Основы геоэкологии Голубев Геннадий
Величины коэффициента использования солнечной радиации для синтеза первичной продуции на первый взгляд кажутся весьма низкими. Некоторые специалисты рассматривают повышение первичной биологической продуктивности как один из важнейших путей решения фундаментальных проблем человечества, таких как его обеспечение продовольствием или энергией. Казалось бы, решить эту задачу можно посредством увеличения доли ассимилируемой солнечной энергии. Однако усилия в этом направлении пока безуспешны, и можно полагать, что природа не случайно установила для себя столь низкий к.п.д., потому что антропогенная разбалансированность этого соотношения может привести к серьезным нарушениям глобального баланса углерода и, следовательно, к нарушениям устойчивости экосферы.
Передача энергии в пределах экологической пирамиды от первичной биологической продукции к более высоким уровням сопровождается значительными потерями энергии. Отношение биомассы организмов к количеству потребляемого ими органического вещества обычно не превышает 10–20 %. При перемещении к более высоким трофическим уровням это приводит к быстрому сокращению биомассы и потребляемой ею энергии. В природных экосистемах с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10 % энергии (и вещества в энергетическом выражении).
Еще более жесткое соотношение обусловливает устойчивость природных систем: эмпирически установлено, что изменение энергетики системы в пределах всего лишь 1 % выводит ее из равновесного (квазистационарного) состояния. Не случайно доля суммарной радиации, используемой для устойчивого процесса фотосинтеза, составляет только 0,16 % приходящей суммарной солнечной радиации.
В. Г. Горшковым было установлено, что в пределах биосферы биота сохраняет способность контролировать условия окружающей среды, если человек в процессе своей деятельности использует не более 1 % чистой первичной продукции биоты. Остальная часть продукции должна распределяться между видами, выполняющими функции стабилизации окружающей среды. Следовательно, с точки зрения человечества, биота представляет собой механизм, обеспечивающий человека питанием (энергией) с коэффициентом полезного действия 1 %, а 99 % идет на поддержание устойчивости окружающей среды.
Если рассматривать человека как биологический вид, находящийся на вершине экологической пирамиды, то ему, по законам биологической экологии, полагалось бы на питание лишь несколько процентов производимой на суше первичной биологической продукции, то есть порядка 10 млрд тонн в год. Фактически, благодаря использованию пашни, пастбищ и лесов, человек поглощает сельскохозяйственные и лесные продукты общей массой 31 млрд т. Кроме того, вследствие деятельности человека, современная первичная продуктивность меньше исходной на 27 млрд т вследствие: а)деградации естественных ландшафтов и б)превращения естественных экосистем в антропогенные. Общее количество потребляемой и разрушаемой человеком биомассы суши равно 58 млрд т в год, или почти 40 % биологической продукции суши. Эти величины, полученные в 1986 г. П. Витусеком с соавторами (США), стали широко известны в мире среди специалистов как еще один индикатор глобального экологического кризиса. Менее известно, что подобные выводы получены в России еще в 1980 г. В. Г. Горшковым.
Ясно, что потребление первичной биологической продукции человеком превосходит все мыслимые пределы уже сейчас. При дальнейшем росте населения мира его потребности можно будет удовлетворять только за счет потребностей других живых организмов, а это неизбежно, рано или поздно, приведет к катастрофической деградации биосферы и, следовательно, всей системы Земля. В проблемах деградации биосферы есть два наиболее серьезных аспекта: во-первых, как мы только что видели, чрезмерное, не соответствующее установленному природой уровню антропогенное поглощение и разрушение возобновимых биологических ресурсов и, во-вторых, снижение роли биосферы в стабилизации состояния экосферы. Обе проблемы чрезвычайно серьезны, но, вероятно, вторая проблема более важна, потому что она затрагивает основные, глубинные, системные процессы функционирования экосферы. Можно считать, что величина антропогенной доли поглощения и разрушения первичной биологической продукции суши – важнейший геоэкологический индекс чрезвычайно неблагоприятного, кризисного состояния экосферы.
IX.3. Современные ландшафты мира
Величина биологической продуктивности каждого участка земной поверхности зависит от соотношения тепла и влаги, поступающих к этому участку. Чем больше величина солнечной энергии, поглощаемой поверхностью земли, или, что то же, радиационного баланса, тем лучше условия для синтеза первичной биологической продукции. Однако это верно только в том случае, если этот участок получает оптимальное количество воды, то есть такое, когда количество осадков и величина испаряемости равны. Если осадков меньше, чем величина испаряемости, то биопродуктивность будет сдерживаться дефицитом влаги, и чем меньше влаги, тем хуже условия для прироста биомассы. А если осадков больше, чем может испариться, то переувлажнение почв также будет подавлять прирост.
Наибольшая величина первичной продуктивности характерна для влажных лесов экваториального пояса (около 4000 т/ кв. км в год). Субтропические леса производят порядка 2000 т/ кв. км, а тайга – 700 т/кв. км. В этом ряду различных типов лесных ландшафтов определяющим фактором является тепло, то есть радиационный баланс.
Если взглянуть на картину распределения ландшафтов с точки зрения убывающего увлажнения, то саванны тропического пояса имеют биопродуктивность порядка 1500 т/кв. км, степи (в целом получающие меньше осадков по сравнению с саваннами) – около 900 т/кв. км, а пустыни – не более 200 т/кв. км.
Таким образом, не только величины тепла и влаги, но и их соотношение предопределяют величину первичной биологической продукции и, в конечном итоге, формирование основных типов растительности. При этом можно видеть, что, например, леса произрастают в условиях достаточного или избыточного увлажнения, но в зависимости от поступающего тепла принимают различный облик. С другой стороны, при сокращении увлажнения растительность становится все более сухолюбивой, так что при одном и том же радиационном балансе, но убывающем количестве осадков, мы наблюдаем направленное чередование типов растительности: от влажного леса к саванне, затем к степи и, наконец, к пустыне. Таким образом, распределение основных типов растительности не случайно, а подчиняется определенным закономерностям.
Им же подчиняются другие природные явления, такие как основные типы почв и геохимических процессов, особенности климата, водного баланса и режима, многие геоморфологические процессы и т. п. Это так называемый закон географической зональности, выведенный М. И. Будыко и А. А. Григорьевым.
Закон географической зональности позволяет описать не только пространственное распределение основных черт зональных процессов, но и их сочетаний в виде природно-территориальных комплексов, или ландшафтов[14]. Это коренные (потенциальные) ландшафты, то есть такие, какие сейчас существовали бы на Земле, если бы на ней не действовал человек.
Деятельность человека весьма значительно преобразовала потенциальные ландшафты Земли. Значительные массивы земель (в прошлом степи, леса, саванны и пр.) были распаханы. Многие безлесные типы ландшафтов подверглись глубоким преобразованиям под влиянием продолжительного выпаса скота или антропогенных пожаров. Большие площади лесов вырублены, а часть первичных лесов сменилась на вторичные. Саванна преобразована человеком до такой степени, что трудно установить, какой она была до того, как человек начал там выпасать скот, выжигать траву перед сезоном дождей, вырубать деревья и кустарники. Работы по орошению и осушению земель коренным образом преобразовали аридные или переувлажненные территории. Построены города и другие населенные пункты, дороги, промышленные предприятия, появились карьеры и рудничные отвалы, земли с полностью смытой почвой и пр. Этот список антропогенных преобразований еще далеко не полон.
