Снижение биоразнообразия под влиянием антропогенной деятельности. Биоразнообразие

Биологическое разнообразие - изменчивость живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.

Биологическое разнообразие - число различимых типов биологических объектов или явлений и частота их встречаемости на фиксированном интервале пространства и времени, в общем случае отражающие сложность живого вещества, способность его к саморегуляции своих функций и возможность его разностороннего использования.

Биоразнообра́зие (биологи́ческое разнообра́зие ) - разнообразие жизни во всех её проявлениях, а также показатель сложности биологической системы, разнокачественности её компонентов. Также под биоразнообразием понимают разнообразие на трёх уровнях организации: генетическое разнообразие (разнообразие генов и их вариантов - аллелей), видовое разнообразие (разнообразие видов в экосистемах) и, наконец, экосистемное разнообразие, то есть разнообразие самих экосистем .

Основные научные концепции биоразнообразия были сформулированы лишь в середине ХХ века, что напрямую связано с развитием количественных методов в биологии.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Ценность и значение биоразнообразия (часть 1) | Биоразнообразие

✪ Станислав Дробышевский, Вячеслав Дубынин: Биоразнообразие

✪ Why is biodiversity so important? - Kim Preshoff

✪ Лекция №5: Биоразнообразие. Природные экосистемы и биотопы

✪ Как биоразнообразие распространено по миру (часть10) | Биоразнообразие

Субтитры

История

Происхождение термина «биоразнообразие» спорно. Есть мнение , что словосочетание «биологическое разнообразие» впервые применил Г. Бэйтс в 1892 г. . С другой стороны утверждают , что термин «BioDiversity» впервые введён В. Розеном в 1968 году на национальном форуме «Стратегия США в отношении биологического разнообразия», причём «неологизм появился как сокращённый вариант „биологическое разнообразие“, исходно используемого лишь для описания числа видов».

Классификация

Значение

Величина биоразнообразия как внутри вида, так и в рамках всей биосферы признана в биологии одним из главных показателей жизнеспособности (живучести) вида и экосистемы в целом и получила название «Принцип биологического разнообразия». Действительно, при большом однообразии характеристик особей внутри одного вида (это относится и к человеку, и к растениям, и к микроорганизмам) любое существенное изменение внешних условий (погода, эпидемия, изменение кормов и пр.) более критично скажется на выживаемости вида, чем в случае, когда последний имеет большую степень биологического разнообразия. То же (на другом уровне) относится и к богатству (биоразнообразию) видов в биосфере в целом.

История человечества накопила уже целый ряд примеров отрицательных последствий попыток слишком грубого и упрощённого «назначения» каких-то биологических видов, семейств и даже экосистем однозначно полезными, или однозначно вредными. Осушение болот приводило не только к уменьшению малярийных комаров , но и к более бурным весенним паводкам при иссушении близлежащих полей летом, отстрел волков («обидчиков» оленей) на замкнутом плато - к неумеренному росту численности этих оленей, почти полному истреблению ими кормов и последующему повальному падежу.

Биоразнообразие - ключевое понятие в природоохранном дискурсе. Это определение стало официальным определением с точки зрения буквы закона, поскольку вошло в конвенцию ООН по вопросам биоразнообразия, которая принята всеми странами Земли, за исключением Андорры , Брунея , Ватикана , Ирака , Сомали и США . ООН установила Международный день биологического разнообразия .

Каким-то объективным способом определить необходимость сохранения и поддержания биоразнообразия довольно трудно, поскольку это зависит от точки зрения того, кто оценивает эту необходимость. Тем не менее, существуют четыре главные причины сохранять биоразнообразие:

С точки зрения потребителя элементы биоразнообразия являются природными кладовыми, которые уже сегодня представляют зримую пользу для человека или могут оказаться полезными в будущем.
Биоразнообразие как таковое приносит как хозяйственную, так и научную пользу (например, в поисках новых лекарственных препаратов или способов лечения).
Выбор в пользу сохранения биоразнообразия - это этический выбор. Человечество в целом является частью экологической системы планеты и зависит от её благополучия, а потому должно бережно относиться к биосфере.
Значимость биоразнообразия можно также характеризовать в эстетическом, сущностном и этическом плане. Природа прославляется и воспевается художниками, поэтами и музыкантами всего мира; для человека природа является вечной и непреходящей ценностью.

Теории

По причине того, что область биологии, изучающая причины биоразнообразия, ещё не сложилась, в этой области наблюдается большое число теорий и отдельных гипотез (более 120) . Наиболее полный обзор теорий, претендующих на объяснение закономерностей изменения биоразнообразия, был представлен известным биологом-теоретиком Брайаном МакГиллом :

Признаки и количественная оценка

В первом приближении биологическое разнообразие видов характеризуется двумя признаками - видовым богатством и выровненностью.

Видовое богатство отражает число видов, встречающихся в пределах экосистемы, в то время как выровненность характеризует равномерность распределения численности животных . Выделение этих составляющих связано с тем, что за редким исключением в экосистемах среди организмов, принадлежащих к одному трофическому уровню, экологической или таксономической группе, большая часть биомассы достигается за счёт вклада очень немногих видов.

Для количественной оценки инвентаризационного разнообразия используются меры разнообразия или двойственные им меры концентрации. Подразумевается, что наиболее разнообразное сообщество является «стратегическим запасом» биологической эволюции, а, следовательно, количественное определение таких сообществ позволяет обеспечить им охранный статус. Близким понятием является понятие выравненности (evenness или equitability ) видового состава сообщества.

Другим направлением количественной оценки является определение доли редких и обильных видов, а также их влияния на структуру сообществ в целом. Близким направлением является оценка доминирования видов, в рамках концепции которой используется понятие значимости вида. Под значимостью может пониматься оценка его места в экосистеме - биомасса, численность и др. .

Ещё одним (очень популярным и значимым) направлением в этой области является предсказание числа необнаруженных (unseen ) видов сообщества. Для этих целей используют: простые статистические экстраполяции на основе методов анализа временных рядов , кривые зависимости типа «виды-площадь» , построение моделей на основе фрактальных закономерностей и проч.

Для оценки дифференцирующего разнообразия используются меры сходства. По сути оценка этого типа разнообразия происходит через сравнение и выявление сходных элементов биосистем.

Причины сокращения

Исчезновение биологических видов является нормальным процессом развития жизни на Земле. В процессе эволюции неоднократно происходило массовое вымирание видов. Примером может служить пермское вымирание , приведшее к исчезновению всех трилобитов.

Начиная с XVII века основным фактором ускорения вымирания стала хозяйственная деятельность человека, за это период исчезло 120 видов амфибий, 94 вида птиц, 63 вида млекопитающих . В общем плане причинами снижения разнообразия служат растущее потребление ресурсов, пренебрежительное отношение к видам и экосистемам, недостаточно продуманная государственная политика в области эксплуатации природных ресурсов, непонимание значимости биологического разнообразия и рост численности населения Земли .

Причинами исчезновения отдельных видов обычно являются нарушение местообитания и чрезмерная добыча. В связи с разрушением экосистем уже погибли многие сотни видов растений и животных. По данным Всемирного союза охраны природы , с 1600 года исчезло 844 вида растений и животных . От чрезмерной добычи страдают промысловые животные, особенно те, которые высоко ценятся на международном рынке. Под угрозой находятся редкие виды, обладающие коллекционной ценностью, а также нелегально используемые в "традиционной китайской медицине". Большинство видов крупных наземных животных (крупные копытные, кошачьи, слоны, носороги и другие животные, чей вес превышает 20 кг) сохранились только на охраняемых территориях (в заповедниках, национальных парках) .

К числу других причин относятся: влияние со стороны интродуцированных видов, ухудшение кормовой базы, целенаправленное уничтожение с целью защиты сельского хозяйства и промысловых объектов.

По оценкам западных ученых, в последние годы под угрозой исчезновения находится 33,5 тыс. видов растений (14% известных видов). 2/3 видов птиц из 9,6 тысяч, обитающих на Земле, переживают снижение численности. 11% всех видов птиц и млекопитающих находятся под угрозой исчезновения и еще 14% находятся на пути к вымиранию, если существующие тенденции будут продолжаться. 30% из 24 тыс. видов рыб также находятся под угрозой вымирания . Ученые американского Университета Дьюка считают, что мир в XXI веке стоит на грани шестого вымирания видов растений и животных, а деятельность человека в 1000 раз ускоряет этот процесс .

Охрана

Основные принципы охранной деятельности по сохранению биоразнообразия:

Отдельные аспекты сохранения биоразнообразия

Когда учёт долговременных хозяйственных интересов затруднён или попросту невозможен, может быть применён этический принцип: «Все живые существа в своём роде неповторимы и чем-то важны для биосферы в целом и человечества, как его частицы».
Работа по сохранению биоразнообразия в рамках всего человечества не может быть ограничена охраной лишь нескольких особо богатых видами экосистем (таких, например, как тропические леса или коралловые рифы).
В фокусе этой деятельности должны быть не только охраняемые природные территории (например, заповедники, местообитания тех или иных редких видов и др.), но и местности, где люди живут и работают.
В качестве первоочередных направлений указанной деятельности целесообразно принятие разумных мер по сохранению и обоснованному учёту биологического разнообразия внутри самого человечества, как биологического вида, и отдельных населяющих его народов. Уравнительные, «среднестатистические» подходы к человеку (когда есть возможность и общественная обоснованность учёта биоразнообразия отдельного человека) приводят к огромному и неоправданному хозяйственному, моральному и экологическому ущербу . Больные, бедные и малограмотные (вследствие подобных подходов) граждане просто не имеют сил и воодушевления задумываться о долговременных экологических последствиях.
Увеличение финансирования деятельности по сохранению биоразнообразия само по себе не замедлит темпов исчезновения видов, биотопов и ландшафтов. Необходима особая политика государств и целая совокупность преобразований (в законодательстве, структуре природоохранной деятельности и т. д.), которые создадут условия, при которых увеличение расходов на сохранение биоразнообразия действительно будет успешным (на заданном временном периоде).
Сохранение биоразнообразия - это сохранение природных даров, которые важны как на местном уровне, так и с точки зрения страны и всего человечества. Однако хозяйственная выгодность сохранения биоразнообразия заметно проявляется лишь при учёте его долговременных последствий и на уровне большой страны, материка, всего земного шара и интересов их населения за длительный период, поэтому для предотвращения ущерба биоразнообразию из сиюминутных и узкокорыстных побуждений необходимо применение соответствующих как ограничительных (для нарушителей), так и поддерживающих (для сознательных граждан) законодательных, хозяйственных и просветительских мер. Иначе говоря, грамотные, своевременные и уместные усилия по сохранению биоразнообразия должны быть выгодны в моральном и материальном отношении и на всех уровнях общества (от отдельного человека, учреждения до министерства и страны в целом), а иные усилия - менее или вовсе не выгодны.
Сохранение биоразнообразия в будущем может быть устойчивым только в том случае, если осведомлённость и ответственность общества (на всех его уровнях), убеждённость в необходимости действий в этом направлении будут постоянно возрастать.
Очень важно, чтобы политики и чиновники имели как необходимые сведения, на основе которой они могли бы делать обоснованный выбор и предпринимать соответствующие действия, так и законодательную ответственность за непринятие (или несвоевременное принятие) соответствующих решений (и, конечно, премии, награды и иное общественное признание - за своевременные и грамотные решения).
Усиление подотчётности политиков, министерств и ведомств перед обществом в их деятельности (в том числе по вопросам сохранения биоразнообразия) тесно связано с расширением в том числе законодательных возможностей ответственного и грамотного участия и осведомлённости общественности, добровольческих обществ в решении соответствующих вопросов. И то, и другое - важнейшие условия, при которых возможна успешная деятельность по сохранению биоразнообразия.
Расходы, которые необходимы для сохранения биоразнообразия, доходы и прибыль, которые даёт или даст в будущем эта деятельность, целесообразно более справедливо распределять между разными странами и между людьми внутри отдельных стран. Этот принцип подразумевает как высокий уровень международного сотрудничества, в пределе - братства и взаимопомощи, так и основательную и выверенную законодательную и научную поддержку (в том числе матем. моделирование последствий принимаемых решений) для предотвращения как отказов в помощи и поддержки на всех уровнях и по всем вопросам, где это действительно заслуженно и необходимо, так и иждивенчества и иных возможных злоупотреблений в иных случаях.
Приоритеты в области сохранения биоразнообразия различаются на разных уровнях. Местные предпочтения могут не совпадать с общенародными или общечеловеческими, однако учёт и насколько возможно правильная настройка местных интересов на сохранение биоразнообразия здесь и сейчас важна и существенна, поскольку любые ограничительно-запретительные меры, если они существенно противоречат местным хозяйственным интересам и обычаям населения, будут так или иначе обходиться и нарушаться.
Как часть ещё более масштабной деятельности по достижению устойчивого развития человечества сохранение биоразнообразия требует основополагающего изменения в подходах, составе и в практике развития хозяйственной деятельности во всём мире.
Культурное разнообразие тесно связано с разнообразием природным. Представления человечества о разнообразии природы, его значении и использовании основываются на культурном разнообразии народов и наоборот, действия по сохранению биологического разнообразия часто усиливают культурную интеграцию и повышают её значимость.

Задачи в сфере охраны биоразнообразия

Экономическая - включение биоразнообразия в макроэкономические показатели страны; потенциальные экономические доходы от биоразнообразия, в их числе: прямые (медицина, сырьё и материалы для селекции и фармации и т. д.) и косвенные (экотуризм), а также издержки - восстановление разрушенного биоразнообразия.
Управленческая - создание сотрудничества путём вовлечения в совместную деятельность государственных и коммерческих учреждений, армии и флота, негосударственных объединений, местного населения и всей общественности.
Юридическая - включение определений и понятий, связанных с биоразнообразием, во все соответствующие законодательные нормы, создание правовой поддержки сохранения биоразнообразия.
Научная - формализация процедур принятия решений, поиск индикаторов биоразнообразия, составление кадастров биоразнообразия, организация мониторинга.
Эколого-просветительская - экологическое образование населения, распространение идей охраны биоразнообразия, как важнейшей составляющей части Биосферы .

Год биологического разнообразия

20 декабря 2006 года Генеральная Ассамблея своей резолюцией 61/203 провозгласила 2010 год Международным годом биоразнообразия.

19 декабря 2008 года Ассамблея призвала все государства-члены выполнить их обязательства по значительному снижению к 2010 году темпов утраты биоразнообразия, уделяя надлежащее внимание данной проблеме в их соответствующих стратегиях и программах (резолюция 63/219). Ассамблея предложила всем государствам-членам создать для проведения Международного года биоразнообразия национальные комитеты, включающие представителей коренных народов и местных общин, и предложила всем международным организациям также отметить это событие.

В поддержку Международного года биоразнообразия Ассамблея планировала провести в 2010 году во время своей шестьдесят пятой сессии однодневное совещание высокого уровня с участием глав государств, правительств и делегаций.

Примечания

Конвенция о биологическом разнообразии (рус.) . Проверено 5 мая 2010. Архивировано 28 августа 2011 года.
Экологический словарь, 2001 (рус.) . Проверено 5 июля 2015.
Лебедева Н. В, Дроздов Н. Н., Криволуцкий Д. А. Биоразнообразие и методы его оценки. - М.: МГУ, 1999. - 94 с.
Бейтс Г. У. Натуралист на реке Амазонке: рассказ о тропических картинах природы, о нравах животных, о жизни бразильцев и индейцев и о путевых приключениях автора во время его одиннадцатилетних странствий. - М.: Географгиз, 1958. - 430 с.
Адрианов А. В. Современные проблемы изучения морского биологического разнообразия // Биология моря. 2004. Т.30. № 1. С. 3-19.
Whittaker R.H. Vegetation of the Siskiyou Mountains, Oregon and California // Ecol. Monogr. 1960. № 30. P. 279-338.
Whittaker R.H. Evolution and measurement of species diversity // Taxon. 1972. № 2. P. 213-251.
Whittaker R.H. Communities and ecosystems. - N.-Y.: London: Macmillan., 1970. - 162 p.
География и мониторинг биоразнообразия // Колл. авторов. - М.: Научный и научно-методический центр, 2002. - 432 с.
Palmer, M. W. Variation in species richness: Towards a unification of hypotheses // Folia geobot. phytotax. 1994. Vol. 29. P. 511-530. doi:http://www.jstor.org/stable/4181308
McGill B. J. Towards a unification of unified theories of biodiversity // Ecology Letters. 2010. № 13(5). P. 627-642.
Исходные данные взяты из публикации В.Д. Захаров. Видовое разнообразие населения птиц национального парка Таганай (рус.) // Известия Челябинского научного центра УрО РАН. - 2005. - Вып. 1 . - С. 111-114 .

Биологическое разнообразие (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, а так же разнообразие мест их существования. БР делится на три иерархические категории: разнообразие среди представителей тех же самых видов (генетическое разнообразие), между различными видами и между экосистемами. Исследования глобальных проблем БР на уровне генов- дело будущего.

Наиболее авторитетная оценка видового разнообразия выполнена в ЮНЕП в1995г. Согласно этой оценке, наиболее вероятное количество видов -13-14 млн, из которых описаны лишь1,75 млн, или менее13 %. Наивысший иерархический уровень биологического разнообразия- экосистемный, или ландшафтный. На этом уровне закономерности биологического разнообразия определяются в первую очередь зональными ландшафтными условиями, затем местными особенностями природных условий (рельефа, почв, климата), а также историей развития этих территорий. Наибольшим видовым разнообразием отличаются (в убывающем порядке): влажные экваториальные леса, коралловые рифы, сухие тропические леса, влажные леса умеренного пояса, океанические острова, ландшафты средиземноморского климата, безлесные (саванновые, степные) ландшафты.

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.

Согласно «Глобальной оценке биологического разнообразия» ЮНЕП(1995), перед угрозой уничтожения стоят более чем30000 видов животных и растений. За последние400 лет исчезли484 вида животных и654 вида растений.

Причины современного ускоренного снижения биологического разнообразия -

1) быстрый рост населения и экономического развития, вносящие огромные изменения в условия жизни всех организмов и экологических систем Земли;

2) увеличение миграции людей, рост международной торговли и туризма;

3) усиливающееся загрязнение природных вод, почвы и воздуха;

4) недостаточное внимание к долговременным последствиям действий, разрушающих условия существования живых организмов, эксплуатирующих природные ресурсы и интродуцирующих неместные виды;

5) невозможность в условиях рыночной экономики оценить истинную стоимость биологического разнообразия и его потерь.

За последние400 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, прямое изъятие территорий, заселенных животными, и их деградация, фрагментация, усиление краевого эффекта(36 % от всех потерянных видов);

3) неконтролируемая охота(23 %);

4) Прочие причины(2 %).

Основные причины необходимости сохранения генетического разнообразия.

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 имеет высочайшую ценность, не выражающуюся в количественных показателях. Разнообразие- это основа эволюции жизненных форм. Снижение видового и генетического разнообразия подрывает дальнейшее совершенствование форм жизни на Земле.

Экономическая целесообразность сохранения биоразнообразия обусловлена использованием дикой биоты для удовлетворения различных потребностей общества в сфере промышленности, сельского хозяйства, рекреации, науки и образования: для селекции домашних растений и животных, генетического резервуара, необходимого для обновления и поддержания устойчивости сортов, изготовления лекарств, а также для обеспечения населения продовольствием, топливом, энергией, древесиной и т. д.

Имеется много способов защиты биологического разнообразия. На уровне видов выделяются два основных стратегических направления: в месте и вне места обитания. Охрана биоразнообразия на уровне видов- дорогой и трудоемкий путь, возможный только для избранных видов, но недостижимый для охраны всего богатства жизни на Земле. Главное направление стратегии должно быть на уровне экосистем, чтобы планомерное управление экосистемами обеспечивало охрану биологического разнообразия на всех трех иерархических уровнях.
Наиболее эффективный и относительно экономичный способ охраны биологического разнообразия на экосистемном уровне-охраняемые территории.

В соответствии с классификацией Всемирного союза охраны природы, выделяются8 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 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 категорий1-5.

6.Ресурсный резерват, создаваемый чтобы предотвратить прежде-временное использование территории.

7.Антропологический резерват, создаваемый 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 с целью сохранения биологического разнообразия. 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.

Всего в мире насчитываетсяоколо 10000 охраняемых территорий (категорий 1-5) общей площадью 9,6 млн 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 размеров, составляющих 10 % площади каждой крупной растительной формации (биома) и, следовательно, мира в целом. Это способствовало бы не только охране биоразнообразия, но и повышению устойчивости географической среды в целом.

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, сокращение степени фрагментации очагов биоразнообразия, управление экотонами, сохранение природных переувлажненных земель, управление популяциями диких видов и местами их обитания.

К эффективным способам защиты биологического разнообразия относятся биорегиональное управление значительными территориями и акваториями, а также международные соглашения по этой проблеме. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (1992) приняла Международную конвенцию по охране биологического разнообразия.

Важным соглашением является Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой уничтожения. Существует также ряд других конвенций, охраняющих различные аспекты биологических ресурсов и биоразнообразия: Конвенция по охране мигрирующих видов диких животных, Конвенция по охране водно-болотных угодий, Конвенция по защите китов и др. 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.

Изменение видового разнообразия может влиять на базовые процессы в экосистемах - продукцию и разложение органического вещества в масштабах, сопоставимых с действием глобальных факторов. Анализ результатов множества отдельных экспериментов позволил рассчитать изменение средних значений первичной продукции в экосистемах при изменении видового богатства в них. Оказалось, что продукционный процесс в экосистемах зависит от видового разнообразия сильнее, чем процессы деструкции органического вещества. При уменьшении числа видов вдвое продукция экосистем снижается в среднем на 13%. Влияние разнообразия на процесс разложения органического вещества менее очевидно - уменьшение разнообразия может приводить и к замедлению, и к ускорению процессов деструкции в экосистемах.

Как разнообразие видов влияет на фундаментальные свойства экосистем? Этот вопрос важен и для понимания общих закономерностей экологии, и для решения практических задач. Снижение устойчивости искусственных сообществ с малым числом видов используется в качестве одного из главных аргументов в защиту дикой природы, в пользу создания заповедников и заказников.

Связь видового разнообразия экосистем с их функциональными характеристиками - устойчивостью и продуктивностью - принимается большинством экологов. Частные исследования на отдельных сообществах подтверждают существование таких связей. Остается открытым вопрос: насколько общими являются эти закономерности?

В теоретической экологии последнего десятилетия всё большую роль начинает играть мета-анализ - выявление закономерностей, повторяющихся в разных природных условиях, для разных групп организмов или разных типов экосистем и сообществ. Для этого создаются базы данных, включающие результаты однотипных экспериментов или наблюдений, выполненных в различных экосистемах в разных частях мира, на суше, в море и в пресноводных водоемах.

Группа исследователей (Hooper et all., 2012) поставила задачу оценить, как влияет видовое разнообразие на фундаментальные свойства любой экосистемы - продукцию и разложение органического вещества. В результате реакций фотосинтеза зеленые растения создают из неорганических соединений органическое вещество, которое использует в пищу все остальные организмы от грибов и бактерий до птиц и млекопитающих. Продукция зеленых растений (выражаемая обычно в граммах на квадратный метр за единицу времени) является важнейшим показателем энергетической эффективности экосистемы вместе с обратным процессом - разложением органического вещества, в котором участвуют все остальные члены сообщества.

Для этого они использовали базу данных, содержащую результаты 574 отдельных экспериментов по изменению продуктивности сообществ растений при уменьшении числа входящих в них видов (в пределе - до монокультуры, то есть посевов одного вида). На втором массиве данных была проверена гипотеза об изменении скорости деструкции (разложения органического вещества) в зависимости от видового разнообразия. Эта гипотеза проверялась в двух вариантах - изменение скорости деструкции с уменьшением числа видов-деструкторов и изменение скорости деструкции опавших листьев в зависимости от разнообразия видов растений, которым они принадлежат.

В качестве меры оценки были использованы логарифмы отношения величины продукции или деструкции при заданном числе видов (Y S) к той же величине при максимально возможном числе видов в сообществе данного типа (Y max) : ln(Y s /Y max). Положительные значения этого показателя означают увеличение продукции или деструкции при снижении видового разнообразия, отрицательные - уменьшение.

Для сравнения, чтобы оценить масштаб изменений, происходящих при уменьшении видового разнообразия сообществ, авторы приводят оценки влияния на продукционный процесс других глобальных факторов. Для этого они используют базы данных, содержащих результаты наблюдений и экспериментов по воздействию таких факторов, как изменение климата (в том числе - засухи), увеличение концентрации углекислого газа, увеличение концентрации доступного для растений азота, фосфора и других биогенных элементов в воде и почве, увеличение кислотности среды и другие. Число наблюдений в каждой из баз - от нескольких сотен до тысяч. Данные включают результаты наблюдений и экспериментов в наземных, пресноводных и морских условиях.

В экспериментах было показано, что умеренное (на 21–40%) снижение видового разнообразия приводит к уменьшению первичной продукции растений на 5–10%. Уменьшение видового разнообразия вдвое приводит к снижению первичной продукции экосистем в среднем на 13%.

Более высокие уровни (уменьшение разнообразия на 41–60% от исходного) по влиянию на продукционный процесс сопоставимы с результатами действия таких глобальных факторов, как эвтрофикация, повышение кислотности или увеличение концентрации углекислого газа.

Результаты оценки влияния разнообразия на процесс деструкции оказались менее наглядными. Снижение разнообразия в сообществах потребителей растений до половины от исходного не приводит к заметным изменением. При дальнейшем обеднении состава деструкторов скорость разложения растительных остатков падает примерно на 20%.

Разнообразие состава растительных остатков (количество видов растений, листья которых подвергались разложению в эксперименте) практически не влияет на скорость процесса деструкции. Только при очень низких значениях разнообразия наблюдается незначительное и не вполне достоверное увеличение скорости разложения листового опада.

Это исследование представляет интерес как пример множественного мета-анализа - попытка обобщить большое число разнородных экспериментов в поисках общих закономерностей, что всегда представляет большую сложность в экологических исследованиях, где каждый объект отличается собственной индивидуальностью.

С другой стороны, авторы достаточно убедительно (по крайней мере, в отношении процесса продукции) показали, что снижение видового разнообразия в экосистемах может выступать как самостоятельно действующий фактор, по уровню влияния на ключевые параметры сопоставимый с другими глобальными факторами трансформации природной среды.

Биоразнообразие или биологическое разнообразие - это термин, который описывает разнообразие живых организмов на Земле и степень изменения жизни. Биологическое разнообразие включает в себя микроорганизмы, растения, животных и , такие как коралловые рифы, и т.д. Биоразнообразие - это все, от возвышающихся деревьев до крошечных одноклеточных водорослей, которых невозможно увидеть без микроскопа.

Оно также относится к количеству или обилию различных видов, живущих в определенном регионе. Биологическое разнообразие представляет собой богатство доступных для нас . Речь идет о поддержании естественных областей, состоящих из сообществ растений, животных и других живых существ, которые изменяются или вымирают из-за антропогенного воздействия, и разрушения .

Элементы и распределение

В биоразнообразии каждый вид, независимо от того, насколько он крупный или маленький, играет важную роль. Различные виды растений и животных зависят друг от друга, и эти разнообразные виды обеспечивают естественную устойчивость для всех форм жизни. Здоровое и устойчивое биоразнообразие может оправиться от множества бедствий.

Биоразнообразие имеет три основных элемента:

Экологическое разнообразие;
Видовое разнообразие;

Недавно был добавлен новый элемент - «молекулярное разнообразие».

Биоразнообразие распределяется неравномерно. Оно варьируется в глобальном масштабе и по регионам. К различным факторам, влияющим на биологическое разнообразие, относятся: температура, высота над уровнем моря, осадки, почвы и их связь с другими видами. Например, биоразнообразие океана в 25 раз меньше наземного разнообразия.

Биоразнообразие является результатом на протяжении 3,5 миллиардов лет. Оно подвергалось различным периодам . Последней и наиболее разрушительной стадией вымирания является голоценовое вымирание (эпоха ), на которое частично повлияла деятельность людей.

Роль биологического разнообразия

Все виды взаимосвязаны и зависят друг от друга. Леса предоставляют дома для животных. Животные едят растения. Растениям нужна здоровая почва для роста. Грибы помогают разлагать организмы для удобрения почвы. Пчелы и другие насекомые переносят пыльцу с одного растения на другое, что позволяет представителям флоры размножаться. При меньшем биологическом разнообразии эти взаимосвязи ослабляются и иногда разрушаются, нанося вред всем видам в экосистеме.

Биоразнообразие имеет ряд функций на Земле, включая:

Поддержание баланса экосистем: переработка и хранение питательных веществ, борьба с , стабилизация климата, защита , формирование и защита почвы, и поддержание экологичности.
Биологические ресурсы: предоставление лекарственных средств и фармацевтических препаратов, продуктов питания для населения и животных, декоративных растений, изделий из древесины, племенного скота, разнообразия видов, экосистем и генов.
Социальные выгоды: отдых и туризм, культурная ценность, образование и исследования.

Роль биоразнообразия в следующих областях поможет четко определить его важность в жизни человека:

Продовольствие: около 80% продовольственного снабжения человека приходится на 20 видов растений. Но люди используют около 40 000 видов флоры для еды, одежды и жилья. Биоразнообразие обеспечивает население нашей планеты продуктами питания.
Здоровье человека: ожидается, что нехватка питьевой воды создаст серьезный глобальный кризис. Биоразнообразие также играет важную роль в открытии лекарственных средств. Природными медикаментами пользуется большая часть населения Земли.
Промышленность: биологические источники предоставляют множество промышленных материалов. К ним относятся волокно, масло, красители, резина, вода, древесина, бумага и продукты питания.
Культура: биоразнообразие обеспечивает развлекательные мероприятия, такие как наблюдение за птицами, рыбалка, походы и т.д. Оно вдохновляет музыкантов, поэтов и художников.

Виды биоразнообразия

Главным способом измерения биоразнообразия является подсчет общего количества видов, живущих в определенной области. Тропические районы, где теплые климатические условия круглый год, имеют наибольшее биологическое разнообразие. В умеренных регионах, где теплое лето сменяется холодной зимой, наблюдается меньшее биоразнообразие. Регионы с холодными или сухими условиями, такие как и пустыни, имеют еще меньшее биологическое разнообразие.

Как правило, чем ближе регион к экватору, тем больше биоразнообразие. По меньшей мере 40 000 различных видов растений обитают в Амазонки в Южной Америке, одном из самых биологически разнообразных регионов планеты.

Теплые воды западной части Тихого и Индийского океанов являются самыми разнообразными морскими местообитаниями. в Индонезии служит домом для более чем 1200 видов рыб и 600 видов кораллов. Многие кораллы создают , в которых обитают сотни видов организмов, от крошечных морских водорослей до крупных акул.

В некоторых регионах мира имеется большое количество (виды, которые существуют только на определенной территории). В Капской области - природной экосистеме Южной Африке - обитает около 6200 видов растений, которые больше нигде в мире не встречаются. Районы с большим количеством эндемичных видов называются горячими точками биоразнообразия. Ученые и организации прилагают особые усилия для сохранения жизни в этих регионах.

Биоразнообразие также может относиться к разнообразию экосистем - сообществ живых существ и их . Экосистемы включают пустыни, луга и тропические леса. В Африке находятся тропические дождевые леса, альпийские горы и сухие пустыни. Материк обладает высоким уровнем биоразнообразия, а Антарктида, почти полностью покрытая ледяным покровом - низким.

Другим способом измерения биоразнообразия выступает генетическое разнообразие. Гены являются основными единицами биологической информации, передаваемой при живых существ. У некоторых видов имеется до 400 000 генов. (У людей около 25 000 генов, а у риса более 56 000.) Некоторые из этих генов одинаковы для всех особей в пределах вида - они делают ромашку ромашкой, а собаку - собакой. Но некоторые гены внутри вида различны, поэтому, например, одни собаки - пудели, а другие - питбули. Вот почему у некоторых людей карие глаза, а других - голубые.

Более широкое генетическое разнообразие видов может сделать растения и животных более устойчивыми к болезням. Генетическое разнообразие также позволяет видам лучше адаптироваться к изменяющейся среде.

Сокращение биоразнообразия

За последние сто лет биоразнообразие во всем мире резко сократилось. Многие виды вымерли. Вымирание - естественный процесс; некоторые виды естественным образом вымирают, а новые виды эволюционируют. Но человеческая деятельность изменила естественные процессы исчезновения и эволюции. Ученые оценивают, что в настоящее время виды вымирают в сотни раз быстрее, чем того требует эволюция.

Основной причиной утраты биоразнообразия является уничтожение естественных мест обитания. Поля, леса и водно-болотные угодья, где живут дикие растения и животные, исчезают. Люди очищают земли, чтобы сажать культуры, строить дома и предприятия. Леса вырубаются для получения древесины.

Поскольку места обитания сокращаются, они могут поддерживать жизнь меньшего количества живых организмов. У выживших существ меньше партнеров для размножения, поэтому генетическое разнообразие снижается.

Глобальное изменение климата - также является фактором, снижающим биоразнообразие по всему миру. Более теплые океанические температуры повреждают хрупкие экосистемы, такие как коралловые рифы. Один коралловый риф способен поддерживать жизнь 3000 видов рыб и других морских существ, таких как моллюски и морские звезды.

Инвазивные виды могут также повлиять на биоразнообразие. Когда люди вводят виды из одной части мира в другую, у них часто нет естественных хищников. Эти "неместные" организмы процветают в их новой среде обитания и часто уничтожают местные виды.

Люди во всем мире работают над сохранением биоразнообразия. Животные и растения являются наиболее известными исчезающими организмами. На нашей планете были созданы тысячи охраняемых мест для защиты растений, животных и экосистем. Местные, национальные и международные организации сотрудничают в целях сохранения биологического разнообразия регионов, которым угрожают развитие или стихийные бедствия. Люди также работают над ограничением загрязнения и восстановлением экосистем. По мере того, как экосистемы становятся более здоровыми, их биоразнообразие увеличивается.

Большая часть тех, кто периодически задумывается об опасностях, подстерегающих мир природы, склонны думать об опасности, как о чем-то, грозящем другим существам. Сокращение популяций таких экзотических животных, как панды, тигры, слоны, киты, а также различные виды птиц привлекают внимание к проблеме попавшего в зону риска вида. Темпы исчезновения видов в 50–100 раз превышают естественные и, как предполагают, они будут только резко возрастать. С учетом текущих мировых тенденций исчезновение грозит почти 34 000 видов флоры и 5200 видам фауны, включая исчезновение каждого восьмого вида пернатых. Тысячелетиями мы занимались селекцией огромного числа домашних животных и культурных растений, занимающих важное место в нашей продовольственной цепочке. Однако эта сокровищница оскудевает по мере того, как современное сельское хозяйство делает упор на относительно небольшое число сортов злаковых.

Также в настоящее время находятся под угрозой исчезновения почти 30% основных пород сельскохозяйственных животных. Конечно, исчезновение отдельных видов привлекает наше внимание, но реальную угрозу исчезновению биоразнообразия несут с собой такие процессы как фрагментация, деградация, обезлесение, осушение болотных земель, гибель кораллов и других экосистем. Леса являются местом обитания большей части известных видов биоразнообразия сухопутных экосистем планеты, но на Земле осталось немногим более 55 процентов первоначального лесного покрова, причем сведен он был в основном в последнее столетие. Несмотря на предпринимаемые усилия в области лесовозобновления, площадь мирового лесного покрова продолжает интенсивно уменьшаться, особенно в тропических регионах.

Уничтожено почти 10 процентов коралловых рифов, относящихся к категории богатейших экосистем, а трети оставшихся грозит опасность исчезновения в ближайшие 10–20 лет. Зоны прибрежных мангровых лесов, являющиеся жизненно важными питомниками бесчисленных видов флоры и фауны, также находятся в опасности, причем половина из них уже безвозвратно утеряна.

Глобальные изменения в атмосфере, такие как разрушение озонового слоя и лишь добавляют проблеме остроты. Более тонкий озоновый слой увеличивает масштабы проникновения биологически активного ультрафиолетового излучения на поверхность Земли, где оно поражает живую ткань. Глобальное потепление уже оказывает свое пагубное воздействие на смену мест проживания и изменение миграционных тенденций видов. Ученые предупреждают, что резкое повышение средней мировой температуры даже на один градус поставит многие виды на грань исчезновения. Могут также серьезно пострадать наши системы производства продуктов питания.

Потеря биологического разнообразия часто снижает производительность экосистем, тем самым, обедняя природную кладовую товаров и услуг, которыми мы постоянно пользуемся. Она дестабилизирует экосистемы и ослабляет их способность противостоять стихийным бедствиям, таким как наводнения, засухи и ураганы, а также стрессам антропогенного происхождения в виде загрязнения и изменения климата. Мы уже тратим огромные суммы для ликвидации последствий наводнений и ураганов, усугубленных обезлесением, причем эти объемы с учетом глобального потепления будут только увеличиваться.

Утрата биологического разнообразия и его воздействие на нашу жизнь проявляется в самых различных формах. Своими корнями самобытность нашей культуры уходит вглубь окружающей нас биологической среды. Растения и животные являются символами нашего мира, будучи представленными на флагах, в скульптурах и других образах, которые определяют нас и наше общество. Один вид красоты и мощи природных явлений вдохновляет нас на создание шедевров. Хотя процесс исчезновения видов всегда считался феноменом естественным, темпы исчезновения резко ускоряются в результате человеческой деятельности. Идет фрагментация или исчезновение отдельных экосистем, не поддающееся исчислению число видов, находятся на грани исчезновения либо уже вымерли. Мы на пороге созданного нами величайшего кризиса, который приведет к исчезновению большего числа видов, чем стихийное бедствие, в результате которого вымерли динозавры 65 миллионов лет назад. Процесс вымирания видов необратим и с учетом нашей зависимости от злаковых, лечебных растений и других биологических ресурсов, представляет угрозу нашему благосостоянию. Неосмотрительно, если не просто опасно, постоянно подрывать основы собственной системы жизнеобеспечения. По меньшей мере, неэтично доводить дело до полного исчезновения видов, лишая тем самым настоящее и будущее поколения вариантов в части выживания и развития.

Можем ли мы на глобальном уровне спасти экосистемы, а вмести с ними не только ценные для нас виды, но также миллионы других видов, которые, возможно, станут для будущих поколения источниками питания и лекарств? Ответ кроется в нашей способности умерить наши аппетиты, приведя их в соответствие с возможностями природы производить то, что нам нужно, и поглощать то, что мы выбрасываем.