Факультет

Студентам

Посетителям

Снижение биоразнообразия под влиянием антропогенной деятельности

Многообразие видов организмов на планете Земля соответствует разнообразию условий обитания на ней. Миллионы биологических видов — это основной ресурс устойчивости биосферы.

Видовой состав живых организмов на планете регулируется процессами вещественно-энергетического обмена. Современная систематика насчитывает в живой природе пять высших таксонов, представители которых различаются по типу обменных процессов и роли в природе: бактерии, простейшие, грибы, растения и животные. В каждой из этих групп есть примитивные и более сложно организованные представители. Все они в высокой степени адаптированы к среде своего обитания. Отношения между продуцентами и консументами соответствуют принципу оптимизации, т. е. рентабельности биопродуктивности. Растения и другие продуценты дают биомассу, достаточную для потребления всем биотическим сообществом. Растительная биомасса наземных экосистем на 90 % перерабатывается грибами и бактериями, на 9 % — мелкими беспозвоночными и бактериями, около 1 % энергии первичной продукции получают крупные животные.

Представители всех биологических видов планеты взаимосвязаны, что является свидетельством принадлежности их к одной системе — биосфере. Ее устойчивость обеспечивает поддержку генофонда. Под влиянием антропогенных факторов происходит потеря разных представителей живого мира. Она сказывается на снижении численности отдельных видов, на их изменениях, вызванных мутациями, имеет место и их полное исчезновение.

Биологическое разнообразие является главным критерием и признаком устойчивости экосистемы. Задача сохранения биологического разнообразия, охраны генофонда возложена на заповедники. Предполагается, что задачу свою они могут выполнить, если их площадь будет не менее 1/6 части наземной площади планеты.

Экосистемы имеют иерархическую организацию, в соответствии с этим экологи (Whittaker, 1997) различают четыре уровня разнообразия таксонов, которые отражают иерархию биоразнообразия. Уровень «альфа» характеризуется разнообразием таксонов в пределах данной экосистемы или местообитания (видовое разнообразие), уровень «бета» измеряется разнообразием биоценозов в пределах экосистемы или ландшафта (биотопа). Уровень «гамма» относится к более крупным единицам типа ландшафта и характеризует разнообразие общей сложности структуры групп участков. Уровень «эпсилон» отражает региональное биогеографическое разнообразие, относящееся к микро-мезо-макрокомбинациям экосистем, соответствующих урочищам, местностям и ландшафтам. Измерение разнообразия более высокого уровня экосистемы является трудной задачей, так как границы сообществ и экосистем менее дискретны, чем они есть на видовом уровне. Для расчета разнообразия чаще всего используют индекс Шеннона—Вивера.

Техногенные воздействия на природные экосистемы приводят к снижению биоразнообразия, обеднению генофонда, оно уже достигает глобальных масштабов. Есть документальные свидетельства влияния хозяйственной деятельность человека на животный мир. В настоящее время на планете насчитывается около 1,3 млн видов животных, 300 тыс. видов высших растений. По сведениям Международного союза охраны природы, с 1600 г. на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида млекопитающих. Под угрозой вымирания находится еще большее их число. Близкие данные приводятся и в других источниках.

На территории России выделено 312 видов млекопитающих, что составляет около 6 % фауны мира. За последние 200 лет из них вымерло 5 видов, а еще 6 видов перестали встречаться на территории России (Мокиевский, 1998). Данные по Московской области свидетельствуют, что из 285 видов птиц, обитающих в области, за последние 100 лет перестали гнездиться 15, под угрозой исчезновения находятся еще 20. Причины сокращения численности птиц в Подмосковье (Зубакин, 1990) только на 12 % предположительно обусловлены загрязнением, большее значение имеют деградации мест обитания, фактор беспокойства, уничтожение. Другие группы живых организмов более чувствительны к загрязнению окружающей среды. Это проявляется на разных уровнях организации экосистем.

Микроорганизмы почвы, их видовой состав чутко реагируют на загрязнение почв. Диагностическим признаком является снижение микробиологической активности (снижение активности ферментов инвертазы, дегидрогеназы, уреазы и др.), общей численности микроорганизмов. О глубокой перестройке почвенной микробиоты свидетельствует снижение богатства видов и видового разнообразия микроорганизмов. Например, в загрязненной тяжелыми металлами дерново-подзолистой почве, в сероземе наблюдалось сокращение числа некоторых видов микроорганизмов (чувствительными являются представители рода Bacillus), рост доминантов, среди которых отмечен ряд видов микромицетов (ими часто являются представители пигментированных видов Penicillium skryabini, purpurogenum и др.), некоторых видов микроскопических грибов. Отмечено, что разнообразие видового состава эпифитных дрожжей на растениях, выращенных на загрязненном металлами сероземе, снижается на 40 %. При чрезвычайно высоком загрязнении происходит практически полная гибель микроорганизмов (Левин и др., 1989). Присутствие в почвах остаточных количеств пестицидов в повышенных дозах вызывает как обратимое снижение разнообразия видового состава микроорганизмов, так и более опасные необратимые изменения, т. е. исчезновение некоторых видов на загрязненных почвах (Бызов и др., 1989).

