подтвердили исключительное значение лесов в сохранении экологического равновесия в природной среде. По мнению специалистов, значение средозащитной функции леса, т. е. сохранность генофонда флоры и фауны, на порядок выше их экономического значения как источника сырья и продуктов.

Влияние лесов на окружающую природную среду исключительно многообразно. Оно проявляется, в частности, в том, что леса:

Являются основным поставщиком кислорода на планете;

Непосредственно влияют на водный режим как на занятых ими, так и на прилегающих территориях и регулируют баланс воды;

Снижают отрицательное воздействие засух и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;

Смягчая климат, способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур;

Поглощают и преобразовывают часть атмосферных химических загрязнений;

Защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей, оползней, разрушения берегов и других неблагоприятных геологических процессов;

Создают нормальные санитарно-гигиенические условия, благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.

Рис. 67. Значение леса в природе и жизни человека

Вместе с тем леса являются источником получения древесины и многих других видов ценного сырья. Из древесины производят более 30 тыс. изделий и продуктов, и потребление ее не уменьшается, а, наоборот, увеличивается.

Подчеркнем еще раз, что значение леса беспредельно. Известный русский писатель Л. М. Леонов назвал его Другом с большой буквы. Леса - важное и наиболее эффективное средство поддержания естественного состояния биосферы и незаменимый фактор культурного и социального значения. Позитивная экологическая роль леса отражена в девизе Международного конгресса лесоводов (Индия): «Лес - это вода, вода - урожай, урожай - жизнь».

По своему значению, местоположению и выполняемым функциям все леса подразделяют на три группы:

первая группа - леса, выполняющие защитные экологические функции (водоохранные, полезащитные, санитарно-гигиенические, рекреационные). Эти леса строго охраняются, особенно лесопарки, городские леса, особо ценные лесные массивы, национальные природные парки. В лесах этой группы допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки деревьев;

вторая группа - леса, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение. Распространены они в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей. Сырьевые ресурсы лесов этой группы недостаточны, поэтому, чтобы сохранить их защитные и эксплуатационные функции, требуется строгий режим лесопользования;

третья группа - эксплуатационные леса. Распространены они в многолесных районах и являются основным поставщиком древесины. Заготовка древесины должна осуществляться без изменения естественных биотопов и нарушения естественного экологического равновесия.

Принадлежность леса к той или иной группе определяет режим лесопользования, который должен вестись на строго научной основе с соблюдением основных принципов максимального сбережения природных экосистем и рационального использования лесных ресурсов.

При характеристике нынешнего состояния растительного покрова и в первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин - деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека. Деградация лесов служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства.

Воздействие человека на леса и вообще на весь растительный мир может быть прямым и косвенным. К прямому воздействию относятся : 1) сплошная вырубка лесов; 2) лесные пожары и выжигание растительности; 3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов); 4) усиливающийся пресс туризма.

Косвенное воздействие - этоизменение условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов).

В отчете ЮНЕП «О состоянии окружающей среды к 2000 году» подчеркнуто, что «сведение лесов - вероятно, наиболее серьезная экологическая проблема, стоящая перед человечеством...» Сведение (гибель) лесов в списке злодеяний человека против окружающей природной среды, по А. Гору (1993), стоит на первом месте. За несколько столетий была уничтожена значительная часть всех лесных массивов на планете. На современном этапе развития производительных сил лесные экосистемы становятся еще более уязвимыми, утрачивают свои защитные функции, их потенциальные средоустойчивые возможности значительно ослабевают.

В XVII в. на Русской равнине площадь лесов достигала 5 млн км 2 , к 1970 г. их осталось не более 1,5 млн км 2 . В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн га ежегодно. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения климаксной фазы, т. е. высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше - первые сотни лет (Данилов-Данильян и др., 1994).

Аналогичное состояние, связанное с вырубкой леса, наблюдается и в других странах мира. По данным ФАО (сельскохозяйственная программа ООН), обезлесение только на засушливых землях происходит на 4 млн га в год, из которых 2,7 млн га приходится на Африку. Лес здесь рубят в основном на дрова, поскольку спрос на топливную древесину постоянно растет. Достаточно отметить, что 82% всей энергии, используемой в восьми странах Сахели (Африка), дает древесина.

