Глава 8. Перспективы сохранения биоразнообразия в городе

Задача сохранения биоразнообразия в городе – это задача сохранения природных сообществ, которые формируют среду обитания и делают ее благоприятной для человека: регенерируют воздух и воду, смягчают микроклимат, обеспечивают психологический комфорт и пр. Вместе с тем в полной мере решение этой задачи невозможно, так как не все виды организмов способны адаптироваться к городской среде. Если же учесть экосистемные закономерности, то приходится признать, что техногенное воздействие на природные экосистемы стимулирует в них в соответствии с принципом Ле-Шателье процессы противодействия, направленные на ликвидацию последствий воздействия, восстановление экологического равновесия и разрушение техносферы [Реймерс, 1994, Кожевина, 2000]. Действительно, в настоящее время налицо такие разрушительные для города процессы, как биохимическая коррозия сооружений, выветривание стен и фундаментов зданий, образование оползней и плывунов, карстовые явления. И все же исследования последних лет выявили динамику и механизмы приспособления многих обитателей города к новым условиям и позволили сформулировать некоторые принципы планирования развития городов с учетом экологических факторов.

Г.Н. Симкин (2000) отмечает следующие характерные фазы преобразования природных экосистем при урбанизации: дестабилизация, модификация, трансформация и деструкция. Стадия дестабилизации биоценозов и входящих в них популяций характеризуется сбоями в функционировании ценоза, нарушениями социальной, пространственной и поведенческой структуры популяций. Например, могут возникать нерегулируемые вспышки размножения, нарушения биологических связей в сообществах, асоциальное поведение животных, нарушающее иерархическую структуру популяций. Именно такие животные часто мигрируют из привычного местообитания и начинают осваивать новые пространства. В дестабилизированных популяциях часто возникают вспышки болезней и паразитов.

На стадии модификации возникает новое сбалансированное состояние экосистемы. На этой стадии еще возможно восстановление экосистемы.

Стадия трансформации проявляется в нарушении целостности структуры экосистемы: распадаются связи между отдельными ее блоками (фито-, зоо-, микробоценоз), а также внутри блоков – растительных и животных сообществ. В ряде случаев процесс распада начинается с местных видов (вплоть до полного исчезновения), в других случаях – с нашествия пришлых видов, заглушающих и вытесняющих представителей местной флоры и фауны. В первом варианте процесса некоторое время сохраняется облик исходной природной экосистемы, во втором – она заменяется антропогенной.

Стадия деструкции – это распад природной экосистемы.

В настоящее время на бóльшей части Земли природные экосистемы подвергаются антропогенной трансформации и деструкции. Разрушается эволюционно сложившаяся система закономерных адаптивных связей, обеспечивающая гомеостаз (устойчивость) биосферы. Новый этап развития, связанный с вмешательством человека, ведет к повышению роли стохастических процессов: в ценозах увеличивается удельный вес «сорных» видов флоры и фауны, эврибионтов-антропофилов, ценофобов, теряет свое значение природная иерархическая структура сообществ. С точки зрения теории самоорганизации этот переходный период можно назвать периодом динамического хаоса, который может закон­читься либо катастрофой, либо установлением нового устойчивого состояния (в случае прекращения расшатывания системы, восстановления экосистем и сохра­нения биоразнообразия).

Сейчас становится очевидным, что сохранить биоразнообразие возможно только в том случае, если сохраняется экосистема. При этом в городе следует заботиться о поддержании местообитаний животных и растений, близких к естественным условиям. Этому соответствует модель «экологического каркаса» урбанизированных территорий, которой необходимо руководствоваться при оценке состояния природных компонентов в городе, а также при конструировании искусственных насаждений садово-паркового типа [Симкин и др., 2000].

Организация экологической среды в городе подразумевает сохранение ядра, состоящего из природного городского комплекса и комплекса искусственных насаждений. Экологический каркас должен сформироваться, как замкнутая целостная система, способная к самоподдержанию и самовосстановлению При этом необходимо сохранить или восстановить основные типы местообитаний, обеспечить пути миграций и убежища для животных. Особенно важную роль в этом играет сохранение и восстановление русел малых рек в городе [Авилова, 2000].

Садово-парковые ансамбли должны конструироваться, как целостные экосистемы, с таким подбором искусственных посадок, который мог бы обеспечить ее самоподдержание. В такой искусственной экосистеме большое значение имеет модуль, состоящий из фитоценоза, устойчивого комплекса беспозвоночных и орнитокомплекса. Насекомые обеспечивают опыление растений, а некрофилы и почвенные беспозвоночные утилизируют отмершую растительную массу. Птицы и некоторые млекопитающие играют ключевую роль в расселении и восстановлении посадок растений, так как семена многих растений прорастают, только побывав в пищеварительном тракте животных. Так, восстановление дубрав в районе Рыбинского водохранилища оказалось связанным с разносом желудей сойками. Показано, что на Кавказе, благодаря покопкам кабанов, оленей и медведей, поедающих каштаны и желуди, происходит возобновление лесных насаждений, становится возможным прорастание и укоренение семян. Птицы также регулируют численность беспозвоночных, вредных для растений [Симкин и др., 2000].

