Алексеева Т. Н. / Лекция 7. Глобальные экологические проблемы биосферы / Деградация наземных экосистем

7.5. Деградация наземных экосистем

Академик В. И. Данилов-Данильян говорил: « …..человечество не изобрело ничего, что могло бы заменить биоту в качестве регулятора окружающей среды. Но за время своего существования оно уже уничтожило 70% естественных экосистем, способных переработать все отходы ... Подчеркиваю, уничтожение био- и экосистем - самый страшный знак близкой катастрофы». При рассмотрении влияния человека на наземные экосистемы следует обратить внимание на деградацию почв, лесов, растительного и животного мира.

Почвы - ценнейшие природные ресурсы, возникшие под воздействием света, воздуха, влаги, растительных и животных организмов, деятельности человека на поверхностный слой земной коры. В результате бессистемного использования за всю историю цивилизации около 2 млрд. га продуктивных земель превратились в пустыни: на заре земледелия они составляли около 4,5 млрд. га, а сейчас их осталось около 2,5 млрд. га. Угрожающе расширяет свои границы Сахара - величайшая пустыня мира. По официальным данным властей Сенегала, Мали, Нигера, Чада и Судана, темпы ежегодного продвижения края Сахары составляют от 1,5 до 10 м. За последние 70 лет она разрослась на 700 тыс. км². А ведь в 3000 г. дон. э. территория Сахары представляла собой саванну с густой гидрографической сетью. Там, где еще не так давно процветало земледелие, песчаный покров достигает полуметровой толщины.

Все это можно объяснить поспешной ломкой традиционного земледелия и кочевого животноводства в развивающихся странах. Посевы монокультур привели к увеличению числа видов вредителей сельского хозяйства. Отрицательное воздействие оказывают водная эрозия и ливневые дожди, смывая плодородный слой. Негативные изменения почв часто являются результатом вторичного засоления при искусственном орошении.

Экологи подвергают критике эксплуатацию африканских почв с использованием современной техники и призывают к возрождению древних методов земледелия, объясняя это особым механическим составом этих почв и концентрацией микроорганизмов в верхнем слое, который разрушается современной техникой.

Зловещие симптомы деградации почвенно-растительного покрова проявляются сегодня в Латинской Америке, Южной Азии, Австралии, Казахстане, Поволжье. Площади пахотных земель постоянно сокращаются из-за горнопромышленных разработок, расширения селитебных зон, промышленного и гидротехнического строительства. Во время пыльных бурь с каждого слоя пашни толщиной 1 см сносится до 30 кг/га азота, до 22 кг/га фосфора, более 30 кг /га калия. Огромный ущерб наносит загрязнение почв, связанное с загрязнением атмосферы и вод. Основные источники загрязнения - жилые дома и бытовые предприятия (больницы, столовые, гостиницы, магазины), промышленные предприятия, теплоэнергетика, сельское хозяйство, транспорт. За 100 лет наземную поверхность осело 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка и сурьмы составили по 0,6 млн. т, кобальта - свыше 0,9 млн. т, никеля - более 1 млн. т, мышьяка-1,5 млн. т.

О Леса покрывают 34% поверхности суши и играют уникальную роль в природе. Сокращение лесных массивов неизбежно ведет ,с изменению состава атмосферы, водного баланса, ландшафтов, уровня грунтовых вод, что, в свою очередь, влияет на плодородие почв и микроклимат.

Экономический потенциал лесных ресурсов связан с использованием древесины (в качестве топлива и строительных материалов, сырья для целлюлозно-бумажной промышленности и др.), а также другой лесной продукции (растений, ягод, грибов, смолы и др.) и животных, Исключительно велико значение лесных массивов 11 сохранении устойчивости природы в региональном и глобальном масштабах (поглощение СO2). Леса - естественные местообитания огромного числа диких видов растений и животных. В тропических лесах обитает 50% всех видов живых организмов на Земле.

