Сохранение экосистем

Антропогенное влияние

Как уже отмечалось, экосистемы (биогеоценозы) — это основные структурные компоненты биосферы. Их разнообразие и распространенность по земной поверхности имеют большое значение для человека, поскольку из них он получает продукты питания, вещества для лечения, материалы для изготовления одежды и постройки жилья, использует их в промышленном производстве.

Удовлетворяя свои потребности, человек постоянно прямо или косвенно и с различными целями использует природные ресурсы биогеоценозов.

Человек издавна оказывал влияние на природу, воздействуя как на отдельные виды растений и животных, так и на биогеоценозы в целом. Преобразование человеком ландшафтов в города и иные поселения, создание сельскохозяйственных угодий и промышленных комплексов охватило уже более 20 % территории суши. Сильное загрязнение вод Мирового океана нефтью и другими веществами, активное изъятие большого количества водных животных(рыб, креветок, криля, крабов, кальмаров, осьминогов, голотурий, моллюсков, китов, моржей, тюленей, черепах, губок и др.) и водорослей привело к опасному сокращению численности видов в отдельных водных экосистемах, к изменению их структуры. Такое существенное изменение структуры и состава водных экосистем ведет к потере их устойчивости, деградации и нарушению структуры биосферы.

Влияние человеческой деятельности чрезвычайно разнообразно и прослеживается во всех биогеоценозах, имеющихся на Земле.

Кризисное состояние большинства из них связано со многими формами антропогенного воздействия: истреблением популяций и видов живых организмов, разрушением биотопов, уничтожением биогеоценозов или заменой одного другим.

Известны многочисленные факты массовых «нашествий» различных видов животных и растений чужеземного происхождения, завезенных человеком в несвойственные им биогеоценозы. В большинстве случаев такие виды на свой родине массово не размножаются, но в новых районах, в отсутствии факторов, сдерживающих их рост и развитие, численность их возрастает до огромных масштабов. Кроме того, появление новых видов в сообществе вызывает сдвиги в местной природе, аборигенные сообщества изменяются, соотношение численности их популяций катастрофически нарушается, что нередко приводит к упрощению структуры экосистемы, потере ее устойчивости и даже деградации.

К упрощению экосистем и увеличению численности отдельных видов могут приводить обработка почвы, внесение ядохимикатов, неумеренный выпас скота, вырубка леса, ветровая и водная эрозия почв, запруды рек и т. д. Химическая обработка, проводимая в целях борьбы с вредителями и сорными растениями, сопровождается гибелью многих других видов биогеоценоза, в том числе и полезных. Все это разрушает экосистемы и усугубляет неустойчивость биосферы.

Масштабы такого влияния уже огромны, но они продолжают нарастать. Поэтому в последнее время все чаще звучат призывы уделять особое внимание охране биогеоценозов, организации рационального природопользования, поддержанию биологического разнообразия, отменить использование химических средств защиты, особенно в лесных и парковых экосистемах. Одновременно с этим подчеркивается необходимость знаний и закономерностях существования биогеоценозов, механизмах их устойчивости и роли в поддержании устойчивости всей биосферы.

Пути сохранения экосистем

В едином биогеоценотическом покрове Земли особенно важными являются леса. Леса — основные участники круговорота веществ на суше. Сохранение леса ведет к поддержанию устойчивости процессов жизни в биосфере.

Суммарные запасы растительной массы (фитомассы) в лесах составляют 82% от всей фитомассы Земли, а занимают леса более 30 % площади суши. Леса выступают мощным фактором регуляции многих процессов в биосфере. Лесные растения предохраняют почвы от водной и ветровой эрозии, служат убежищем и кормовой базой многочисленным видам растений, животных, бактерий, грибов и лишайников.

Бережное отношение к лесной растительности, сохранение биологического разнообразия в составе леса, создание искусственных лесопосадок, осуществляемое человеком в разных местах земного шара, — необходимые условия, которые обеспечивают сохранение и восстановление высокопродуктивных биогеоценозов, регулирующих многие природные процессы на обширных территориях биосферы. Однако уничтожение леса во многих странах все еще намного опережает работы по его восстановлению.