На 20–30 % площади суши человек преобразовал ландшафты практически полностью. На территориях с высокой плотностью населения естественные экосистемы почти не сохранились. Вместо этого их территории на 40–80 % заняты сельскохозяйственными землями, населенными пунктами, дорогами, промышленными сооружениями и прочими результатами деятельности человека. На остальной части встречаются вторичные или специально выращиваемые леса, деградировавшие земли и водохозяйственные системы, находящиеся, как правило, в далеко не идеальном состоянии. При этом внешне такие территории могут выглядеть благополучно (что и наблюдается, например, в Западной Европе или США), но фактически это области дестабилизации экосферы.
В результате некоторые зональные типы ландшафтов исчезли, другие были трансформированы, так что возникли антропогенные модификации природных ландшафтов. По нашим оценкам (Б. А. Алексеев и Г. Н. Голубев), из 96 зональных типов ландшафтов, выделяемых на равнинах мира, около 40 типов исчезли или были коренным образом преобразованы.
На многих остальных территориях произошли менее заметные изменения, часто невидимые, такие как изменения потоков химических веществ, изменения теплового или водного баланса и многие другие. Всего около 60 % территории в той или иной степени преобразовано человеком.
Территорий, совсем неизмененных человеком, в мире не осталось. Даже в отдаленных от центров экономической деятельности областях, таких как Антарктида или северо-восток нашей страны, выпадения химических веществ из атмосферы изменили, хотя и в малой степени, первоначальное, доантропогенное состояние ландшафтов Земли. Деятельность племен охотников-собирателей, обитающих в слабо измененных ландшафтах, тем не менее также внесла свой вклад в антропогенное преобразование мира.
И все же большие территории на Земле остаются почти нетронутыми. Они играют огромную, общепланетарную роль в сохранении гомеостазиса экосферы, и потому должны рассматриваться как ценнейшее достояние всего человечества.
По степени антропогенной трансформации современные ландшафты Земли могут быть разделены на две большие группы: А. Коренные (или первичные) и Б. Природно-антропогенные. Ландшафты второй группы делятся на вторично-производные, антропогенно-модифицированные и техногенные.
Коренные (первичные) ландшафты – это зональные типы ландшафта, не подвергшиеся прямому воздействию хозяйственной деятельности, то есть практически не трансформированные. В некоторых случаях на них могут повлиять локальные факторы хозяйствования в прошлом или настоящем, не приводящие, однако, к качественным изменениям ландшафта. Поэтому правильнее называть эти типы ландшафтов условно коренными.
Эта категория включает ландшафты ледниковых пустынь, некоторых тропических пустынь, подавляющую часть высокогорных районов, а также значительные части ландшафтов бореальных лесов (то есть лесов умеренного пояса Северного полушария) и тундры. Сюда относятся также заповедники и другие строго охраняемые территории. Ряд исследователей рассматривает первичные (коренные) ландшафты как важнейший природный ресурс, играющий важную роль в экологической стабилизации системы Земля. В этой связи надо отметить, что Россия обладает наибольшей в мире площадью свободных ото льда коренных ландшафтов, то есть «дикой» природы.
Вторично-производные ландшафты это природно-антропогенные ландшафты, сформировавшиеся на месте первичных в результате хозяйственной деятельности в настоящем или прошлом, существующие в относительно устойчивом состоянии на протяжении десятилетий или первых столетий благодаря естественным процессам саморегулирования. Такие ландшафты отличаются хозяйственной деятельностью средней интенсивности, или же в малоизмененном ландшафте встречаются отдельные пятна высоко интенсивной деятельности.
Имеется много примеров вторично-производных ландшафтов, таких как мелколиственные (березовые и осиновые) леса Русской равнины, ксерофитные (сухие) кустарники и леса средиземноморского типа, деградированные степи, трансформированные саванны и многие другие. Общим для всех ландшафтов
этой категории является видимое преобладание значительно измененных человеком сообществ растительности (вторичной растительности). Наряду с этим происходят изменения особенностей почв, микроклимата и других компонентов ландшафта.
К категории антропогенно-модифицированных ландшафтов относятся ландшафты с весьма высокой степенью трансформации. В них антропогенные изменения отличались большей скоростью, чем природные вариации географических условий. Эти ландшафты управляются, с одной стороны, как природные системы, а с другой стороны, они в очень большой степени зависят от деятельности человека.
В эту категорию входят прежде всего сельскохозяйственные модификации ландшафтов: поля (орошаемые и неорошаемые), огороды, сады, плантации и пастбища разного типа. Сюда относятся также территории интенсивного, целенаправленного выращивания древесины (сильвикультура). К категории антропогенно-модифицированных ландшафтов относятся также охраняемые рекреационные области, парки прежде всего.
Техногенные ландшафты – это природные системы, управляемые преимущественно деятельностью человека. Это городские системы со всей городской и пригородной инфраструктурой (жилые кварталы, улицы и площади, места отдыха, промышленные зоны, пути сообщения, системы жизнеобеспечения (водоснабжение и канализация, сбор и переработка мусора, энергоснабжение и отопление) и пр.). Это места добычи и переработки минеральных ресурсов (карьеры, шахты, нефтяные промыслы и пр.). Это ландшафты гидротехнических сооружений (плотины, водохранилища, каналы, насосные станции и т. д.) c прилегающими акваториями и территориями.
По типам деятельности человека антропогенные ландшафты могут быть разделены на следующие категории: ландшафты районов неорошаемого земледелия, ландшафты районов орошаемого земледелия, пастбищные ландшафты, лесохозяйственные ландшафты, горнопромышленные ландшафты, урбанизированные ландшафты, рекреационные ландшафты. Анализ особенностей каждого типа антропогенных ландшафтов выполнен Л.И. Кураковой[15].
Основные особенности антропогенной трансформации ландшафтов и экосистем заключаются в следующем.
• Система из почти полностью замкнутой преврашается в разомкнутую (открытую), главным образом, вследствие отчуждения биомассы в виде продукции, используемой человеком. Степень открытости системы является, по-видимому, индикатором степени ее антропогенного преобразования.
• Увеличивается однообразие ландшафтов. Снижение внут-риландшафтного разнообразия также может быть индикатором антропогенной трансформации.
• Продуктивность ландшафтов снижается в прямой (возможно, нелинейной) зависимости от интегрального антропогенного давления за определенный интервал времени.
• Чем выше интегральное антропогенное давление, тем в большей степени нарушено эволюционное развитие ландшафтов и экосистем.
• Химическое равновесие, сложившееся в ландшафтах и экосистемах в процессе их эволюции в доантропогенную эпоху, нарушено. Антропогенные потоки химических элементов и их соединений на один-два порядка превышают уровень естественных потоков химических веществ.
• В особенности интенсифицировались потоки биогенных веществ.
• Происходит непрерывная трансформация земельного фонда.
Общей особенностью ландшафтов мира является ухудшение их состояния (деградация), выражающееся, прежде всего, в снижении их естественной биологической продуктивности. При этом главные процессы – это обезлесение в сравнительно влажных ландшафтах и опустынивание в относительно сухих ландшафтах. Природные условия, благоприятные для развития этих двух процессов, имеются на более чем 90 % территории суши без ледников, а антропогенные воздействия превращают эту возможность в реальность.