В еще более опасном положении находятся вечнозеленые влажные (дождевые) тропические леса - древние климаксные экосистемы. Это бесценное хранилище генетического многообразия исчезает с лица Земли примерно со скоростью 17 млн га в год. Ученые полагают, что при таких темпах влажные тропические леса, особенно в низменных равнинах, полностью исчезнут через несколько десятков лет. По данным на 1992 г., в Восточной и Западной Африке уничтожено 56 % лесов, а в отдельных районах до 70%; в Южной Америке (главным образом в бассейне Амазонки) - 37 %, в Юго-Восточной Азии - 44 % от первоначальных площадей. Их выжигают ради расчистки земли под пастбища, интенсивно вырубают как источник древесного топлива, выкорчевывают при неправильном ведении системы земледелия, затапливают при строительстве гидроэлектростанций, и т. д.

Пагубное влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары . Возникают они в подавляющем большинстве случаев по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. В зонах тропических лесов пожары образуются в результате сознательного выжигания лесных массивов под пастбища и других сельскохозяйственных целей. Сознательно выжигали леса и в ходе военных действий, например во время войны во Вьетнаме, Лаосе, Кампучии (1961 - 1975 гг.).

Ранее в России лесные пожары возникали в каждый засушливый год. Огромные массивы леса (около 15 млн га) горели, например, в Восточной Сибири в 1915 г. В дальнейшем в связи с развитием новых технических средств тушения пожаров и совершенствованием методов их обнаружения, площади лесных пожаров сократились. Однако и на сегодня лесные пожары представляют серьезную угрозу для лесного фонда не только России, но и всех стран мира. По данным Н. Ф. Реймерса (1990), крупнейшие лесные пожары в последние годы зарегистрированы в 1972 г. (европейская часть России) и в 1979 и 1987 гг. (Восточная Сибирь). Значительные лесные пожары наблюдались в 90-е гг. в Якутии и Магаданской области, в центральной и северо-западной части Европейской России. Только в 1997 г. зарегистрировано более 31 тыс. пожаров, охвативших более 726 тыс. га лесной площади.

Ранее уже рассматривалось весьма негативное влияние атмосферных загрязнений и в первую очередь диоксида серы на состояние лесных экосистем. В последние годы значительным фактором деградации лесов становится радиоактивное загрязнение. По подсчетам ученых, общая площадь лесов, пораженных в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в Челябинской области и в зоне влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне составила более 3,5 млн га.

Помимо лесов возросшее негативное воздействие человеческой деятельности проявляется и в отношении остального растительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли, лишайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании, сборе лекарственных растений и ягод, стравлении скоту и других видах непосредственного использования. Множество различных видов растений гибнут при воздействии загрязняющими веществами, а также в процессе мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности.

Масштабное антропогенное воздействие на лесные сообщества приводит к тяжелым экологическим последствиям как на зкосистемно-биосферном, так и на популяционно-видовом уровнях.

На обезлесенных территориях возникают глубокие овраги, разрушительные оползни и сели, уничтожается фотосинтезирующая фитомасса, выполняющая важные экологические функции, ухудшается газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных объектов, исчезают многие растительные и животные виды.

Сведение крупных лесных массивов, особенно влажных тропических - этих своеобразных испарителей влаги, по мнению многих исследователей, неблагоприятно отражается не только на региональном, но и на биосферном уровне. Уничтожение древесно-кустарниковой растительности и травянистого покрова на пастбищах в засушливых регионах ведет к их опустыниванию.

Еще одно негативное экологическое последствие сведения лесов - изменение альбедо земной поверхности . Альбедо - это величина, характеризующая способность поверхности отражать падающие на нее лучи. Интегральное альбедо крон деревьев составляет 10 - 15%, травы 20 - 25, свежевыпавшего снега - до 90 %. Альбедо земной поверхности - один из важных факторов, определяющих климат как в целом в мире, так и отдельных его регионов. Установлено, что серьезные изменения климата на планете могут быть вызваны изменением альбедо поверхности Земли всего лишь на несколько процентов. В настоящее время с помощью космических снимков обнаружено крупномасштабное изменение альбедо (так же как и теплового баланса) всей поверхности Земли. Ученые полагают, что это вызвано, прежде всего, уничтожением лесной растительности и развитием антропогенного опустынивания на значительной части нашей планеты.

