Сокращение видового разнообразия на планете угрожает устойчивости чего

Обновлено: 02.07.2024

биотических сообществ рассмотрим в следующем порядке:

растительный мир (леса и другие сообщества), животный

§ 1. Значение леса в природе и жизни человека

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. Обшая 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 среды. Как

экологическая система лес выполняет различные функции и

одновременно является незаменимым природным ресурсом

Многочисленные исследования как у нас в стране, так и за рубежом подтвердили исключительное значение лесов в сохранении экологического равновесия в природной среде.

Влияние лесов на окружающую 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

— снижают отрицательное воздействие засух и суховеев,

сдерживают движение подвижных песков;

— смягчая климат, способствуют повышению урожаев

— поглощают и преобразуют часть атмосферных химических

— защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей,

оползней, разрушения берегов и других неблагоприятных

— создают нормальные санитарно-гигиенические условия,

благотворно влияют на психику человека, имеют огромное

Вместе с тем леса являются источником получения

древесины и многих других видов ценного сырья.

Подчеркнем еще раз, что значение леса беспредельно.

§ 2. Антропогенные воздействия на леса

и другие растительные сообщества

Для характеристики 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

Косвенное воздействие — это изменение условий обитания

в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды,

применения пестицидов и минеральных удобрений.

Достаточно отметить, что 82% всей энергии,

используемой в восьми странах Сахелия (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.

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.

Ранее в России лесные пожары возникали в каждый

В дальнейшем в связи с развитием новых технических средств тушения пожаров и совершенствованием методов их обнаружения, площади

лесных пожаров сократились. Однако и сегодня лесные пожары

представляют серьезную угрозу для лесного фонда не только

России, но и всех стран мира.

В главе 13 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

§ 3. Экологические последствия воздействия человека на растительный

Потребительское, а нередко и хищническое отношение

человека к растительным сообществам проявилось еще на

начальном этапе развития земледелия и скотоводства. В дальнейшем,

особенно с началом бурного развития экономики, такой подход

не только не был отвергнут, но, по-видимому, еще больше

закрепился в сознании людей.

Конечно, как справедливо отмечает В. Д. Бондаренко (1985),

нельзя видеть в сокращении лесов в историческом прошлом

только негативный фактор, не учитывая объективный характер

и необходимость этого процесса. Замена лесных площадей на

пашни и луга в определенной степени решали

продовольственную проблему, а древесный уголь был крайне необходим в

начальный период развития металлургии. Суть проблемы,

однако, заключается в том, что во многих странах леса

уничтожались настолько быстро, что лесопосадки не успевали за

темпами вырубки деревьев.

Масштабное антропогенное воздействие на биотические

сообщества приводит к тяжелым экологическим последствиям

как на экосистемно-биосферном, так и на популяционно-видо-

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

Существует индивидуальная реакция отдельных видов

растений на увеличение уровня атмосферного загрязнения. Все

виды растений по степени их сопротивляемости воздействию

загрязнения воздуха подразделяют на устойчивые,

промежуточные и чувствительные.

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, неразложившие-

ся углеводороды топлива, соединения свинца. Например, под

их воздействием у дуба, липы, вяза уменьшается размер хло-

ропластов, 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 настоящее время в России более тысячи видов находятся

на грани исчезновения и нуждаются в срочной охране.

§ 4. Значение животного мира в биосфере

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.

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

—- 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

Животный мир является неотъемлемым элементом

окружающей среды и биологического разнообразия Земли,

возобновляющимся природным ресурсом, важным регулирующим

и стабилизирующим компонентом биосферы

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.

§ 5. Воздействие человека на животных и причины их вымирания

Несмотря на огромную ценность животного мира, человек,

овладев огнем и оружием, еще в ранние периоды своей

истории начал истреблять животных (так называемый

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.

Пока нет ответа на главный вопрос: каков возможный пре-

дел этого упрощения, за которым неизбежно должно

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;

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.

