Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания растений и животных следующие:
Нарушение среды обитания;
Чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах;
Интродукция (акклиматизация) чуждых видов;
Прямое уничтожение с целью защиты продукции;
Случайное (непреднамеренное) уничтожение;
Загрязнение среды.
Нарушение среды обитания , вследствие вырубки и выжигания лесов, распашки степей, осушения болот, зарегулирование стока, создания водохранилищ и других антропогенных воздействий, коренным образом меняют условия обитания растений, размножения диких животных, пути их миграции, что весьма негативно отражается на их численности и выживании. Разрушение местообитаний признается главной причиной исчезновения видов или сокращения их численности. Оно поставило в угрожающее состояние более 390 видов позвоночных животных, что, без учета факторов загрязнения, составляет 50% среди всех прочих причин их вымирания.
Под чрезмерным добыванием имеется в виду как прямое преследование и нарушение структуры популяций, так и любое другое изъятие животных и растений из природной среды для различных целей (пищевых, хозяйственных, медицинских и др.)
В России отмечается заметное снижение численности ряда охотничьих видов животных, что связано с возросшей их незаконной добычей вследствие нынешней социально-экономической ситуации. Чрезмерная добыча с целью получения высокой прибыли – главная причина сокращения видов и численности крупных млекопитающих (слонов, носорогов и др.) в Африке, Азии: из-за искателей слоновой кости ежегодно гибнет 60 тыс. слонов. В невообразимых масштабах уничтожаются и мелкие животные: объем международной торговли дикими птицами превышает 7 млн. экземпляров, большая часть которых погибают либо в дороге, либо вскоре после прибытия. До весьма низкого уровня упала численность многих видов промысловых рыб.
Третий по важности причиной сокращения численности и исчезновения видов является интродукция (акклиматизация) чуждых видов. Многочисленные случаи вымирания аборигенных (коренных) видов или их угнетения из-за влияния на них завезенных видов животных или растений. К вселению новых видов в сложившиеся экосистемы следует подходить с особой осторожностью.
Таблица 13 – Причины истребления видов млекопитающих и птиц в XVII-XX вв (по Зедлагу, 1975; цит. по Г.А. Новикову, 1979)
Другие причины снижения численности и исчезновения видов: прямое уничтожение для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов (хищные птицы, суслики, ластоногие и др.); случайное (непреднамеренное) уничтожение (на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и т.д.); загрязнение среды пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, другими токсикантами.
Данные наблюдений свидетельствуют о том, что в природе, как правило, действуют одновременно несколько факторов, вызывающих гибель особей, видов и популяций в целом. При взаимодействии они могут приводить к серьезным негативным результатам даже при малой степени выраженности каждого из них.
Каждый биологический вид неповторим, он содержит в себе информацию о развитии растительного и животного мира, которая имеет огромное научное и прикладное значение. Поскольку все возможности использования данного организма в отделенной перспективе зачастую непредсказуемы, генофонд нашей планеты (за исключением, может быть которых опасных для человека болезнетворных организмов) подлежит строгой охране. Необходимость охраны генофонда с позиций концепции устойчивого развития («коэволюции») диктуется не столько хозяйственными, сколько моральными и этическими соображениями. Человечество в одиночку не выживает.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Введение
Почему в теплых районах наблюдается столь впечатляющее видовое разнообразие растений и животных? Только ли потому, что там приятнее жить? Ответ на этот вопрос дает новое исследование, проведенное группой ученых.
Выяснили, что высокие температуры среды у экватора ускоряют метаболизм обитающих там организмов, обеспечивая энергией генетические изменения, которые и приводят к происхождению новых видов. Это объясняет известный еще до путешествия Дарвина на корабле «Бигль» факт огромного разнообразия жизни в экваториальной зоне. Работа специалистов также помогает понять, как глобальное потепление может влиять на биологическое разнообразие на планете.
По словам профессора Джеймса Джиллули (James Gillooly), одного из авторов исследования, оказалось, что скорость генетических изменений планктона в тропиках намного выше и с ростом температуры нарастает экспоненциально. Это проясняет один из фундаментальных механизмов формирования биологического разнообразия в ходе эволюции. Образование нового вида происходит в том случае, если его предок претерпел значительные генетические изменения. Используя математическую модель, включающую такие параметры, как размер тела и зависимость метаболизма от температуры, исследователи сделали прогноз скорости видообразования в глобальном масштабе. Затем, на основе изучения палеонтологического и генетического материала, они изучили скорость эволюции ДНК и образования новых видов фораминиферного планктона за период в 30 миллионов лет (фораминиферы - одноклеточные планктонные животные, остатки твердых структур которых хорошо сохраняются в морских отложениях). Скорость образования новых видов фораминифер сравнили с динамикой температур на разных широтах, от тропиков до Арктики.