Велика роль лесов и как источника генетических ресурсов для сохранения биологического разнообразия организмов. Леса выполняют многие экологические функции: поддерживают состав атмосферы, накапливают и постепенно отдают воду, подпитывая реки, ручьи, подземные воды, предотвращают эрозию почв и наводнения, регулируют сток воды с гор, количество наносов в водоемах 11 многое другое.

Хищническая вырубка лесных массивов привела к трудно поправимым экологическим последствиям в странах Африки, Азии, Латинской Америки. На глазах «тают» леса Амазонии. Бичом амазонских джунглей являются и пожары (население использует огонь для расчистки участков земли под посевы): по данным Национального института космических исследований (США) огонь уничтожил в Бразилии 32 млн. га джунглей. Спутники ежедневно фиксируют до 8,5 тыс. очагов пожаров. Дым от них препятствует воздушной и речной навигации. Если правительство Бразилии 110 примет чрезвычайных мер по охране лесов Амазонии, возможна экологическая катастрофа мирового масштаба. По некоторым оценкам за 50 лет жизни одно дерево в тропическом лесу обеспечивает «экологический доход» в 196 250 долларов, а проданное как древесина оно стоит лишь 390 долларов.

Проблема охраны лесов остро стоит в Африке, так как топливом для домашних очагов там испокон веков служат дрова. В развивающихся странах ежегодно превращаются в дым 12 млн. га леса. Так, в Индии 40 лет назад леса охватывали 22% территории, сейчас на их долю приходится не более 10%. Тревогой охвачены также экологи США, Западной Европы, России, Австралии и других стран. Опасными темпами сокращаются леса Сибири. Здесь ежегодно вырубается более 500 тыс. га леса. Ученые фиксируют изменение сибирского ландшафта: на месте вырубок начинается заболачивание местности. Поскольку вырубают прежде всего ценные сосновые, а иногда и кедровые, повсеместно наблюдается обеднение леса этими породами. Под натиском человека леса отступают на всех континентах, практически во всех странах.

Наиболее серьезная глобальная экологическая и ресурсная проблема - уничтожение и деградация тропических лесов. Тропические леса - источник половины добываемой в мире древесины. Там же получают кофе, какао, специи, орехи, фрукты, латекс, смолы, красители, воск, танины, масла, но это лишь часть продуктов, которые дают эти леса. Сырье для четверти всех медикаментов произрастает в дождевых тропических лесах: из них может быть получено 70% перспективных лекарств. Экологи опасаются, что деградация этих чрезвычайно разнообразных биомов может вызвать вымирание почти 1 млн. видов растений и животных уже в XXI столетии. Это может привести к глобальному кризису биоразнообразия. Тропические леса имеют значение для сохранения стабильности в развитых странах, но еще большее значение они имеют для развивающихся стран. По прогнозам около 1 млрд. человек умрут от голода в течение следующих 30 лет, если не прекратится истребление тропических лесов. Первое срубленное дерево было началом цивилизации. Последнее дерево означало бы ее конец.

Леса гибнут не только вследствие пожаров или вырубки, их деградация идет повсеместно из-за кислотных дождей, поступающих в атмосферу, воду, почву. В Шварцвальде (Германия) отмечены массовые повреждения и заболевания хвойных пород деревьев, дубов, берез, рябины, бука и платанов. Большинство ученых считают, что причина повреждений - кислотные дожди и загрязнение воздуха. По оценкам 1984 г. три четверти деревьев в Германии получили различные повреждения (рис. 7.18).

Аналогичные повреждения деревьев обнаружены в США в горах Аризондо, в штатах Вермонт, Нью-Гемпшир, Северная Каролина, в Чехии, Польше, Швеции и других странах.

Болезни лесов в разных регионах имеют общие черты. Во-первых, все описанные регионы были охвачены кислотными дождями.

