Лекция 2 (Курс лекций в ворде)

охрана природы. лекция 1.2.

2. Глобальный экологический кризис: признаки и формы проявления

Так или иначе, темпы деградации живой оболочки земли позволяет диагностировать состояние экологического кризиса, начиная с 1930-1960-х гг. Главнейшие признаки кризиса таковы

I. Cокращение площадей основных биомов, вымирание видов, которое в целом остановить не удаётся. В 2002 году на конференции по устойчивому развитию в Йоханнесбурге мировые лидеры подписали Конвенцию о биологическом разнообразии, предполагающую существенное снижение риска вымирания видов и темпов деградации основных биомов планеты к 2010 году. Для оценки степени продвижения к цели экологами были разработан 31 индикатор, оценивающий жизнеспособность видов и популяций в динамике.

Обзорная статья в Science[1] показывает печальную картину: индикаторы состояния биоразнообразия (риск вымирания, разрушение и трансформация местообитаний, площади ареалов, экологическая полночленность сообществ, в которых обитают соответствующие виды) показывают сокращение области существования видов дикой природы и ухудшение качества  этого существования. Напротив, показатели антропогенного давления на биоразнообразие (глобальное потребление ресурсов, «глобальное перемешивание» видов, биологические инвазии, перепромысел, загрязнение нитратами с эвтрофикацией, влияние климатических изменений) существенно выросли.

Темпы первого и второго процессов в первое десятилетие XXI века были не ниже, чем в ХХ. Несмотря на отдельные частные успехи (успешное сохранение биоразнообразия в ряде резерватов, переход к устойчивому лесопользованию в ряде стран, верные политические решения в ответ на биологические инвазии) темпы потери биоразнообразия оказываются неожиданными и пугающими.

Уточнение деталей. «Во внетропических областях земного шара из 85 тыс. видов цветковых растений от 4,5 до 6 тыс. видов находятся в угрожаемом состоянии, от 750 до 1,5 тыс. видов – на грани исчезновения (Raven, 1976). Особенно значительно число находящихся под угрозой исчезновения и исчезающих видов в районах средиземноморского климата где насчитывается по меньшей мере 12 тыс. эндемиков. Только в одном Капском флористическом районе имеется около 1,5 тыс. видов, находящихся под угрозой исчезновения.

Более подробные данные по этому вопросу мы имеем по Европе. В Великобритании с момента начала флористических исследований (приблизительно с 1600 г.) вымерло 20 видов, что составляет 1,3% флоры, насчитывающей около 1,5 тыс. видов сосудистых растений. В среднем каждые 18 лет здесь вымирал один вид, а с 1900 г. – каждые 4 года один вид (Perring, 1970).

В Бельгии с 1850 г. вымерло 62 вида, что составляет 4,8 всей флоры, насчитывающей 1,3 тыс. видов. Ещё 5% видов находятся под угрозой уничтожения. Среди бриофитов потери особенно велики, они составляют 20%.

В Нидерландах за последние 100 лет вымерло 50 видов сосудистых растений – 3,6% всей флоры, насчитывающей 1,4 тыс. видов. Кроме того, 288 видов находятся под непосредственной угрозой уничтожения, а 95 видов могут исчезнуть в более отдалённом будущем. За этот же срок вымерло 15% всех бриофитов и 30% лишайников.

В ФРГ из 2352 видов вымерло 56 видов, что составляет 2,4% (Sukopp, 1974).

В Польше, где флора сосудистых растений насчитывает приблизительно 2300 видов, в некоторых районах потери за последние 100 лет превысили 10%. В целом по стране данных о потерях нет, однако ситуация близка к той, которая сложилась в других европейских странах. В ближайшие годы в Польше, по-видимому вымрут 200-300 видов, а 600-1000 видов окажутся под угрозой вымирания в более отдалённом будущем.

Тревогу ботаников о судьбе флоры европейский стран отражает недавно опубликованный предварительный список эндемичных и находящихся под угрозой исчезновения видов растений (A preliminary..., 1975).

В СССР произрастает около 18 тыс. видов сосудистых растений. Полные данные о флористических потерях не опубликованы. Указывается лишь, что некоторые виды, например, Tulipa boettgeri, Populus cataracti (эндемики Средней Азии) и Scilla scilloides (эндемик Дальнего Востока), вымерли, а другие, например, среднеазиатские эндемики Allium caespitosa, Dipcadi turkestanicum, Thesium minkvitzianum, Stroganovia sagittata, Salvia baldshuanica и западнокавказский эндемик Veronica denudate, по-видимому, вымерли, поскольку их произрастание в последние десятилетия не было подтверждено. 637 видов требуют первоочерёдной охраны, а в целом по стране или отдельным её частям в той или иной мере нуждается в охране не менее 4 тыс. видов, т.е. примерно пятая часть всего состава флоры (Красная книга, 1975). В опубликованную в 1978 г. Красную книгу СССР вошло 444 вида сосудистых растений, требующих специальной охраны.

На территории БССР за последние 100 лет вымерло 70 видов сосудистых растений или около 5% флоры (Козловская, Парфёнов, 1972). Не удаётся найти виды, собиравшиеся ботаниками в гербарии ещё в начале XX в.

Для ЭССР нет данных по сосудистым растениям, но сообщается о вымирании 15 видов лишайников, что составляет около 20% лихенофлоры республики (Трасс, 1978).

Особенно быстро вымирают редкие растения, в том числе эндемики, а также малые популяции видов, находящиеся в удалении от основного ареала или на границе ареала. Так, в Северном Казахстане, по наблюдениям автора, бесследно исчезли Chamaedaphne calyculata, Ledum palustre, Andromeda polifora и Calluna vulgaris, гербаризировавшиеся ботаниками в начале XX века. На Южном Урале вымер реликтовый видGalium paradoxum в единственном изолированном местонахождении на горе Жукова Шишка (Горчаковский, 1969), где он произрастал ещё в 20-х годах текущего столетия. В высокогорьях Урала в 1975 г. Горчаковскому не удалось обнаружить некоторые редкие виды растений в местах, где их находили ботаники в первые десятилетия текущего столетия.

В урбанизированных районах по сравнению с сельскими фактические потери выше. В Киеве и его окрестностях за последнее время исчезло 26 видов (18% флоры сосудистых растений), в том числе Linnaea borealis, Cypripedium calceolus, Daphne cneorum, Colchicum autumnale, Galanthus nivalis, а 36 видов находятся на грани уничтожения (Чопик, 1972, Котов, 1978). В Западном Берлине (Sukopp,1971,1972) потери составляют 12%.

Процесс обеднения флоры детально изучен и документирован в Нидерландах, где ещё в 1900 г. было закартировано распространение растений на основе сетки, состоящей из прямоугольных ячеек площадью 20 км2. В каждой ячейке отмечалось присутствие или отсутствие того или иного вида растений. Такое же картирование было проведено в 1970 г. Сопоставление, сделанное Маарелeм (Maarel van der, 1971, 1975) показало, что за 70 лет 50 видов (4%) исчезли совсем, 50 видов (4%) оказались на грани исчезновения (отмечены только в 1-3 ячейках), а 80 видов (6%) стали очень редкими (отмечены лишь в 4-10 ячейках). Таким образом, доля исчезнувших, исчезающих и очень редких видов растений достигла 14%.

Но предмет озабоченности ботаников составляет не только тотальное обеднение флоры целых стран. Не меньшую тревогу вызывает повсеместное региональное обеднение флоры, снижение видовой насыщенности и видового разнообразия отдельных растительных сообществ. Так, по данным того же Маареля, в Нидерландах за последние 70 лет среднее число видов растений в ячейках площадью 20  км2 каждая уменьшилось с 250 до 180, т.е. на 30%. Анализ этих данных по эколого-фитоценологическим группам показал, что наиболее существенны потери видового богатства (от 60 до 70%) в категории полуестественных растительных сообществ (сенокосы, пастбища) Европы, которые с устрашающей скоростью теряют своё биотическое разнообразие[2]».

