География и проблемы сохранения биологического разнообразия

В настоящее время общепризнано, что воздействие человека на биосферу приобрело глобальный характер, а его масштабы и темп продолжают возрастать. В результате как прямого, так и косвенного антропогенного воздействия многие биологические виды исчезают или их популяции находятся на критическом пределе численности, ставящем под угрозу возможность воспроизводства вида. Воздействие человека на сообщества живых организмов стало настолько мощным, что они уже не в состоянии противостоять процессам антропогенной трансформации и утрачивают важнейшее свойство природных сообществ — способность к самовосстановлению. В связи с этим сокращается площадь тропических лесов, саванн, лесов, степей, происходит так называемое антропогенное опустынивание.

Одна из стратегических задач, осознанных мировым сообществом в связи с проблемой экологического кризиса биосферы, —  сохранение биологического разнообразия на разных уровнях ее дифференциации. Проблема охраны биологического разнообразия не сводится только к охране конкретных таксонов, имеющих статус редких и исчезающих видов. Стратегия сохранения биоразнообразия ориентирована на сохранение систем (совокупностей) видов в их пространственном распределении — от типов экосистем глобального уровня вплоть до конкретных биогеоценозов и их сопряженных территориальных сочетаний на локальном уровне.

Среди задач, выделенных во «Всемирной стратегии охраны природы» в качестве неотложных, следует назвать следующие:

1. Поддержание главных экологических процессов и экосистем, от которых зависит само существование человечества;
2. Сохранение генетического разнообразия живых организмов;
3. Долгосрочное рациональное использование видов и экосистем при их сохранении и воспроизводстве.

Концепция биологического разнообразия

Понятие «биоразнообразие» вошло в науку только в 1972 г., хотя сам термин используется с 1894 г. Следует отметить определяющее значение международной Конвенции о биологическом разнообразии, принятой на Конференции ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро в 1992 г. К настоящему времени Конвенцию о биологическом разнообразии подписали представители 188 стран, в том числе и России (1995 г.), взявшей на себя ответственность за сохранение живой природы 1/7 части суши нашей планеты.

Международная программа исследования биоразнообразия включает 3 основных уровня:

• генетический;
• таксономический;
• экологический (сообщества и экосистемы).

Явление разнообразия живых организмов определяется фундаментальным свойством биологических макромолекул, особенно нуклеиновых кислот, —  их способностью к спонтанным изменениям структуры, что приводит к изменениям геномов, к наследственной изменчивости. На этой биохимической основе биологическое разнообразие создается в результате трех независимо действующих процессов:

• спонтанно возникающих генетических вариаций (мутаций);
• действия естественного отбора в смешанных популяциях;
• географической и репродуктивной изоляции.

Это ведет к дальнейшей таксономической и экологической дифференциации на всех последующих уровнях биологических систем:

• видовом;
• ценотическом;
• экосистемном.

В процессе разработки концепции биологического разнообразия сложилось представление о базовых единицах биологического разнообразия:

• разнообразие видов (богатство) — альфа-разнообразие;
• разнообразие сообществ по градиентам факторов среды — бета-разнообразие;
• разнообразие видов и сообществ в пределах природно-территориальных комплексов — гамма-разнообразие.

Накоплен определенный опыт оценки видового богатства, начиная от конкретных флор и фаун до флористических царств и фаунистических областей; ценотического разнообразия от отдельных ландшафтов до крупных регионов. Изучение биологического разнообразия требует создания и регулярного пополнения баз данных о состоянии живой природы и специальных приемов биогеографического картографирования.

Географические факторы, определяющие темпы, формы и направленность дифференциации биот, действуют прямо или опосредованно, через экологические процессы. Их действие проявляется через изменение физических и химических параметров биосферы, на которые биота вынуждена реагировать. Таковы изменения концентрации солей в Мировом океане, региональные и локальные явления опреснения морских вод, динамика СО₂ и озона в атмосфере, потепления и похолодания ландшафтной сферы, оледенения, дрейф континентов и т. д. Именно эти явления определяют «мегауровень» дифференциации биот во времени и пространстве, включая действие факторов мегаэволюции живых организмов и их вымирание на рубежах геологических эпох и периодов.

