Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

О.А. Барабанова, И.Н. Безкоровайная, Е.Б. Бухарова [и др.]
Экология: курс лекций

Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010. – 325 с.

Предыдущая

Глава 2. Глобальные проблемы биосферы

Лекция 13. Деградация биоценозов и ограниченность биосферы

13.3. Нарушение экосистем суши в результате деятельности человека

Широкая известность, которую приобрела проблема антропогенного исчезновения видов и разрушения их местообитаний, приводит к логическому выводу, что должно наблюдаться и обеднение числа видов в экосистемах, что и происходит на самом деле. Современные формы природопользования нарушают или уничтожают природные экосистемы, жизнедеятельность которых создает и стабилизирует условия среды, в которых может существовать человек.

Древнейшим источником продовольствия для человека была продукция, изымаемая из природных популяций растений и животных. Человек потребляет значительную долю продукции степных, луговых, лесных, водных и некоторых других экосистем, вытесняя тем самым естественные консументы и нередко подрывая продуктивные способности экосистем. Масштаб антропического потребления живого вещества биосферы характеризуют следующие цифры: 20 % продукции лугов и пастбищ и по 50 % продукции пашен и лесов используется в хозяйстве человека. В итоге, по некоторым подсчетам, более 1/4 продукции фитоценозов суши поступает в канал потребления человеком и домашними животными, а в соответствии с этим уменьшается доля естественных консументов и редуцентов.

Поскольку изъятие существенной доли биологической продукции ведется человеком постоянно или регулярно, фактическим следствием этого является снижение биомассы сообществ и уменьшение продуктивности биосферы. Масштабы этого снижения точно определить трудно, но некоторые авторы считают, что в последнее время общая продуктивность биосферы снизилась на 20 %.

Изменения, вносимые в среду человеком, приводят к нарушению стабильности экосистем. Проблемы антропогенных воздействий на стабильность можно разделить, по-видимому, на несколько групп.

Первая группа проблем связана с изменением видовой структуры сообщества. Уже упоминавшееся внедрение в него новых видов может вызвать перестройку облика ценоза, потока энергии через него, а иногда буквально «экологическую катастрофу». Примеров такого рода много (расселение опунции в Австралии, захват водным гиацинтом многих современных водоемов и др.).

Для сообщества опасно и уменьшение видового разнообразия, при котором часто наблюдается резкое «обезоруживание» сообщества перед патогенными грибами и насекомыми-фитофагами. Именно с этим связаны многие проблемы монокультурного сельского и лесного хозяйства – непрекращающаяся война с так называемыми «вредителями» и болезнями, которую с большим трудом удается не проигрывать окончательно, но, видно, никогда не удастся окончательно выиграть (при сохранении монокультур и традиционных пестицидов).

Вторая группа проблем связана с изменением или деформацией пищевой сети биоценоза. Почти каждый вид экосистемы зажат, как кирпич в кладке, между двумя слоями пищевой пирамиды – нижним, который представлен видами, служащими пищевой базой для данного вида, и верхним, образованным видами, ограничивающими численность данного вида и тем самым предохраняющими его от эпидемий и от подрыва собственной пищевой базы. Поэтому даже не исчезновение вида, а просто антропогенное сокращение численности его особей может нарушить эту тесно взаимосвязанную структуру и вызвать губительные последствия для видов нижнего или верхнего слоя пирамиды. Например, в наших лесах резкое сокращение численности крупных хищников привело к снятию контроля за размножением копытных, которые местами стравливают подрост деревьев, мешая лесовосстановлению.

Третья группа проблем связана с дезорганизацией тонкой регуляции биогеоценоза, осуществляемой с помощью различных сигнальных и аллелохимических факторов. В последние годы было установлено, что среди взаимодействий между организмами и связей организмов с абиотической средой имеются не только непосредственные ультимативные отношения типа хищничества, паразитизма, вообще питания, укрытия и т. д. Огромное место занимают и сигнальные взаимодействия, информативные, предупреждающие, привлекающие внимание, включающие определенные комплексы запрограммированных реакций в поведенческом и биохимическом смысле слова. Реальная опасность многих антропогенных воздействий (в том числе загрязнений), еще слабых для того, чтобы вызвать отравление, смерть или бесплодие живых организмов, в том, что они могут оказаться достаточными для ломки регуляторной системы в экосистемах и биогеоценозах.

Итак, одними из важнейших проблем антропогенных воздействий на живую природу на уровне биогеоценозов следует считать:

изменение видового состава сообществ при внедрении новых видов или исчезновении ранее обитавших;

антропогенное воздействие на продуктивность и биомассу, рост потребления биомассы человеком при соответствующем снижении доли естественных консументов;

падение устойчивости экосистем и биогеоценозов вследствие изменения видовой структуры сообщества, деформации пищевой пирамиды, ломки сигнальных связей в биоценозе;

необратимость антропогенных изменений многих экосистем и биогеоценозов и исчезновение некоторых типов экосистем и биогеоценозов.