Огромный вред состоянию естественных лесных экосистем наносят упомянутые выше лесные пожары, надолго, если не навсегда, замедляя процесс восстановления леса на сгоревших площадях. Лесные пожары ухудшают состав леса, уменьшают прирост деревьев, нарушают связи корней с почвой, усиливают буреломы, уничтожают кормовую базу диких животных, гнездовья птиц. В сильном пламени почва сжигается до такой степени, что в ней полностью нарушается влагообмен и способность к удержанию питательных веществ. Выжженная дотла территория нередко быстро заселяется различными насекомыми, что не всегда безопасно для людей из-за возможных вспышек инфекционных заболеваний.

Кроме описанных выше прямых воздействий человека на биотические сообщества важное значение имеют и косвенные, например загрязнение их промышленными выбросами.

Различные токсиканты , и в первую очередь диоксид серы, оксиды азота и углерода, озон, тяжелые металлы, весьма негативно влияют на хвойные и широколиственные деревья, а также на кустарники, полевые культуры и травы, мхи и лишайники, фруктовые и овощные культуры и цветы. В газообразном виде или в виде кислотных осадков они отрицательно действуют на важные ассимиляционные функции растений, органы дыхания животных, резко нарушают метаболизм и приводят к различным заболеваниям. Так, например, под действием озона (0 3) в растениях снижается не только активность транспортной системы, но и содержание хлорофилла. Прослеживается высокая корреляция между повреждением листьев и количеством адсорбированного диоксида серы (SО 2). Высокие дозы SО 2 или продолжительные воздействия его низких концентраций приводят к сильному ингибированию процессов фотосинтеза и снижению дыхания. Таким образом, из приведенных выше примеров следует, что такие токсиканты, как диоксид серы, озон и др., могут существенно нарушать различные биохимические и физиологические процессы и структурную организацию клеток растений и приводить к их гибели.

Крайне отрицательно на жизнедеятельности растений сказываются автомобильные выхлопные газы , содержащие 60 % всех вредных веществ в городском воздухе и среди них такие токсичные, как оксиды углерода, альдегиды, неразложившиеся углеводороды топлива, соединения свинца. Например, под их воздействием у дуба, липы, вяза уменьшается размер хлоропластов, сокращается число и размер листьев, сокращается продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность устьиц, общее содержание хлорофилла уменьшается в полтора-два раза (Яблоков, Остроумов, 1985).

На популяционно-видовом уровне негативное воздействие человека на биотические сообщества проявляется в утрате биологического разнообразия, в сокращении численности и исчезновении отдельных видов. По свидетельству ботаников, обеднение флоры наблюдается во всех растительных зонах и на всех, кроме Антарктиды, материках. Причем наиболее уязвимой оказывается флора островов.

Разрушение естественных природных сообществ уже вызвало исчезновение ряда растений. В недалеком будущем множество видов растений, которые сегодня сокращаются в численности, также окажутся под угрозой исчезновения. В общей сложности во всем мире нуждаются в охране 25 - 30 тыс. видов растений, или 10 % мировой флоры. Доля вымерших видов во всех странах составляет более 0,5 % общего числа видов флоры мира, а в таких регионах, как Гавайские острова, более 11 %.

В настоящее время в России более тысячи видов находятся на грани исчезновения и нуждаются в срочной охране. Из флоры России навсегда исчезли незабудочник Чекановского, волчеягодник баксанский, строгановия стрелолистная и многие другие виды растений.

Сокращение числа видов сосудистых растений, а в ряде случаев и их исчезновение ведет к изменению видового состава экосистем. По утверждению специалистов, это приводит к разрыву зволюционно сложившихся пищевых сетей и к дестабилизации экологической системы, что проявляется в ее разрушении и обедненности. Напомним, что сокращение площадей, покрытых зеленой растительностью, или ее разреживание крайне нежелательны по двум причинам: во-первых, нарушается глобальный круговорот углерода в биосфере и, во-вторых, снижается интенсивность поглощения солнечной энергии биосферой в процессе фотосинтеза.