Оказалось, что для образования всего лишь одного нового вида планктонного организма необходимо больше энергии, чем все человечество получает за год при сжигании ископаемого топлива. Причем энергия, необходимая для образования нового вида, - величина постоянная.
Результаты работы позволяют оценить биологическое разнообразие с точки зрения энергии. В конечном счете, образование новых видов, а, значит, и биоразнообразие, является функцией скорости метаболизма. Ясно, что у примитивных организмов скорость метаболизма намного больше зависит от температуры окружающей среды, чем, например, у млекопитающих. Высокие температуры, характерные для тропиков, ускоряют метаболизм и видообразование и способствуют увеличению биологического разнообразия. Разнообразие - одна из основных черт живого. Понимание закономерностей его формирования и поддержания поможет лучше понять сущность жизни и наметить меры по ее сохранению. Изменения окружающей среды, такие как глобальное потепление, влияют не только на функционирование экосистем, но также и на процессы современного видообразования и распределения биоразнообразия по планете.
Биологическое разнообразие
Жизнь как устойчивое планетарное явление возможна лишь в том случае, когда она разнокачественна.
Биологическое разнообразие биосферы включаем разнообразие всех видов живых существ, населяющих биосферу, разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных природных зонах. Удивительное разнообразие жизни на Земле -- это не просто результат приспособления каждого вида к конкретным условиям среды, но и важнейший механизм обеспечения устойчивости биосферы. Лишь немногие виды в экосистеме имеют значительную численность, большую биомассу и продуктивность. Такие виды называют доминирующими. Редкие или малочисленные виды имеют низкие показатели численности и биомассы. Как правило, виды-доминанты ответственны за основной поток энергии и являются главными средообразователями сильно влияющими на условия жизни других видов. Малочисленные виды составляют как бы резерв и при изменении различных внешних условий они могут попасть в состав доминирующих видов или занять их место. Редкие виды в основном и создают видовое разнообразие. При характеристике разнообразия учитывают такие показатели, как видовое богатство и выравненность распределения особей. Видовое богатство выражается отношением общего количества видов к общему количеству особей или к единице площади. Например, в двух сообществах при равных условиях обитает 100 особей. Но в первом эти 100 особей распределяются между десятью видами, а во втором -- между тремя видами. В приведенном примере первое сообщество имеет более богатое видовое разнообразие, чем второе. Предположим, что и в первом и во втором сообществе имеется 100 особей и 10 видов. Но в первом сообществе особи между видами распределяются по 10 в каждом, а во втором -- один вид имеет 82 особи, а остальные по 2. Как и в первом примере, первое сообщество будет иметь большую выравненность распределения особей, чем второе.
Сохранение биологического разнообразия -- непременное условие сохранения и развития естественных экосистем, существования всей жизни в целом.
Биосфера: механизмы устойчивости
Биосфера представляет собой открытую систему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Это возможно потому, что в экосистеме присутствуют не только автотрофы -- производители органического вещества, но и гетеротрофы -- потребители и разрушители органического вещества. Между процессами создания органического вещества и его преобразованием и разрушением устанавливается относительное равновесие, и экосистема остается устойчивой. Устойчивость -- это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава, структуры и функций, а также в способности восстанавливаться в случае, если они будут нарушены. Устойчивость биосферы определяется:
Исключительным разнообразием живого вещества;
Взаимозаменяемостью составляющих ее экосистем;
Дублированием звеньев биогеохимических циклов;
Жизненной активностью живого вещества.
Биологическое разнообразие обеспечивает богатство информационных, вещественных и энергетических связей живого и косного вещества, а также взаимосвязи биосферы с космосом, геосферами, процессы глобального биогеохимического круговорота.
Существование каждого вида зависит от множества других видов, уничтожение одного из видов может привести к исчезновению связанных с ним иных видов. Особи одного вида и продукты их жизнедеятельности, а также их отмершие тела являются пищей для других видов, что обеспечивает самоочищение экосистем.
Социально-экономическое развитие общества пришло и явное противоречие с ограниченными ресурсовоспроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. Происходит истощение естественных ресурсов суши и океана, безвозвратная потеря видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем. Поэтому человечество ищет пути устойчивого развития общества и природы.
Биосфера: опасность обеднения биологического разнообразия видов и экосистем
Биологическое разнообразие -- генетическое, видовое, экосистемное -- является первопричиной устойчивости как биосферы в целом, так и каждой отдельной экосистемы. Жизнь как устойчивое планетарное явление возможна лишь в том случае, когда она представлена разнообразными видами и экосистемами.