Загрязнение (химическое, физическое, биологическое) окружающей среды — это механизм прямого токсического влияния на биоразнообразие. Примером может служить закисление водоемов, вызывающее отрицательное влияние на дыхание и репродуктивность рыб из-за повышенной концентрации свободных ионов алюминия в водах. Закисление вод сопровождается исчезновением в водоемах многих видов диатомовых и зеленых водорослей, некоторых представителей зооплантктона.

Под влиянием загрязнения снижается видовое разнообразие высших растений. Повышенную чувствительность к атмосферному загрязнению диоксидом серы проявляют хвойные деревья (кедр, ель, сосна). При загрязнении на них отмечаются различные повреждения, преждевременное опадение хвои, снижение биомассы, подавление репродуктивной деятельности, снижение прироста, снижение продолжительности жизни и, как следствие, наступает гибель деревьев, которая отражается на изменении видового состава лесных угодий, на снижении их видового разнообразия.

Высокая чувствительность лишайников к загрязнению атмосферного воздуха стала основой эффективной лихеноиндикации воздуха атмосферы при экологическом мониторинге. На территории, загрязненной различными полютантами (оксидами серы, металлами, углеводородами), резко снижается видовое разнообразие лишайников. Первоначальная гибель более чувствительных, менее устойчивых видов лишайников (сначала исчезают кустистые, затем листовые и далее накипные формы) завершается их полным исчезновением.

Практически во всех техногенно-нарушенных ландшафтах наблюдается изменение структуры биогеоценоза. Например, на территории, подверженной аэрозольным выбросам комбината Североникель, четырехярусный биогеоценоз, исходно представленный древесной, кустарниковой, травянистой растительностью и моховолишайниковым покровом, за 30 лет работы комбината лишился сначала лишайников, затем ели и сосны. На расстоянии 20—30 км от комбината биогеоценоз представлял редколесье с фрагментарным травянисто-кустарничковым покрытием, а в непосредственной близости к комбинату сформировалась техногенная пустошь.

Снижение биоразнообразия на ландшафтном уровне происходит не только из-за загрязнения, но и из-за урбанизации, сельскохозяйственного освоения, вырубки лесов и пр. За последние два десятилетия нарушены степные ландшафты, повсеместно пострадали болотные системы.

Большой ущерб нанесен лесам. Пострадали леса Центральной Америки, Юго-Восточной Азии, умеренного пояса. Например, в Греции и в Англии, где площадь лесов невелика (около 1000 тыс. га), деградировано около 65 % лесов. В Германии, Польше, Норвегии (при общей площади лесов 6000—8000 тыс. га) деградировано не менее 50 % лесов. За последние десятилетия площадь лесов сократилась на 200 млн га. Это представляет опасность для биосферы, так как лесные экосистемы выполняют важную средообразующую функцию. Продукция и биомасса леса — это запас органического веществ и энергии, сохраненной растениями в процессе фотосинтеза. Интенсивность фотосинтеза определяет скорость поглощения СO2 и выделения кислорода. Так, при образовании 1 т растительной продукции в среднем поглощается 1,5—1,8 т СO2 и выделяется 1,2—1,4 т O2. Леса обладают высокой пылепоглощающей способностью, они могут осаждать до 50—60 т/га пыли в год. Биомасса леса очищает воздух от загрязняющих веществ. Происходит это за счет осаждения пыли на поверхности листьев и стволов растений, а также за счет включения содержащихся в ней веществ в обменные процессы, аккумуляции в составе органических веществ. После отмирания последних они поступают в состав органических веществ почвы, а после их минерализации — в состав других почвенных соединений.

Снижение биоразнообразия опасно не только из-за деградации экосистем, но из-за нарушения равновесия в биосфере. Качеством природы может «автоматически» управлять только биота, т. е. совокупность всех живущих на Земле организмов. Биологическое разнообразие является главным критерием и признаком устойчивости экосистемы. Искусственно создать среду обитания для человека невозможно. Восстановить нарушенное человеком (в том числе путем распространения загрязняющих веществ) состояние окружающей среды, обеспечить нормальное качество воды, воздуха, почвы, пищи способна только биота, и только при обеспечении биологического разнообразия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: