Уменьшение биоразнообразия как экологическая проблема человечества

В течение последних трех десятилетий проблема уменьшения видового разнообразия вошла в разряд наиболее острых экологических вопросов. Текущая скорость видового истощения в несколько раз выше “фоновых” темпов, преобладавших на протяжении всего геологического времени. Оценки, основанные на данных по ископаемым останкам животных и растений, показывают, что фоновая скорость истощения видового состава среди млекопитающих и птиц составляла один вид на каждые 500–1000 лет.

Информация о видовом сохранении живых ресурсов предоставляется Всемирным союзом охраны природы (МСОП), который регулярно публикует Красную книгу видов, находящихся на грани исчезновения. В последней Красной книге МСОП показано, что около 24 процентов (1130) видов млекопитающих и 12 процентов (1130) видов птиц в настоящее время находятся на грани исчезновения.

С момента расчетов, произведенных для Красной книги в 1996 году, число исчезающих видов увеличилось с 169 до 182 среди млекопитающих и с 168 до 182 среди птиц. Анализ показывает, что в течение следующих 100 лет темпы вымирания групп позвоночных могут достигнуть 15–20 процентов. Однако тенденции состояния видов, отраженные в Красной книге, должны внимательно анализироваться, так как критерии, положенные в основу учета, меняются с течением времени, и некоторые изменения состояния отражают таксономические исправления.

Из-за недостатка информации невозможно точно определить количество исчезнувших за последние три десятилетия видов. Однако в данных, предоставленных Комитетом по недавно вымершим организмам (CREO 2001), зафиксировано исчезновение с 1970 года 58 видов рыб и 1 вида млекопитающих; оценки Международного комитета по охране птиц показывают, что за этот период вымерло 9 видов птиц (BirdLife International 2000).

В основном вся имеющаяся по данной тематике информация весьма неоднородная, и это значительно затрудняет разработку количественных обзоров глобальных тенденций развития. Для того чтобы оценить тенденции вымирания видов, необходимо использование индикаторов, отражающих изменения их состояния во времени и основанных на детальных методиках отбора и анализа. В идеале подобные индикаторы должны быть основаны на специально собранной информации. В настоящее время для этих целей существует очень небольшое количество программ мониторинга.

Одним из методов оценки, разработанным ЮНЕП и ВЦМОН в сотрудничестве с Фондом охраны дикой природы, является использование индекса “живой планеты”. Индекс получен на основе данных об изменении видовой численности популяций в трех типах местообитаний – лесных, пресноводных и морских экосистемах. Основные изменения всех трех показателей свидетельствуют об их уменьшении.

4. Влияние природных  и антропогенных факторов на  биоразнообразие.

Освоение новых земель, неразумное использование природных богатств и многие другие сферы деятельности человека наносят непоправимый ущерб биологическому разнообразию нашей планеты.

Освоение земель, с сопутствующим перераспределением водных ресурсов. Усиливается опустынивание, засоляются и выводятся из хозяйства земли, почва загрязняется пестицидами и тяжелыми металлами. Строительство гидроэнергетических объектов, как следствие, нестабильный водный режим с резким перепадом уровня воды и засолением.

Отгонное животноводство. Этот факт несет за собой интенсификацию ведения пастбищного хозяйства и перевыпас скота, вырубку лесов, заготовку растительного сырья, браконьерство, рекреацию.

Горнодобывающая и энергетическая промышленности. Развитие промышленности и потребление ресурсов на бытовые нужды имело значительный эффект, особенно через загрязнение воды, внося свой вклад в ущерб, причиненный водным и полуводным системам. Кроме того, значительный ущерб, в особенности пустынным экосистемам, был причинен добычей полезных ископаемых и металлургической промышленностью.

Изменение климата и глобальное потепление. В течение 90-х годов климатические изменения стали рассматриваться как одна из наиболее серьезных потенциальных угроз биоразнообразию. Межправительственный комитет по изменению климата (МПИК) пришел к выводу, что последствия климатических изменений могут неблагоприятно повлиять на экосистемы и на ход естественных процессов, которые они обеспечивают. Некоторые экосистемы могут исчезнуть, в то время как остальные могут подвергнуться драматическим изменениям видового состава. В некоторых областях может активизироваться опустынивание, и некоторые виды станут более уязвимыми для вымирания .3