Животный мир - это совокупность всех видов и особей диких животных (млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб, а также насекомых, моллюсков и других беспозвоночных), населяющих определенную территорию или среду и находящихся в состоянии естественной свободы.

Согласно Федеральному закону «О животном мире» (1995 г.), основные понятия, связанные с охраной и использованием животного мира, формулируются следующим образом:

Объект животного мира - организмы животного происхождения или их популяция;

Биологическое разнообразие животного мира - разнообразие объектов животного мира в рамках одного вида, между видами и в экосистемах;

Устойчивое состояние животного мира - существование объектов животного мира в течение неопределенно длительного времени;

Устойчивое использование объектов животного мира - использование объектов животного мира, которое не приводит в долгосрочной перспективе к истощению биологического разнообразия животного мира и при котором сохраняется способность животного мира к воспроизводству и устойчивому существованию.

Животный мир является неотъемлемым элементом окружающей природной среды и биологического разнообразия Земли, возобновляющимся природным ресурсом, важным регулирующим и стабилизирующим компонентом биосферы (рис. 68).

Главнейшая экологическая функция животных - участие в биотическом круговороте веществ и энергии. Устойчивость экосистемы обеспечивается в первую очередь животными, как наиболее мобильным элементом.

Необходимо сознавать, что животный мир - не только важный компонент естественной экологической системы и одновременно ценнейший биологический ресурс. Очень важно и то, что все виды животных образуют генетический фонд планеты, все они нужны и полезны. В природе нет пасынков, как нет и абсолютно полезных и абсолютно вредных животных. Все зависит от их численности, условий существования и от ряда других факторов. Одна из разновидностей 100 тыс. видов различных мух - комнатная муха, является переносчиком ряда заразных болезней. В то же время мухи кормят огромное количество животных (мелкие птицы, жабы, пауки, ящерицы и др.). Лишь некоторые виды (клещи, грызуны-вредители и др.) подлежат строгому контролю.

Несмотря на огромную ценность животного мира, человек, овладев огнем и оружием, еще в ранние периоды своей истории качал истреблять животных (так называемый «плейстоценовый перепромысел», а сейчас, вооружившись современной техникой, развил «стремительное наступление» и на всю естественную биоту. Конечно, на Земле и в прошлом, в любые времена, по самым разным причинам происходила постоянная смена ее обитателей. Однако сейчас темпы исчезновения видов резко возросли, а в орбиту исчезающих вовлекаются все новые и новые виды, которые до этого были вполне жизнеспособны. Видные российские ученые-экологи А. В. Яблоков и С. А. Остроумов (1983) подчеркивают, что в последнее столетие темпы спонтанного возникновения видов в десятки (если не в сотни) раз ниже, чем темпы вымирания видов. Мы являемся свидетелями упрощения как отдельных экосистем, так и биосферы в целом.

Рис. 68. Значение животного мира в природе и жизни человека

Пока нет ответа на главный вопрос: каков возможный предел этого упрощения, за которым неизбежно должно последовать разрушение «систем жизнеобеспечения» биосферы.

Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания животных следующие:

Нарушение среды обитания;

Чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах;

Интродукция (акклиматизация) чуждых видов;

Прямое уничтожение с целью защиты продукции;

Случайное (непреднамеренное) уничтожение;

Загрязнение среды.

Нарушение среды обитания вследствие вырубки лесов, распашки степей и залежных земель, осушения болот, зарегулирования стока, создания водохранилищ и других антропогенных воздействий коренным образом меняет условия размножения диких животных, пути их миграции, что весьма негативно отражается на их численности и выживании.

Например, в 60 - 70 гг. ценой больших усилий была восстановлена калмыцкая популяция сайгака. Ее численность превысила 700 тыс. голов. В настоящее время сайгака в калмыцких степях стало значительно меньше, а его репродуктивный потенциал потерян. Причины различные: интенсивный перевыпас домашнего скота, чрезмерное увлечение проволочными изгородями, развитие сети ирригационных каналов, перерезавших естественные пути миграции животных, в результате чего сайгаки тысячами тонули в каналах на пути их передвижения.

Нечто подобное происходило в районе г. Норильска (Гетов и др., 1986). Прокладка газопровода без учета миграции оленей в тундре привела к тому, что животные стали сбиваться перед трубой в огромные стада, и ничто не могло их заставить свернуть с векового пути. В результате погибли многие тысячи животных.