Географические процессы определяют динамику биоразнообразия и опосредованно, через экологию не только сообществ, но также видов и популяций; особенно это касается регуляции структуры сообществ климатическими и почвенными факторами. Структура и пространственное размещение сообществ находятся в теснейшей зависимости от действующих факторов абиотической среды. Но и сама структура сообществ выступает фактором, направляющим процесс эволюционной дифференциации видов через механизм конкурентного исключения и возможности натурализации мигрантов. Классические примеры представляют островные биоты Мадагаскара, Новой Зеландии, Австралии, где все направления эволюции животного населения, структура сообществ определялись отсутствием в них хищных плацентарных млекопитающих. Географические факторы эффективно, хотя и опосредованно воздействуют на эволюцию видов и популяций, определяя пространства возможностей и темпы дрейфа генов, регулируя возникновение географических популяций и пути их дальнейшей эволюции. Многие антропогенные факторы изменения биот, за исключением экотоксилогического и прямого воздействия на виды, можно рассматривать как опосредованно-географические, поскольку механизм их действия проявляется или в устранении географических преград для расселения, или в обеднении ландшафтного разнообразия среды, что лишает многие виды их местообитаний.

Географические аспекты глобальной исследовательской программы «Биологическое разнообразие» составляют ее существенную часть, поскольку именно географический смысл имеют исследования альфа-, бета-, гамма-разнообразия.

Синантропизация экосистем

Человек с момента его появления на Земле оказывал и продолжает оказывать все нарастающее влияние на процесс формирования экосистем. Однако первобытный человек влиял лишь на растительный и животный мир. Затем пришли цивилизации, способные изменять педосферу, обрабатывая почву, и внедряться в литосферу, добывая из глубин Земли полезные ископаемые, изменяя при этом также и гидросферу, и атмосферу.

Многообразные проявления антропогенных воздействий на растительный покров сводятся к трем основным формам:

• полное уничтожение растительного покрова;
• создание культурных фитоценозов на месте естественной растительности;
• синантропизация растительного покрова.

Синантропизация естественного растительного покрова — постепенное изменение состава и структуры растительности под давлением антропогенных факторов (Горчаковский, 1984). Согласно П. Л. Горчаковскому (1979, 1998), при этом происходят следующие изменения:

• обеднение видового состава флоры Земли в целом и регинальных флор. Из 240 тысяч цветковых растений примерно 155 тыс. видов обитают в тропиках, где ежегодно вырубают почти 10 млн га тропических лесов, что ставит под угрозу исчезновения ~ 50 тыс. видов. Во внетропических областях из 85 тыс. цветковых растений 4,5-6 тыс. видов находятся в угрожаемом состоянии и от 750 до 1500 видов — на грани исчезновения (Raven, 1976);
• эволюционные последствия, которые включают уменьшение генетической разнородности отдельных видов, раздробление популяций и их возрастающую изоляцию, гибридизацию между ранее дифференцированными популяциями и видами из-за исчезновения экологических барьеров между ними и расселения видов-интродуцентов, появление эндемиков на техногенных субстратах (отвалы золы, горные выработки, загрязненные участки);
• ценотические изменения, в том числе замена коренных растительных сообществ производными и синантропными, замещение эндемичных видов космополитными и стенотопных эвритопными, замещение автохтонных (аборигенных) видов аллохтонными (пришлыми), всеобщее обеднение и унификация региональных флор и фаун.

Трансформация экологической обстановки в результате различных антропогенных воздействий (а также их совместного влияния), приводит к изменению ценотических отношений в сообществах и внедрению видов с широкой экологической амплитудой, вытесняющих виды узкой специализации. Зачастую это сопровождается вымиранием специализированных видов, особенно имеющих небольшие ареалы.

