Биоразнообразие и биосферные заповедники

  Рис. 4.1. 

       Крупные хищники, например волки,  относятся к наиболее очевидным  ключевым видам, поскольку они  регулируют численность популяций  травоядных. При отсутствии волков  плотность популяции оленей и  других травоядных может настолько  увеличиться, что приведет к  стравливанию и разрушению растительного покрова, а, следовательно, к исчезновению ассоциированных с ним видов насекомых и к почвенной эрозии.

       В тропических лесах фикусы  считаются ключевыми видами, обеспечивающими  популяции многих птиц и млекопитающих  своими плодами в период, когда  другие предпочитаемые ими типы  кормов отсутствуют. Бобры тоже  относятся к ключевым видам,  поскольку благодаря своим плотинам  они создают влажные местообитания,  используемые многими другими  видами. Патогенные организмы и  паразиты – примеры других  ключевых видов. Они определяют  плотность численности своих  “хозяев”.

      Исчезновение единственного ключевого  вида, даже такого, который составляет  незначительную часть биомассы  сообщества, может спровоцировать  серию взаимосвязанных исчезновений  других видов, что известно  как каскад вымирания. В его  результате появляется деградированная  экосистема с гораздо более  низким биологическим разнообразием  на всех трофических уровнях.  Возвращение ключевого вида в  сообщество не обязательно восстановит  последнее до исходного состояния,  если к этому времени исчезли  другие его члены и нарушены компоненты окружающей среды, например почва. [1] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  5. Измерение биологического разнообразия

  Помимо  наиболее близкого для большинства  биологов определения биологического разнообразия, как количества видов, обитающих на определенной территории, существует немало других определений, связанных с разнообразием биологических  сообществ на разных иерархических  уровнях их организации и в  разных географических масштабах. Эти  определения используют для проверки теории о том, что увеличение разнообразия на разных уровнях приводит к увеличению стабильности, продуктивности и устойчивости сообществ к инвазии чужеродных видов. Число видов в отдельном  сообществе обычно описывается как  богатство видов или альфа-разнообразие и используется для сравнения  биоразнообразия в различных  географических регионах или биологических  сообществах. [1]

  Термин  “бета-разнообразие” выражает степень  изменения видового состава по географическому  градиенту. Бета-разнообразие высоко, если, например, видовой состав сообществ  мхов существенно отличается на альпийских лугах смежных пиков, но бета-разнообразие низко, если большинство тех, же видов  занимает весь пояс альпийских лугов.

  Гамма-разнообразие применимо в больших географических масштабах; оно учитывает число  видов на большой территории или  континенте.

  Три типа разнообразия можно проиллюстрировать  на теоретическом примере трех альпийских лугов «рис 5.1»

  Рис. 5.1. Показатели биоразнообразия для  трех регионов, с тремя горными  пиками в каждом. Каждая буква представляет популяцию вида. Некоторые виды обнаруживаются только на одной горе, а другие –  на двух или трех. Для каждого  региона показано альфа-, бета - и  гамма- разнообразие. Если средств хватает  для защиты только одного горного  массива, следует выбрать регион 2, поскольку здесь наибольшее общее  разнообразие. Однако если возможно защитить только одну гору, то ее следует выбрать  в регионе 1, поскольку здесь наивысшее  локальное альфа-разнообразие, т. е. наибольшее среднее число видов  на пик. Каждая вершина в регионе 3 обладает более ограниченным набором  видов, чем горы в двух других регионах, что показывает ее высокие показатели бета-разнообразия. В целом регион 3 обладает более низким приоритетом для охраны.[1] 
 

  6.Экономические  и экологические  аспекты разнообразия

  Знаменательно, что в числе трех специальных  Заявлений и Конвенций, провозглашенных на Конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992 г.), два из них посвящены биологическим ресурсам и сохранению биологического разнообразия. Это уже называвшееся «Заявление о принципах в отношении лесов» и «Конвенция о биологическом разнообразии».

  Наряду  с продовольственными и техническими аспектами сохранения биоразнообразия подчеркивается большая экологическая значимость данной проблемы. Отмечается, что без сохранения биоразнообразия немыслимо устойчивое развитие.[3] 
 

  6.1.Экономические  аспекты сохранения  и использования  биологического разнообразия.