IX.4. Проблемы обезлесения
Мы уже обсуждали выше исключительную роль, которую играет биота в целом в стабилизации экосферы Земли. В том числе высока роль лесов. Если воздействие растительности на состояние экосферы чрезвычайно важно, то влияние лесов, составляющих порядка 85 % фитомассы мира, не может не быть определяющим. Действительно, леса играют важнейшую роль в формировании как глобального цикла воды, так и глобальных биогеохимических циклов таких элементов, как углерод и кислород. Леса мира регулируют важные особенности климата и водного режима мира. Экваториальные леса являются важнейшим резервуаром биологического разнообразия, удерживая 50 % видов животных и растений мира на 6 % площади суши. Вклад лесов в мировые ресурсы не только значителен количественно, но и уникален, поскольку леса – это источник древесины, бумаги, лекарств, красок, каучука, плодов и пр.
Леса с сомкнутыми кронами деревьев занимают в мире 28 млн кв. км при примерно одинаковой их площади в умеренном и тропическом поясе. Что касается лесов с разомкнутыми кронами различной площади проективного покрытия, то граница между лесом и не лесом может быть проведена лишь весьма условно, и критерии выделения лесов различаются от страны к стране и от места к месту. Например, Каракумы в районе Репетекской станции в Туркменистане квалифицируются как государственный лесной фонд, тогда как произрастающая там древесная пустынная растительность (преимущественно саксаул) с ландшафтной и геоэкологической точек зрения вряд ли все-таки образует лес. Имея в виду условности такого рода, можно сказать, что общая площадь лесов (сплошных и разреженных) в мире составляет менее трети всей свободной ото льда суши. Согласно Международной организации по продовольствию и сельскому хозяйству (ФАО), в 1995 г. естественные и саженые леса покрывали 26,6 % свободной от льда суши, или примерно 35 млн кв. км.
В результате своей деятельности человек уничтожил не менее 10 млн кв. км лесов, содержавших 36 % фитомассы суши. Главной причиной уничтожения лесов была потребность увеличить, вследствие роста численности населения, площади пашни и пастбища.
Заселение и антропогеное преобразование зоны влажных экваториальных лесов происходило постепенно. Впервые в этой зоне люди появились 25–40 тыс. лет тому назад в юго-восточной Азии и Океании, 10 тыс. лет назад – в Амазонии, 3000 лет тому назад – в Африке и еще позднее на Мадагаскаре и Новой Зеландии. Во всех случаях антропогенные изменения лесов были незначительными, поскольку обитающие там племена охотников-собирателей оказывают минимальное воздействие на состояние лесов. В течение последних 200 лет в этой зоне появилось плантационное сельское хозяйство, выращивающее продукцию на продажу (сахарный тростник, табак, кофе, какао, чай, каучук, кокосовая и масличная пальмы). После Второй мировой войны возник и вырос спрос на длинные, прямые, твердые сорта древесины. Тогда же были разработаны современные технологические методы ее добычи. Экспорт тропической древесины с 1950 г. увеличился в 16 раз. Наряду с этим резко выросло население, что и привело в конце концов к существенному обезлесению и деградации лесов.
Сельскохозяйственная «колонизация» Европы началась с эпохи великих государств древности, когда были ликвидированы или трансформированы леса Средиземноморья, и в основном закончилась в конце средних веков, когда были вырублены первичные широколиственные и хвойные леса. Сокращение лесов умеренного пояса Евразии и Северной Америки также отвечало необходимости расширения сельскохозяйственного производства. Оно происходило в целом несколько позднее, чем в Западной Европе. Сокращение площади лесов умеренного пояса в основном остановилось в первой четверти ХХ века. Основные районы расширения пашни располагались в пограничных областях между территориями лесных и травяных формаций, таких как средиземноморские леса, лесостепь, прерии, леса областей достаточного увлажнения умеренного пояса.
В то время как обезлесение умеренного пояса к настоящему времени в основном прекратилось, сокращение площади тропических и экваториальных лесов продолжается. По разным оценкам, их потери находятся в пределах 11–20 млн га в год. Согласно ФАО, в 1980–1990 гг ежегодная потеря площади тропических лесов составляла 15,5 млн га за год. В 1991–1995 гг она сокращалась до 13,7 млн га за год, тогда как в развитых странах площади лесов изменялись незначительно, в среднем увеличиваясь на 1,8 млн га за год. В некоторых развивающихся странах сокращение площади лесов происходит особенно быстро (например, в Малайзии, Таиланде, Индонезии, Филиппинах, Нигерии, Кот д’Ивуар, Коста-Рике и др.) (рис. 17). Кроме того, речь идет о различной степени антропогенной трансформации, или деградации, лесов – от полностью нетронутых лесов, частично используемых, до полностью вырубленных и расчищенных территорий.
Рис. 17. Средняя величина обезлесения за год по странам мира, в %% от общей площади лесов за период с 1980 по 1990 гг.
Распространено мнение, что значителное обезлесение происходит в бассейне р. Амазонка. Однако оценки, выполненные на основе детального анализа спутниковых данных за 1978–1994 гг., показали, что скорость обезлесения была 15–20 тыс. кв. км в год, а общая потеря лесов с начала освоения территории, то есть с 1970-х гг., составила приблизительно 6 % от исходной площади леса, составляющей около 5 млн кв. км. Оценку величины обезлесения в Амазонии Д. Скоул (США) с коллегами выполнял на основе следующего соотношения:
ЧО = ВПЛ – ЗВЛ + ВВЛ,
где ЧО – «Чистое» обезлесение; ВПЛ – Вырубка первичного леса; ЗВЛ – Зарастание вторичным лесом; ВВЛ – Вырубка вторичного леса.
Установлено, что «освоению» подвергаются в основном территории, располагающиеся не в сплошном лесу, а в пограничной зоне между экваториальным лесом и саванной, в таких штатах на юго-западе Амазонии, как Мату-Гроссо или Рондония. Таким образом, сохраняется закономерность в размещении антропогенного сокращения лесов, отмеченная для умеренного пояса и заключающаяся в том, что вырубаемые леса находятся в экотонной полосе между лесными и травяными формациями.
В расширении антропогенных ландшафтов экваториальной зоны, включая Амазонию, ведущую роль играет строительство дорог. Например, после того, как в 1950-е гг. была построена автомобильная дорога Белем – Бразилия, более 2 млн чел. переселились за десятилетие на прилегающие к дороге территории. Вторичные дороги в Бразилии строятся вглубь леса перпендикулярно к основным дорогам на глубину до 80 км. Затем земля нарезается на участки площадью около 100 га, каждый с выходом к дороге.
Другие факторы сокращения лесов Амазонии – это строительство плотин и водохранилищ и добыча и переработка полезных ископаемых (золото, железо, олово и др.).
Существует много причин тропического обезлесения и комбинаций этих причин. Они различаются от страны к стране и от места к месту. В ряде стран, в особенности в бассейне Амазонки, имеются государственные программы хозяйственного освоения лесных территорий. В целом можно назвать следующие основные причины обезлесения.
• Освоение новых земель под поля, плантации и пастбища как крестьянами-переселенцами, так и крупными фирмами (в основном животноводческими). Новые дороги, прокладываемые в районах освоения, являются опорой для дальнейшей колонизации территории. Во многих районах основная трудность в сельскохозяйственном освоении – быстрое зарастание расчищенных участков лесной растительностью. На некоторых территориях Бразильской Амазонии через 5-10 лет после расчистки вырастают деревья 50–75 видов высотой до 8 м. Поэтому площадь фактического обезлесения бывает заметно меньше, чем площади ежегодной вырубки. Часто под поля и плантации крестьяне предпочитают расчищать относительно молодой вторичный лес, образовавшийся после сплошной вырубки в процессе лесозаготовок. Это в особенности характерно для стран юговосточной Азии.