Постоянно повторяющиеся нарушения вызывают формирование сообществ с упрощенной структурой, обедненным видовым составом, измененными соотношениями между видами (иными доминантами). Такие сообщества обладают известной устойчивостью в измененных экологических условиях, поскольку доминирующие в них виды пластичны и довольно выносливы. Все это ведет к унификации исходно различных и распространению на огромных площадях физиономически, структурно и биотически сходных сообществ, обязанных своим обликом воздействию тех или иных антропогенных факторов.

В структуре биомов в настоящее время практически почти везде доминируют производные сообщества, которые мы зачастую (за отсутствием эталонов) относим к коренным или условнокоренным. При этом процесс трансформации продолжается на наших глазах. Так, исследования последних десятилетий показали, что в тропических областях широкое распространение получили различные ксерофильные лесные и кустарниковые формации, а также саванны. За последние 150 лет сведено почти 40% тропических лесов. Не менее глубокие изменения охватили и пустынные типы биомов, причем и в тропических, и в умеренных широтах. Произошло продвижение пустынных сообществ за пределы климатически обусловленных границ. Современное состояние биомов суши определяется двумя взаимосвязанными процессами:

• трансформации сообществ;
• снижения и утраты биотического разнообразия.

Степень воздействия человека на экосистемы, степень их изменения под этим воздействием различны. Можно различать (Вестхоф, 1952) следующие категории экосистем: естественные (натуральные), почти естественные (квазинатуральные), полуестественные (семинатуральные) и культивированные.

В настоящее время антропогенные воздействия приобрели значение решающего фактора в формировании и динамике экосистем. Это определяет необходимость детального изучения закономерностей синантропизации растительности и животного населения, разработки методов оценки уровня антропогенной трансформации экосистем.

Изменение окружающей среды под влиянием человека, трансформация местообитаний, разрушение квазинатурального растительного покрова приводит к невосполнимой утрате генетических ресурсов растительного и животного мира. Наиболее уязвимыми элементами региональных биот обычно оказываются эндемичные, реликтовые, а также используемые человеком виды.

Для того чтобы своевременно принять меры по спасению редких исчезающих видов, следует знать состояние их популяций, численность, пространственную и возрастную структуру, их динамику. При оценке состояния популяций редких видов нужно принимать во внимание особенности их жизненной стратегии.

Простое заповедание, изъятие из хозяйственного использования во многих случаях не обеспечивает осуществления задачи сохранения биоразнообразия. Знаменитые Оренбургские степи представляли собой в прошлом, 200-250 лет назад, бескрайние открытые пространства, море волнующегося ковыля, где паслись табуны диких лошадей (тарпанов) и антилоп (сайгаков). В степях водилось множество сурков и других роющих грызунов. Для сохранения плодородия степных пастбищ местные жители, занимавшиеся скотоводством, ежегодно весной, а иногда осенью выжигали сухую траву, пуская беглые пожары (палы). Выпас копытных животных, воздействие роющих грызунов, огня были необходимыми условиями поддержания состава и структуры степной растительности.

Наблюдения в Оренбургских степях и в степях Зауралья показали, что в тех местах, где воздействие выпаса и огня исключено, происходит коренное изменение степной растительности, здесь активно расселяются кустарники (вишня степная, миндаль карликовый, таволга зверобоелистная, кизильник черноплодный и др.), оттесняющие ковыль, типчак, другие дерновинные злаки, разнотравье. Формирование зарослей кустарников на месте степей приводит к локальному вымиранию многих видов степных растений, смене видов животных.

В результате наблюдений, проведенных на пустынном стационаре в Центральных Каракумах, выяснено, что в условиях заповедного режима растительность пустынного пастбища проходит следующие стадии:

• восстановительный период (7 лет);
• период наибольшей продуктивности (5 лет);
• период начального угнетения (5 лет);
• период угнетения (после 17 лет охраны).