Но в современных условиях настолько возросли масштабы хозяйственной деятельности человека, что возникает опасность потери биологического разнообразия. Разные виды деятельности человека приводят к прямому или косвенному уничтожению разнообразных видов и экосистем биосферы.
Можно выделить несколько основных типов деградации окружающей среды, которые в настоящее время являются наиболее опасными для биологического разнообразия. Например, затопление или заиление продуктивных земель, их бетонирование, асфальтирование или застройка лишают диких животных мест обитания. Возделывание земель нерациональными методами снижает урожаи из-за эрозии и истощения плодородия почв. Обильное орошение полей может привести к засолению, т. е. к повышению концентрации солей в почве до уровня, не переносимого растениями. Вследствие чего исчезают типичные растения этих мест. Вырубка леса на больших территориях при отсутствии восстановительных посадок приводит к уничтожению местообитаний диких животных, смене растительности, сокращению ее разнообразия. Многие виды исчезают по причине их истребления, а также вследствие загрязнения окружающей среды. Большинство видов исчезает по причине уничтожения естественных мест обитания, разрушения природных экосистем. Это и является одной из главных причин обеднения биологического разнообразия.
Под биологическим разнообразием биосферы понимают разнообразие всех видов живых организмов, составляющих биосферу, а также все разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных природных зонах. К сожалению, в настоящее время всевозможные виды хозяйственной деятельности человека приводят к снижению биологического разнообразия. Биосфера теряет биологическое разнообразие. В этом заключается одна из экологических опасностей.
Человечество еще мало знает о биологическом разнообразии, например, нет еще точных данных о количестве видов в биосфере. Специалисты еще не всегда могут определить, какие территории требуют особых мер охраны и организации на них заповедников. Огромно количество малоизученных видов, например в тропических лесах.
Для сохранения биоразнообразия необходимо вкладывать средства в его изучение; совершенствовать природопользование, стараясь сделать его рациональным; решать глобальные экологические проблемы на международном уровне.
ЮНЕСКО приняла конвенцию о Всемирном наследии, которая объединяет природные и культурные памятники. Конвенция призывает заботиться об объектах, которые имеют ценность для всего человечества. Сохранение биоразнообразия зависит и от руководителей стран, и от поведения каждого жителя планеты.
Многообразие видов в природе, его причины. Влияние деятельности человека на многообразие видов. Биологический прогресс и регресс
Биологическое разнообразие
Биоразнообразие - это понятие, обозначающие все многообразие жизни на Земле и все существующие природные системы. Биоразнообразие, которое мы видим сегодня, - это продукт эволюции на протяжении миллиардов лет, определяемый естественными процессами и все в большей степени - влиянием человека. Оно представляет собой ткань Жизни, составной частью которой мы являемся и от которой полностью зависим.
Говорят, что на Земле видов жизни гораздо больше, чем звезд на небе. На сегодняшний день определены и получили свои имена около 1,7 миллионов видов растений, животных и микроорганизмов. Мы тоже являемся одним из таких видов. Точное количество видов проживающих на Земле до сих пор не известно. Их число колеблется от 5 до 100 миллионов!
Биологическое разнообразие является бесценным мировым достоянием нынешнего и будущих поколений. Но сегодня число факторов угрозы генному фонду, видам и экосистемам велико как никогда прежде. В результате деятельности человека экосистемы деградируют, виды умирают или их численность тревожными темпами сокращается до уровней нежизнеспособности. Такая утрата биоразнообразия подрывают саму основу Жизни на Земле и представляет собой по истине глобальную трагедию.