Большая работа ведется в агробиоценозах с целью повышения их продуктивности и устойчивости к воздействию факторов среды. Она проявляется в подборе стойких к повреждениям видов и сортов растений, применении агротехнически соответствующей обработки почвы, внесении комплексных удобрений, борьбе за сохранение влаги в почве, обогащение культурных экосистем полезными видами насекомых и других животных. Заботливое отношение к агробиоценозам позволяет направить их продукцию на службу человеку и сохранить экосистему (в том числе плодородие почвы на данной территории). Организация высокопродуктивного сельского хозяйства может сократить бесхозную распашку целинных земель — лесов, лугов, степей, особенно типичных зональных, уникальных и древних — реликтовых (от лат. relictum — «остаток») экосистем.

В настоящее время люди все больше внимания стали уделять вопросам восстановления и создания новых экосистем на разрушенных землях. В связи с этим внимание ученых направлено на рекультивацию, то есть искусственное создание особых экосистем на антропогенно нарушенных территориях, в том числе при вторичном освоении земель, вышедших из промышленного использования.

Рекультивация (от лат. re — приставка, выражающая возобновление, обратное действие и cultivo — «возделывание») — это направленное конструирование сообществ с заданными свойствами, устойчиво функционирующих в жестких условиях антропогенной среды. Она является важным направлением восстановления ценности нарушенных экосистем. Например, выбросы пустой породы (терриконы) вокруг горнодобывающих предприятий, золоотвалы, образующиеся после сжигания каменного угля, карьеры и котлованы, лишенные почвенного покрова, свалки и стоки бытовых и производственных отходов, занимающие огромные площади, — это все территории, малопригодные для поселения растений и животных. Благодаря специальным исследованиям, были разработаны перспективные методы создания искусственных экосистем на таких субстратах промышленного производства по типу рекультивации.

Выбросы шахтных пород часто содержат ядовитые для растений и других организмов вещества, препятствующие формированию здесь сколько-нибудь сложных сообществ. Поэтому создание в таких местах даже самых простых сообществ начинают с детоксикации зольных отвалов, подбора и посева различных видов бактерий, цианобактерий и примитивных грибов, перерабатывающих углистые соединения в гумусовые, после чего эти места заселяются специально подобранными растениями.

Освоение золоотвалов и террикоров от угледобычи, хорошо изученное на Урале, в области Курской магнитной аномалии и некоторых других местах, начинают с поселения бактерий, водорослей, актиномицетов, грибов, а затем, по мере накопления гумуса, улучшения водного режима и снижения температуры субстрата в отвалах, формируют растительные группировки — вначале простые (обычно из неприхотливых однолетников — сорняков), затем более сложные сообщества из растений местной флоры. В Подмосковном угольном бассейне некоторые эффективные травосмеси уже в течение трех-четырех лет на отвалах создают дернину мощностью 7-10 см, которая обеспечивает возможность проводить жизнеспособные посадки кустарниковых и некоторых древесных пород. Животное население по мере развития растительности самостоятельно и стихийно расселяется на этих территориях. Искусственное зарастание земель, лишенных почвенного покрова, — важный этап в создании многовидового устойчивого биогеоценоза.

Формы охраны экосистем

Охрана экосистем включает в себя применение различных приемов и способов сохранения их биотопов, видового разнообразия и поддержания устойчивости экосистемы путем нейтрализации антропогенных влияний. Наиболее распространенными формами охраны биогеоценозов являются заповедники, заказники, национальные парки и памятники природы.

Заповедник — участок территории или акватории, где для сохранения всего природного комплекса экосистем и биологического разнообразия популяций и видов полностью исключаются все производственные формы хозяйственной деятельности. В отличие от заповедника, в заказнике запрещается использование определенных видов природных ресурсов (отдельных видов или групп растений, животных, природных сообществ, полезных ископаемых). Национальный парк — это обширная охраняемая территория, природные условия которой не подвергались сильному антропогенному воздействию, где исторически деятельность человека пребывает в гармонии с природой. Она доступна для посещения людей — любителей природы.

Памятники природы — уникальные или типичные, ценные в научном, культурно-познавательном или эстетическом отношении природные объекты, охраняемые государством: рощи, озера, водопады, старинные парки, реликтовые сообщества, отдельные деревья, валуны, реликтовые виды (например, гинкго двулопастное, тюльпанное дерево, гнездовик, ужовник, лотос, пеликан розовый, байкальский тюлень) и т. п.

Реликтовые растения: 1 — гинкго; 2 — ужовник; 3 — гроздовник; 4 — магнолия

Сохранение экосистем, осуществляемое в настоящее время человеком, направлено на охрану и восстановление природы, поддержание биологического и структурного разнообразия биосферы и совершенствование окружающей человека природной среды.