В период угнетения значительно снижается продуктивность пастбища, поверхность почвы уплотняется, пятна мха Tortula desertorum и некоторых лишайников занимают от 45 до 50% поверхности (Нечаева и др., 1979). Это показывает, что умеренный выпас диких или одомашненных животных — необходимое условие поддержания стабильности и продуктивности пустынной растительности; длительное абсолютное заповедание приводит к отрицательным результатам.

Большинство скально-горностепных эндемиков Урала представлено видами, быстро расселяющимися на обнажающемся каменистом субстрате, но не выносящими конкуренции со стороны других травянистых растений, особенно дерновинных злаков. Поэтому режим умеренного хозяйственного использования мест обитания таких эндемиков более обеспечивает их сохранение, чем режим абсолютного заповедания.

Таким образом, абсолютное заповедание не решает проблемы сохранения флоры и растительности степей, лугов и пустынь. Необходим режим охраны и использования, при котором сформировались и существовали бы соответствующие типы растительности, растительные формации и их сочетания. Т. А. Работнов и А. А. Насимович (1982) рекомендуют обязательное включение в степные заповедные биоценозы копытных животных (лошадей), восстановление ранее существовавшего видового состава грызунов-землероев и их численности.

Сохранение природного наследия в России

Территория России обладает огромным природным потенциалом биоразнообразия, здесь еще сохранились относительно ненарушенные экосистемы, достаточные для того, чтобы обеспечить естественное протекание экологических процессов в жизни популяций видов. В России есть несколько крупнейших «колыбелей разнообразия», признаваемых Международным советом охраны природы в качестве центров разнообразия: Северный Кавказ, где произрастает 3700 видов сосудистых растений из 803 родов, юг Дальнего Востока с 3000 видов высших растений, а также озеро Байкал с 2500 обитающими в нем видами.

Сохранение биоразнообразия важно для всех стран по причинам экономическим (человечество уже погубило десятки экономически ценных видов фауны и флоры), экологическим (сохранение функционирования природных экосистем) и этическим (моральный долг любой страны и любого поколения людей оставить потомкам тот биологический потенциал планеты, вместе с которым жили они сами).

Принятая в 1972 г. ЮНЕСКО Конвенция по охране достояния человечества включила под свою юридическую защиту 108 памятников природы, не тронутых хозяйственной деятельностью вместе с населяющими их девственной флорой и фауной. На территории России к числу объектов природного наследия человечества отнесены оз. Байкал, вулканы Камчатки и таежные леса предгорий Северного Урала в республике Коми — последний крупный регион естественных ландшафтов в Европе. Ныне как природное достояние человечества необходимо рассматривать всю естественную живую природу: все виды фауны, флоры и образуемые ими природные экосистемы.

С точки зрения организации охраны, виды должны быть разделены на 3 группы:

• эндемики, обитающие только в пределах России (включая ее территориальные воды);
• маргинальные виды, распространенные в пограничных районах России и в соседних странах;
• виды, имеющие широкие ареалы, охватывающие несколько государств.

Показателем степени важности сохранения редких таксонов служит их статус, зафиксированный в Красных книгах СССР и России. Абсолютно приоритетными для охраны должны считаться виды, находящиеся под угрозой исчезновения.

Эндемичные виды нуждаются в особой заботе для полной гарантии их безопасности. Чтобы предотвратить исчезновение маргинальных видов, нужны объединенные усилия двух-трех или нескольких государств. Наконец, судьба занесенных в Красную книгу видов с широкой областью обитания зависит от прогресса международного сотрудничества.

В Красную книгу России включено более 900 видов растений, грибов и животных. Группа растений-эндемиков России включает более 100 видов, главным образом травянистых. К немногочисленным эндемичным деревьям и кустарникам относятся береза Радде (Северный Кавказ), волчник баксанский (Северный Кавказ), кизильники алаунский (Среднерусская возвышенность), киноварнокрасный (Кольский п-ов) и блестящий (Южное Прибайкалье), ива дарпарская (хребет Черского), рябинокизильник Позднякова (Якутия), рябинник сумахолистный (Сихотэ-Алинь).

