9870 St Vincent Place, Glasgow, DC 45 Fr 45.

+1 800 559 6580

Средообразующие функции биоразнообразия – система жизнеобеспечения человечества

Биоразнообразие - проблемы и задачи

Фото Фото

Перейти в оглавление раздела:Биоразнообразие

Читать сначала:

*Биоразнообразие, экосистемные функции и жизнеобеспечение человечества

Представление об экосистемных функциях для биологов не является чем-то новым, оно формировалось одновременно с понятием «экосистема», обозначая ее интегральное влияние на окружающую среду (например, связывание углерода и аккумуляция воды болотами, снижение скорости ветра в лесу и т.д.). Стремление дать экономическую оценку этих функций привело к появлению понятия экосистемных услуг, рассматривающего их с точки зрения пользы, которую экосистемы приносят человеку.

Экосистемные функции и услуги можно сгруппировать в три основные категории [10, 11, с изменениями]:

- формирование и поддержание параметров окружающей среды, пригодных для жизни человека – средообразующие функции ;

- биомасса, которую человек берет из природы (морепродукты, древесина, корма, топливо, сырье для фармацевтики и промышленности и др.) – продукционные функции и «экосистемные товары»;

- информация, которая содержится в природных системах, их культурное, научное и образовательное значение – информационные и духовно-эстетические функции.

Ключевое значение для человечества имеют средообразующие функции природных экосистем (другие названия – биосферные, жизнеобеспечивающие). Современные условия жизни на Земле, при которых может существовать человек, – результат эволюции и непрерывной работы живой природы на протяжении миллиардов лет. Самый яркий пример всем хорошо известен - кислородная атмосфера Земли создана и поддерживается деятельностью фотосинтезирующих организмов. Теория биотической регуляции, разработанная российскими учеными [12, 13, 14] в русле идей В.И. Вернадского о биосфере, убедительно показывает, что современное состояние атмосферы, гидросферы и климата Земли поддерживается благодаря работе миллионов видов живых организмов. Если их работа прекратится, планета перейдет в одно из двух физически устойчивых состояний, непригодных для сложных форм жизни - состояния полного испарения воды или полного оледенения.

Масштабы влияния живых систем на формирование характеристик нашей планеты еще далеко не изучены. Например, разработанная при поддержке программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Научные основы сохранения биоразнообразия России» [15] концепция организованности подземной биосферы существенно продвинула границы активности живых организмов вглубь земных недр. Было показано, что органическое вещество литосферы образуется не только из захороненной биомассы, но и в результате хемосинтеза в бактериальных сообществах глубоких и сверхглубоких горизонтов [16]. Эти процессы вносят свой вклад также в формирование углеродного баланса в атмосфере.

Основными средообразующими функциями экосистем можно считать следующие:

- поддержание параметров земной атмосферы и глобального климата;

- стабилизация среды в локальном масштабе - сглаживание экстремальных погодных явлений (снижение вероятности и силы наводнений, засух и других стихийных катаклизмов);

- формирование плодородных почв и их защита от эрозии;

- очистка воды и поддержание устойчивого гидрологического режима территорий;

- биологическая переработка и обезвреживание многих типов отходов и загрязнений.

Одна из важнейших экосистемных функций - регуляция климата [8]. Огромную роль в этом играет Мировой океан, но в данной статье мы рассматриваем лишь наземные экосистемы, наглядно демонстрирующие неразрывную связь процессов деградации биоразнообразия и утраты экосистемных функций.

Последний саммит ООН по устойчивому развитию (Йоханнесбург, 2002 г.) признал, что сегодня одной из первостепенных проблем для человечества становятся неблагоприятные последствия климатических изменений, рост частоты и силы стихийных бедствий [17]. Экономический ущерб от них год от года нарастает [3] и в 2005 г. достиг беспрецедентного уровня, превысив 200 млрд. долларов США [18] (рис.2).

Специалистами из разных областей науки высказано большое количество гипотез (включая чисто астрономические и геологические) о механизмах колебаний климата Земли. Идут споры о том, что является ведущей причиной современных климатических изменений - деятельность человека или природные процессы . Однако, вне зависимости от того, как будет решен этот «большой климатический спор», очевидно, что один из мощнейших факторов, влияющих сегодня на климат - разрушение природных экосистем человеком. Даже если первичным двигателем климатических изменений являются геологические или астрономические факторы, деятельность человека сильнейшим образом модифицирует этот процесс.

Масштабные антропогенные преобразования природных экосистем оказывают влияние на климатическую систему Земли двумя основными путями: за счет сдвига газового баланса атмосферы и в результате изменения физических характеристик земной поверхности.

Наиболее бурно обсуждаемая сегодня причина климатических изменений - рост концентрации в атмосфере парниковых газов . Основное внимание приковано к Киотскому протоколу и сокращению выбросов углерода в атмосферу при сжигании топлива. В то же время в тени остается не менее важный фактор – уничтожение природных экосистем и нерациональное землепользование. В результате этих процессов в атмосферу было выброшено больше углерода, чем всей промышленностью [21, 22]. Но еще опаснее то, что, уничтожая природные экосистемы, человек разрушает естественный механизм фиксации атмосферного углерода, который мог бы компенсировать его антропогенные выбросы. Ведь СО2 – это не загрязнитель, а такой же «газ жизни», как и кислород, и если глобальная экосистема не сможет адекватно ответить на рост его концентрации увеличением его поглощения, то виноват в этом будет человек, уничтожающий живой покров планеты.

Сохранившиеся к сегодняшнему дню природные экосистемы продолжают выполнять роль огромных резервуаров углерода (прежде всего - почва и фитомасса), причем, по оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата, наибольшие накопления находятся в бореальных лесах [23]. В этой связи следует заметить, что разрушение этих экосистем приведет к дополнительному выбросу больших количеств углерода в атмосферу. Серьезную опасность представляет усиление эмиссии углекислого газа и метана болотами, тундрами и бореальными лесами, в результате процессов, вызванных потеплением климата - деградации мерзлоты [24], ускорения разложения органики и повышения частоты пожаров.

Еще одна важнейшая причина современных климатических аномалий - нарушение баланса тепло- и водообмена на суше. Природная растительность, в первую очередь леса, оказывает увлажняющее воздействие на приземную атмосферу. В знойный день мы стремимся перебраться с раскаленного асфальта или пыльного поля под прохладную тень деревьев – так мы на себе ощущаем микроклиматическую функцию леса. Но сегодня место лесов заняли сельскохозяйственные угодья, техногенные и урбанизированные территории. Это произошло в масштабах, сопоставимых с площадью целых континентов, и привело к климатическому эффекту глобального характера. Показано, что изменение процессов тепло- и водообмена на суше - не менее важная причина подъема средней температуры приземного слоя воздуха, чем парниковый эффект [25].

В результате глобального преобразования природы человеком биомасса наземной растительности стала почти в два раза меньше, чем могла бы быть в естественных условиях. Энергия, которую не осваивает живое вещество планеты, достается силам косной природы [25], и это ведет к дестабилизации климатической системы, нарастанию погодных аномалий и стихийных бедствий.

Природные экосистемы не только являются важнейшим климаторегулирующим фактором, но и многократно смягчают последствия происходящих стихийных бедствий. Например, ущерб, нанесенный европейским странам сильнейшими ливнями и засухой в 2005 г., был таким огромным из-за того, что большинство природных экосистем здесь уничтожено (леса сведены, болота осушены, реки спрямлены, луга распаханы, огромные площади заасфальтированы) [18].

Необходимо подчеркнуть, что регулирование климата – лишь одна из множества средообразующих функций природных экосистем. Последствия их разрушения намного обширнее - эрозия и деградация почв, опустынивание, сокращение источников чистой пресной воды и др.

Человек продолжает уничтожать природные экосистемы, в то время как заменить естественные механизмы биосферной регуляции ему нечем. Искусственное удержание неустойчивой биосферы в пригодном для человечества состоянии - непосильная для современной цивилизации задача. Это наглядно показала огромная стоимость создания искусственной среды для жизни человека на космических станциях и в эксперименте «Биосфера 2» [26]. Заменить биотическую регуляцию техническими средствами сегодня невозможно [27] - сложность и объем потоков информации в биосфере на много порядков превосходят параметры всех современных технических систем. Биосфера Земли – это единственная система жизнеобеспечения человечества сегодня и в обозримом будущем.

Д.С. Павлов, Е.Н. Букварева. Биоразнообразие, экосистемные функции и жизнеобеспечение человечества

Читать дальше: Биоразнообразие...

РАЗДЕЛЫ
САЙТА

Индекс цитирования