II. Быстрое истощение запасов всех эксплуатируемых биоресурсов, особенно рыбы, леса и дичи, несмотря на развитую науку, позволяющую прогнозировать запасы, определять максимально допустимое изъятие из популяции, множество международных соглашений и конвенций, направленных на охрану биоресурсов, недопущение чрезмерного или браконьёрского вылова и т.п. Так, мировой промысел рыбы и морепродуктов уже достиг своего максимума в 1980-1990-х гг. (причём его продолжение с подобной интенсивностью вызвало бы крах популяций соответствующих видов) и с тех пор непрерывно снижается.

III. Рост площадей деградировавших, бесплодных или загрязнённых земель, требующих рекультивации (бэдлендов);

IV. Интенсивное «перемешивание» биоты, появление массы инвазивных видов растений, животных и микроорганизмов с других континентов и из других природных зон. Поселяясь преимущественно в «пятнах нарушений» коренных сообществ, они дестабилизируют ценотические связи в последних и способствуют их ещё большей деградации под влиянием антропогенных факторов, так что последняя происходит ускоренно, даже при постоянном уровне воздействия человека.

- признаки неспособности естественных экосистем кондиционировать среду обитания, например, очищать загрязнения воды, воздуха и почвы, усваивать  избыточный СО₂, выбрасываемый промышленностью и транспортом, образующийся при рубках, пожарах, гниении остатков с/хпродукции и т.п.

Пример. Даже в современную эпоху продолжают истребляться леса, хотя необходимость их глобальной охраны вполне очевидна. Исследования Мэтью Хансена с коллегами[3], опирающиеся на дистанционные методы оценки динамики площадей, занятых лесами на всех континентах, показали, что их общая площадь в 2005 году сократилась на 3,2% в 2005 г. по сравнению с 2000 г. (когда она составляла 32 688 000 км2). Наибольшая скорость исчезновения обнаружена у таёжных лесов (особенно в Канаде, и преимущественно от пожаров), и у влажных тропических лесов (преимущественно в Бразилии, где они интенсивно сводятся человеком для освобождения площадей под сельскохозяйственные угодья).

За ними следуют сухие тропические леса и леса умеренной зоны. Если перейти к сравнению континентов, то сильнее всего сократилась площадь лесов в Северной Америке. Если же говорить об уровне отдельных стран, то лидирует в этом печальном списке Бразилия (утеряно 165 000 км2 лесов), затем идёт Канада (160 000 км2).

Как пишет А.М.Гиляров, «исходные данные были получены с помощью спектрорадиометра MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) — прибора, установленного на борту американских спутников серии EOS, а также приборов на спутнике LandSat. Хотя данные с этих спутников находятся в открытом доступе, проблема состояла в том, как выбрать необходимые участки, поскольку невозможно получить с достаточно большим разрешением снимки, которые бы сплошь покрывали всю территорию суши, занятую лесами.

Авторы обсуждаемой работы, опубликованной в предварительной онлайн-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, действовали методом выборок, проанализировав сведения из 514 случайно взятых «проб» (площадок размером 18,5 × 18,5 км2). Лес при этом определяли как участок суши, на котором не менее 25% поверхности земли покрыты кронами, а средняя высота стволов — не менее 5 м. Использование единой методики позволило авторам сопоставить данные за 2000-й и 2005 год. Выяснилось что общая площадь лесов в 2000 году оценивалась в 32 688 000 км2. Однако к 2005 году она сократилась на 1 011 000 км2, то есть на 3,1%. Таким образом, в среднем, утрата лесов за год оценивалась как 0,6% (рис.2II).

