Тема: Биологическое разнообразие, его обеднение и пути сохранения. Опустынивание и его причины, борьба с опустыниванием

Природоведение 5 класс

Г.

В ходе урока мы узнаем о том, что такое биоразнообразие и опустынивание, как оно возникает и почему. Также поговорим о мерах, которые необходимо предпринять для остановки опустынивания.

В широком понимании биоразнообразие подразумевает разнообразие жизни во всех её проявлениях. Это определение соответствует феномену мироздания – разнообразию, которое лежит в основе устройства материального мира, касаясь как неживой, так и живой компоненты. Соответственно, развитие мира на биологическом уровне материи характеризовалось общей тенденцией увеличения разнообразия живых существ. Это не означает равномерного течения процесса, и в эволюции органического мира периоды нарастания разнообразия форм, иногда резкого, сменялись вымиранием видов вплоть до событий катастрофических масштабов. В фанерозое насчитывалось около 8 массовых вымираний, из которых 4 относят к «великим вымираниям». Это освобождало экологические ниши для новых таксонов, жизнь продолжалась, увеличивая свое разнообразие (Бродский, 2016). Например, в мезозое исчезло 96% всех видов биоты и потребовалось 5 млн. лет, чтобы биоразнообразие вновь начало заметно расти.

Так может человечество напрасно беспокоится о сокращении биоразнообразия, возводя это в глобальную проблему? Аналогичный вопрос в настоящее время задают и в отношении климата, оперируя данными о его изменении в истории Земли. Учитывая связь двух обозначенных явлений, следует остановиться на этом аспекте, и подчеркнуть неправомерность сравнения современных последствий с прошлым. Как климатические катастрофы, так и изменение биоразнообразия преломлялись через иное, по сравнению с настоящим, состояние биосферы и имели другие несравнимые темпы, иногда на уровне миллионов лет. В прошедших геологических периодах вымирание видов было сбалансировано или увеличивалось за счет становления новых видов. По приблизительной оценке, общее число видов организмов за все время существования жизни превышает миллиард.

Нынешние темпы вымирания в 100–1000 раз превышают таковые предшествующих эпох. Рассчитано, что если эти темпы останутся на нынешнем уровне и не будут нарастать, то через 50-100 лет планета потеряет от 25 до 50 % современного видового разнообразия. Это, так называемое шестое вымирание, характеризуемое беспрецедентной и необратимой утратой видов, обусловлено в основном деятельностью человека. Известным примером утраты видов за счет их истребления человеком служит уничтожение в Северной Америке за 3 тыс. лет около 40 видов птиц 50 видов млекопитающих.

Международный союз охраны природы оценил темпы исчезновения видов по имеющимся историческим документам, коллекциям, научным описаниям. Так, с 1600 г. по 1975 г. исчезли 63 вида и 44 подвида млекопитающих, 74 вида и 87 подвидов птиц. Ускорение темпов вымирания по 1–2 вида в десятилетие фиксируется в XVII–XVIII вв. С XX века скорость вымирания резко возросла, когда ежедневно исчезает от 1 до 10 видов животных (включая позвоночных и беспозвоночных) и еженедельно по 1 виду растений, а более 20 тыс. видов растений и животных находятся под угрозой.

Поэтому современные последствия происходящих изменений носят принципиально другой характер, включающий к тому же социальную подоплеку проблемы. Если наступление моря при потеплении климата в прошлые геологические эпохи сдвигало эволюционные тенденции в развитии таксонов, и могло продолжиться очередным нарастанием биоразнообразия, то сейчас на первый план выходит угроза затопления наиболее освоенных людьми прибрежных территорий. Снижение при этом биоразнообразия также означает угрозу потери биологических ресурсов или вспышки численности нежелательных для сосуществования с человеком видов. В планетарном же прошлом складывающийся иной уровень биоразнообразия адекватно отражал новые условия существования, и его поддержание обеспечивалось изменением биотических отношений при перестройках экосистем. В настоящее время суть глобальной проблемы сохранения биоразнообразия заключается в эффекте «бумеранга», то есть деяния по изменению природы оборачиваются негативом для самого социума. При этом особенно опасен становится эффект «резонанса», когда деятельность человека способствует развитию нежелательных природных явлений, что резко ускоряет происходящие процессы.

Пример с повсеместным эвтрофированием водоемов наглядно отражает резонансный эффект сочетания природных и антропогенных факторов, что актуализирует и проблемы потепления климата и сокращения биоразнообразия. Так, естественный ход эволюции водных экосистем направлен в сторону эвтрофной стадии, что демонстрирует зарастание небольших мелководных озер в болотистой местности. В результате хозяйственной деятельности избыточное поступление биогенов и органическое загрязнение вызывает, так называемое, антропогенное эвтрофирование, характеризующееся резким ускорением темпов развития, приводящее к сокращению биоразнообразия водных экосистем. Потепление климата, когда увеличивается прогреваемость озер, убыстряет происходящие изменения. Следствием является увеличение числа «умирающих» озер, исчезновение которых, как было установлено, исчисляется на европейской части России тысячами.
Позиция в дискуссии по поводу потепления климата, рассматривающая это как часть природного цикла, не должна игнорировать и существенный вклад антропогенной составляющей за счет увеличения парниковых газов. В свою очередь, возрастания объема воздушной эмиссии связано с развитием промышленности, сельского хозяйства, а значит с негативным влиянием урбанизированных территорий и трансформированных ландшафтов на биоразнообразие.

