Порушення екосистем суші в результаті діяльності людини - Барабанова про
Лекція 13. Деградація біоценозів і обмеженість біосфери
13.3. Порушення екосистем суші в результаті діяльності людини
Широка популярність, яку придбала проблема антропогенного зникнення видів і руйнування їх середовищ існування, призводить до логічного висновку, що повинно спостерігатися і збіднення числа видів в екосистемах, що і відбувається насправді. Сучасні форми природокористування порушують або знищують природні екосистеми, життєдіяльність яких створює і стабілізує умови середовища, в яких може існувати людина.
Найдавнішим джерелом продовольства для людини була продукція, що вилучається з природних популяцій рослин і тварин. Людина споживає значну частку продукції степових, лугових, лісових, водних та деяких інших екосистем, витісняючи тим самим природні консументи і нерідко підриваючи продуктивні здатності екосистем. Масштаб антропічний споживання живої речовини біосфери характеризують такі цифри: 20% продукції луків і пасовищ і по 50% продукції ріллі і лісів використовується в господарстві людини. У підсумку, за деякими підрахунками, понад 1/4 продукції фітоценозів суші надходить в канал споживання людиною і тваринами, а відповідно до цього зменшується частка природних консументов і редуцентов.
Зміни, що вносяться в середу людиною, призводять до порушення стабільності екосистем. Проблеми антропогенних впливів на стабільність можна розділити, по-видимому, на кілька груп.
Перша група проблем пов'язана зі зміною видової структури співтовариства. Вже згадуване впровадження в нього нових видів може викликати перебудову вигляду ценоза, потоку енергії через нього, а іноді буквально «екологічну катастрофу». Прикладів такого роду багато (розселення опунції в Австралії, захоплення водних гіацинтом багатьох сучасних водойм та ін.).
Для спільноти небезпечно і зменшення видового різноманіття, при якому часто спостерігається різке «обеззброєння» спільноти перед патогенними грибами і комахами-фитофагами. Саме з цим пов'язані багато проблем монокультурного сільського та лісового господарства - безперервна війна з так званими «шкідниками» і хворобами, яку з великими труднощами вдається не програвати остаточно, але, видно, ніколи не вдасться остаточно виграти (при збереженні монокультур і традиційних пестицидів).
Друга група проблем пов'язана зі зміною або деформацією харчової мережі біоценозу. Майже кожен вид екосистеми затиснутий, як цегла в кладці, між двома шарами харчової піраміди - нижнім, який представлений видами, службовцями харчової базою для даного виду, і верхнім, утвореним видами, що обмежують чисельність даного виду і тим самим оберігають його від епідемій і від підриву власної харчової бази. Тому навіть не зникнення виду, а просто антропогенний скорочення чисельності його особин може порушити цю тісно взаємопов'язану структуру і викликати згубні наслідки для видів нижнього або верхнього шару піраміди. Наприклад, в наших лісах різке скорочення чисельності великих хижаків призвело до зняття контролю за розмноженням копитних, які місцями стравлюють підріст дерев, заважаючи лісовідновлення.
Третя група проблем пов'язана з дезорганізацією тонкої регуляції біогеоценозу, що здійснюється за допомогою різних сигнальних і аллелохіміческіх факторів. В останні роки було встановлено, що серед взаємодій між організмами і зв'язків організмів з абіотичним середовищем є не тільки безпосередні ультимативні відносини типу хижацтва, паразитизму, взагалі харчування, укриття і т. Д. Велике місце займають і сигнальні взаємодії, інформативні, що попереджають, що привертають увагу , що включають певні комплекси запрограмованих реакцій в поведінковому і біохімічному сенсі слова. Реальна небезпека багатьох антропогенних впливів (в тому числі забруднень), ще слабких для того, щоб викликати отруєння, смерть або безпліддя живих організмів, в тому, що вони можуть виявитися достатніми для ломки регуляторної системи в екосистемах і біогеоценозах.
Отже, одними з найважливіших проблем антропогенних впливів на живу природу на рівні біогеоценозів слід вважати:
зміна видового складу співтовариств при впровадженні нових видів або зникнення раніше мешкали;
антропогенний вплив на продуктивність і біомасу, зростання споживання біомаси людиною при відповідному зниженні частки природних консументов;
падіння стійкості екосистем і біогеоценозів внаслідок зміни видової структури співтовариства, деформації харчової піраміди, ломки сигнальних зв'язків в біоценозі;
незворотність антропогенних змін багатьох екосистем і біогеоценозів і зникнення деяких типів екосистем і біогеоценозів.
Людство є частиною біосфери, продуктом її еволюції. Хід історичних змін зв'язків між природою і людиною призводить до одночасних змін в природі і формах господарства. Форми господарства, змінюючись внаслідок труднощів, що походять від змін в природі, в свою чергу викликають ланцюгові реакції в природі. Постійний зворотний зв'язок отримала назву закону зворотного зв'язку взаємодії людина-біосфера (П. дансер, 1957).
Трохи пізніше Б. Коммонер (1974) висунув ряд положень, які сьогодні називають «законами» екології:
1. «Все пов'язано з усім» - відображає існування складної мережі взаємодій в екосфері. Він застерігає людину від необдуманого впливу на окремі частини екосистем, що може привести до непередбачених наслідків.