Если лес уже сведен, то проблема заключается в разработке локальных методов устойчивого сельского хозяйства на расчищенных от леса участках. Эта проблема пока не находит успешных решений в полеводстве. В Амазонии, например, расчищенные поля обрабатываются в течение не более пяти лет, после чего их плодородие падает и их приходится забрасывать. Несколько успешнее дело обстоит с плантациями и с комбинациями земледелия и лесного хозяйства (агролесное хозяйство, или agroforestry).
• Расширение площади земли, используемой под подсечное земледелие, вследствие роста численности населения племен, практикующих этот метод землепользования.
• Добыча древесины. В отличие от лесов умеренного пояса, в тропических лесах часто производится не сплошная, а выборочная рубка отдельных ценных видов деревьев. При их транспортировке из чащи к дороге гибнет значительное количество леса (согласно одному из исследований, на одно срубленное дерево приходится два погибших или серьезно поврежденных; по другим сведениям, эта пропорция еще больше). Поэтому зачастую основной геоэкологический результат лесозаготовок не сокращение площади лесов, а их деградация.
• Помимо потребностей в ценной древесине, тропические леса удовлетворяют потребности местного населения в дровах. (В большинстве африканских стран от 70 до 95 % домашних потребностей в энергии, главным образом для приготовлении пищи, удовлетворяются за счет дров.)
Эффективное использование территорий влажных экваториальных лесов приносит немалые трудности. Основная масса биогенных веществ находится преимущественно в деревьях и при вырубке удаляется вместе с ними, а почвы остаются мало плодородными. Почвы подвержены также неблагоприятному воздействию прямых лучей солнца и сильных дождей. Во влажных тропиках отмечается дефицит фосфора и калия, а в сухих – азота. Плодородные почвы встречаются лишь в специфических местах, таких как склоны вулканов или поймы и дельты рек. В целом чем больше величина осадков за год и продолжительнее сезон дождей, тем труднее вести сельское хозяйство.
Вследствие очень сложных связей в экосистемах, небольшие изменения в них могут привести к непредвиденным последствиям. Например, определенный вид дерева может оказаться ключевым в обеспечении существования ряда видов в засуху. Многие виды животных и растений нуждаются в большой площади для поддержания своего существования, что весьма затрудняет управление территориями. Некоторые виды играют особую, часто не вполне понятную роль в экосистемах. Это так называемые ключевые виды (keystone species), требующие особого внимания.
По Д. По и Д. Сейерс (Англия), основные принципы управления территориями влажных тропических лесов выглядят следующим образом.
1) Принятие во внимание экологических ограничений на всех стадиях осуществления хозяйственных проектов.
2) Предоставление тропического леса для удовлетворения потребностей, не связанных с функционированием леса, допускается только после всесторонней (экономической, социальной и экологической) оценки проекта и в диалоге с местными жителями.
3) Тропический лес может быть превращен в другие виды использования земель только в том случае, если доказано, что это выгоднее и целесообразнее, чем использование леса.
4) Деградировавший лес должен и далее использоваться, где возможно, для хозяйственных целей, тогда как естественный лес должен сохраняться.
5) Специальное внимание должно уделяться тем лесным территориям, основная задача которых – сохранение биологического разнообразия или осуществление водозащитных функций на водосборах.
6) Население тропических лесов должно иметь возможность участвовать в их управлении.
При управлении тропическими лесами часто не принимается во внимание, что выгоды от использования лесов в их устойчивом состоянии могут приносить больше дохода, чем выгоды, связанные с расчисткой лесов и использованием древесины. Показано, например, что сбор плодов, ягод, лекарственных растений, каучука и пр. приносит не меньший, а часто и больший доход, чем вырубка леса, а при этом и лес сохраняется.
Вообще говоря, отношение к тропическим лесам только как к ресурсу имеет право на существование, но следует помнить, что очень большие территории пока еще существующих лесов играют важнейшую роль в стабилизации состояния экосферы. В конце концов, один ресурс может быть замещен другим, а экосистемная функция тропических лесов незаменима. Стратегия управления тропическими лесами должна основываться на признании леса как общего и неисчисляемого достояния человечества.
В лесах умеренного пояса наибольшие проблемы встречаются в Российской Федерации. Россия отличается наибольшей площадью лесов на Земле, достигающей 7,7 млн кв. км, что составляет 46 % всех внетропических лесов мира. Расчетная лесосека страны (то есть ежегодный прирост древесины) используется лишь частично. Экономическая депрессия последнего десятилетия привела к сокращению объема добываемой древесины. В 1996 г. вырубка леса составила лишь 21,4 % от расчетной лесосеки, но в некоторых районах Европейской России, например в Татарстане, Коми и Чувашии, она превышает 100 %, то есть площадь лесов сокращается.
Во многих районах России первичные леса замещены вторичными. Часть лесов страдает от кислотных осадков, в особенности вокруг городов. Леса России несут большой ущерб от пожаров и вредителей, распространяющихся на больших площадях, порядка 1 млн га в год.
Вследствие общемировой роли лесов в стабилизации экосферы нужен глобальный подход к управлению ими. Необходимо разработать и принять международную конвенцию по лесам, которая определила бы основные принципы и механизмы международного сотрудничества в этой области в целях поддержания устойчивого состояния лесов и его улучшения.
Один из компонентов этого сотрудничества успешно функционирует. Это Международная Организация по древесине (ITO), объединяющая как страны-потребители, так и страны – владельцы лесных ресурсов (не только тропического, но и умеренного пояса). Голоса стран-участников имеют различный вес, в зависимости от объема владения или потребления древесины. Участники Организации согласились, что к 2000 г. вся древесина на международном рынке должна происходить из экологически устойчиво управляемых лесов.
IX.5. Проблемы опустынивания
Существует неточное представление о том, что опустынивание – это наступление пустынь на более продуктивные территории. На самом деле Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием, заключенная в 1994 г., дает следующее определение процесса опустынивания: «Опустынивание означает деградацию земель в засушливых… районах, которая происходит вследствие различных факторов, включая колебания климата и деятельность человека». И далее: «Деградация земель означает сокращение или полную потерю… биологической или экономической продуктивности… неорошаемых и орошаемых земель или же пастбищ и лесов вследствие использования земель или других действий, ведущих к таким процессам, как ветровая и водная эрозия почв, ухудшение физических, химических и биологических свойств почв, и к долгосрочной потере естественной растительности».
Почвы районов опустынивания отличаются низким плодородием, что в сочетании с малыми и изменчивыми осадками приводит к тому, что биологическая продуктивность в районах значительного опустынивания не превышает 400 кг/га в год сухого вещества.
В соответствии с климатическими условиями, пустыни должны занимать в мире площадь порядка 48 млн кв. км (включая ледниковые покровы, то есть ледяные пустыни). Фактически, в соответствии с почвенно-ботаническими данными, их площадь достигает 57 млн кв. км. Разность между этими двумя цифрами, равная 9 млн кв. км, представляет антропогенные пустыни. Опустынивание различной степени развивается еще на 25 млн кв. км. Распространение территорий, подверженных опустыниванию, показано на рис. 18.
