99 Реймерс Н. Ф. Экология (теории, законы, правила принципы и гипотезы) —
жүктеу/скачать 4.35 Mb.
|
| ГЛАВА 5
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ И ПРИРОДНЫЕ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ТЕРРИТОРИИ Глава подготовлена в соавторстве с Ар. Н. Реймерсом. Последнюю ступень невежества представляет собой человек, который, глядя на растение или животное, вопрошает: «А что с них толку?» А. Леопольд Понятия, совершенно очевидные для одних ученых, порой кажутся другим глубочайшей ошибкой. Такова судьба и представлений об экологическом равновесии. Причина отсутствия взаимопонимания лежит в области различного толкования слова «равновесие». В механике (статике) оно обозначает состояние покоя, неподвижности, стационарности. Это физическое понимание отражено во многих словарях без упоминания о иных толкованиях. Между тем динамическое равновесие в других разделах физики и в химии означает состояние не покоя, а подвижного баланса в ходе одновременно идущих противоположных процессов, например, испарения и конденсации или синтеза — распада при обратимых химических реакциях. «Равновесие» в данном случае означает сохранение определенного состояния, взаимоотношения. Продолжительность такого равновесия специально не оговаривается, но подразумевается, что она в открытых системах длительна, а в закрытых условно бесконечна. В еще более динамичном понимании слово «равновесие» рассматривается биологией, экологией и географией. Тут оно нацело теряет свой физический смысл и значительную часть признаков «химического» толкования, прежде всего в количественных характеристиках. Вместо условно абсолютного равенства противоположных процессов рассматривается медленно изменяющееся неравенство, например ассимиляция и диссимиляция, баланс вод между сушей и океаном и т. п. Взамен неопределенного времени подразумевается его эволюционные, исторические, даже системно-индивидуальные отрезки. В абсолютных величинах они колеблются от миллиардов и миллионов лет (для космических и геологических систем) до немногих минут (индивидуальное «равновесие» для одноклеточных организмов, существование которых длится несколько более часа). Сохраняется лишь самый существенный признак динамического равновесия — относительная неизменность определенного состояния, или качества рассматриваемой системы. В экосистемах это состояние возникает в результате динамического сопряжения взаимосвязанных экологических компонентов (энергии, газового состава, воды и т. д.) и происходящих в них процессов в пределах, диктуемых внутренними связями и внешними воздействиями. Если происходит смена качества и прежнее равновесие нарушено, может наступить новый его этап или даже весьма отличающаяся форма. Следовательно, экологическое равновесие — сохранение природной или природно-антропогенной системы в качественно определенном состоянии в течение системно-характерного для нее времени (например, для биосферы в рамках крупного эволюционного этапа ее развития — в течение геологического периода). Экологическое равновесие в силу очень расширенного понимания самого слова «экология» можно рассматривать как чисто эволюционное, эволюционно-историческое понятие — соотношение ресурсно-экологических возможностей и хозяйственных потребностей — и как сравнительно кратковременный природный баланс функционального и территориального плана. Эти вопросы были подробно рассмотрены нами ранее* и в разделах 3.9.1 и 3.14 этой книги, поэтому ограничимся упоминанием о них.
Осознание факта «смертности человечества» нередко с порога отметается как порок «финализма». Между тем именно вера в «бессмертие» разоружает науку, заменяет точное знание слепым верованием, что все само собой как-то уладится. Не вера в то, что «кривая вывезет», а активное, как правило, «мягкое» управленческое вмешательство в ход идущих процессов, часто весьма далеких от оптимальных для человечества, с целью направления их саморазвития — задача науки. Это касается и поддержания необходимого людям экологического баланса.