По разным данным от 100 до 200 видов становятся вымирающими каждые 24 часа! Они исчезают безвозвратно! Их исчезновение в большинстве случаев остается незамеченным, так как лишь только маленькая часть их идентифицирована. Живые виды исчезали со скоростью, в 50-100 раз превышающей естественный темп, и ожидается, что она еще значительно возрастет. По оценкам, основанным на существующих тенденциях, 34 тысячам видом растений и 5,2 тысячам видов животных (включая восьмую! часть видов птиц) грозит полное вымирание. Человечество, безусловно, пострадает (и уже страдает) от таких потерь, и не только потому, что мир станет беднее без белых медведей, тигров и носорогов. Истощение биологического наследия мира ограничит появление новых полезных продуктов. Лишь незначительная часть видов растений и животных исследована на общественную полезность. Только 5000 из примерно 265 000 видов растений культивируется для производства продовольствия. Даже самые незначительные виды могут играть решающую роль в экосистемах, к которым они принадлежат. Люди просто не имеют понятия о том, чем они пренебрегают. Природное богатство земли это не только разнообразие видов, но и генетические коды, обеспечивающие каждое живое существо признаками, которые позволяют ему выживать и развиваться. Эти гены можно использовать для разработки лекарств и расширения ассортимента продуктов питания. Из растений получают больше половины всех лекарственных средств. По данным ЮНЕП более 60% людей в мире напрямую зависят от растений, из которых получают лекартства. В Китае, например, используют для медицинских нужд более 5000 из 30000 идентифицированных домашних видов растений. Более 40% выписываемых В США рецептов содержат один или более лекарств, получаемых из диких видов (грибков, бактерий, растений и животных). Помимо медицинской, виды диких растений и животных имеют также другую высокую коммерческую ценность. Они являются очень важными для промышленности как источники танина, резины, смолы, масел и других коммерчески ценных компонентов. Потенциал для новых продуктов промышленности из неизвестных или плохо известных видов растений и животных огромен. Такие продукты могут даже содержать углеводороды, которые могли бы заменить нефть как источник энергии. Например, дерево, которое растет только в северной Бразилии продуцирует около 20 литров сока каждые 6 месяцев. Этот сок может быть использован как топливо для двигателей. В Бразилии также производится из зерна метан, который они затем продают для использования в машинах. Производство и использование метана экономит для страны 6 миллионов долларов в иностранной валюте каждый год. Утрата биоразнообразия снижает продуктивность экосистем, сокращая таким образом природную корзину товаров и услуг, из которой мы постоянно черпаем. Она дестабилизирует экосистемы и снижает их способность противостоять различным стихийным бедствиям. Мы тратим огромные деньги на возмещение ущерба от ураганов и наводнений, увеличивающиеся число которых является следствием вырубки лесов и глобального потепления. Теряя разнообразие мы теряем культурное самосознание, которое корнями уходит в окружающую нас биологическую среду. Растения и животные являются нашими символами, их изображение существует на флагах, в скульптурах и других образах нас и нашего общества. Мы черпаем вдохновение любуясь красотой и мощью природы. Исчезновение биоразнообразия необратимо в настоящих условиях, и при нашей зависимости от урожаев сельскохозяйственных культур, от лекарств и других биологических ресурсов, оно представляет угрозу и нашему благополучию.
Причины потери биоразнообразия
Преобладающими причинами потери биоразнообразия и деградации биологических ресурсов (а попросту ЖИЗНИ на Земле) являются широкомасштабная вырубка и сжигание лесов, разрушение коралловых рифов, неконтролируемое рыболовство, чрезмерное уничтожение растений и животных, незаконная торговля видами дикой фауны и флоры, использование пестицидов, осушение болот, загрязнение воздуха, использование уголков нетронутой природы под сельскохозяйственные нужды и строительство городов.
Леса населяет большинство известных наземных видов, однако 45% естественных лесов Земли исчезли, главным образом, вырублены за последнее столетие. Несмотря на все усилия площадь мировых лесов стремительно сокращается. До 10% коралловых рифов - одна из богатейших экосистем - разрушено, а 1/3 из оставшихся погибнет в ближайшие 10-20 лет! Прибрежные мангровые заросли - жизненно важная естественная среда обитания для детенышей многих видов животных - также находится под угрозой, а половина их уже исчезла. Истощение озонового слоя приводит к прониканию большего количества ультрафиолетовых лучей на поверхность Земли, где они разрушают живую ткань. Глобальное потепление приводит к изменению ареалов обитания и распространения видов. Многие из них погибнут, если произойдет повышение среднегодовой температуры на Земле.
Как появилась Конвенция
Еще в ноябре 1988 году Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) организовала Специальную рабочую группу экспертов по биологическому разнообразию с целью изучения необходимости разработки международной конвенции по биологическому разнообразию. В мае 1989 года, она учредила Специальную рабочую группу по техническим и правовым вопросам для подготовки международного правового документа в отношении сохранения и устойчивого использования биологического разнообразия.
С февраля 1991 года Специальная рабочая группа стала называться Межправительственным комитетом по ведению переговоров. Результатом работы комитета явилось проведение 22 мая 1992 года в Найроби, Кения, Конференцию по согласованию текста Конвенции о биологическом разнообразии. Конвенция о Биологическом разнообразии была подписана 5 июня лидерами 150 государств на историческом Саммите "Планета Земля" в Рио-де-Жанейро в 1992 году.
Задуманная как практический инструмент для претворения в жизнь принципов "Повестки Дня на 21 век" , Конвенция призвана содействовать устойчивому развитию. Она была открыта для подписания до 4 июня 1993 года, и к этому моменту ее подписали 168 сторон. Конвенция вступила в силу 29 декабря 1993 года, на 90 день после ее ратификации 30 странами. Конвенция о биологическом разнообразии представляет собой соглашение, последствия которого трудно переоценить. На сегодняшний день ее ратифицировало 176 стран и Европейское сообщество. Благодаря почти всеобщему участию правительств, всеобъемлющему мандату и доступу к финансовым и научно-техническим ресурсам, Конвенция стала оказывать воздействие на подход международного сообщества к вопросам биоразнообразия.
Уменьшение биологического разнообразия
Средняя продолжительность существования видов составляет 5-6 млн. лет. За последние 200 млн. лет исчезло около 900 тыс. видов, или в среднем менее одного вида в год. В настоящее время скорость исчезновения видов на пять порядков больше: за сутки исчезает 24 вида. Предполагается, что к 2000 г. в сутки будет исчезать 100 видов. По экспертным оценкам, на протяжении следующих 20 - 30 лет 25% общего биологического разнообразия Земли будет находиться под серьезной угрозой исчезновения. В настоящее время - около 22 тыс. видов растений и животных.
Основные причины утраты биологического разнообразия: потеря среды обитания. Чрезмерная эксплуатация биологических ресурсов, загрязнение среды обитания, влияние интродуцированных экзотических видов.
Интенсивное давление на биологическое разнообразие является прямым следствием роста численности населения. В настоящее время уровень жизни человечества обеспечивается за счет невозобновляемых ресурсов, которые аккумулировались на протяжении миллионов лет, а потребляются в течение жизни нескольких поколений. Утрата биологического разнообразия имеет серьезные глобальные последствия для сельского хозяйства, медицины и промышленности, фактически для благополучия человека и даже его существования. В экологически неблагополучном состоянии находятся почвы Европы, особенно в ее восточной части. Так, например, в Болгарии 80 % окультуренных земель подвержены водной и ветровой эрозии, из них занимающие площадь в 100 км 2 ежегодно выбывают из сельскохозяйственного пользования. В России около 50 млн. га сельскохозяйственных земель засолены, заболочены или подтоплены грунтовыми водами. В странах Западной Европы, особенно в ФРГ, Нидерландах, сельскохозяйственные земли сильно загрязнены нитратами и пестицидами. В отличие от сегодняшнего дня, земледелие в будущем должно основываться на важнейших принципах биологической активности: удержании в почве питательных веществ, защите почвенного слоя от эрозии, поддержании углеродного баланса, охране и рациональном использовании водных ресурсов, сохранении видового разнообразия. Потребуется широкое использование многообразных форм агро-, лесоводства; усиление мер по сокращению опустынивания; введение улучшенных сортов сельскохозяйственных культур и схем их посадки и др.
Подобные документы
Понятие и суть биологического разнообразия. Обзор проблемы контроля и сохранения биологического разнообразия биосферы. Отрицательное влияние человека на биосферу. Экономическая оценка вклада природных экосистем в глобальную биосферную устойчивость.
курсовая работа , добавлен 24.11.2008
Научные труды Чарлза Дарвина. Происхождение биологического разнообразия в результате эволюции. История написания издания "Происхождения видов". Основание дарвинизма и материалистической теории эволюции органического мира. Теория естественного подбора.
реферат , добавлен 06.04.2017
Необходимость сохранения биологического разнообразия живых организмов, населяющих нашу планету. Разнообразие видов, существующих в биосфере Земли. Армерия обыкновенная, Лунник оживающий, Сверция многолетняя, Башмачок настоящий, Пальчатокоренник.
презентация , добавлен 15.12.2011
Биологическое разнообразие жуков в районе поселка Борок, прилегающего к Рыбинскому водохранилищу, его анализ и оценка. Влияние типа биотопа на видовой состав и численность жуков. Суточная динамика биологического разнообразия видов и семейств жуков.
контрольная работа , добавлен 28.09.2010
История вопроса и теоретические положения ландшафтно-экологического подхода. Ведущие природные факторы внутриландшафтной дифференциации беспозвоночных высокогорий. Региональные различия внутриландшафтной дифференциации беспозвоночных высокогорий.
дипломная работа , добавлен 25.05.2007
Понятие биологического возраста: критерии, признаки и методы оценки. Особенности биологического возраста в различных эколого-популяционных и этнических группах. Оценка биологического возраста лиц умственного труда на примере студентов и учителей школы.
дипломная работа , добавлен 27.03.2014
Характер происхождения жизни, основные функции живого вещества. Привнесение на Землю живого вещества из глубин космоса. Доказательства реального существования всепроникающего биологического поля. Многообразие видов на Земле. Человек как часть биосферы.
контрольная работа , добавлен 19.06.2012
Неопределенная изменчивость в качестве предпосылки развития органической природы. Борьба за существование как пусковой механизм эволюции, нашедший отражение в разных типах понятий биологического соревнования. Проблема форм отбора в теории селектогенеза.
реферат , добавлен 27.12.2016
Ограниченность традиционных источников энергии, базирующихся на нефти, природном газе и угле. История возникновения биологического топлива, его классификация по агрегатному состоянию и поколениям. Отрицательное воздействие биологического топлива.
реферат , добавлен 03.03.2016
Альтернативные теории старения как стойкого ухудшения работоспособности с возрастом. Представители долгожителей в животном мире. Факторы, провоцирующие старение и сокращающие продолжительность жизни. Понятие биологического бессмертия: основные гипотезы.
Под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также сами экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются. Оно является основой жизни на Земле: чем большее число растительных и живых организмов образуют экосистему, тем более она устойчива.
Биологические ресурсы являются основным источником сырья для промышленности (люди используют в пищу около 7000 видов растений, но 90 % мирового продовольствия создается всего двадцатью, а три вида из них (пшеница, кукуруза и рис) покрывают более половины всех потребностей). В последнее время человечество осознало полезность диких видов животных и растений. Они не только содействуют развитию сельского хозяйства, медицины и промышленности, но и полезны для окружающей среды, являясь неотъемлемой частью природных экосистем. Даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезны, хотя и приносят пользу косвенным путем.
Понятие биоразнообразия все чаще ставится во главу угла при оценке состояния и экологического благополучия экосистем. Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенному изменению видового состава обитателей Земли. По мнению экспертов, в ближайшие 20–30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерно 25% всего биоразнообразия Земли. Опасность, грозящая биоразнообразию, постоянно растет. Между 1990 и 2020 гг. могут исчезнуть от 5 до 15% видов. По-видимому, около 22000 видов растений и животных сейчас находятся под угрозой исчезновения. Из них 66% видов позвоночных животных являются обитателями континентов.
Называют четыре основные причины исчезновения видов:
Утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
Чрезмерная эксплуатация ресурсов;
Загрязнение окружающей среды;
Вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Во всех случаях эти причины имеют антропогенный характер. Подсчитано, что сокращение 70% тропических лесов ведет не только к исчезновению тех видов, которые обитали на уничтоженных участках леса, но и к сокращению до 30% численности видов, обитавших на соседних участках.
Многие морские виды уничтожаются ввиду коммерческой эксплуатации моря. Крупные наземные животные, в частности африканский слон, также находятся под угрозой исчезновения вследствие чрезмерной антропогенной нагрузки на зоны их естественного обитания.
Большую опасность для окружающей среды представляет ее загрязнение, особенно токсичными химическими веществами и ксенобиотиками, в частности пестицидами.
Изменения климата в результате выброса в атмосферу парниковых газов, по прогнозам специалистов, могут привести к нарушению видового состава многих экосистем на Земле, так как количество одних видов уменьшится, а других возрастет.
Внедрение новых сортов сельскохозяйственных культур, таких, как пшеница и рис на Среднем Востоке и в Азии, повлекло за собой утрату генетических банков в Турции, Ираке, Иране, Афганистане и других странах.
Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести к серьезным глобальным последствиям для человека и даже его существования на Земле.
Разрабатываются меры, направленные на сохранение биоразнообразия:
Защита особой среды обитания – создание охраняемых природных территорий;
Защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации;
Сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или в банках генов.
Конвенция по биоразнообразию, принятая 153 государствами на Конференции ООН по охране окружающей среды и устойчивому развитию в Рио (1992 г.), отражает остроту ситуации и представляет собой результат длительных усилий по согласованию противоречивых интересов различных государств.
Международная программа DIVERSITAS , выполняемая в настоящее время, предполагает проведение инвентаризации и мониторинга биоразнообразия. Ведутся работы по выбору участков с учетом иерархического уровня репрезентативности экосистем, которые будут представлять различные биогеографические и экологические регионы Земли.
“Демографический взрыв” как ведущий фактор возникновения глобальных проблем человечества.
Вопрос о характере изменения численности людей на Земле является одним из глобальных вопросов, волнующих человечество. Дело в том, что масштаб практически всех экологических бедствий зависит от того, сколько людей живет, жило и будет жить на Земле.
Отрицательное воздействие на окружающую природную среду оказывают все страны мира: и богатые (промышленно развитые), и бедные (аграрные). Влияние первых в основном связано с техногенными загрязнениями (проживающие в этих странах 20 – 25% мирового населения выбрасывают в среду около 80% загрязнений) и порождаемыми ими экологическими проблемами: кислотные дожди, глобальное потепление и т.д.; вторых – с прямым уничтожением природы: сведением лесов, исчерпанием природных ресурсов и т.п.
Население мира увеличивается сегодня на 250 тыс. человек ежедневно, 1 млн. 750 тыс. каждую неделю, 7,5 млн. в месяц, 90 млн. в год. По данным ООН, основной прирост населения нашей планеты приходится на развивающиеся страны. Распределение плотности населения на Земном шаре весьма неравномерно, это ярко проявляется даже в пределах одной страны из-за концентрации населения в городах.
Быстрый рост населения в развивающихся странах резко обостряет экологические и социальные проблемы. Жители развивающихся стран составляют три четверти населения планеты, а потребляют они всего одну треть общемировой продукции, причем разрыв в потреблении на душу населения продолжает увеличиваться.
Рис.1. Кривая экспоненциального демографического развития: t1 – время начала демографического взрыва
Долгое время в описании демографического развития господствовали теории (примером может служить широко известная
Статистические данные вроде бы подтверждают экспоненциальный рост народонаселения, есть основания говорить о “демографическом взрыве” – беспрецедентно быстром росте народонаселения мира. Однако в последние годы в связи с развитием идей и методов синергетики (науки о самоорганизации так называемых открытых систем, способных обмениваться с окружающей средой веществом, энергией и информацией) появились новые модели, описывающие демографический кризис и законы развития человечества. Согласно этим представлениям, демографическая среда может рассматриваться как открытая и эволюционирующая система. Тогда число людей N является параметром порядка, что позволяет описывать процесс изменения народонаселения дифференциальным уравнением роста (П.Л. Капица):
где К = 67000 – константа модели, определяющая эффективный размер группы, масштаб сообщества, имеющего генетическую или социальную природу, т.е. скорость роста населения пропорциональна не числу людей N , а квадрату N2 . Это уже нелинейный закон изменения параметра. Из него вытекает, что зависимость N от времени описывается не экспонентой, а гиперболой, которая имеет асимптоту около 2010 – 2025 г.
Анализ демографических данных, собранных в течение многих поколений, свидетельствует, что рост численности населения укладывается на предсказываемую гиперболическую кривую. По расчетам в рамках такой модели к 2025 – 2070 гг. рост населения достигнет своего максимального значения (асимптотически приблизится к нему) 14 млрд. человек и стабилизируется. Это явление С.П. Капица называет демографическим переходом .
Если эта модель правильна, то у человечества появляется исторический шанс закрепиться в своей экологической нише на разумном уровне численности в 14 млрд. Сейчас же на Земле проживает уже 6 млрд. человек (считается, что 12 октября 1999 г. появился шестимиллиардный житель Земли).
Определенным доказательством справедливости данной модели может служить решение “обратной” задачи: по закону изменения численности людей во времени можно рассчитать, когда же “это все началось” и сколько людей было “вначале”.
Ориентировочный расчет показывает, что человеческая история “началась” приблизительно 4,5 млн. лет тому назад, а число людей тогда составляло около 100000 человек (тысяча стоянок по сто человек на нашей прародине юго-восточной части Африки), что совпадает с данными современной антропологии о начале антропогенеза. Число людей, когда-либо живших на Земле со времени начала антропогенеза и до наших дней, составляет около 90 млрд. человек.
Предложенная количественная статистическая нелинейная теория роста затрагивает и другие вопросы: например, коллективное взаимодействие людей, влияние на окружающую среду и потребление ресурсов. Энергопотребление человечеством (суммарное потребление энергии) также пропорционально N2 , т.е. нелинейно. Это позволяет сделать прогнозы о пространственном и временном распределении населения Земли в будущем и развить далее концепцию устойчивого развития.
В последние годы государственное регулирование рождаемости способствует сдерживанию роста народонаселения. Наиболее целенаправленно и последовательно оно осуществляется в Китае. Здесь отдается предпочтение семье, состоящей из двух родителей и одного ребенка. Привилегии более значительны при рождении первенца-девочки. Это делается для того, чтобы родители не стремились к рождению мальчика, которому в семье отдается предпочтение. При рождении двух и более детей государство требует возврата пособий, полученных при рождении первого ребенка, лишает матерей декретного отпуска, льгот по медицинскому обслуживанию и прочего. Результаты таких мер впечатляющи. Средний коэффициент рождаемости (на одну женщину) снизился с 4,5 в середине 70-х гг. до 2,6 в 1982 г. и до 2,4 – 2,3 в настоящее время.