Человечество является частью биосферы, продуктом ее эволюции. Ход исторических изменений связей между природой и человеком приводит к одновременным переменам в природе и формах хозяйства. Формы хозяйства, меняясь вследствие затруднений, происходящих от перемен в природе, в свою очередь вызывают цепные реакции в природе. Постоянная обратная связь получила название закона обратной связи взаимодействия человек-биосфера (П. Дансеро, 1957).

Несколько позже Б. Коммонер (1974) выдвинул ряд положений, которые сегодня называют «законами» экологии:

1.  «Все связано со всем» – отражает существование сложнейшей сети взаимодействий в экосфере. Он предостерегает человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что может привести к непредвиденным последствиям.

2.  «Все должно куда-то деваться» вытекает из фундаментального закона сохранения материи. Он позволяет по-новому рассматривать проблему отходов материального производства. Огромные количества веществ извлечены из Земли, преобразованы в новые соединения и рассеяны в окружающей среде без учета того факта, что «все должно куда-то деваться». И как результат большие количества веществ зачастую накапливаются там, где в природе их не должно быть.

3.  «Природа знает лучше» исходит из того, что «структуры организмов нынешних живых существ или организмов – современной природной экосистемы – наилучшие в том смысле, что они тщательно отобраны из неудачных вариантов и что любой новый вариант, скорее всего, будет хуже существующего ныне». Этот закон призывает к тщательному изучению естественных био- и экосистем, сознательному отношению к преобразующей деятельности. Без точного знания последствий преобразования природы недопустимы никакие ее «улучшения».

4.  «Ничто не дается даром», по мнению Коммонера, объединяет предшествующие три закона, потому что биосфера как глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеком, должно быть возмещено. Платежа по векселю избежать нельзя, он может быть только отсрочен.

П. Дансеро (1957) также сформулировал закон необратимости взаимодействия человек-биосфера: возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а отсюда превышения возможностей их восстановления.

Современная цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части. Это заключение находит отражение в правиле меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции).

Ресурсная роль живой природы определяется прежде всего ее средообразующими функциями, которые обеспечивают баланс глобальных процессов масс-энергетического обмена, регуляцию темпов биологического круговорота вещества и энергии в воздушной, водной и наземной сферах и создают благоприятную стабильную среду для жизни и здоровья человека. Устойчивость биосферы обеспечивается многообразием форм жизни и многофункциональностью живых существ, которые участвуют в формировании атмосферы Земли, экосистемы Мирового океана, горных пород, почвы, являются ключевым фактором в биогеохимических циклах углерода, воды, азота, фосфора, серы и других соединений. Биота обеспечивает продуктивность экосистем и является основой жизни человека.

В доиндустриальную эпоху площади эксплуатируемых земель составляли 5 % территории суши, на которых человек использовал не более 20 % продукции биоты; общая антропогенная доля потребления продукции биосферы не превышала 1 %. Современная же доля на порядок выше. Если существующие темпы прироста сохранятся, то окажется, что уже в начале XXI в. человечество будет потреблять 50 % всей первичной биологической продукции, т. е. половину биоты суши, а через 30–40 – 80 %. Сможет ли наша планета выдержать такую нагрузку или нет, пока не ясно.

Масштабное сокращение площади природных экосистем, сопровождающееся уничтожением биологического разнообразия на планете, неизбежно ведет к снижению их регуляторного потенциала. Человек уже уничтожил или сильно изменил половину продуктивных экосистем суши (территорий, покрытых растительностью), т. е. вывел из строя половину «биосферной машины» регуляции среды. Если раньше последствия антропогенных нарушений экосистем приводили к экологическому ущербу в локальном и региональном масштабе, то сегодня становятся очевидными глобальные последствия этого процесса.

Современные глобальные изменения являются следствием разрушения компенсационных механизмов биоты, а не прямого воздействия человека, загрязняющего окружающую среду. Разрушение компенсационных механизмов происходит в результате превышения допустимого предела возмущения биоты хозяйственной деятельностью человека. Расчеты позволили определить порог устойчивости (допустимого возмущения) биосферы: биота сохраняет способность контролировать условия окружающей среды, если человек в ходе своей деятельности использует не более 1 % чистой первичной продукции биоты. Остальная часть продукции должна распределяться между видами, выполняющими функции стабилизации окружающей среды. Таким образом, коэффициент полезного действия биоты, с точки зрения человека, составляет всего 1 %, тогда как 99 % идет на поддержание устойчивости биосферы.

Современное состояние основных ресурсов биосферы свидетельствует, что человечество вплотную подошло к предельному рубежу, хотя точные значения емкости биосферы не известны. Некоторые типы экосистем, например, европейские степи, практически уничтожены, их фрагменты сохранились лишь на охраняемых природных территориях. В таких условиях, даже при отсутствии точных оценок емкости биосферы и прогноза ее развития, необходимо принятие радикальных мер, направленных на снижение потребления биоресурсов и восстановление природных экосистем.

Эта позиция соответствует «принципу предосторожности», сформулированному в Декларации, принятой в Рио-де-Жанейро в 1992 г., который предполагает применение эффективных мер по охране окружающей среды в случаях серьезного или необратимого ущерба даже в отсутствие полных научных данных.

Предыдущая