Во-вторых, в большинстве случаев поврежденные леса находятся на возвышенностях и значительную часть их окутывают облака, которые также могут иметь кислую реакцию (до рН=3,5). В-третьих, из-за повышенной кислотности в высокогорных районах из почв легко вымываются кальций и магний. В-четвертых, химический анализ показал, что в листьях больных деревьев серы на 10% больше, чем в листьях здоровых. И наконец, в воздухе в этих горных лесах было обнаружено высокое содержание озона, который может быть токсичным для деревьев. Появление озона на горных склонах оказалось неожиданностью. Возможно, это объясняется реакциями с углеводородами (терпенами), выделяемыми хвойными деревьями. На солнечном свету терпены могут вступать в реакции с диоксидом азота, в результате чего выделяется озон. Итак, комплекс факторов: кислотные дожди, большая высота над уровнем моря, облачный покров, повышение кислотности и изменение минерального состава почв, наличие серы в листве, содержание озона в атмосфере - могут привести к гибели лесов и, как следствие, к экологической катастрофе в северном полушарии. Но леса - возобновляемые природные ресурсы и при сохранении устойчивости лесных экосистем могли бы использоваться в течение длительного времени. Поэтому, как записано в документах Конференции ООН в Рио-де-Жанейро, назрела острая необходимость « принять достаточно решительные меры по сохранению многогранной роли и разнообразных функций всех видов лесов и лесных угодий на основе целостного и рационального подхода к устойчивому и экологически безопасному развитию лесного хозяйства».

• Растительный и животный мир планеты вместе с ее лесами, степями, реками, озерами, морями составляют гигантский суперорганизм. Поэтому, говоря о почвах и лесах, нельзя не коснуться растительного и животного мира. Многие виды растений и животных исчезают на наших глазах, некоторые из них человек даже не успел изучить.

В 1850-е годы выдающийся орнитолог А. Уилсон наблюдал, как стая странствующих голубей на четыре часа закрыла небо. Он подсчитал, что численность стаи превышала 2 млрд. птиц, длина ее составила 240 миль, а ширина-1 милю. В 1914 г. в зоопарке Цинциннати умерла последняя известная на Земле самка странствующего голубя - Марта, названная в честь Марты Вашингтон. Основными причинами вымирания этого вида стали неконтролируемая промысловая охота, утрата мест обитания и источников пищи при уничтожении лесов под фермы и города.

Виды исчезают не только в результате их истребления, но и вследствие уничтожения природных экосистем, в которых они обитают. Каждый исчезнувший вид растений может унести с собой пять видов насекомых или других беспозвоночных животных.

Вымирание - естественный процесс, но с появлением сельского хозяйства около 10 тыс. лет назад скорость исчезновения видов естественных экосистем резко возросла. По приблизительным оценкам, в период с 8000 г. дон. э. по 1975 г. средняя скорость исчезновения млекопитающих и птиц возросла в 1000 раз и составила несколько сотен видов в год, а после 2000 г. - десятки тысяч в год.

Такое исчезновение не может быть компенсировано видообразованием, так как для развития нового вида нужно от 2000 до 100 ООО поколений. По прогнозам ученых, уничтожение влажных тропических лесов может привести к исчезновению от 2 до 5 млн. видов животных. И это при общем числе живущих на Земле около 10 млн. видов!

В 1966 г. Международный союз охраны природы (более чем 100 стран) начал издавать Красную Книгу. Еще в конце 80-х гг. в печальном списке растений и животных, находящихся под угрозой исчезновения, значились 768 видов позвоночных, 264 вида птиц, 250 видов растений. Сейчас в этом списке более 4600 видов. В Красную Книгу занесены лемуры, орангутанги, гориллы, белый журавль, кондор, морские черепахи, носороги, слоны, тигры, гепарды, синий кит, большая панда, медведь гризли, белый медведь, обыкновенный волк, американский бизон и многие другие.