Около 3/4 аридных территорий Африки и Северной Америки подвержены деградации, то есть опустыниванию. Одна шестая часть населения мира живет в зоне угрозы опустынивания. Мировые экономические потери от опустынивания, по состоянию на 1990 г., оцениваются в 42 миллиарда долларов ежегодно. В России опустыниванию подвержены территории, расположенные, главным образом, в бассейне Каспийского моря, в особенности Калмыкия.
Рис. 18. Пространственное распределение территорий мира, подверженных опустыниванию
Рис. 19. Колебания годовых сумм осадков в Сахеле за 1897–1990 гг.
С климатической точки зрения, согласно Международной Конвенции по борьбе с опустыниванием, зона риска опустынивания находится в следующих пределах:
Р/РЕТ = 0,05-0,65,
где Р – осадки за год и РЕТ – потенциальная эвапотранспирация. В эту категорию попадают аридные земли различной степени засушливости. Отметим как пока редкий случай, что в международном юридическом документе используется геоэкологический критерий.
Как видно из определения, опустынивание развивается вследствие неблагоприятного сочетания естественных и социально-экономических факторов. Сахель – обширная территория к югу от Сахары в наибольшей степени страдает от опустынивания. В Сахели количество населения и скота очевидно превысило потенциальную емкость этой территории. В 1968 г. там началась многолетняя засуха, то есть период с пониженным количеством осадков, продолжавшаяся двумя волнами в течение приблизительно 20 лет (рис. 17). Это привело к снижению продуктивности полей и пастбищ, высыханию колодцев, уменьшению речного стока, падению уровня озера Чад и другим катастрофическим последствиям. Во время первой волны засухи (1968–1973 гг.) погибло от голода свыше 250 тыс. жителей и 40 % скота. В Мали и Мавритании погибло даже более 90 % скота.
Климат – важнейший естественный фактор формирования территорий различной степени опустынивания. В особенности это хорошо видно на примере Сахели, где в направлении с севера на юг имеются резкие гидроклиматический и геоэкологический градиенты, определяющие пространственные изменения основных типов хозяйства (табл. 17). C севера на юг увеличиваются осадки, снижается их изменчивость от года к году, увеличивается продолжительность влажного сезона, улучшается водный баланс за сезон дождей. Соответственно, роль земледелия в сельском хозяйстве к югу усиливается, а скотоводства, наоборот, сокращается.
Таблица 17
Геоэкологические факторы опустынивания в Сахели
Из табл. 17 видно, что уровень в 600 мм осадков в год разделяет районы с устойчивым и неустойчивым земеледелием. Однако средняя многолетняя величина не вполне показательна. Малая продолжительность влажного сезона и его вариации во времени от года к году делают земледелие рискованным даже при большем количестве осадков. Земледелие в Сахели вследствие климатических условий всегда рискованно. К тому же краткость сезона дождей резко ограничивает возможности земледелия, заставляя крестьянина выращивать только культуры с коротким вегетационным перидом. Соответственно, и в скотоводстве большая изменчивость осадков от года к году очень сильно изменяет условия существования для скота и его хозяев, от почти изобилия до крайнего дефицита воды и пищи.
Неприятная дополнительная агроклиматическая особенность Сахели и других аридных территорий в том, что как влажные, так и сухие годы складываются обычно в серии лет, образуя засушливые или влажные периоды. Как земледельцы, так и скотоводы обычно располагают опытом выживания в пределах одного сухого года, но они не в состоянии пережить серию засушливых лет, что приводит их к катастрофе.
В Сахеле благодаря климатическим условиям при перемещении к югу увеличивается биологическая продуктивность территориии, а поэтому и плотность населения. При этом во всех типах ландшафтов и соответствующих им типах хозяйства численность населения превышает потенциальную емкость территории. В особенности сложная ситуация складывается в зоне неустойчивого земледелия с осадками 400–600 мм, где высокая плотность населения сочетается с конфликтными интересами скотоводства и земледелия, что вызывает, в конечном итоге, усиление опустынивания.
С этой точки зрения, территорию Сахеля можно разделить, по изогиете 400 мм, на преимущественно земледельческую и главным образом скотоводческую зоны. В первой, вследствие роста населения, сокращаются площади залежных земель. Они превращаются в пашню, довольно быстро деградируют, что снова приводит к необходимости отправить часть пашни в залежь и к необходимости новой распашки, в то время как площади залежи и время «отдыха» земли сокращаются, что вызывает дальнейшую деградацию этих территорий. Так возникают новые очаги опустынивания в этой зоне, весьма далеко от Сахары.
В скотоводческой зоне, несмотря на невысокую биологическую продуктивность на единицу площади, естественная растительность лучше, чем в земледельческой зоне. Производительность пастбищ в Сахели (на единицу площади) в 1,5—10 раз выше, чем в современных хозяйствах Техаса или Австралии, потому что разнообразный скот в стадах населения Сахели поедает всю растительность: коровы – траву, овцы – кустарник, козы – ветви деревьев. К тому же в Сахели на 1 кв. км приходится 10 пастухов, а в современных хозяйствах США – один пастух на 100 кв. км, то есть их плотность в Сахели в 1000 раз выше. Эти обстоятельства делают, казалось бы, примитивную систему скотоводства фактически весьма эффективной, весьма приспособленной к агроэкологическим условиям района и практически не угрожающей экологическому состоянию скотоводческой зоны. Однако система скотоводства, созданная опытом многих поколений, не выдерживает повышающегося антропогенного давления.
В процессе циклического отгонного животноводства в пределах скотоводческой зоны скот зимой перегоняют к югу, а летом (в сезон осадков) – на север, в направлении Сахары. На юге зоны количество и качество пастбищ хуже, чем на севере, вследствие высокой плотности населения и конфликта интересов скотоводов и земледельцев. В результате эти земли подвергаются сверхэксплуатации и деградируют.
В благоприятные годы и серии лет несколько расширяется площадь более увлажненной зоны, с соответствующим смещением к северу основных типов хозяйства. Тем серьезнее проблемы последующих лет: деградация пашни и пастбищ, гибель скота, а зачастую и людей. Избыточное антропогенное давление в сочетании с неблагоприятными погодными условиями в течение ряда лет приводят к усилению опустынивания. Поэтому трудно различать вклад человека и вклад природы в процесс деградации аридных земель.
Сахель – это лишь типичный и наиболее известный пример, но процессы опустынивания во многом схожи во всех аридных районах мира.
Признаками опустынивания являются: сокращение степени покрытости почвы растительностью, увеличение отражательной способности (альбедо) поверхности почвы, значительная потеря многолетних растений, особенно деревьев и кустарников, деградация и эрозия почвы, кое-где наступание песков и засоление почв. Все эти природные процессы типичны для аридных ландшафтов, и они регулируются естественным образом. Но когда они взаимосвязаны с действиями человека, многие изменения становятся необратимыми.
Эффективная борьба с опустыниванием должна основываться на глубоком понимании системы взаимодействующих естественных и социально-экономических факторов и, в конечном итоге, на стратегии социально-экономического преобразования стран, страдающих от опустынивания. Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием – один из основных механизмов участия всех стран мира в решении этой проблемы.
IX.6. Проблемы сохранения биологического разнообразия Земли
Биологическое разнообразие (далее в этом разделе – БР) – это совокупность всех форм жизни, населяющей нашу планету. Это то, что делает Землю не похожей на другие планеты Солнечной системы. БР – это богатство и многообразие жизни и ее процессов, включающее разнообразие живых организмов и их генетических различий, так же как и разнообразие мест существования, сообществ, экосистем и ландшафтов, в которых организмы существуют. БР делится на три иерархические категории: разнообразие среди представителей тех же самых видов (то есть на уровне генов), между различными видами и между экосистемами.