2. «Все повинно кудись діватися» випливає з фундаментального закону збереження матерії. Він дозволяє по-новому розглядати проблему відходів матеріального виробництва. Величезні кількості речовин витягнуті з Землі, перетворені в нові з'єднання і розсіяні в навколишньому середовищі без урахування того факту, що «все повинно кудись діватися». І як результат великі кількості речовин часто накопичуються там, де в природі їх не повинно бути.
3. «Природа знає краще» виходить з того, що «структури організмів нинішніх живих істот або організмів - сучасної природної екосистеми - найкращі в тому сенсі, що вони ретельно відібрані з невдалих варіантів і що будь-який новий варіант, швидше за все, буде гірше існуючого нині ». Цей закон закликає до ретельного вивчення природних біо- та екосистем, свідомому відношенню до перетворюючої діяльності. Без точного знання наслідків перетворення природи неприпустимі ніякі її «покращення».
4. «Ніщо не дається даром», на думку Коммонера, об'єднує попередні три закони, тому що біосфера як глобальна екосистема являє собою єдине ціле, в рамках якої нічого не може бути виграно або втрачено і яка не може бути об'єктом загального поліпшення; все, що було вилучено з неї людиною, має бути відшкодовано. Платежу за векселем уникнути не можна, він може бути тільки відстрочений.
П. дансер (1957) також сформулював закон незворотності взаємодії людина-біосфера. відновлювані природні ресурси робляться невідновних в разі глибокої зміни середовища, значною переексплуатаціі, яка доходить до поголовного знищення або крайнього виснаження, а звідси перевищення можливостей їх відновлення.
Сучасна цивілізація і культура не забезпечують стабільних умов існування на Землі ні життя, ні людини як її частини. Цей висновок знаходить відображення в правилі міри перетворення природних систем: в ході експлуатації природних систем не можна переходити деякі межі, що дозволять цим системам зберігати властивість самопідтримки (самоорганізації і саморегуляції).
Ресурсна роль живої природи визначається перш за все її средообразующую функціями, які забезпечують баланс глобальних процесів мас-енергетичного обміну, регуляцію темпів біологічного кругообігу речовини і енергії в повітряної, водної та наземної сферах і створюють сприятливу стабільне середовище для життя і здоров'я людини. Стійкість біосфери забезпечується різноманіттям форм життя і багатофункціональністю живих істот, які беруть участь у формуванні атмосфери Землі, екосистеми Світового океану, гірських порід, ґрунту, є ключовим фактором в біогеохімічних циклах вуглецю, води, азоту, фосфору, сірки та інших сполук. Біота забезпечує продуктивність екосистем і є основою життя людини.
У доіндустріальну епоху площі експлуатованих земель становили 5% території суші, на яких людина використовувала не більше 20% продукції біоти; загальна антропогенне частка споживання продукції біосфери не перевищувала 1%. Сучасна ж частка на порядок вище. Якщо існуючі темпи приросту збережуться, то виявиться, що вже на початку XXI ст. людство споживатиме 50% всієї первинної біологічної продукції, т. е. половину біоти суші, а через 30-40 - 80%. Чи зможе наша планета витримати таке навантаження чи ні, поки не ясно.
Масштабне скорочення площі природних екосистем, що супроводжується знищенням біологічного різноманіття на планеті, неминуче веде до зниження їх регуляторного потенціалу. Людина вже знищив або сильно змінив половину продуктивних екосистем суші (територій, покритих рослинністю), т. Е. Вивів з ладу половину «біосферний машини» регуляції середовища. Якщо раніше наслідки антропогенних порушень екосистем приводили до екологічного збитку в локальному і регіональному масштабі, то сьогодні стають очевидними глобальні наслідки цього процесу.
Сучасні глобальні зміни є наслідком руйнування компенсаційних механізмів біоти, а не прямого впливу людини, що забруднює навколишнє середовище. Руйнування компенсаційних механізмів відбувається в результаті перевищення допустимої межі обурення біоти господарською діяльністю людини. Розрахунки дозволили визначити поріг стійкості (допустимого обурення) біосфери: биота зберігає здатність контролювати умови навколишнього середовища, якщо людина в ході своєї діяльності використовує не більше 1% чистої первинної продукції біоти. Інша частина продукції повинна розподілятися між видами, які виконують функції стабілізації навколишнього середовища. Таким чином, коефіцієнт корисної дії біоти, з точки зору людини, становить всього 1%, тоді як 99% йде на підтримку стійкості біосфери.
Сучасний стан основних ресурсів біосфери свідчить, що людство впритул підійшло до граничного рубежу, хоча точні значення ємності біосфери не відомі. Деякі типи екосистем, наприклад, європейські степи, практично знищені, їх фрагменти збереглися лише на охоронюваних природних територіях. В таких умовах, навіть при відсутності точних оцінок ємності біосфери і прогнозу її розвитку, необхідне прийняття радикальних заходів, спрямованих на зниження споживання біоресурсів і відновлення природних екосистем.