Любые изменения физики планеты неизбежно ведут к переменам энергетических балансов всех био- и экосистем, сдвигам в интенсивности переноса энергии, а, следовательно, новой фазе оптимизации по всем пяти перечисленным пунктам. Меняется величина накопленной в биосфере энергии, ее способность воспринимать и отдавать новые энергетические порции, трансформируются биогеохимические циклы, меняются адаптационные способности и энергетические взаимодействия крупных подсистем биосферы. То же происходит на более низких ступеньках лестницы природно-системной иерархии — на уровне суши и океана, их подразделений — биомов и т. д. (см. главу 2). На экосистемной «ступеньке» происходит сдвиг в соотношении звеньев экологической (в данном случае — энергетической) пирамиды. Например, общий энергетический баланс двух аналогичных (скажем, луговых) экосистем, в одной из которых доминирующими первичными консументами служат крупные копытные животные, а в другой мелкие беспозвоночные-фитофаги (после того, как в экосистеме были уничтожены крупные травоядные млекопитающие, большая часть грызунов и даже значительная доля членистоногих), может быть аналогичен. Но относительные затраты энергии у мелких особей выше, чем у крупных (разд. 3.8.1), механизмы накопления энергии — другие, интенсивность и характер биогеохимического круговорота в экосистеме иная, адаптационные реакции резко отличны, а обмен энергией с другими экосистемами подчиняется особым правилам, не совпадающим у двух рассматриваемых аналогов. Физическое состояние всей ткани биосферы, таким образом, может оказаться очень далеким от исходного. Ход этого процесса управляем лишь до определенной грани, количественная характеристика которой выражается функциональным и территориальным соотношением природных систем различной степени организованности и сложности.
Следовательно, физическое состояние сложных природных систем всецело зависит от общего уровня организации среды. Ее структурная поляризация в ходе освоения человечеством с перенесением центра тяжести на упрощение (монокультуры — максимально упрещенные ценозы) таит в себе потенциальные опасности для людей. Геохимические круговороты, имеющие естественные механическую, физико-химическую и биогенную составляющие, взаимодействующие с техногенной миграцией элементов, в настоящее время охватывают все 104 элемента периодической системы Д. И. Менделеева и многие их изотопы. В силу так называемой технофильности элементов (отношение их ежегодной добычи к среднему содержанию в земной коре, или кларку), а также все большего техногенного геохимического давления, т. е. перехода элемента из техногенного потока в природный, измеряемый в т/км2, на поверхности Земли образуются непропорциональные среднеглобальному естественному фону скопления элементов*. Увеличивается и загрязнение поверхностных геосфер различными веществами — кислотами, нефтью и т. д.
Поскольку, по закону биогенной миграции атомов В. И. Вернадского, миграция химических элементов в биосфере осуществляется при непосредственном участии живого вещества (разд. 3.10), существующее экологическое равновесие определяет как нынешнюю геохимическую ситуацию, так и ту, что сложится в будущем. При этом законы сложения геохимической картины ближайшей и более отдаленной перспективы известны очень мало, если вообще мы что-то знаем с достаточной для практики степенью подробности. Еще менее ясно положение в области биологического сектора глобальной экологии. Живое вещество обладает определенным единством, нарушение которого вызывает компенсаторные реакции. Яснее всего они проявляются в освоении организмами новых экологических ниш,— грубо говоря, занятии ими новых позиций в биологической борьбе всех против всех (разд. 3.8.2). Практически мы ощущаем такие перестройки в виде появления новых массовых вредителей и возбудителей болезней растений, животных и человека. Собственно, явление сверхразмножения вообще есть результат нарушения экологического равновесия, дисбаланса в природной системе: в «дикой» природе вредителей нет.
Вне зависимости от «спускового механизма» пандемий гриппа одновременная адекватная реакция вируса и его носителей говорит о высокой степени единства живого вещества (зако»см. в разд. 3.3), а следовательно, и о глубокой зависимости между видами, его составляющими. Сам факт возможности возникновения и циркуляции вируса одного типа в различных видах животных говорит о их физико-биохимическом сродстве. Непосредственными наблюдениями подтверждается очевидная связь живого в процессе создания биосреды. Так, процент облесенности местности — фактор среды, наиболее часто коррелирующий с состоянием здоровья населения*. Присутствие зелени просто необходимо для человека. Возникает вопрос: до какой степени уменьшения разнообразия экосистем (с антропогенным исчезновением видов и заменой сложных ценозов простыми) будет сохраняться здоровье человечества как целого? Второй вопрос: какова же степень ныне существующего упрощения, экологической депривации, ведущей к потере устойчивости? На первый вопрос пока нет ответа. Ответ на второй вопрос предположителен. Есть основания полагать, что живое вещество в целом уже потеряло порядка 90% генного разнообразия**. Поскольку отсутствуют данные о допустимой потере (ответ на первый из поставленных вопросов), это число нам пока ни о чем не говорит.