Под добыванием имеется в виду как прямое преследование и нарушение структуры популяции (охота), так и любое другое, изъятие животных и растений из природной среды для различных целей.

В Российской Федерации отмечается снижение численности ряда охотничьих видов животных, что связано в первую очередь с нынешней социально-экономической ситуацией и возросшей их незаконной добычей. Чрезмерная добыча служит главной причиной сокращения и численности крупных млекопитающих (слонов, носорогов и др.) в странах Африки и Азии. Высокая стоимость слоновой кости на мировом рынке приводит к ежегодной гибели около 60 тыс. слонов в этих странах.

Однако и мелкие животные уничтожаются в невообразимых масштабах. По расчетам А. В. Яблокова и С. А. Остроумова, на птичьих рынках больших городов европейской части России ежегодно продаются не менее нескольких сотен тысяч мелких певчих птиц. Объем международной торговли дикими птицами превышает семь миллионов экземпляров, большая часть которых погибают либо в дороге, либо вскоре после прибытия.

Негативные воздействия такого фактора снижения численности как чрезмерное добывание проявляется и по отношению к другим представителям животного мира. Например, запасы восточно-балтийской трески в настоящее время находятся на таком низком уровне, которого не отмечалось за всю историю изучения этого вида на Балтике. К 1993 г. общие уловы трески снизились по сравнению с 1984 г. в 16 раз, несмотря на возрастающие промысловые усилия (Государственный доклад..., 1995).

Запасы осетровых в Каспийском и Азовском морях подорваны настолько, что, по-видимому, придется вводить запрет на их промышленный лов. Основной причиной этого является браконьерство, которое повсеместно приняло масштабы, сопоставимые с промыслом. Ожидается продолжение запрета на промысел мойвы в Баренцевом море, так как нет надежд на восстановление численности популяции, подорванной хищническим потреблением. С 1994 г. запрещен промысел в Дону азово-кубанской сельди в связи с низкой численностью популяции.

Третьей по важности причиной сокращения численности и исчезновения видов животных является интродукция (акклиматизация) чуждых видов. В литературе описаны многочисленные случаи вымирания аборигенных (коренных) видов из-за влияния на них завезенных видов животных или растений.

Есть еще больше примеров, когда местные виды из-за вторжения «пришельцев» находятся на грани исчезновения. Широко известны в нашей стране примеры негативного влияния американской норки на местный вид - европейскую норку, канадского бобра - на европейского, ондатры на выхухоль, и т. д.

Многие ученые считают, что лишь в обедненные антропогенные экосистемы возможно введение новых видов для сбалансирования экологической системы. Так, например, по мнению А. Г. Банникова, вполне допустима интродукция растительноядных рыб - толстолобика, белого амура - в искусственные каналы, где они будут препятствовать их зарастанию. В целом же опыт работы производственно-акклиматизационных станций Главрыбвода и некоторых других организаций позволяет более оптимистично смотреть на перспективы акклиматизации рыб и водных беспозвоночных, разумеется, при достаточном экологическом обосновании. Нелишне отметить, что ряд акклиматизационных работ российских ученых получили высокую оценку на мировом уровне. Это, например, - беспрецедентная в истории акклиматизации трансокеаническая пересадка камчатского краба в Баренцево море, где в настоящее время сформировалась его самовоспроизводящая популяция. Так же успешно прошла акклиматизация пиленгаса в Азовском море и горбуши на европейском Севере.

Другие причины снижения численности и исчезновения животных - прямое их уничтожение для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов (гибель хищных птиц, сусликов, ластоногих, койотов и др.); случайное (непреднамеренное) уничтожение (на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и т. д.); загрязнение среды (пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, свинцом и другими токсикантами).

Приведем только два примера, связанных с сокращением видов животных из-за непреднамеренного воздействия человека. В результате строительства гидротехнических плотин в Русле реки Волга полностью ликвидированы нерестилища лососевых рыб (белорыбицы) и проходной сельди, а площади распространения осетровых рыб сократились до 400 га, что составляет 12 % от прежнего нерестового фонда в Волго-Ахту-бинской пойме.