Генетическое разнообразие, очевидно, чрезвычайно велико. В этом контексте под ним понимаются вариации генов внутри видов. До недавних пор изменения генетического разнообразия исследовались преимущественно на породах домашних растений и животных, а также на популяциях отдельных видов, находящихся в ботанических садах и зоопарках. Исследования глобальных проблем БР на генетическом уровне – дело будущего.
Что касается видового разнообразия, то до сего времени даже подсчеты числа видов на Земле, выполненные различными авторами, различаются на порядок. Авторитетная оценка видового разнообразия, которая привлекла к этой работе около 1500 специалистов, выполнена в ЮНЕП в 1995 г. Согласно этой оценке, наиболее вероятное количество видов – 13–14 млн, из которых описаны лишь 1,75 млн, или менее 13 %. Среди растений и хордовых животных описаны 85–90 % видов, но во всех других таксонах описано много менее половины видов. Оценки общего числа видов находятся в пределах между 3,6 млн и 112 млн. Столь большое различие связано преимущественно с тем, что число видов насекомых оценивается в пределах от 2 до 100 млн видов, но даже если не принимать во внимание столь расходящиеся данные по насекомым, все равно уровень знания биологического разнообразия остается невысоким.
Наивысший иерархический уровень биологического разнообразия – экосистемный, или ландшафтный. Мелкомасштабные карты зональных типов ландшафтов мира или континентов по сути дела отражают биологическое разнообразие высшего иерархического уровня.
Наибольшим видовым разнообразием отличаются нижеследующие ландшафты (в убывающем порядке): влажные экваториальные леса, коралловые рифы, сухие тропические леса, влажные леса умеренного пояса, океанические острова, ландшафты средиземноморского климата, безлесные (саванновые, степные) ландшафты. Богатство влажных экваториальных лесов особенно велико: например, на 200 га леса в Индонезии произрастает столько же видов деревьев, сколько их имеется во всей внетропической Северной Америке. Не меньшим видовым разнообразием отличаются коралловые рифы.
Согласно авторам карты «Глобальное биоразнообразие. Количество видов сосудистых растений» масштаба 1:85 млн (по экватору), составленной в Боннском университете (Германия) в 1996 г., фиторазнообразие играет фундаментальную роль в экосфере, предопределяя биоразнообразие экосистем суши. Высшие растения, общим числом в мире до 400 000 видов, доминируют с точки зрения биопродуктивности и биоразнообразия. От них зависят 20 млн видов консументов и редуцентов, то есть организмов, обеспечивающих потребление и распад органического вещества. В среднем один вид сосудистых растений обеспечивает жизнедеятельность примерно 66 видов животных, грибов, бактерий и пр. Таким образом, есть серьезные основания полагать, что карта числа видов сосудистых растений репрезентативно отражает пространственное распределение общего разнообразии жизни. Упрощенный вариант карты представлен на рис. 20.
По всей видимости, карта отражает две основные глобальные закономерности БР.
1) Четкую зависимость степени биоразнообразия от зональных ландшафтных условий, таким образом, что во влажных экваториальных и тропических лесах степень фиторазнообразия наивысшая, порядка 3000–5000 видов на 10 000 кв. км, в зоне тайги и смешанных лесов умеренного пояса она составляет примерно 500 видов, а в тундре и пустынях она не превышает 200 видов на ту же площадь. Все остальные зональные типы ландшафтов закономерно укладываются в промежуточные значения фито– (и био-) разнообразия.
Рис. 20. Схематическая карта биологического разнообразия суши мира
2) На эту картину в ряде районов тропиков и субтропиков накладываются специфические природные условия, такие как высокое разнообразие условий рельефа, почв, климата, а также и история развития этих территорий, служивших убежищами (рефугиумами) видов при резких изменениях природной обстановки. В результате отмечаются глобальные центры максимумов биоразнообразия и прочие центры высокого биоразнообразия. Многие центры были первоначально выделены Н. И. Вавиловым в 1920-е гг.
Авторы карты фиторазнообразия выделяют шесть центров максимального глобального биоразнообразия. Каждый центр содержит более 5000 видов сосудистых растений на 10 000 кв. км.
1. Чоко (Коста-Рика).
2. Тропические Восточные Анды.
3. Приатлантическая Бразилия.
4. Восточные Гималаи (провинция Юннань).
5. Северный Борнео.
6. Новая Гвинея.
Помимо глобальных центров, выделяются еще 16 центров высокого биоразнообразия (от 3000 видов на 10 000 кв. км и более), в пределах которых встречаются пятна наивысшего разнообразия. К таким центрам высокого биоразнообразия относятся, например, Средиземноморье (включая Кавказ), Тянь-Шань – Памиро-Алай, Восточно-Африканская рифтовая долина, Капский центр (юг Африки), Мадагаскар, Гвианское нагорье и др.
В последние два десятилетия биологическое разнообразие стало привлекать внимание не только специалистов-биологов, но и экономистов, политиков, а также общественность, в связи с очевидной угрозой антропогенной деградации биоразнообразия, намного превышающей нормальную, естественную деградацию.
За последние 500 млн лет на Земле было пять периодов массового исчезновения видов. Из них последний был примерно 65 млн лет тому назад. Для восстановления биологического богатства на новом уровне каждый раз необходимо было примерно 10 млн лет. В настоящее время, вследствие деятельности человека, имеется реальная опасность наступания еще одного периода массового сокращения биологического разнообразия, но со скоростью, значительно превышающей как скорость в предшествующие периоды массового уничтожения, так и современную естественную скорость уничтожения и замещения видов.
Согласно «Глобальной оценке биологического разнообразия» (Global Biodiversity Assessment, 1995), перед угрозой уничтожения стоят более чем 30 000 видов животных и растений. Скорость исчезновения видов млекопитающих в этом столетии в 40 раз превышала максимальные скорости, зафиксированные в геологическом прошлом. За последние 400 лет исчезли 484 вида животных и 654 вида растений.
Причины современного ускоренного снижения биологического разнообразия следующие.
• Быстрый рост населения и экономического развития, вносящие огромные изменения в условия жизни всех организмов и экологических систем Земли.
• Не принимаются во внимание долговременные последствия действий, разрушающих условия существования живых организмов, эксплуатирующих природные ресурсы и интроду-цирующих неместные виды.
• Рыночная экономика не в состоянии оценить истинную стоимость биологического разнообразия и его потерь.
• Увеличение миграции людей, рост международной торговли и туризма.
• Усиливающееся и распространяющееся загрязнение воды, почв и воздуха.
За последние 400 лет основными непосредственными причинами исчезновения видов животных были:
1) интродукция новых видов, сопровождавшаяся вытеснением или истреблением местных видов (39 % всех потерянных видов животных);
2) разрушение условий существования, таких как потеря территорий, заселенных животными, и их деградация, фрагментация, усиление краевого эффекта (36 % от всех потерянных видов);
3) неконтролируемая охота (23 %);
4) прочие причины (2 %).
Основные факторы изменения биоразнообразия схематически представлены на рис. 21.
Рис. 21. Основные факторы изменения биологического разнообразия
Экономическая ценность биологического разнообразия
(по “Global Biodiversity Assessment. Summary for Policy-Makers”. UNEP, 1995)
Используемые ценности.
Непосредственная ценность. Стоимость тех компонентов биоразнообразия, которые удовлетворяют потребности общества.
Потребительское использование генов, видов или экологических сообществ или же биологических процессов для обеспечения таких нужд, как продовольствие, топливо, медицина, энергия и древесина.
Непотребительское использование компонентов биоразнообразия для отдыха, туризма, науки или образования.
Опосредованная ценность. Использование биоразнообразия для обеспечения экономической или другой деятельности общества. Эта ценность вытекает из роли биоразнообразия в сохранении тех “услуг” экосистем, которые поддерживают биологическую продуктивность, стабилизируют климат, поддерживают плодородие почв и очищают природные воды и воздух.
Неиспользуемые, или пассивные, ценности.
Ценность для блага других членов современного общества. Это то, что люди готовы платить (или выгоды, от которых они согласны отказаться), с тем чтобы другие члены данного поколения могли использовать определенные компоненты биоразнообразия.
Ценность завещания для будущих поколений. Это то, что люди готовы платить (или выгоды, от которых они согласны отказаться), с тем чтобы будущие поколения могли использовать определенные компоненты биоразнообразия.
Ценность существования биоразнообразия. Это то, что люди готовы платить (или выгоды, от которых они согласны отказаться), с тем чтобы обеспечить непрерывное существование биоразнообразия или его определенных компонентов. Иногда ее называют истинной ценностью.
Почему необходимо сохранять генетическое разнообразие? Существует несколько основных причин.
• Первая из них – этическая. Все виды (какими бы вредными или неприятными они ни были) имеют право на существование. Это положение записано во «Всемирной хартии природы», принятой Генеральной Ассамблеей ООН.
• Наслаждение природой, ее красотой и разнообразием также имеет высочайшую ценность, не выражающуюся в количественных показателях.
• Разнообразие – это основа эволюции жизненных форм. Снижение видового и генетического разнообразия подрывает, следовательно, дальнейшее совершенствование форм жизни на Земле.
• Существует серьезная экономическая целесообразность сохранения биоразнообразия, по крайней мере, вследствие двух главных причин: а) дикая живая природа – источник селекции домашних растений и животных, а также и генетический резервуар, необходимый для обновления и поддержания устойчивости сортов; б) дикая природа – источник лекарств. По разным оценкам, от 25 до 40 % лекарств содержат естественные биологические компоненты. Более детально экономическая ценность биоразнообразия представлена в таблице.
Имеется много способов защиты биологического разнообразия. На уровне видов выделяются два основных стратегических пути: in situ (то есть в месте обитания) и ex situ (вне места обитания).
Стратегия in situ – основная. При ней отдельные виды или популяции охраняются законом, регулируется охота на них и торговля ими (в том числе международная), разрабатываются и осуществляются стратегии по охране отдельных, наиболее ценных и редких видов (например, носорог, уссурийский тигр) или стратегии по реинтродукции видов в дикую природу (лошадь Пржевальского, бизон, зубр). На уровне стран принимаются законы, регулирующие вопросы охраны диких животных и растений.
При стратегии ex situ для сохранения ограниченного количества особей диких животных используются зоопарки, ботанические сады, аквариумы, коллекции семян и микроорганизмов. Выпускаются также Красные книги, содержащие список видов, находящихся под угрозой исчезновения.
Охрана биоразнообразия на уровне видов – дорогой и трудоемкий путь, возможный только для избранных видов, но недостижимый для охраны всего богатства жизни на Земле. По-видимому, главное направление стратегии должно быть на уровне экосистем, таким образом, чтобы планомерное управление экосистемами обеспечивало бы и охрану БР на всех трех иерархических уровнях.
Наиболее эффективный и относительно экономичный способ охраны БР на экосистемном уровне – охраняемые территории. В соответствии с классификацией Всемирного союза охраны природы (IUCN) выделяются 8 видов охраняемых территорий.
1. Заповедник. Цель – сохранение природы и природных процессов в ненарушенном состоянии.
2. Национальный парк. Цель – сохранение природных областей национального и международного значения для научных исследований, образования и отдыха. Обычно это значительные территории, в которых использование природных ресурсов и другие материальные воздействия человека не допускаются.
3. Памятник (достопримечательность) природы. Это обычно небольшие территории.
4. Управляемые природные резерваты. Сбор некоторых природных ресурсов разрешается под контролем администрации.
5. Охраняемые ландшафты и приморские виды. Это живописные смешанные природные и окультуренные территории с сохранением традиционного использования земель.
(В статистику по охраняемым территориям обычно включают земли категорий 1–5.)
6. Ресурсный резерват, создаваемый, чтобы предотвратить преждевременное использование территории.
7. Антропологический резерват (резервация), создаваемые для сохранения традиционного образа жизни коренного населения.
8. Территория многоцелевого использования природных ресурсов, ориентированная на устойчивое использование вод, леса, животного и растительного мира, пастбищ и для туризма.
Имеются еще две дополнительные категории, накладывающиеся на вышеперечисленные восемь.
9. Биосферные заповедники. Создаются в целях сохранения БР. Включают несколько концентрических зон различной степени использования: от зоны полной недоступности (обычно в центральной части заповедника) до зоны разумной, но достаточно интенсивной эксплуатации.
10. Места всемирного наследия. Создаются для охраны уникальных природных особенностей мирового значения. Управление осуществляется в соответствии с Конвенцией по всемирному наследию.
В России различаются следующие категории охраняемых территорий:
а) государственные природные заповедники, в том числе биосферные;
б) национальные парки;
в) природные парки;
г) государственные природные заказники;
д) памятники природы;
е) дендрологические парки и ботанические сады;
ж) лечебно-оздоровительные местности и курорты.
Всего в мире в 1994 г. было 9793 охраняемых территорий категорий 1–5 по классификации IUCN общей площадью 9,6 млн кв. км, или 7,1 % от общей площади суши (без ледников). Цель, которую ставит перед мировой общественностью Всемирный Союз охраны природы, – добиться расширения охраняемых территорий до 10 % площади каждой крупной растительной формации (биома) и, следовательно, мира в целом. Это способствовало бы не только охране биоразнообразия, но и повышению устойчивости экосферы в целом.
В Северной и Центральной Америке имеется 2549 охраняемых территорий, занимающих 10,2 % площади континента.
В России в 1996 г. было 94 заповедника общей площадью 0,31 млн кв. км, или 1,5 % от территории страны. В России имеются также 31 национальный парк, 66 природных заказников федерального значения и более 1600 заказников регионального значения. 1347 памятников охраны природы, но все это общей площадью лишь чуть более 0,1 млн кв. км.
Стратегия расширения числа и площади охраняемых территорий находится в противоречии с использованием земли для других целей, в особенности имея в виду растущее население мира. Поэтому для охраны биологического разнообразия необходимо, наряду с охраняемыми территориями, в возрастающей степени совершенствовать использование «обычных», заселенных земель и управление популяциями диких видов, причем не только исчезающих, и местами их обитания на таких землях. Необходимо применять такие приемы, как зонирование территорий по степени использования, создание коридоров, соединяющих массивы земель с меньшим антропогенным давлением (например, леса), сокращение степени фрагментации очагов биоразнообразия, управление экотонами (пограничными зонами между различными элементами ландшафта), сохранение природных переувлажненных земель, управление популяциями диких видов и местами их обитания.
Весьма эффективным может быть биорегиональное управление значительными территориями и акваториями, в особенности, если такие территории полностью или частично относятся к категории охраняемых с различной степенью охраны. К ним относятся, например, Йеллоустонский национальный парк в США, Большой Барьерный риф в Австралии, национальный парк Серенгети в Танзании, восточная часть Северного моря (Ваддензее) в Европе и др.