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. Негативные воздействия такого фактора снижения численности как чрезмерное добывание проявляется и по отношению к другим представителям животного мира. Третьей по важности причиной сокращения численности и исчезновения видов животных является интродукция (акклиматизация) чуждых видов.

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).

Биоразнообразие — совокупность всех видов организмов, обитающих на Земле. В настоящее время на планете, по некоторым данным, насчитывается примерно 500 тыс. видов бактерий, 300 тыс. видов грибов, 500 тыс. видов растений и 1,5 млн видов животных. Ранее отмечалось, что биоразнообразие является одним из важнейших показателей, обеспечивающих устойчивость природных экосистем и биосферы в целом. Вымирание видов естественным путем довольно длительный процесс. Палеонтологические данные указывают, что средняя скорость вымирания составляет приблизительно 1 вид в столетие.

За последние 400 лет с лица Земли, по некоторым данным, исчезло 107 видов и подвидов млекопитающих, 160 видов и подвидов птиц. По данным Международного союза охраны природы (МСОП), на грани исчезновения находится 11 167 видов животных и 5714 видов растений. В Беларуси в эту категорию попадают почти треть видов диких животных. По прогнозам ученых, если темпы вымирания сохранятся на таком же уровне, к 2100 г. могут быть утеряны всех видов организмов, населяющих планету. Это может привести к биосферному кризису. На восстановление биоразнообразия биосферы потребуется около 5 млн лет.

В Беларуси, как и в других странах, биоразнообразие зависит от состояния естественных экосистем: лесов, болот, озер, которые занимают около 50 % территории страны.

В настоящее время основными причинами сокращения биологического разнообразия являются: нарушение и загрязнение среды обитания, чрезмерная добыча и браконьерство, акклиматизация чужеродных видов.

*Нарушение среды обитания

Нарушение среды обитания может быть как следствием антропогенного воздействия (вырубка лесов, осушение болот, распашка степей и целинных земель), так и естественных причин. В результате привычные места обитания животных становятся непригодными.

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.

Одной из причин нарушения среды обитания является изменение климата и естественная эволюционная смена видов флоры и фауны. Это глобальная проблема, затрагивающая все государства. Беларусь в результате этих изменений лишилась таких животных, как росомаха, лань, лесной кот. Вернуть этих животных в белорусскую природу из-за изменения климата уже невозможно. На смену лесам все активнее на территорию Беларуси проникают степная растительность и сопутствующие виды животных.

Так, например, наблюдается сокращение численности куропатки белой. При полном отсутствии снежного покрова в зимний период более 30 % этих птиц уничтожается хищными птицами. Во время зимних оттепелей у куропаток возрастают энергетические затраты на кормодобывание, так как побеги ив, являющихся их основным кормом в зимний период, теряют хрупкость, и птицам значительно труднее их скусывать, что ухудшает условия зимовки.

*Загрязнение среды

Загрязнение — это привнесение в окружающую среду новых, не характерных для нее физических, химических, биологических агентов или превышение уровня естественных факторов, приводящее к негативным последствиям. Загрязнение бывает химическим, биологическим, физическим (тепловое, шумовое, радиоактивное, электромагнитное, световое). Рассмотрим более подробно некоторые виды загрязнений.

Химическое загрязнение — результат изменения естественных химических свойств окружающей среды при поступлении в нее химических веществ, не свойственных ей. Вредные вещества (оксиды серы и азота, тяжелые металлы, углеводороды, содержащие хлор или фтор, фенолы, формальдегид), поступившие в природную среду, могут накапливаться, превышая допустимые концентрации, вызывать заболевания и гибель живых организмов.

Биологическое загрязнение осуществляется нехарактерными для данной экосистемы живыми организмами (вирусами, патогенными бактериями и грибами) и продуктами их жизнедеятельности, которые ухудшают условия существования естественных биотических сообществ.