Из теоретической экологии хорошо известно, что внешне преуспевающие популяции в ряде случаев могут стоять на пороге серьезных потрясений. Социально-экономические успехи человечества нередко скрывают биологическое неблагополучие, и это делает проблему еще более сложной. Затушевывание экологического дисбаланса весьма обычно. Так, высокие урожаи, получаемые с помощью минеральных удобрений, гербицидов, фунгицидов, инсектицидов и т. п., дающие желаемый экономический эффект, скрывают прогрессирующую минерализацию почв. В ФРГ этот процесс уже давно приобрел угрожающие масштабы****. Высокие урожаи маскируют и тот факт, что сейчас повсеместно наметилась тенденция более высоких темпов разрушения почвенного покрова, чем скорость почвообразования. Для формирования 1 см почвенного слоя требуется в зависимости от условий от 10 до 50 лет*****. Под монокультурой кукурузы дефляция почвы идет со скоростью 1,3 см/год, т. е. во много раз быстрее почвообразования. Приведенные примеры указывают на необходимость превентивной заботы об экологическом равновесии, которое биологически необходимо человечеству, а в социально-экономическом смысле оказыввается экологическим фундаментом развитии общества.
Суммарный экономический эффект природных особо охраняемых территорий, как указывалось в нашей книге о них (см. сноску в начале главы, с. 197 — 205), начал превышать доход традиционного хозяйства, поскольку оздоравливающие и поддерживающие природный баланс свойства этих территорий неотъемлемы от экономического механизма, а рекреационные потребности населения и его нужда в здоровой среде жизни растут опережающими темпами по отношению к остальным нуждам. Особенно ярко последняя тенденция проявляется в густонаселенных развитых странах. Например, в Великобритании уже в 1977 г. расходы на отдых составили 20% бюджета потребителей*.
На высокую экономическую эффективность заповедания указывал еще в 1882 г. известный шведский полярный исследователь А. Э. Норденшельд (1832 — 1901), опубликовавший ксожалению полузабытую статью «Проект устройства в северных странах государственных парков». Ученый говорил о необходимости перевода крупных лесных территорий на особый режим с запрещением рубки и других видов лесопользования ради сохранения природных ресурсов*.
С точки зрения тех положений теории, которые следуют из законов одного и десяти процентов, всей идеологии, изложенной в главе 3 книги, площадь особо охраняемых, или, вернее, целенаправленно охраняемых территорий должна быть такой, чтобы не нарушать упомянутые законы. Строго говоря, это утверждение — революционный переворот во всей теории «заповедного дела» (крайне неудачный термин), или сепортологии, как мы назвали этот раздел знания. Ранее был иной подход. Говорили о сохранении биоты, некоей отвлеченной «природы». Для достижения такой цели нужны лишь относительно небольшие территории. Но для поддержания экологического равновесия всегда охранять требуется либо площади, большие чем неохраняемая их часть, либо жертвовать балансом старого уровня ради возникновения нового. Сохранить можно лишь системные природные совокупности, а не какие-то отдельные компоненты. Это хорошо известно биоэкологам. Вид без сохранения его местообитания неминуемо исчезает. И при этом не один, а в консорционном комплексе. В связи со сказанным следует вести речь о сохранении в той или иной степени неизменном виде подавляющей части пространства планеты — не отдельных процентов территории суши, а в зависимости от степени преобразованности экосистем многих десятков процентов. Эта идеология была отражена на картосхемах изданных мною словарей (рис. 5.1).
Следовательно, поддержание экологического баланса путем организации особо охраняемых территорий различного типа и сепортология как наука, исследующая и оптимизирующая эти процессы, превращаются в социально-экономически значимый инструмент выживания человечества. К сожалению, это познается с большим трудом. С помощью экологической оптимизации можно решать крупные эколого-экономические проблемы, в частности, приостановить процесс опустынивания планеты, например в нашей стране — аридизацию южных районов; резко повысить урожаность полей, сохранить водность рек, баланс вод и продуктивность южных морей. Все это достаточно хорошо известно, но не приобрело характера всеобщих целенаправленных программ. Экологическая оптимизация — интегральная программа, назначение которой создать предпосылки для функционального и территориального механизмов поддержания экологического равновесия. Однако переход от многоцелевой к интегральной программе, т. е. от сетей природных охраняемых территорий к их экологически и социально-экономически обоснованным системам еще не осуществлен. Это хорошо видно на примере организации природоохранных служб и сетей охраняемых участков в США*. В этой стране существуют три природоохранные службы: 1) рыбы и дичи, 2) национальных парков и 3) рекреации и национального наследия.
Соотношение этих типов территорий с принятыми в РФ категориями природных охраняемых территорий следующее. Национальных парков, теоретически предусматривающих юридический статус абсолютно независимого природопользования, в нашей стране пока немного. Национальные природные парки РФ по признаку землепользования сходны с провинциальными, подчиняющимися не центральным, а местным властям и имеющие рекреационное назначение. В нашей стране их юридический статус очень неопределенен. Категории полных резерватов и резерватов направленного режима соответствуют наши заповедники. К группе природных парков и заказников относятся все наши заказники и некоторые национальные природные и природные парки, не являющиеся основными землепользователями на своих территориях. К историческим, культурно-историческим и археологическим заказникам относятся наши так называемые «музеи-заповедники» типа Кижей, Валаама, Соловецких островов и т. д. Группа биосферных заповедников не имеет ярко выраженного юридического статуса. В нее входят как крупные заповедники, так и карликовые (Приокско-Террасный и Центрально-Черноземный заповедники имеют абсолютно охраняемую площадь менее 5 тыс. га, причем последний состоит из нескольких участков), представляющие собой обрывки местных экосистем, хотя изначально предполагалось, что в группу биосферных должны быть включены только большие по площади участки, экологически обособленные от соседних и не затрагиваемые хозяйственной деятельностью. Явное противоречие отвлеченной теории и реальной практики даже при выделении биосферных заповедников указывает на крах весьма прогрессивной в прошлом «эталонной стратегии» заповедного дела. С другой стороны, концепция поддержания экологического равновесия с помощью различных категорий особо охраняемых природных территорий органически дополняется пространственными системами воспроизводства природной среды* и режимов особого природопользования**.
1. Земли, предназначенные для выращивания лесов промышленного назначения. 2. Земли, предназначенные для удовлетворения социальных и близких к ним потребностей. 3. Земли, занятые лесами санитарно-гигиенического назначения. 4. Леса и лесонасаждения специального ветрозащитного назначения, агролесополосы и т. п. 5. Водоохранные и почвозащитные леса. 6. Лесные земли водосборного назначения, регулирующие количество и качество поверхностного и подземного стока. 7. Леса фаунозащитного назначения. 8. Земли под заповедниками, резерватами, заказниками и памятниками природы. 9. Лесные земли, трансформированные или предназначенные для трансформации в сельхозугодья, дороги, населенные места и т. п. Механизм управления экологическим равновесием охватывает все 9 классов земель. Он дает возможность создавать на обширных пространствах режимы особого природопользования, необходимые в наиболее уязвимых местах типа бассейна озера Байкал. В экологическом «пассиве» оказываются лишь 1-й и 9-й классы земель, но даже разумная регуляция промышленных рубок может дать значительный ресурсоохранный эффект. Так, в Республике Коми сведение лесов, а потому их омоложение в ближайшие десятилетия, вероятно, приведет к резкому увеличению прироста лесной биомассы, а следовательно, потребления воды лесами, что может вызвать десятипроцентное снижение речного стока в регионе*. Значит, водность рек зависит от степени вырубки лесов, а потому от соотношения площадей девяти перечисленных классов земель.
На текущем этапе развития знания появляются элементы, необходимые для моделирования и машинной имитации происходящих процессов. Однако пока господствуют эмоции и узковедомственный подход. Наши заповедники, например, создают в местах, на которые не претендуют другие природопользователи, в границах, никак не увязанных с иными категориями землепользования, и как правило, на участках которые кому-то просто понравились своей привлекательностью или нетронутостью хозяйством (экспертная оценка весьма полезна, но почти всегда требует объективного экспедиционно-полевого уточнения, причем в большей мере, чем это ныне практикуется). В силу объективных и субъективных причин существует всемирная тенденция (которую можно оправдать и приветствовать, но нельзя признать строго научным подходом) создавать как можно больше охраняемых участков вне связи с реальностью их сбережения и составления ими системы поддержания экологического баланса. Экологическое планирование как таковое либо отсутствует, либо только декларируется. В прибалтийских республиках была сделана попытка системного подхода к территориальному планированию, но пока не осуществлена из-за переживаемых социально-экономических трудностей. Кажется, нигде в мире нет четкой территориально-экологической политики. В крайних случаях это приводит к катастрофам типа сахельской и приаральской. Поскольку нет даже попыток осознанно (научно) регулировать экологический баланс, возникает природоохранная экспансия, заменяющая планово-экологический подход. Представление о внетерриториальных охраняемых природных объектах — ярчайший пример «неэкологичного» мышления (у нас в стране близкое понятие природно-заповедного фонда было официально принято на Украине и в некоторых других местах). Вне реального пространства, не привязанные к необходимым для них территориям и определяемым ими условиям среды, никакие живые объекты долго существовать не могут. Выделение в качестве «заповедных» видов, отдельных деревьев и т. п.— самообман, попытка «остановить мгновение». Это достаточно ясно показывают расчеты видоохранной способности даже крупных заповедников. Напомним, что они подчиняются закону обеднения разнородного живого вещества в островных его сгущениях Г. Ф. Хильми (разд. 3.2.5 и 3.7.3). Не вдаваясь в подробности очень непростой проблемы относительной изолированности большинства биотопов (так называемой «инсулярно-сти»), соотношения их площади, видового разнообразия живущих в них организмов и скорости их исчезновения из биотопов с различной площадью, заметим, что согласно формуле Вильсона, выведенной для предсказания числа видов животных в зависимости от размеров острова (или исследуемого участка), число видов S равно произведению CAz, где С — параметр, зависящий от числа видов в рассматриваемой таксономической группе, зоогеографическом регионе и при определенном разнообразии среды, А — площадь острова (участка), a z — степень связи числа видов и размера рассматриваемой территории, равная 0,2 — 0,35 для изолированных участков и 0,11 — 0,17 для выборок из более крупных островных сообществ*.
P = (N + n) р, где P — площадь заповедника, N — критическая численность популяции животного, при которой она способна к самовоспроизведению, n — «страховое» поголовье животных в популяции и р — площадь охотничьего (индивидуального) участка охраняемого вида животных. Для травоядных млекопитающих была предложена формула P = (N + п) r/R, где r — потребность одного животного в фураже в год, R — продуктивность по потребляемому корму на 1 га угодий. Какова же должна быть площадь заповедника для сохранения, скажем, такого крупного хищника, как тигр? Минимумом эффективной популяции для крупных животных принято считать равным 1000 особей, что дает сохранение 99% генетического разнообразия после 20 генераций. Следовательно, величина N в формуле (1) должна быть не менее 1000. Примем величину п весьма незначительной и равной '/ю этого количества, т. е. 100. Площадь охотничьего участка тигра на российском Дальнем Востоке колеблется от 200 до 1000 кв. км*.