Редких видов растений с маргинальным ареалом в России насчитывается почти 300. В эту группу из деревьев и кустарников входят клен японский (о-в Кунашир), аралия материковая (Приморье, Сахалин), береза Максимовича (о-в Кунашир), береза Шмидта (Северный Кавказ), калина съедобная (Чукотка), дуб зубчатый (Приморье), орех айлантолистный (Дальний Восток), абрикос маньчжурский (Приморье), липа Максимовича (о-в Кунашир) и др.

В России обитает ряд видов эндемичных животных, среди которых несколько видов позвоночных — сибирский осетр (бассейн Северного Ледовитого океана), сахалинский осетр и сахалинский таймень (Сахалин, Приморье).

Большинство редких видов животных, распространенных в России, имеют часть ареала за ее границами. Таковы из занесенных в Красную книгу позвоночных животных миноги каспийская (бассейн Каспия) и украинская (бассейн Азовского моря), калуга (бассейн Амура), амурский осетр, ленок (реки Сибири и Дальнего Востока), нельма (бассейн Каспия), вырезуб (Дон), черный амур (Амур), черный лещ (Амур), тритон малоазиатский (Предкавказье), уссурийский когтистый тритон, кавказская жаба, дальневосточная черепаха, гадюка Казнакова (Кавказ), кавказский тетерев, дикуша (Дальний Восток), русская выхухоль (бассейны Днепра, Дона, Волги и Урала), гигантский слепыш (Южная Сибирь), северный синий кит (Арктика), уссурийский пятнистый олень, зубр (Кавказ), амурский горал, алтайский горный баран и др.

Группу редких видов, область обитания которых охватывает много стран, составляют преимущественно насекомые и птицы. Из растений к ней принадлежат, в частности, хурма обыкновенная, инжир обыкновенный, лотос орехоносный, тополь бальзамический и др. Среди позвоночных животных маргинальные ареалы имеют прежде всего птицы — кудрявый пеликан (побережья Азовского моря и Каспия), дальневосточный аист (Приморье).

Особую категорию составляют подвиды-эндемики, которым грозит исчезновение: сосны меловая (Воронежская и Белгородская обл.) и пицундская (Краснодарский край), волжская сельдь, западносибирский бобр (Приобье), кавказская европейская норка, амурский тигр.

В рамках Европы разработана и реализуется Общеевропейская стратегия по сохранению ландшафтного и биологического разнообразия как скоординированная региональная основа для выполнения обязательств по Конвенции о биологическом разнообразии (при этом общеевропейский регион подразумевает пространство от запада Европы до Курил, т. е. включает также территорию всех стран бывшего СССР).

Россия осуществляет деятельность в области сохранения и устойчивого использования биоразнообразия на национальном уровне. В последние годы принят ряд важнейших федеральных законов — «О животном мире», «Об особо охраняемых природных территориях», «Об экологической экспертизе», Водный и Лесной кодексы, а также десятки постановлений Правительства Российской Федерации, конкретизирующих и развивающих положения этих законов, осуществляется охрана местообитаний и экосистем путем организации новых охраняемых природных территорий, ведется Красная книга Российской Федерации.

Обязательное условие благополучного существования видов — охрана среды их обитания. Наибольшие практические сложности встречает соблюдение этого условия при сохранении видов животных, т. к. требуется защитить от негативного воздействия места их проживания на всех стадиях годового и суточного циклов, включая миграционные пути. В связи с этим принятию мер по охране должна предшествовать работа по пространственно-временному изучению популяций видов и подвидов.