Особенно хищнически истребляются промысловые животные: осетровые рыбы, морские котики, носороги, слоны, леопарды. Если 20 лет назад в Африке обитало 60 тыс. носорогов, то сегодня их осталось не более 2 тыс. Поголовье слонов с 1990 г. сократилось в 4 раза. Следует учитывать, что ряд видов обладает природными особенностями, которые способствуют их исчезновению: медленная скорость размножения, крупный размер, особые районы обитания или размножения, особые привычки питания, строго установленные пути миграции, определенный тип поведения.

Биологическое разнообразие растений и животных, существующих па Земле, - это не только условие сохранения систем жизнеобеспечения человека, но и сложнейшая нравственная проблема. С ростом населения мы увеличиваем использование природных ресурсов, земель и воды для себя в ущерб всем другим живым существам. Не случайно большинство стран на Конференции ООН в 1992 г. подписали Конвенцию по сохранению биологического разнообразия, в рамках которой государства, обладая суверенным правом эксплуатироватъ биологические ресурсы своей территории, принимают на себя ответственность за сохранение их разнообразия. Это обусловлено как необходимостью сохранения целостности природных экосистем, так и тем, что растения, животные и микроорганизмы являются носителями генетического ресурса планеты. Биоразнообразие - основа функционирования экосистем, от которой зависит существование всех живых организмов, будущее эволюции и генной инженерии. Каждая страна должна разработать национальную стратегию охраны биологического разнообразия и регулярно пpeдставлять в ООН доклады о состоянии работ в этом направлении.

Охрана и защита отдельных видов растений и животных от вымирания недостаточно эффективна. Из-за нехватки средств и квалифицированного персонала только некоторые виды могут быть спасены при помощи соглашений, законов, заповедников и зоопарков. Например, содержание 700 уссурийских тигров в зоопарках мира обходится почти в 2,5 млн. долларов в год. Животные там вымирают и из-за узкородственного размножения. Поэтому специалисты должны решать, какие виды следует сохранить. Предпочтение отдают обычно тем видам, которые имеют большую вероятность выживания, наибольшую экологическую значимость для экосистемы и могут быть полезны для сельского хозяйства, медицины, промышленности. Но большинство биологов считают, что лучшим подходом является экосистемный подход.

Экосистемный подход - это учреждение и поддержание всемирной системы резерватов и охраняемых территорий, которые должны охватывать не менее 10% суши (сейчас они занимают около 3% суши). Основная цель такого подхода - охрана и регулирование экосистем в целом, а не конкретных видов, как это практикуется в настоящее время при видовом подходе к охране диких животных. Экосистемный подход дешевле, чем охрана и регулирование численности отдельных видов. Резерваты станут местами обитания растений и животных, находящихся сейчас в ботанических садах, зоопарках и прочих неестественных условиях обитания. Кроме того, их можно использовать для исследовательских и образовательных целей.

В заключение напомним, что существуют разные точки зрения на охрану природы. Многие до сих пор придерживаются антропоцентрического взгляда на мир, т. е. считают, что природу надо охранять только из-за ее реальной или потенциальной пользы для людей. Другие имеют биоцентрическое мировоззрение и убеждены, что человек в биосфере не более важен, чем прочие виды. Поэтому недостойно и преступно ускорять уничтожение других видов в угоду себе. В последнее время все больше завоевывает признание экоцентричеений взгляд на охрану природы, сторонники которого считают, что оправданы только те действия, которые направлены на поддержание природных экосистем в целом - систем жизнеобеспечения Земли.

В данной главе мы рассмотрели лишь основные экологические проблемы, касающиеся всех стран и народов, т. е. проблемы глобального масштаба. Охрана природной среды не затрагивалась в полном объеме - это предмет дисциплины «Охрана окружающей среды», которая входит в программу профессионального обучения. В данном учебнике освещаются лишь некоторые вопросы прикладной экологии.