  К настоящему времени зарегистрировано несколько тысяч видов, пригодных для использования в пищевом рационе человека. Между тем реально используется в ощутимых масштабах не более 200-250 видов растений и животных. Большую же часть продукции сельского хозяйства человек получает в процессе использования 12-15 видов растений. Ясно, что дикие виды являются неоценимым источником для получения продукции из природных (естественных) экосистем и особенно для выведения новых пород и сортов сельскохозяйственных животных и растений.[3]

  Известно, например, что «Зеленая революция» 60-70-х годов настоящего столетия во многом связана с тем, что для выведения новых высокоурожайных и устойчивых к болезням сортов зерновых культур использованы дикие виды, например пшеница из Турции. Только в странах Азии в результате «Зеленой революции» производство зерна пшеницы увеличилось на 2 млрд. долларов, риса -на 1,5 млрд. долларов США.[3]

  Дикие виды - важный источник лекарств, отрицательные  последствия, применения которых минимальны. В настоящее время для этих целей используется около 5 тыс. видов растений с ежегодной стоимостью примерно 40 млрд. долларов. Есть сведения, что еще большее количество растений, обладающих целебными свойствами, пока не нашло применения в медицине.

  Биоразнообразие - практически единственный источник неограниченно долгого обеспечения человечества энергетическими, техническими и другими ресурсами. Значения их в перспективе будет все более увеличиваться по мере использования исчерпаемых ресурсов.[3]

  6.2.Экологические  аспекты разнообразия.

  Напомним, что разнообразие относится к основным факторам и условиям полноты связей в экосистемах и обусловливает, в конечном счете, их важнейшее свойство - устойчивость. Видовая насыщенность является важнейшей, но далеко не единственной составляющей разнообразия экосистем. Чем больше ранг экосистем, тем большее количество составляющих элементов обусловливает их разнообразие. Если применительно к элементарным (практически неделимым) экосистемам разнообразие обусловливается, прежде всего, видовым составом, то для крупных экосистем все большую роль в увеличении разнообразия играют входящие в них экосистемы меньшего ранга. Например, для биосферы как глобальной экосистемы разнообразие, а, следовательно, устойчивость и другие свойства, кроме числа видов, популяций и экосистем, зависят от различий сред жизни, форм рельефа, типов климата, природных зон, геохимических провинций, ландшафтов и других структурных единиц.

  Известно, насколько высокую цену приходится платить за поддержание существования упрощенных систем. Экономически это выражается через вложение энергии. Город, лишенный дополнительной энергии, перестает быть городом. Он становится субстратом для начала первичной сукцессии. Сельскохозяйственное поле без постоянного притока энергии из внутренних источников превращается в заросли сорняков (начальная фаза вторичной сукцессии). Водоем, лишенный жизни, например, кислотными дождями, превращается в отстойник отходов, если не вносится энергия для приведения системы в естественное состояние.[3] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  7.Причины  и факторы изменения биоразнообразия в природе.

  Число видов организмов, обитающих в  биосфере на протяжении ее геологической истории, не оставалось постоянным. Каждому виду свойственна определенная продолжительность жизни. В среднем она равна 10-30 млн. лет. Есть виды с более короткой продолжительностью жизни (несколько тысячелетий), и есть виды-долгожители, их иногда называют «живыми ископаемыми». К таким долгожителям относятся, например, многие мхи, существующие практически в не изменяющемся состоянии примерно 500 млн. лет (с силурийского периода). Древесное голосеменное растение гинкго существует в течение 150 млн. лет - с юрского периода. К долгожителям-животным относятся живородящая рыба латимерия, которая считалась вымершей 60 млн. лет назад, но в 1938 году была выловлена вблизи Коморских островов и др.[3]

  В целом же на протяжении геологической  истории Земли одни виды вымирали, другие (в результате эволюционного  процесса) появлялись им на смену. Общая тенденция, однако, была таковой, что с возрастом биосферы число видов увеличивалось. Особенно заметно видовое богатство увеличивалось при освоении организмами новых местообитаний или сред жизни. Например, число видов резко увеличилось с выходом организмов на сушу и освоением почвенной, а затем наземно-воздушной сред. Появились такие принципиально новые адаптационные механизмы (ароморфозы), как теплокровность, способствующие освоению новых территорий.

  На  общем фоне тенденций увеличения видового разнообразия в отдельные  периоды оно могло заметно  уменьшаться, например, в периоды  активных сейсмических процессов, при  длительных оледенениях, крупных катастрофах (катаклизмах) и т. п. Но это не меняло общей тенденции увеличения видового разнообразия.[3] 
 

  8.Масштабы  антропогенного изменения разнообразия и его следствия.

  С моментом выхода на арену человека как геологической силы процессы вымирания (уничтожения) отдельных видов приобрели темпы, которые ни в какой мере не сопоставимы с чисто эволюционными природными явлениями. Процесс приобрел одностороннюю направленность, а поэтому уничтожение видов практически не компенсируется противоположным процессом появления новых видов.

  Если  в доисторическое время один вид  вымирал в среднем за 2000 лет, то в последние 300 лет один вид стал исчезать за каждые 10 лет. Считается, что  с 1600 г. вымерло 173 вида только позвоночных животных (109 видов птиц и 64 вида млекопитающих) и 20 видов растений. В настоящее время темпы исчезновения видов увеличились на порядки раз; А. В. Яблоков и С. А. Остроумов (1985) приводам данные, согласно которым ежедневно исчезает 1 вид. По другим данным (Проблемы экологии России, 1993) -10-20 видов. Не менее 2% современных амфибий и рептилий, 3,5% пресноводных рыб, 5% птиц, 60% млекопитающих и около 10% сосудистых растений в мире находятся под угрозой исчезновения. П. Ревелль и Ч. Ревелль (1994) считают, что за ближайшие 20 лет может исчезнуть около миллиона видов, большинство из которых обитают в тропических лесах.

  Причины резкого уменьшения численности  или гибели видов различны. Чаще всего они связаны с нарушением или разрушением местообитаний. Так, применительно к позвоночным животным с этим фактором связывают 60% случаев исчезновения видов. Второе место занимает переэксплуатация (30-35%), далее следует потеря или сокращение кормовой базы (4%), уничтожение вредителей (3%) и случайная добыча (2%).

  Чрезмерная  эксплуатация особенно опасна для видов, представляющих коммерческий интерес. Так, например, страсть к коллекционированию поставила на грань вымирания некоторые кактусы, орхидеи и насекомоядные растения. Только в 1983 г. из-за бивней было уничтожено 80 тыс. (8% численности) африканских слонов: Серьезные причины вымирания видов связываются с их неспособностью конкурировать с интродукцированными (вновь ввозимыми) видами. Наиболее чувствительны к таким явлениям виды, живущие на ограниченных пространствах, например на островах.

  Важно иметь в ввиду, по крайней мере, два следствия, связанные с уменьшением видового разнообразия.

  Во-первых, вымирание одного вида, как правило, создает предпосылки для подрыва жизненности или гибели еще 4-5 видов, тесно связанных с вымершим трофическими и другими связями.

  Во-вторых, не обязательно полностью уничтожать какой-либо вид. Достаточно бывает снизить  его численность до таких пределов, после которых он не может восстановиться. Обычно для крупных позвоночных предельный уровень численности 500-100 особей, для мелких позвоночных - около 10 тыс. особей, для беспозвоночных - около 50 тыс. особей, для растений - также несколько тысяч особей.

  Приведем  некоторые примеры гибели организмов под влиянием различных видов  человеческой деятельности.

  ; Летом 1988 года в Северном море отмечалась гибелью тюленей. Есть предположение, что причиной явилось нарушение равновесия в природе: так под влиянием обогащения воды биогенными элементами в морях отмечался взрыв размножения золотистой водоросли. За этим последовала потеря водой кислорода (результат разложения отмерших водорослей) и гибель многих обитателей, в частности тюленей. Высказывается также предположение, что причиной гибели тюленей мог явиться вирус, подобный тому, который у плотоядных животных вызывает чуму. Но и его возникновение - результат нарушения равновесия экосистем.

  Много животных гибнет на дорогах. Для США  это цифра 500 млн./год. Ученые Дании  подсчитали, что под колесами транспорта за один год погибло 6 мл н. лягушек, 120 тыс. зайцев и не менее 100 тыс. ежей. Автомобилист, проезжая 10 тыс. км, может  уничтожить до 1,5 млн. особей насекомых.