Для проведения мероприятий по сохранению исчезающих растений и животных требуется соблюдение нескольких условий:

• локализованность ареала вида (подвида);
• достаточная известность экологии вида (подвида), прежде всего наличие информации о характерных местах обитания;
• возможность наблюдения за поведением в природе;
• осуществимость самой охраны.

Исходя из перечисленных требований, в первую очередь целесообразно охранять особо уязвимые узколокализованные виды с крайне небольшой численностью (Ретеюм, 1999).

Актуальной задачей является создание экономических механизмов защиты живой природы. Решение этого вопроса возможно путем введения рентной платы для пользователей территории — платы за землю и воду с их биологическими ресурсами. Система рентных платежей должна создать условия, при которых пользователям территории станет невыгодно развивать сферы производства, наносящие серьезный ущерб биоразнообразию.

Важнейшее значение имеет просвещение и экологическое образование населения. Природа должна рассматриваться не столько как «окружающая среда», а в большей степени как «мир природы», по отношению к которому люди могут проявлять свои чувства (жалость, сопереживание, сострадание и т. д.). Именно «мир природы», а не «окружающая среда» оказывается отражаемым в творчестве поэтов, писателей и художников, т. е. именно «мир природы» выступает для человека как личностно значимая ценность.

В 1998 г. в мире насчитывалось примерно 30000 охраняемых природных территорий, которые занимают площадь 13,2 млн км². Поданным на конец 1997 г., в России насчитывалось почти 14 тыс. особо охраняемых природных территорий различного статуса и ранга, их суммарная площадь составляет более 130 млн га, или 1,3 млн км² (~ 8% всей площади России). Названные территории составляют несколько категорий с различным режимом охраны:

• Заповедники;
• Национальные парки;
• Заказники;
• Природные парки;
• Памятники природы.

Заповедники

По состоянию на 31 октября 1998 г. в России организовано 99 заповедников общей площадью 32,7 млн га (в том числе сухопутные с внутренними водоемами — 26,3 млн га), что составляет 1,5% площади Российской Федерации. Наша система заповедников формируется с 1916 г., здесь накоплены большие традиции ведения научных исследований в природе. Уже к началу 90-х гг. 80% всех редких и исчезающих видов сохранялись только в заповедниках.

Национальные парки

К настоящему времени в Российской Федерации образованы 34 национальных парка общей площадью 6,8 млн га, или 0,4% от всей площади страны, где режим охраны сочетается с туризмом и рекреацией. Первые национальные парки появились в России чуть более 15 лет назад, а потому находятся еще в стадии становления.

Заказники

Еще одна категория — заказники, временно охраняемые территории, где хозяйственная деятельность допускается лишь в пределах, не наносящих ущерба охраняемым объектам. Существуют государственные природные заказники федерального или регионального значения, комплексные (ландшафтные), биологические (ботанические и зоологические) и др. Всего в России более 4 тыс. заказников общей площадью более 60 млн га (3,5%), в том числе 65 государственных природных заказников федерального значения.

Памятники природы

Памятники природы — уникальные, невосполнимые, ценные в экологическом, научном, культурном и эстетическом отношениях природные комплексы, а также объекты естественного и искусственного происхождения. По состоянию на 31 октября 1998 г. в России насчитывается почти 7,3 тыс. памятников природы общей площадью 2,5 млн га (0,1%).

Природные парки

Природные парки — это природоохранные рекреационные учреждения, территории (акватории) которых включают в себя природные комплексы и объекты, имеющие значительную экологическую и эстетическую ценность и предназначенные для использования в природоохранных, просветительских и рекреационных целях. В России 16 природных парков общей площадью почти 4 млн га. Природные парки начали создаваться в регионах после принятия в 1995 г. федерального закона «Об особо охраняемых природных территориях». Это очень перспективная форма охранной деятельности, когда региональные власти имеют возможность организовать работу в режиме, наиболее полно отражающем местные возможности и интересы.

Таким образом, Россия обладает всеми возможностями для сохранения биологического разнообразия на своей территории.