К эффективным способам защиты биологического разнообразия относятся и международные соглашения, общее число которых в области охраны БР весьма значительно. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992 г.) приняла Международную конвенцию по охране биологического разнообразия, являющуюся центральной и важнейшей в этой области. Этот всеобъемлющий документ, обязательный к исполнению участниками Конвенции, ориентирован на вопросы использования и охраны биоразнообразия. Он требует, чтобы страны-участницы разработали и осуществляли стратегию устойчивого использования и защиты биоразнообразия. Конвенция обеспечивает форум для продолжения дискуссий по вопросам биоразнообразия.
Важным соглашением является Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой уничтожения (CITES), к которой присоединились более ста государств. Существует также ряд других конвенций, охраняющих различные аспекты биологических ресурсов и биоразнообразия, такие как Конвенция по охране мигрирующих видов диких животных, Конвенция по охране водно-болотных угодий или Конвенция по защите китов. Наряду с глобальными конвенциями существуют и многочисленные региональные и двухсторонние соглашения, регулирующие конкретные вопросы биоразнообразия.
К сожалению, пока можно констатировать, что несмотря на многочисленные меры, ускоренная эрозия биологического разнообразия мира продолжается. Однако без этих мер защиты степень потери биоразнообразия была бы еще выше.
Часть IV
Геоэкологические аспекты природно-техногенных систем
Х.1. Природно-техногенные системы
В результате деятельности человека за всю историю его существования, и в особенности за последние 100 лет, на Земле сформировались такие системы, в которых большую, если не определяющую, роль играют не только естественные, но и техногенные процессы. Эти системы можно назвать природно-техногенными. К ним относятся разнообразные городские и сельские поселения, сельскохозяйственные системы, отдельные промышленные предприятия и индустриальные зоны, транспорт и транспортные коммуникации, энергетические системы, горнорудные предприятия вместе с зонами их влияния, рекреационные системы и др.
Природно-техногенные системы (ПТС) существенно преобразовали ту природу, которая была до появления человека. Уже в древнем Риме горно-промышленные предприятия заметно влияли на состояние окружающей среды. Несмотря на то что ПТС и сейчас обычно занимают относительно небольшую площадь, их влияние на экосферу и ее составные части весьма велико.
Природно-техногенные системы отличаются двойственностью, как это видно из самого термина. С одной стороны, первоначальные природные их особенности в значительной степени изменены и состояние ПТС определяется антропогенной нагрузкой на них. С другой стороны, основные особенности их функционирования во многом зависят от природных условий, в которых эти системы размещаются. Основные компоненты ландшафта, такие как рельеф, геологическое строение, климат и до некоторой степени природные воды, сохраняют свои основные особенности и в пределах ПТС, оказывая решающее влияние на состояние природно-техногенной системы. Даже в больших и древних городах (как, например, в Москве), несмотря на продолжительную и интенсивную антропогенную нагрузку, первоначальные естественные черты просвечивают сквозь позднейшие антропогенные наслоения.
Геоэкологические проблемы природно-техногенных систем также двойственны. Они несут в себе как антропогенные, так и естественные черты. В самом деле, многие геоэкологические проблемы горно-промышленных городов похожи, потому что тип производства, характер и уровни загрязнения среды подобны. Но они в то же время могут весьма сильно различаться друг от друга, потому что их природные условия (геолого-геоморфологические и гидроклиматические) могут быть столь же различны, сколь различаются, например, Кольский полуостров и юго-восточная Бразилия.
Отличительная особенность геоэкологического взгляда на ПТС заключается в том, что главным объектом геоэкологии является исследование взаимосвязей между собственно технической системой и пронизывающей ее природой, в то время как анализ экологических процессов на предприятии (транспортной системе, населенном пункте, сельскохозяйственном поле и пр.) относится к инженерии, агрономии, архитектуре и другим прикладным областям знания. Объектом геоэкологии может быть взаимодействие нефтепроводов и окружающей среды в Аравийской пустыне или Сибирской заболоченной лесотундре на вечной мерзлоте, тогда как вопросы функционирования механизмов и инженерных систем в этих специфических природных условиях относятся к категории инженерной экологии. Однако четкую границу между инженерной экологией и геоэкологией природнотехногенных систем провести затруднительно.
Вследствие острой практической необходимости, прикладная экология развивается интенсивно во многих отраслях прикладных наук. Чаще всего ее обозначают на русском языке термином «инженерная экология». Для желающих познакомиться более детально с этим разделом знания, в том числе с принятыми в нашей стране экологическими стандартами и нормативами, имеется ряд публикаций[16]
В Части IV очень кратко рассматриваются основные геоэкологические особенности и проблемы важнейших типов ПТС. При этом неизбежно некоторое повторение излагаемого ранее материала, поскольку в соответствующих разделах, но под другим углом зрения, уже обсуждались такие вопросы, как геоэкологические аспекты урбанизации, энергетики, интенсивного сельского хозяйства, промышленности, транспорта и другие.
X.2. Геоэкологические аспекты урбанизации
Одна из важнейших общемировых проблем – урбанизация, или быстрый рост городов и городского населения. Этот процесс относится к категории важнейших глобальных изменений. В 1996 г. городское население составляло 2,64 млрд чел., или почти половина всего населения мира. На фоне общего роста численности населения мира городское население за 1990–1995 гг. увеличивалось со скоростью 2,5 % за год, тогда как сельское – всего лишь 0,8 %. Ежедневно к городскому населению развивающихся стран мира добавляется около 150 тыс. чел.
Основные непосредственные причины роста численности городского населения: а) миграции людей в города из сельской местности, а также и из других стран и б) прирост населения в городах благодаря превышению рождаемости городского населения над его смертностью.
Рост численности городского населения в недавнем прошлом и на ближайшую перспективу столь же впечатляющий (табл. 18.).
Таблица 18
Рост городского населения мира
Всего лишь три десятилетия тому назад около трети населения мира жила в городах. В десятилетие после 2000 г. больше половины населения станет городским, а к 2025 г. городское население составит почти две трети от мирового.
В ныне развитых странах заметный прирост доли городского населения отмечался приблизительно столетие тому назад. За время текущего пятидесятилетия (1975–2025 гг.) доля городского населения увеличивается уже незначительно, приближаясь к верхнему пределу переходной (логистической) кривой. Но зато около 90 % прироста численности городского населения происходит за счет развивающихся стран. Жители Африки и Азии, лишь третья часть которых живет сейчас в городах, к 2025 г. также перейдут отметку в 50 %. С абсолютным преобладанием городского населения на всех континентах экосфера в целом станет другой, с относительно редким сельским населением и многочисленными городами различных размеров, включая сверхкрупные, так называемые мегаполисы. Понимание этого переходного процесса в экосфере в его взаимосвязи с деятельностью общества – одна из важнейших проблем геоэкологии как междисциплинарного направления.
Величины прироста городского населения очень сильно изменяются от города к городу и от страны к стране. Наивысшие показатели, равные примерно 5 % в год, характерны для беднейших, наименее развитых стран. В некоторых государствах (Буркина-Фасо, Мозамбик, Непал, Афганистан и др.) прирост городского населения достигал даже 7 %. Напомним, что при таком показателе численность населения города удваивается всего лишь за 10 лет!
Читать бесплатно другие книги:
