Биоразнообразие и экосистемные функции

Биоразнообразие - проблемы и задачи

Перейти в оглавление раздела:Биоразнообразие

Читать сначала:

*Биоразнообразие, экосистемные функции и жизнеобеспечение человечества

Биоразнообразие – важнейший фактор функционирования экосистем

Сегодня к убеждению, что исчезновение видов – это невосполнимая потеря генетических ресурсов, добавилось также осознание того, что этот процесс может иметь гораздо более серьезные последствия – утрату их экосистемных функций. Уникальность каждого вида заключается не только в его генофонде, но и в той роли, которую он выполняет в экосистеме. Представление о том, что функционирование экосистем определяется разнообразием (составом и обилием) входящих в них видов, давно вошло в учебники по экологии. Однако нарастающий процесс уничтожения живой природы заставил искать дополнительные аргументы в пользу сохранения биоразнообразия.

За последние 15 лет исследования роли биоразнообразия в осуществлении экосистемных функций стали одним из наиболее актуальных и быстроразвивающихся направлений экологии. Рост работ в этой области имел лавинообразный характер [28]. В рамках международной программы DIVERSITAS один из главных проектов – «ecoSERVICES» - посвящен изучению экосистемных функций биоразнообразия [29]. Наряду с большим числом отдельных исследований с начала 1990-х годов ведутся масштабные международные экспериментальные проекты по исследованию влияния биоразнообразия на экосистемное функционирование:

- программа долговременных экологических исследований в США (LTER - Long Term Ecological Research) [30, 31];

- проект BIODEPTH [BIODiversity and Ecosystem Processes in Terrestrial Herbaceous Ecosystems] - эксперименты с травянистыми сообществами разных природных зон в восьми странах Европы [32];

- проект Ecotron - изучение искусственных лабораторных сообществ, состоящих из растений и беспозвоночных животных [33].

По результатам этих исследований сделаны следующие основные выводы.

1. Более высокое биоразнообразие (чаще всего рассматривается разнообразие видов или их функциональных групп) повышает интенсивность экосистемных функций (в качестве показателей используются суммарная биомасса сообщества, интенсивность дыхания, продуктивность) [28, 31, 32, 34]. Для объяснения этой зависимости предложены два механизма:

- эффект выборки, предполагающий, что с ростом числа видов повышается вероятность присутствия в их числе наиболее продуктивных форм;

- комплиментарный эффект, основанный на разделении экологических ниш и более полном использовании ресурсов в сообществе с большим числом видов.

2. Зависимость устойчивости сообществ от видового разнообразия оказалась менее очевидной. Однако, несмотря на некоторую противоречивость результатов, сделан предварительный вывод об общей тенденции повышения устойчивости (упругости, надежности) экосистемных функций при более высоком разнообразии [30, 35]. Для объяснения этого эффекта были предложены следующие основные механизмы:

- асинхронный и разнонаправленный ответ разных видов на колебания условий среды;

- стабилизация суммарной биомассы сообщества, обусловленная конкуренцией видов из-за которой при увеличении численности какого-либо вида, численность его конкурентов - снижается;

- «арифметический» эффект стабилизации при увеличении суммарной биомассы сообщества: если абсолютные значения амплитуды колебаний сохраняются, то их относительные показатели уменьшаются;

- «страховая» гипотеза [36], подразумевающая, что часть видов функционально дублирует друг друга (так называемые «избыточные» виды), но при изменениях среды некоторые из них могут оказаться более эффективными, обеспечивая стабильность суммарной функции – то есть сообщество как бы «страхует» себя от изменений среды.

Таким образом, эти масштабные исследования дали результат, который имеет критическое значение для теории и практики охраны природы: было наглядно доказано, что искусственное снижение видового разнообразия в сообществах ведет к деградации их экосистемных функций [28, 30, 37, 38, 39, 40, 41].

Поэтому огромную опасность представляет не только полное уничтожение природных экосистем, но также снижение в них биологического разнообразия и нарушение их естественной структуры. В частности, один из важнейших результатов антропогенных нарушений – замена зрелых природных сообществ ранними сукцессионными стадиями и различными вариантами вторичных сообществ. Так, подавляющая часть сохранившихся в развитых странах лесов – это вторичные сообщества или лесопосадки. Биоразнообразие и суммарная биомасса (на единицу площади) вторичного европейского леса в два раза меньше, чем в ненарушенном лесу, а у лесопосадок эти показатели еще ниже [21]. Для разных сообществ (тундровых, лесных, степных) показано, что запас фитомассы на ранних сукцессионных стадиях многократно ниже, чем в зрелых сообществах [42]. Главная опасность заключается в том, что при этом снижаются и экосистемные функции. Другие формы антропогенных нарушений природных экосистем, например, в результате загрязнения, также ведут к снижению экосистемных функций.

Ключевое значение биоразнообразия для поддержания стабильности окружающей среды и устойчивого развития общества подчеркивают Конвенция о биологическом разнообразии [2], Национальная стратегия сохранения биоразнообразия России [11], доклад «Оценка экосистем на пороге тысячелетия» [4, 8]. Экологическая доктрина Российской Федерации [43] в качестве одной из основных задач государственной экологической политики определяет «сохранение и восстановление ландшафтного и биологического разнообразия, достаточного для поддержания способности природных систем к саморегуляции и компенсации последствий антропогенной деятельности».

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