Р = ( 1000+100) (200+1000) = 220 000 ÷ 1 100 000, откуда следует, что размер заповедника для сохранения тигра должен колебаться от 22 до 110 млн га, что явно нереально, так как это как минимум 1% всей площади нашей страны. Заповедная территория для охраны белого медведя заняла бы весь Северный Ледовитый океан и его побережья, так как эти звери имеют огромные индивидуальные участки. Для всех же охраняемых видов животных и растений пришлось бы признать заповедной всю площадь Земли, что вполне логично, так как только при таком условии можно расчитывать сохранить в первозданной целостности дикую природу планеты. Она была «оптимизирована» именно к пространствам и условиям Земли. Нереальность сохранения вида вне занимаемых им биотопов, а следовательно, необходимость заповедания достаточно обширных площадей обитания и невозможность такого заповедания в размерах, обеспечивающих эффективную охрану некоторых видов, указывают на то, что в природе их исчезновение неизбежно (если конечно, не проводить разумной приро-доподдерживающей политики). Оно произойдет рано или несколько позже, но неотвратимо. Отсюда следует, что во-первых, необходима разработка стратегии сохранения многих видов в искусственных условиях (обширных вольерах, специальных зоопарках и т. п.), во-вторых, целесообразно четкое определение безопасных пределов скорости и объемов потери генофонда, о чем уже говорилось выше, и, в-третьих, есть нужда в территориальной оптимизации в масштабах всей биосферы планеты, обеспечивающей сохранение необходимого минимума в сочетании экологических компонентов (в том числе генофонда), дающего возможность дальнейшего гармоничного физического (биологического) существования и развития человечества. Сбережение целостной ткани живого вещества, которому мы уделяем большее внимание, нежели физическим и химическим компонентам, столь же, если не более, необходимо, чем сохранение физико-химических балансов в биосфере. Живое вещество в значительной мере выступает в этой земной оболочке как управляющая система (это следует из закона биогенной миграции атомов В. И. Вернадского, разд. 3.10). Подчеркивать этот аспект приходится потому, что все еще существует недопонимание того факта, что в природе нет ничего несущественного, чем можно пренебречь. Это тем более так, что многие природные элементы входят в состав потребностей человека (см. главу 7) как необходимая их составная часть. Биологическая, экологическая, социальная и экономическая задачи сохранения нетронутой природы и экологического баланса интегрируются в глобальную проблему. Ведь речь идет о совершенно реальной возможности проявления искусственно вызванной крайне нежелательной внезапной и неуправляемой смены геологических периодов в сроки, к которым абсолютно не готовы ни природа, ни человечество. Вместо ожидаемой ноосферы может возникнуть сфера деструкции — sphaera mortifera (смертоносная сфера). Нынешние темпы опустынивания — не грозное ли тому предупреждение? Проблема столь актуальна и широка в своей комплексности, что трудно определить ее научные границы и те средства, которые были бы общественно оправданными для ее решения. На карту тут поставлена жизнь (а если не она, то благополучие) всех людей мира. Разработка всеобъемлющей эколого-природоохранной программы потребует десятилетий упорного труда и усилий многих тысяч ученых (англичане подсчитали, например, что на каждой квадратной миле земной поверхности в среднем живет 21 млрд 700 млн одних лишь насекомых, а для детального изучения связей в экосистеме широколиственного леса на площади 1 га потребовалась бы работа 40 специалистов в течение 5 лет). Пока же конструировать контуры будущего приходится из очень ненадежных деталей слабого знания. Допустимые сроки кардинального решения некоторых жгучих экологических проблем исчисляются даже не десятилетиями, а единицами лет. Приходится удивляться тому, что это до сих пор еще широко не осознано, и исследования в области поддержания экологического равновесия не превратились в ведущий раздел современной науки. жүктеу/скачать 4.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
Рис. 5.1. Оптимальное соотношение интенсивно эксплуатируемых и экстенсивно используемых, а также особо охраняемых территорий, обеспечивающее экологическое равновесие (в %, по природным зонам)