Уточнение деталей. И в Канаде, и в России, и в США - везде, где человек хозяйствует, рубя лес, используя его для охоты или других целей, горимость леса тесно связана с его эксплуатацией. Как пишет Джаред Даймонд в «Коллапсе» (раздел, посвящённый экологическим проблемам штата Монтана), «с результатами вырубок сравнимы результаты лесных пожаров, число и сила которых значительно возросли в Монтане и по всему западу США в некоторых типах лесов. Особенно трагическими стали лета 1988, 1996, 2000, 2002 и 2003 годов. Летом 2000 года сгорела пятая часть лесов Битеррутской долины. Когда бы я ни пролетал над долиной, каждый раз первой мыслью было подсчитать из окна самолёта количество пожаров. (19 августа 2003 года, подлетая к аэропорту Миссулы, я насчитал дюжину пожаров, дым от каждого из них висел в воздухе на несколько миль.) Каждый раз в 2002 году Джон Кук, собираясь на рыбалку с моими сыновьями, речку и место выбирал в зависимости от того, где в тот день были пожары. Некоторым из моих друзей приходилось по несколько раз эвакуироваться из своих домов из-за подступающего огня.

Это увеличение числа пожаров в последнее время произошло отчасти из-за перемены климата (проявилась тенденция к летним засухам), а отчасти из-за деятельности человека. Польза лесоразработок, вполне понятная 30 лет назад, теперь подвергается сомнению. Один фактор состоит в том, что земля после валки леса покрыта подушкой из веток и спиленных верхушек деревьев, представляющих собой прекрасную пищу для огня. Из-под этой подушки поднимается молодая поросль, ещё более увеличивая огнеопасность леса. Рубятся и вывозятся конечно, самые большие и устойчивые к пожарам деревья, остаются маленькие, более горючие. Вторым фактором стал переход лесной службы США к политике тушения лесных пожаров, принятой в первой декаде 1900-х годов. «Всякий лесной пожар должен быть потушен к 10 часам утра, следующего за днём, в который было получено сообщение о пожаре».

После Второй мировой войны пожаротушение стало более успешным и эффективным благодаря появлению пожарной авиации, системы дорог, по которым можно послать бульдозеры, и развитию технологий пожаротушения. За несколько десятилетий со времени войны площадь выгорания уменьшилась на 80%.

Такой удачное положение дел стало меняться в 1980-х годах, когда выросло число таких пожаров, помешать которым невозможно без дождя или безветрия. Люди начали догадываться, что немалый вклад в эти страшные пожары внесла политика пожаротушения, и что мелкие естественные пожары от удара молнии играли прежде важную роль в формировании леса. Если взять низко расположенные леса Битеррутской долины, где растёт жёлтая сосна, то подсчёт по годовым кольцам на пнях показывает, что пожары в естественных условиях происходили примерно раз в декаду (до того, как пожары стали тушить в 1910 году, и до того, как их стали тушить эффективно в 1945 году).

Стволы старых сосен покрыты корой в два дюйма толщиной и относительно огнеустойчивы. При пожаре выгорает подлесок, состоящий из лжетсуги тиссолистной, успевший вырасти со времени прошлого пожара. Но подлесок ещё слишком низок, и пламя не может перекинуться с него на кроны сосен. В результате сосновые леса выглядят как парки. Мусора и бурелома мало, высокие деревья далеко отстоят друг от друга, и подлесок относительно редкий.

Конечно, заготовителей в первую очередь привлекают высокие, старые, ценные стволы жёлтой сосны, и остаётся пихтовый подлесок, который может стать ценными деревьями только через много лет, если выживет. Плотность произрастания деревьев увеличивается с 30 до 200 единиц на акр, пожароопасность возрастает в 6 раз, а конгресс не желает платить за прореживание этой поросли. Другой фактор, связанный с людьми, - выпас овец в государственных лесах – также может играть существенную роль в прореживании подлеска, который в противной случае становится добычей частых низовых пожаров.  Когда пожар в «поеденном» лесу всё-таки начинается (из-за грозы или, что гораздо чаще, из-за небрежности людей), подросший густой подлесок становится ступенькой, с которой огонь перекидывается на кроны деревьев. Итог – огненный ад, пламя взлетает в воздух на 400 футов, перепрыгивает с кроны на крону через большие промежутки, температура поднимается до 2000 градусов по Фаренгейту, погибает запас семян в почве, остаются гарь и разрушенный плодородный слой.