В настоящее время под биоразнообразием понимают все виды растений, животных, микроорганизмов, а также экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются.
Количественные оценки биоразнообразия основаны на использовании различных показателей: от простого числа видов в сообществе до расчетов различных зависимостей и индексов на основе математико-статистических подходов. При этом обязательно учитывается временной фактор, поскольку биоразнообразие может быть оценено только в определенный момент времени. Большую популярность получили показатели разнообразия, которые отражают не только общее число видов, но и особенности состава биоценозов.
Выделяют три уровня биоразнообразия: генетический, видовой и экосистемный. Генетическое разнообразие представляет собой весь объем генетической информации, содержащийся в генах организмов, населяющих Землю. Видовое разнообразие - это разнообразие видов живых организмов, обитающих на Земле. Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере, а также огромного разнообразия сред обитания и процессов в рамках экосистемы.
Индикатором биоразнообразия на глобальном уровне считают соотношение площадей территорий природных комплексов, в различной степени подверженных антропогенному воздействию и охраняемых государством.
Биоразнообразие является основой жизни на Земле, одним из важнейших жизненных ресурсов, его считают главным фактором, определяющим устойчивость биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере. Причинно-следственные отношения между многими видами играют большую роль в круговороте вещества и потоках энергии в компонентах экосистем, которые непосредственно связаны с человеком. Так, например, животные - фильтраторы и детритофаги, не используемые человеком в пищу, вносят существенный вклад в круговорот биогенных элементов (в частности, фосфора). Таким образом, даже виды организмов, которые не входят в пищевую цепь человека, могут быть ему полезными, хотя и приносят пользу косвенным путем.
Многие виды сыграли главную роль в становлении климата на Земле и продолжают быть мощным стабилизирующим фактором в отношении климата.
Эволюционные процессы, происходившие в различные геологические периоды, привели к существенным изменениям видового состава обитателей Земли. Около 65 млн. лет назад в конце мелового периода исчезло много видов, особенно птиц и млекопитающих, полностью вымерли динозавры. Позже биологические ресурсы утрачивались быстрее, причем, в отличие от великого вымирания мелового периода, вызванного скорее всего природными явлениями, утрата видов сейчас происходит вследствие деятельности человека. По мнению экспертов, в ближайшие 20 ч 30 лет под серьезной угрозой исчезновения будет находиться примерна 25% всех видов Земли.
Опасность, грозящая биоразнообразию, постоянно нарастает. Согласно прогнозам, в период между 1990 и 2020 годом могут исчезнуть от 5 до 15% видов. Наиболее важные причины утраты видов:
Утрата среды обитания, фрагментация и модификация;
Чрезмерная эксплуатация ресурсов:
Загрязнение окружающей среды;
Вытеснение естественных видов интродуцированными экзотическими видами.
Утрата видового разнообразия как жизненного ресурса может привести к серьезным глобальным последствиям, так как угрожает благополучию человека и даже самому его существованию на Земле. Устойчивость экосистем может быть нарушена при уменьшении биоразнообразия; виды, которые в данный момент не являются доминирующими, могут стать доминантами при изменении условий среды. Пока нельзя предсказать, как отразится на функционировании экосистемы потеря биоразнообразия, но специалисты предполагают, что вряд ли такие потери будут благоприятными.
Принимаются активные меры, направленные на сохранение биоразнообразия. Конвенция по биоразнообразию принята в 1992 году на КОСР-2. Россия ратифицировала Конвенцию в 1995 году; принят ряд законов, связанных с сохранением биоразнообразия. Россия является участником конвенции СИТЕС (1976 год) как правопреемница СССР.
Разрабатываются следующие меры по сохранению биоразнообразия и его устойчивому использованию:
1) защита особой среды обитания - создание национальных парков, биосферных заповедников и других охранных зон;
2) защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации;
3) сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах или банках;
4) снижение уровня загрязнений окружающей среды.
Реализация намеченных мер осуществляется путем разработки международных и национальных программ, направленных на осуществлена этих мер (например, программа DIVERS1TAS). Разработана Панъевропейская Стратегия по биологическому и ландшафтному разнообразию (1995 год). Создается информационная база данных BioNET (в Великобритании), где сосредотачиваются данные обо всех известных на Земле видах растений и животных; создан первый в мире банк данных о животных и растениях, находящихся под угрозой вымирания (в Германии).