Радиоактивное загрязнение связано с повышением естественного радиоактивного фона и уровня содержания в среде радиоактивных элементов и веществ. Это вызывает разнообразные морфологические и функциональные нарушения, лучевую болезнь и гибель живых организмов.

Шумовое загрязнение, как вы уже знаете, характеризуется превышением уровня естественного шумового фона. Адаптация организмов к шуму практически невозможна. Шум нарушает сигнальные коммуникации между животными, и это сказывается на поведении в период размножения, при защите от хищников и т. п.

Электромагнитное загрязнение происходит в результате изменения электромагнитных свойств окружающей среды, приводящих к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в биологических структурах живых организмов.

*Чрезмерное потребление

Чрезмерное потребление — это изъятие природных ресурсов из среды для различных целей (пищевых, хозяйственных, медицинских). К природным ресурсам относятся находящиеся в природе средства существования, не созданные трудом людей (вода, почва, растения, животные, минералы). Их делят на исчерпаемые и неисчерпаемые.

К исчерпаемым ресурсам принадлежат невозобновляемые, относительно возобновляемые и возобновляемые. Невозобновляемые ресурсы не восстанавливаются или восстанавливаются медленнее, чем они используются человеком. К ним относятся полезные ископаемые (нефть, природный газ, уголь, торф, известняки). Относительно возобновляемые ресурсы — это почва, лес. Возобновляемые — растительность, животный мир, ряд минеральных ресурсов, восстанавливающихся с различной скоростью. Чтобы оставаться возобновляемыми, эти ресурсы должны расходоваться не быстрее их восстановления.

Неисчерпаемыми принято считать космические (солнечная радиация, энергия морских приливов и отливов), климатические (атмосферный воздух, энергия ветра, осадки), водные ресурсы (запасы воды на Земле). Однако вода и атмосферный воздух неисчерпаемы только количественно, а качественно — исчерпаемы.

*Браконьерство

Браконьерство — это сознательные незаконные действия по добыче, уничтожению диких животных или растений, нарушающие законодательство о защите и охране окружающей среды. К браконьерству относятся охота, рыбная ловля в запрещенных местах или запрещенными орудиями и способами, сбор яиц и пуха птиц, разорение гнезд, нор. Также браконьерством считается вырубка леса, сбор растительного сырья без соответствующего разрешения. В Беларуси введена серьезная административная и уголовная ответственность за незаконные деяния в сфере охраны и использовании животного мира.

В результате чрезмерного потребления и неконтролируемой охоты на Земле навсегда исчезли: тур (предок крупного рогатого скота), тарпан (предок домашней лошади), корова морская (стеллерова), гагарка бескрылая, голубь странствующий.

Акклиматизация чужеродных видов

Акклиматизация — процесс приспособления живых организмов к новым условиям существования в результате изменения мест обитания. В последние десятилетия в связи с активной хозяйственной деятельностью человека на территорию Беларуси проник целый ряд видов, которые являются чужеродными для фауны и флоры нашей страны. Процесс их адаптации значительно ускорился в связи с глобальным изменением климата и увеличением транспортных потоков. В настоящее время эти виды хорошо приспособились к жизни в наших климатических условиях. Чужеродные виды являются второй по значимости (после антропогенного загрязнения среды) причиной вымирания аборигенных видов. Они способны не только вытеснять местные виды, но и видоизменять целые экосистемы. Такие виды называются инвазивными.

Наиболее известные примеры негативных последствий акклиматизации чужеродных видов — появление жука колорадского в Европе и кролика в Австралии. В Беларуси в 20-м в. была акклиматизирована норка американская, которая практически вытеснила аборигенную норку европейскую. Другим таким примером является собака енотовидная, завезенная из Приморского края.

Этот вид хорошо адаптировался, начал быстро размножаться, выедая кладки гнездящихся на земле птиц, оккупируя норы лис и барсуков, и стал одним из основных переносчиков смертельно опасного вируса бешенства.

Аналогичная ситуация сложилась и с завезенным в Беларусь для хозяйственного использования (как корм для крупного рогатого скота) растением — борщевиком Сосновского. Это мощное с широкими сочными листьями растение семейства Зонтичные стало вытеснять другие травянистые растения и образовывать заросли почти в человеческий рост. Кроме того, борщевик Сосновского представляет реальную угрозу здоровью, а порой и жизни человека (см. § 17). Золотарник канадский также является чужеродным инвазивным видом для Беларуси.

В настоящее время в Республике Беларусь насчитывается порядка 35 чужеродных видов животных и 306 видов растений. Наиболее агрессивные и вредоносные из них: собака енотовидная, норка американская, цикада буйволовая, муравей фараонов, бабочка минер каштановый (или липовый), рыба ротан-головешка (бычок амурский) — и наносящие экологический или экономический ущерб аборигенным представителям фауны занесены в Черную книгу инвазивных видов животных Беларуси. Законодательно запрещено проводить преднамеренное вселение чужеродных видов на территорию Республики Беларусь.

В Беларуси есть позитивные примеры проведения мероприятий по сохранению биоразнообразия. Их результатом является распространение по территории страны, а затем и Западной Европы лебедя-шипуна, гуся серого и баклана большого, восстановление популяции зубра европейского. Численность зубров в Беларуси в настоящее время самая большая в мире — более 1600 особей. Эти примеры показывают, что человек способен положительно влиять на видовой состав флоры и фауны.

Повторим главное. Биологическое разнообразие видов является важным показателем, обеспечивающим устойчивость экосистем и биосферы в целом. Основными причинами сокращения биологического разнообразия можно считать нарушение и загрязнение среды обитания, чрезмерное потребление и браконьерство, прямое уничтожение с целью защиты, акклиматизацию чужеродных видов. В настоящее время в Беларуси под угрозой исчезновения находится почти треть видов диких животных и растений.

Проверим знания

Ключевые вопросы

1. От чего зависит биоразнообразие?
2. Как деятельность человека влияет на биоразнообразие? Приведите примеры.
3. Какие виды и почему называются инвазивными?
*4. Выберите из предложенного списка инвазивные организмы: жук колорадский, заяц беляк, борщевик Сосновского, ярутка полевая, цикада буйволовая, собака енотовидная, клоп рапсовый, норка американская, усач дубовый, золотарник канадский, муравей фараонов.
*5. Объясните, почему при ловле рыбы нельзя использовать мелкоячеистые сети и такие приемы лова, как травление или глушение рыбы взрывчатыми веществами. Приведите не менее двух причин.

Сложные вопросы

1. Почему ученые считают опасным для человека сокращение видового разнообразия экосистем?
*2. Шум, как физический загрязнитель, влияет на процессы жизнедеятельности человека и животных. Как вы считаете, влияет ли шумовое загрязнение на растения? Ответ обоснуйте.
*3. Учащиеся собрали за год 15 т макулатуры. Сколько деревьев сохранили учащиеся, если из 1 дерева получают 60 кг бумаги? Сколько тетрадей могли изготовить, если из 1 т макулатуры получают 25 000 тетрадей? Сколько воды и электроэнергии можно сэкономить, если 1 т макулатуры экономит 200 м 3 воды и 1000 кВт·ч электроэнергии?
*4. Биологи установили такую парадоксальную зависимость: как только на каком-нибудь водоеме истребляют выдр, так сразу становится больше рыбы, но вскоре ее численность падает. Если снова в водоеме появляются выдры, то рыбы вновь становится больше. Почему?

* Индивидуальное домашнее задание. Какие мероприятия вы можете предложить для проведения на локальном уровне с целью сохранения биоразнообразия в вашем регионе?

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.

Изменение первичной продукции в экосистемах при уменьшении числа видов растений. По оси Х — уменьшение числа видов (в процентах от исходного), по оси Y — изменение продуктивности (логарифм отношения продукции при заданном числе видов к продукции при максимальном числе видов для данного сообщества). Красная линия в нижней части графика — результаты расчетов, серый фон — доверительный интервал 95%. Красная линия в верхней части графика — отражение расчетной кривой в область положительных значений (оценка абсолютных изменений по модулю). Авторы приводят этот график, чтобы сравнить величину тестируемого эффекта с действием факторов, положительно влияющих на продуктивность. В правой части графика приведены оценки влияние на продукцию растений различных глобально действующих факторов. Сверху вниз: совместное влияние обогащения азотом и фосфором, совместное влияние обогащения азота и увеличения концентрации CO₂, влияние чужеродных видов, обогащение кальцием, обогащение азотом, увеличения концентрации CO₂, потепление климата, увеличение интенсивности ультрафиолетового излучения, увеличение кислотности, засухи. Синие точки — положительный эффект, красные точки — отрицательный. Мера для оценки эффекта — логарифм отношения продуктивности в эксперименте к контролю — ln(Y_expt/Y_control). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

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.

Изменение скорости деструкции органического вещества при уменьшении видового разнообразия деструкторов (верхний рисунок) и продуцентов (нижний рисунок). Обозначения на осях — как на предыдущем рисунке. Красная жирная линия на верхнем рисунке отражает снижение скорости разложения растительных остатков с уменьшением разнообразия в сообществе деструкторов. Жирная синяя линяя на нижнем рисунке показывает, что скорость разложения листьев почти не зависит от их разнообразия. Серый фон — доверительный интервал 95%. Тонкие линии, как и на предыдущем рисунке, это те же значения с обратным знаком. В правой части графиков — средние значения и диапазон изменений при воздействии других факторов: внедрение чужеродных видов, эвтрофикация (в водных экосистемах), увеличение концентрации CO₂, повышение кислотности. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

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.

Источник: David U. Hooper, E. Carol Adair, Bradley J. Cardinale, Jarrett E. K. Byrnes, Bruce A. Hungate, Kristin L. Matulich, Andrew Gonzalez, J. Emmett Duffy, Lars Gamfeldt, Mary I. O’Connor. A global synthesis reveals biodiversity loss as a major driver of ecosystem change // Nature. 2012. V. 486. P. 105–109. Doi:10.1038/nature11118.

Биологическое разнообразие (БР)– это совокупность всех форм жизни, населяющей нашу планету. Это то, что делает Землю не похожей на другие планеты Солнечной системы. Население Земли постоянно растет, в настоящее время оно увеличивается на 172 человека в минуту, на 250 тысяч в день и на 90 млн. В связи с ростом населения все новые территории включаются в активную хозяйственную деятельность: распашка полей, строительство промышленных объектов, прокладывание дорог, расширение площадей городов. Следовательно, пространства многих природных экосистем стремительно сокращаются, разрушаются места обитания диких животных и растений, уменьшаются их численность и разнообразие

Наиболее авторитетная оценка видового разнообразия выполнена в ЮНЕП в1995г. Согласно этой оценке, наиболее вероятное количество видов –13–14 млн , из которых описаны лишь1,75 млн , или менее13 %.

Многие виды птиц, рыб, морских млекопитающих совершают протяженные миграции и то, что охраняется в одной стране, может беспощадно уничтожаться в другой. При этом вымирают десятки и сотни тысяч видов, которые не описаны наукой

Особенно быстрыми темпами процесс вымирания видов происходит в центрах видового многообразия - тропическом дождевом лесу. За последние 200 лет площадь тропических лесов сократилась вдвое и продолжает уменьшаться ежегодно на 1%.

Считается, что в нашей стране исчезает один вид млекопитающих в 3-5 лет. Среди исчезнувших на территории бывшего СССР видов и подвидов зверей: тур (XVII в.), стеллерова корова (XVIII в.), кавказский зубр (1920-е гг.), туранский тигр (1946 г.), красный волк (XX в.), гепард (1980-е гг.).