Природные комплексы, включенные в экологический каркас урбанизированной территории, должны служить резерватами для крупных колоний птиц и сообществ млекопитающих. Искусственные посадки и окружающие город природные экосистемы должны быть связаны с ядром каркаса «зелеными коридорами», это придает всей системе целостный характер и увеличивает ее устойчивость.

Для восстановления этих связей – «зеленых коридоров» – необходимо изменить некоторые правила ухода за зелеными насаждениями: не выкашивать травостои до цветения, не сжигать листовой опад, исключить фактор беспокойства для животных ночной подсветкой, восстановить придорожные зеленые зоны и тому подобные меры. Необходимо восстанавливать местные виды растительности и охранять еще оставшиеся природные территории, которые не могут быть заменены искусственными насаждениями, не дающими укрытия и кормовой базы для расселяющихся животных. В парках и скверах при преждевременном выкашивании исчезает дикорастущее разнотравье, а с ним – и многие виды бабочек, шмели и другие насекомые. При постоянной уборке листового опада значительно снижается численность дождевых червей, исчезают подстилочные виды беспозвоночных, нарушается восстановление плодородного слоя почв.

Мозаичная гетерогенная среда города в некоторых случаях способствует даже расширению разнообразия видов, например растений, в значительной степени благодаря видам, завезенным и высаженным в городе. Так, число видов папоротникообразных и цветковых растений в городах Европы выше, чем за их пределами, и в больших городах больше, чем в малых (более 1300 видов и 530–560 видов на единицу площади соответственно). В крупных городах Европы за последние 300 лет увеличение числа видов цветковых растений за счет интродукции превосходит уровень их исчезновения [Sukopp, Trepl, 2000]. К интродукции новых видов, и в особенности животных, следует относиться с осторожностью, так как интродуценты, не имея на новом месте естественных врагов, могут чрезмерно размножиться и вытеснить некоторые местные виды.

Процесс техногенной трансформации лесных природных комплексов может идти по-разному. Происходит преобразование естественных ценозов (борового, таежного, дубравного) в антропогенные (лесной, лесолуговой, луговой, сорно-рудеральный). При этом суммарный эффект загрязнения почв сильно выражен, напочвенный растительный покров в лесу трансформируется в бурьян. Развитие сорно-рудеральной растительности ведет к резкому сокращению видового разнообразия травостоя, но при этом заметно увеличивается фитомасса, и это сохраняет общую устойчивость лесного фитоценоза.

На лесолуговой и луговой стадии дигрессии, наоборот, наблюдается общее ухудшение состояния фитоценоза с потерей устойчивости. Лесные фитоценозы в известной мере могут адаптироваться к антропогенному воздействию с помо­щью повышения функциональной роли растений нижнего яруса: с нарушением древесного яруса возрастает доля зеленой массы подроста, подлеска, травостоя, что в целом повышает устойчивость экосистемы [Коломыц и др., 2000].

В последние 50–100 лет многие виды птиц и млекопитающих освоили городскую среду. Сформировались синантропные популяции этих животных. Стали заметны некоторые универсальные черты процесса синантропизации, общие для животных различных видов. В результате этого процесса формируются специализированные городские популяции. Их характерными чертами являются: склонность к экспансии и заселению новых урбанизированных территорий, толерантность к постоянному беспокойству, умение использовать городскую среду для размножения и устойчивого существования.

Процесс начинается с появления первых пар, обладающих способностью использовать мозаичную городскую среду с ее разнообразием биотопов и наличием разнообразной кормовой базы, и быстро приводит к формированию популяции значительного размера. Устойчивость существования животных в городе определяется соотношением риска (вероятность гибели, территориальной конкуренции, затяжного ухудшения условий существования) и способностью уменьшать риск за счет своевременной реакции.

У отдельных особей реактивность проявляется в индивидуальном поведении, у популяции – за счет расселения, освоения новых кормовых ресурсов, убежищ, мест гнездования и поиска партнеров. Биологи считают, что при этом не возникают новые формы поведения, а реализуются в новых изменчивых условиях врожденные видовые свойства. Чем устойчивее генетически детерминированные стереотипы поведения, тем больше шансов у животных выжить в изменчивых условиях города [Фридман и др., 2000].

В городе пресс со стороны специализированных хищников мал, а количество и доступность корма много выше. Там растет средняя продолжительность жизни птиц и млекопитающих, снижается успех размножения за сезон, но увеличивается роль заботы о потомстве и его выживаемость, за счет чего увеличивается численность популяции. Интересно, что у находящихся в постоянном соседстве конкурирующих видов повышается взаимная терпимость, учащаются дружественные и игровые отношения между животными одного статуса, даже в условиях конкуренции, интенсифицируется исследовательская активность [Hurst, Gray, 1998].