Помимо глобальных климатических изменений, среди основных факторов, способствующих потере биологического разнообразия, Всемирный союз охраны природы отмечает следующие: опустынивание; утеря и фрагментация естественной среды; загрязнение окружающей среды; конкуренция со стороны инвазивных видов; рост населения, чрезмерное потребление и безрассудное использование природных ресурсов.
Сложность поддержания биоразнообразия зависит не только от мощного воздействия перечисленных факторов, но и от их комплексного характера влияния. Среда, воздействующая на организмы, не является простым набором факторов, что отражает одно из классических положений экологии – закон взаимодействия факторов. Совместное действие факторов может иметь аддитивный (дополнительный) или синергетический эффект, когда влияние больше суммы его составляющих. Таким образом формальные оценки значимости факторов не учитывают их взаимодействия и взаимовлияния.
Следует отметить неоднозначный характер последствий деятельности человека, что может сопровождаться не только снижением биоразнообразия на разных уровнях, но его увеличением. Справедливым является обвинение в непосредственном уничтожении видов еще с периода исчезновения многих крупных плейстоценовых млекопитающих за счет охоты на них древнего человека. Однако, со времени «неолитической революции» начинался и другой процесс – формирование человеком биоразнообразия при развитии земледелия, растениеводства и животноводства. Искусственные системы такие, как сельскохозяйственные угодья, пригородные зоны нередко бывают более продуктивными и имеют достаточно высокое биоразнообразие. Известным фактом является повышенное биоразнообразие луговых сообществ, а также разнообразие самих лугов, большинство которых относятся к вторичным экосистемам. Они возникли, благодаря уничтожению человеком лесов и кустарников, осушения болот и спуска озер, орошению степных и полупустынных биогеоценозов. Отсутствие сенокошения приводит к снижению биоразнообразия лугов. Для некоторых групп организмов усиление мозаичности ландшафтов служит благоприятным обстоятельством. Например, при выборочных рубках леса возникающие поляны, опушки, полосы вдоль дорог отличаются повышенным разнообразием цветковых растений и насекомых-опылителей. В то же время при сведении лесов фрагментация местообитаний негативно воздействует на популяции крупных млекопитающих. Следовательно, особенности биологии и экологии видов, таксономическая структура, сукцессии сообществ и развитие экосистем должны учитываться в разработке стратегии сохранения биоразнообразия

Следовательно, среда может рассматриваться как система, имеющая некоторое количество элементов (факторы, ресурсы, источники энергии, информации), связанных между собой специфическими связями. Отражением данного системного подхода к понятию среды можно считать представление о биохимическом разнообразии, создаваемым за счет метаболизма сообществ. С одной стороны это характеризует условия среды, но с другой – обилие химических веществ, выделяющихся в окружающую среду (воздух, почву, воду) поддерживается вторичными метаболитами, которые создаются в процессе жизнедеятельности организмов. Угнетение (ингибирование) за счет выделяемых метаболитов также может влиять на видовое разнообразие сообществ.Трудность прогноза последствий влияния многочисленных факторов на биоразнообразие связана и со спецификой уровней его организации.

Выделяется генетическое (разнообразие генов и их аллелей), видовое (разнообразие видов в экосистемах) и экосистемное разнообразие (разнообразие самих экосистем). Соответственно, процессы изменения генофонда и видообразования, циклы в сообществах и их сукцессии характеризуются разным откликом на внешние воздействия.

Опустынивание

Определение. Опустынивание – процесс разрушения плодородного слоя земли, который влияет на все мировые сообщества.

Ученые подсчитали, что в мире существует около 1 млрд га земель, подверженных опустыниванию (рис. 1). Известно, что в среднем на восстановление 1 см² почвы в странах с засушливым климатом уходит около 150–170 лет. Опустынивание сравнивают с ржавчиной, которая поражает все новые и новые участки. За последние 50 лет территория пустынных земель многократно увеличилась, и сейчас ее можно сравнить с половиной материка Южная Америка. На грани опустынивания находится 1/5 часть суши всей Земли. К примеру, пустыня Сахара (рис. 2) ежегодно расширяется на юг на расстояние более 10 км.

Рис. 1. Опустынивание

Рис. 2. Пустыня Сахара

Причины явления

В России опустынивание ежегодно выводит около 50 тыс. га угодий из оборота, и только временный застой деятельности сельского хозяйства немного улучшает положение. Кроме того, не высаживаются лесополосы вдоль сельскохозяйственных полей, которые создавали бы благоприятный микроклимат. Так, угроза опустынивания нависла над человечеством.

Угроза опустынивания