Ежегодно теряется несколько видов во всех группах животных и растений, не исключено, что темп исчезновения видов гораздо выше, особенно в центрах видового многообразия - на Байкале, юге Дальнего Востока, Кавказе, в Средней Азии. Загрязнение Байкала трагически затронет сотни видов мелких беспозвоночных.

Процесс сокращения биологического многообразия ведет к постепенной потере биосферой способности к устойчивости, самоподдержанию и характеризуется лавинообразным ускорением. Чем менее биологически разнообразны биосфера и любая локальная экосистема, тем хуже условия выживания в ней для еще остающихся видов (человека в том числе), тем быстрее они вымирают.

В последние два десятилетия биологическое разнообразие стало привлекать внимание не только специалистов-биологов, но и экономистов, политиков, а также общественность в связи с очевидной угрозой антропогенной деградации биоразнообразия , намного превышающей нормальную, естественную деградацию.

Причины современного ускоренного снижения биологического разнообразия – 1) быстрый рост населения и экономического развития, вносящие огромные изменения в условия жизни всех организмов и экологических систем Земли; 2) увеличение миграции людей, рост международной торговли и туризма; 3) усиливающееся загрязнение природных вод, почвы и воздуха; 4) недостаточное внимание к долговременным последствиям действий, разрушающих условия существования живых организмов, эксплуатирующих природные ресурсы и интродуцирующих неместные виды; 5) невозможность в условиях рыночной экономики оценить истинную стоимость биологического разнообразия и его потерь.

За последние400 лет основными непосредственными причинами исчезновения видов животных были: 1) интродукция новых видов, сопровождавшаяся вытеснением или истреблением местных видов(39 % всех потерянных видов животных); 2) разрушение условий существования, прямое изъятие территорий, заселенных животными, и их деградация, фрагментация, усиление краевого эффекта(36 % от всех потерянных видов); 3) неконтролируемая охота(23 %); 4) Прочие причины(2 %).

Основные причины необходимости сохранения генетического разнообразия. Экономическая целесообразность сохранения биоразнообразия обусловлена использованием дикой биоты для удовлетворения различных потребностей общества в сфере промышленности, сельского хозяйства, рекреации, науки и образования: для селекции домашних растений и животных, генетического резервуара, необходимого для обновления и поддержания устойчивости сортов, изготовления лекарств, а также для обеспечения населения продовольствием, топливом, энергией, древесиной и т. д.

Имеется много способов защиты биологического разнообразия. На уровне видов выделяются два основных стратегических направления: в месте и вне места обитания. Охрана биоразнообразия на уровне видов– дорогой и трудоемкий путь, возможный только для избранных видов, но недостижимый для охраны всего богатства жизни на Земле.

Главное направление стратегии должно быть на уровне экосистем, чтобы планомерное управление экосистемами обеспечивало охрану биологического разнообразия на всех трех иерархических уровнях. Наиболее эффективный и относительно экономичный способ охраны биологического разнообразия на экосистемном уровне–охраняемые территории.

Всего в мире насчитываетсяоколо 10000 охраняемых территорий общей площадью 9,6 млн км, или 7,1 % от общей площади суши (без ледников). Цель, которую ставит перед мировой общественностью Всемирный Союз охраны природы, –добиться расширения охраняемых территорий до размеров, составляющих 10 % площади каждой крупной растительной формации (биома) и, следовательно, мира в целом. Это способствовало бы не только охране биоразнообразия , но и повышению устойчивости географической среды в целом.

К эффективным способам защиты биологического разнообразия относятся биорегиональное управление значительными территориями и акваториями, а также международные соглашения по этой проблеме. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992) приняла Международную конвенцию по охране биологического разнообразия.

К сожалению, пока можно констатировать, что, несмотря на многочисленные меры, ускоренная эрозия биологического разнообразия мира продолжается. Однако без этих мер защиты степень потери биоразнообразия была бы еще выше.

Читайте также: