Причины сохранения биоразнообразия. Проблемы сохранения биологического разнообразия земли
В настоящее время под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются.
Количественные оценки биоразнообразия основаны на использовании различных показателей: от простого числа видов в сообществе до расчетов различных зависимостей и индексов на основе математико-статистических подходов. При этом обязательно учитывается временной фактор, поскольку биоразнообразие может быть оценено только в определенный момент времени. Большую популярность получили показатели разнообразия, которые отражают не только общее число видов, но и особенности состава биоценозов.
Выделяют три уровня биоразнообразия: генетический, видовой и экосистемный. Генетическое разнообразие представляет собой весь объем генетической информации, содержащийся в генах организмов, населяющих Землю. Видовое разнообразие - это разнообразие видов живых организмов, обитающих на Земле. Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере, а также огромного разнообразия сред обитания и процессов в рамках экосистемы.
Индикатором биоразнообразия на глобальном уровне считают соотношение площадей территорий природных комплексов, в различной степени подверженных антропогенному воздействию и охраняемых государством.
Биоразнообразие является основой жизни на Земле, одним из важнейших жизненных ресурсов, его считают главным фактором, определяющим устойчивость биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере. Причинно-следственные отношения между многими видами играют большую роль в круговороте вещества и потоках энергии в компонентах экосистем, которые непосредственно связаны с человеком. Так, например, животные - фильтраторы и детритофаги, не используемые человеком в пищу, вносят существенный вклад в круговорот биогенных элементов (в частности, фосфора). Таким образом, даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезными, хотя и приносят пользу косвенным путем.
Многие виды сыграли главную роль в становлении климата на Земле и продолжают быть мощным стабилизирующим фактором в отношении климата.
Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенным изменениям видового состава обитателей Земли. Около 65 млн. лет назад в конце мелового периода исчезло много видов, особенно птиц и млекопитающих, полностью вымерли динозавры. Позже биологические ресурсы утрачивались быстрее, причем, в отличие от великого вымирания мелового периода, вызванного скорее всего природными явлениями, утрата видов сейчас происходит вследствие деятельности человека. По мнению экспертов, в ближайшие 20 ч 30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерна 25% всех видов Земли.
Опасность, грозящая биоразнообразию, постоянно нарастает. Согласно прогнозам, в период между 1990 и 2020 годом могут исчезнуть от 5 до 15% видов. Наиболее важные причины утраты видов:
Утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
Чрезмерная эксплуатация ресурсов:
Загрязнение окружающей среды;
Вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести к серьезным глобальным последствиям, так как угрожает благополучию человека и даже самому его существованию на Земле. Устойчивость экосистем может быть нарушена при уменьшении биоразнообразия; виды, которые в данный момент не являются доминирующими, могут стать доминантами при изменении условий среды. Пока нельзя предсказать, как отразится на функционировании экосистемы потеря биоразнообразия, но специалисты предполагают, что вряд ли такие потери будут благоприятными.
Принимаются активные меры, направленные на сохранение биоразнообразия. Конвенция по биоразнообразию принята в 1992 году на КОСР-2. Россия ратифицировала Конвенцию в 1995 году; принят ряд законов, связанных с сохранением биоразнообразия. Россия является участником конвенции СИТЕС (1976 год) как правопреемница СССР.
Разрабатываются следующие меры по сохранению биоразнообразия и его устойчивому использованию:
1) защита особой среды обитания - создание национальных парков, биосферных заповедников и других охранных зон;
2) защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации;
3) сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или банках;
4) снижение уровня загрязнений окружающей среды.
Реализация намеченных мер осуществляется путем разработки международных и национальных программ, направленных на осуществлена этих мер (например, программа DIVERS1TAS). Разработана Панъевропейская Стратегия по биологическому и ландшафтному разнообразию (1995 год). Создается информационная база данных BioNET (в Великобритании), где сосредотачиваются данные обо всех известных на Земле видах растений и животных; создан первый в мире банк данных о животных и растениях, находящихся под угрозой вымирания (в Германии).
Глобальные изменения биологического разнообразия
Число видов организмов, населяющих Землю, очень велико, но оценки этой величины сильно отличаются, варьируя от 5 до 80 млн. Однако более или менее четкая таксономическая принадлежность установлена для 1,4 млн. видов. Из этого известного числа видов примерно 750 тыс. - это насекомые, 41 тыс. - позвоночные животные, 250 тыс. - растения. Остальные виды представлены сложным набором беспозвоночных животных, грибов, водорослей и других микроорганизмов.
Видовое «богатство» различных климато-географических зон сильно отличается, хотя четко прослеживается тенденция увеличения от полюсов к экватору.
Биоразнообразие является основой жизни на Земле, одним из важнейших жизненных ресурсов. Трудно переоценить значение всего количества товаров и услуг, которые обеспечиваются биоразнообразием.
Некоторые виды при этом являются жизненно необходимыми. Так люди используют в пищу около 7 тыс. видов растений, но 90% мирового продовольствия создается за счет всего 20, а 3 вида из них (пшеница, кукуруза, рис) покрывают более половины всех потребностей.
Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенным изменениям видового состава обитателей Земли.
По мнению экспертов, в ближайшие 20 - 30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерно 25 % всего биоразнообразия Земли.
Выделяют четыре основные причины утраты видов:
Утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
Чрезмерная эксплуатация ресурсов;
Загрязнение окружающей среды;
Вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Во всех случаях эти причины антропогенного характера.
Меры по сохранению биоразнообразия. Можно считать, что одним из принципов экологической нравственности является следующий: каждое поколение имеет право на то же биоразнообразие, что и предыдущее.
Разрабатывается четыре вида мер, направленных на сохранение и устойчивое использование биоразнообразия.
1. Защита особой среды обитания - создание национальных парков, биосферных заповедников и других охранных зон.
2. Защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации.
3. Сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или в банках генов.
4. Сокращение загрязнения окружающей среды.
Важным средством сохранения биоразнообразия является разработка международных национальных программ и конвенций, направленных на осуществление этих мер.
Конвенция по биоразнообразию, принятая 153 государствами отражает остроту ситуации и представляет собой результат длительных усилий по согласованию противоречивых интересов различных государств.
Глобальные экологические проблемы и приоритеты ХХ1 века
В июне 1997 г. в Нью-Йорке на специальной сессии Генеральной ассамблеи ООН подведены итоги работы за 5 лет, минувших после 2-ой конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (КОСР-2). Отмечено, что понятие устойчивого развития все еще не получило ясного и конструктивного определения.
Состояние дел по проблемам экологии следующее:
Пресная вода - проблема высокого приоритета. В глобальном масштабе ресурсы воды достаточны. Острота проблемы связана с низким качеством и дефицитом воды в первую очередь в развивающихся странах.
В число вопросов, требующих решение, входят: проблемы водоснабжения крупных городов, трансграничные проблемы и пути решения возможных конфликтов.
Неумеренная эксплуатация источников поверхностных и подземных вод чревата падением уровня грунтовых вод, разрушением и засолением прибрежных источников воды.
Океаны и моря. Сохраняется острота проблемы истощения рыбных ресурсов и охраны морской окружающей среды. Необходим анализ экономических аспектов морских промыслов, информация о состоянии морской среды.
Приоритетной считают проблему прибрежных регионов Мирового океана, которые подвергаются интенсивному антропогенному воздействию, в том числе загрязнению.
Сельское и лесное хозяйство. Главная тревога по поводу производства продовольствия связана с тем, что, несмотря на возрастающее применение удобрений, среднеглобальный урожай на гектар пашни уменьшается. Сохраняется неравномерность распределения продовольственных ресурсов.
Энергетика. Мировые потребности в энергии продолжают возрастать. Среднегодовой темп развития энергетики в 1970-1997 гг. составил 2,3%. Вклад развивающихся стран увеличился за этот период с 14 до 30%. Относительный среднегодовой среднеглобальный прирост потребления энергии, уменьшился, как и расходы энергии на единицу продукции. С учетом ожидаемого роста населения к 2100 г. до 10 млрд человек производство энергии надо увеличить по крайней мере в 4 раза, а в развивающихся странах - в 10 раз.
Возрастающие потребности придется удовлетворять за счет использования невозобновляемых источников энергии, что приведет к росту выбросов диоксида углерода в атмосферу.
Транспорт. Среднеглобальный рост дорожного транспорта за период 1980-1993 гг. достиг 50%. Развитие транспорта является ярким примером того, как успехи в энергосбережении за счет усовершенствования двигателей перекрываются влиянием роста транспорта. К 2015 г. выбросы загрязнений воздушного транспорта в атмосферу увеличатся в 3 раза.
Атмосфера. Главной остается проблема сокращения выброса парниковых газов, которая находится в центре внимания при изучении изменений климата. Как известно, концентрация диоксида углерода, метана и закиси азота по сравнению с доиндустриальным периодом удвоилась. При сохранении существующей тенденции к 2010 г. на планете температура повысится на 1-3 С, что вызовет подъем уровня Мирового океана (по разным оценкам от 0,3 до 1м).
Отходы. Продолжается рост муниципальных отходов.
Особое внимание привлекает проблема опасных отходов. На сессии ООН особое внимание было уделено радиоактивным отходам - их безопасному хранению и ответственности стран.
Поверхность суши и устойчивое сельское хозяйство. Задачи в этой сфере: остановить процесс деградации плодородия почв, создать условия для устойчивого сельского хозяйства. От их решения зависит продовольственная безопасность, особенно в регионах Африки и Западной Азии. Для решения задач развивающимся странам необходима финансовая поддержка.
Опустынивание и засухи. Меры определены Конвенцией по борьбе с опустыниванием и документами сессии (1997).
Биоразнообразие. Главные цели определены Конвенцией по разнообразию: сохранение и равноправное использование биоразнообразия.
Туризм. Важны экологические и юридические меры и оказание международной помощи развивающимся странам в развитии туристической индустрии и ограничения негативных последствий влияния туризма на окружающую среду.
Природные бедствия. Меры предусмотрены документами Всемирной конференции по природным бедствиям (1994). На фоне тенденции к усилению разрушительных последствий природных катастроф особого внимания требуют развивающиеся страны, не обладающие средствами раннего предупреждения.
Техногенные катастрофы. Главные задачи - расширение международного сотрудничества по ликвидации последствий.
Обезлесивание. КОСР-2 специальными документами отметила необходимость проведения в глобальном масштабе восстановления лесного покрова Земли.
В течение 1980-2000 гг. произошло существенное уменьшение площади лесов в развивающихся странах. Наиболее значительные потери тропических лесов зарегистрированы в Латинской Америке и в странах Карибского бассейна, в Африке, Азии и в Тихоокеанском регионе. В ряде регионов, особенно в Западной Азии, вырубка леса привела к усилению эрозии почв, в Африке -- к повышению чувствительности к наводнениям.
Структура производства и потребления. Цели изменений в этой сфере сформулированы в документе «Повестка дня на XXI в». Главной задачей является создание стабильной структуры потребления - производства.
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.
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.
Подобно тому как относительное обилие видов неодинаково в разных точках пространства, соотношение их численности во времени также может меняться. Любое биотическое сообщество со временем преобразуется. Его развитие, называемое также экологической сукцессией, проходит ряд этапов, при этом биотические сообщества сменяют друг друга. Замещение видов в сукцессии вызвано тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций.
В процессе развития сообщества возрастает общая биомасса, тогда как максимум продуктивности, то есть максимум годового прироста биомассы, приходится на одну из промежуточных фаз сукцессии. Обычно в процессе развития число видов возрастает, так как с увеличением растительного многообразия появляются ниши для все большего числа видов насекомых и других животных. Однако так называемое климаксное сообщество, которое образуется на заключительной стадии развития, уступает по видовому богатству сообществам более ранних стадий. В климаксных сообществах более важными оказываются иные факторы, чем те, которые ведут к видовому разнообразию. К числу таких факторов относится увеличение размеров организмов, что позволяет им запасать питательные вещества или воду, чтобы выжить в периоды, когда их недостает. Этот и другие факторы ведут к усилению конкуренции между видами и сокращению их числа в климаксном сообществе.
Нарушения среды обитания различаются по силе и периодичности. Иногда полезно различать бедствия (disaster) и катастрофы (catastrophe). Первые происходят в жизни биотического сообщества достаточно часто, чтобы вызывать эволюционные изменения. В результате бедствий популяция может приобрести новые свойства (Бродский, 2011).
Мелкие нарушения приводят к мозаичности местообитаний. Если они происходят разновременно, не в одной фазе, то сообщество будет состоять из отдельных участков, находящихся на разных стадиях сукцессии. Такая мозаичность растительности, формирующаяся на фоне климаксного состояния как результат разновременных нарушений, сочетается с более высоким уровнем видового разнообразия, чем в случае обширной, долго не нарушавшейся территории.
Сокращение биоразнообразия обычно начинается с разрушения естественного местообитания видов. Развитие новых технологий и разрушение окружающей среды в результате деятельности человека идет со скоростью, значительно превышающей способности видов приспособиться к новым условиям. Исключение составляют немногие виды животных и растений, которые мы называем сорными и с которыми не желаем делить будущее планеты. Вероятно, такие насекомые и сорняки обладают диапазоном наследственной изменчивости, позволяющим адаптироваться к быстрым изменениям среды, наступающим в результате ее нарушения, но большинство более крупных растений и животных к этому неспособны.
Вмешательство человека часто приводит к снижению разнообразия природных условий. Например, уничтожая различные виды древесных пород в смешанных лесах с целью создания предпочтительных условий для произрастания сосны, используемой в целлюлозной промышленности, человек неизбежно уменьшает число экологических ниш. В результате в образовавшихся чистых сосновых лесах видовое разнообразие животных и растений существенно уменьшается по сравнению с исходным сообществом смешанного леса (Емельянов, 2013).
Изменение любого природного фактора в результате деятельности человека неизбежно приводит к нарушению равновесия экосистемы, следствием чего часто становится ее разрушение и утрата природного местообитания.
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.
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 (Гусев, 2012).
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.
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.
Преобладающими причинами потери биоразнообразия и деградации биологических ресурсов 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.
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.
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 (Сапунов, 2011).