К настоящему моменту влияние климатических изменений на биоразнообразие остается неясным. Возрастание количества случаев обесцвечивания коралловых рифов может быть следствием современного увеличения температуры воды Мирового океана. Количество случаев обесцвечивания кораллов значительно увеличилось с 1989 года, и все факты массового обесцвечивания были зафиксированы после этой даты. Наиболее значительное массовое обесцвечивание было связано с явлением Эль-Ниньо в 1997-1998 годах, когда оно было зафиксировано во всех десяти коралловых провинциях мира. В некоторых областях, наиболее известная из них – Индийский океан, оно сопровождалось массовым отмиранием кораллов, которое выразилось в том, что до 90 процентов всех кораллов погибло на площади, равной нескольким тысячам квадратных километров. Климатические изменения могут также способствовать гибели амфибий в тропических горных лесах.

Азотосодержащие осадки. Загрязнение соединениями азота (подкисление) стало важной причиной уменьшения биоразнообразия. Оно существенно выросло в течение последних десятилетий, главным образом в результате увеличения использования удобрений и сжигания ископаемого топлива. Увеличение концентрации соединений азота в почве и воде может привести к гибели видов и изменению видового состава растительных сообществ . Примером может служить трансформация вересковых сообществ в бедные в видовом отношении луга в Нидерландах. С этой точки зрения наиболее уязвимыми являются водные экосистемы, так как азотное загрязнение может привести к эвтрофикации, что является серьезной угрозой для экологического состояния водоемов, особенно внутриконтинентальных, где размножается много промысловых видов рыб и моллюсков. Считается, что накопление азота ведет к усиленному размножению водорослей, отравляющих воду продуктами своей жизнедеятельности.

Разливы нефти. В течение последних десятилетий разливы нефти также оказывали большое влияние на биоразнообразие. Только в 1998 году в результате 215 аварий в мире на поверхности моря и суши было разлито 108 тыс. т нефти.

Потребление и международная торговля. В течение последних 30 лет потребление природных ресурсов значительно выросло. Например, мировое потребление продуктов лесопереработки, таких как бумага, выросло в 3 раза . Для многих биологических ресурсов подобное увеличение потребления является неустойчивым. Самый яркий пример тому – это морское рыболовство. С 1960 года потребление рыбы выросло на 240 процентов. Однако объем вылова рыбы выровнялся на фоне тенденций сокращения ее добычи из-за чрезмерной эксплуатации. Более 70 процентов мировых коммерчески важных рыбных запасов характеризуются ФАО как полностью выловленные, переэксплуатированные, истощенные или медленно восстанавливаемые. Во второй половине XX века истощились многие рыбные промыслы, в том числе Канадские Большие Банки, где в 1992 году прекратился вылов трески, в связи, с чем 40 тыс. человек остались без работы.

Ежегодные объемы торговли товарами, взятыми от природных ресурсов, оцениваются примерно в 10 000 млн. долларов.

5. Виды биоразнообразия.

Видовое разнообразие.

На каждом уровне биологического разнообразия – видовом, генетическом и разнообразии сообществ специалисты изучают механизмы, которые изменяют или сохраняют разнообразие. Видовое разнообразие включает весь набор видов, обитающих на Земле. Существует два основных определения понятия вида. Первое: вид представляет собой совокупность особей, которая по тем или иным морфологическим, физиологическим или биохимическим характеристикам отличается от других групп. Это морфологическое определение вида. Сейчас для различения видов, которые внешне практически идентичны (например, бактерии), все чаще используют различия в последовательности ДНК и другие молекулярные маркеры. Второе определение вида – это совокупность особей, между которыми происходит свободное скрещивание, но при этом отсутствует скрещивание с особями других групп (биологическое определение вида).

Генетическое разнообразие

Генетическое внутривидовое разнообразие часто обеспечивается репродуктивным поведением особей внутри популяции. Популяция – это группа особей одного вида, обменивающихся генетической информацией между собой и дающих плодовитое потомство. Вид может включать одну или более отдельных популяций. Популяция может состоять как из нескольких особей, так и из миллионов.

Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначительно отличающимися генами – участками хромосом, которые кодируют определенные белки. Варианты гена известны как его аллели. Различия возникают при мутациях – изменениях в ДНК, которая находится в хромосомах конкретной особи. Аллели гена могут по-разному влиять на развитие и физиологию особи. Селекционеры сортов растений и пород животных, отбирая определенные генные варианты, создают высокоурожайные, устойчивые к вредителям виды, например зерновых культур (пшеницы, кукурузы), домашнего скота и птицы.4

Разнообразие сообществ и экосистем

Биологическое сообщество определяется как совокупность особей различных видов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих между собой. Примеры сообществ – хвойные леса, высокотравные прерии, влажные тропические леса, коралловые рифы, пустыни. Биологическое сообщество в совокупности со средой своего обитания называется экосистемой. В наземных экосистемах вода испаряется биологическими объектами с поверхности Земли и с водных поверхностей, чтобы снова пролиться в виде дождя или снега и пополнить наземные и водные среды. Фотосинтезирующие организмы поглощают энергию света, которая используется растениями для их роста. Эта энергия поглощается поедающими фотосинтезирующие организмы животными или высвобождается в виде тепла, как в процессе жизнедеятельности организмов, так и после их отмирания и разложения.

В процессе фотосинтеза растительные организмы поглощают углекислый газ и производят кислород, а животные и грибы при дыхании поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Минеральные элементы питания, такие как азот и фосфор, совершают круговорот между живыми и неживыми компонентами экосистемы. 5

Физические свойства окружающей среды, особенно годовой режим температур и осадков, влияют на структуру и характеристики биологического сообщества и определяют становление либо леса, либо луга, либо пустыни или болота. Биологическое сообщество, в свою очередь, также может изменять физические характеристики среды. В наземных экосистемах, например, скорость ветра, влажность, температура и почвенные характеристики могут быть обусловлены влиянием обитающих там растений и животных. В водных экосистемах такие физические характеристики, как турбулентность и прозрачность воды, ее химические характеристики и глубина определяют качественный и количественный состав водных сообществ; а такие сообщества, как коралловые рифы, сами в значительной степени влияют на физические свойства окружающей среды.

6. Значение и  необходимость сохранения биоразнообразия.

С одной стороны может показаться, что имеет смысл сохранять лишь те виды, которые приносят прибыль в хозяйственном развитии, о сохранении остальных можно не беспокоиться, поскольку выгоды от использования их в качестве промышленного сырья не будет. Рассуждая так, стоит учитывать, что в природе всё взаимосвязано, одни виды не могут существовать без влияния других, сложившихся исторически. И наоборот, влияние инородных видов, сосуществование с которыми не сложилось исторически, губительно для промысла.

Выгоды от сохранения биоразнообразия тесно связаны с экономикой и её влиянием на устойчивое развитие. Виды и результаты их жизнедеятельности, например, продукция биомассы или участие в важнейших биохимических процессах (например, фотосинтез), всегда рассматриваются в материальном отношении как возобновляющийся капитал для первичной продукции (например, земледелие, лесное хозяйство или рыболовство). Пользу от сохранения биоразнообразия можно распределить по таким категориям:

- Медицина. В течение столетий  подавляющее большинство медицинских  препаратов изготавливались на  основе веществ, полученных из  растений и животных. Биологическое  сырье не потеряло своей актуальности  в медицине и сегодня.

- Существование человека (и большинства других организмов, животных и грибов) целиком зависит  от деятельности первичных продуцентов, в качестве которых выступают  растения. Сегодня люди используют  в пищу около пяти тысяч  видов растений. Но большинство  населения на практике ограничивается менее чем двенадцатью видами, причем в углеводном питании для огромной части человечества решительно преобладает 3-4 вида культурных растений. От сохранения биоразнообразия может быть получена прямая выгода в связи с использованием генофонда дикорастущих растений для обогащения генофонда культурных сортов при селекции. Гены из дикорастущих сородичей могут повышать устойчивость культурных растений к вредителям и болезням, продуктивность (урожайность) сортов, а также расширять диапазоны их адаптации к разным параметрам среды.

- Древесина является основным  используемым товаром, и ее источником  до сих пор является живая  природа. Она применяется в строительстве, мебельном производстве, служит  основным сырьем для производства  бумаги, а также используется  в качестве топлива.

- Резерв возможных хозяйственно  ценных организмов (будущие ресурсы). Сегодня никто не знает точного  числа видов живых организмов, населяющих биосферу. К настоящему  времени научно описано около 1,7 млн. видов, однако их общее  число на планете оценивается  в 5 – 30 млн. По мере прогресса  науки все новые и новые  таксоны живых организмов будут  открываться, описываться и вовлекаться  в человеческую деятельность, в  том числе и для роста благосостояния  людей.