Антропогенные преобразования ландшафта

Ландшафтные изменения в современных условиях антропогенного натиска представляют собой все нарастающий постоянно действующий экологический фактор, постепенно развивающийся из регионального в глобальный. Ландшафтные изменения влекут за собой деформации видового состава, структуры и системы связей внутри биогеоценозов. Ландшафты представляют собой исключительно территориальное образование и в этом смысле испытывают непосредственное воздействие деятельности человека, как живого существа, обитающего исключительно на суше. В процессе антропогенеза природные комплексы изменяются таким образом, что это влияет не только на отдельные виды, но и на целые сообщества живых организмов. Экологические механизмы влияния преобразования ландшафтов еще далеко не изучены и пока прорисовываются только в самых общих чертах. В схеме можно говорить о следующих главных направлениях этого процесса (по И.А. Шилову, 2000):

Антропогенные изменения ведут к обеднению видового состава и упрощению биоценотических связей в экосистеме; упрощение почти всегда сопутствует снижению устойчивости систем как к внешним воздействиям, так и к нарушению динамического равновесия внутрисистемных взаимосвязей.

Введение в исходный тип ландшафта элементов мозаичности, связанное с деятельностью человека, увеличивает биологическое разнообразие и усложняет связи в биоценозе; это повышает устойчивость антропогенных биоценозов такого типа.

Антропогенные ("культурные") ландшафты всегда в чем-то несут черты, свойственные каким-либо естественным. Это определяет их пригодность и даже привлекательность для организмов определенных жизненных форм. На этом строится формирование биотических комплексов антропогенных экосистем.

Все эти свойства антропогенных ландшафтов определяют дифференцированную реакцию живых организмов на вновь сформированные условия, как биотические, так и абиотические, и лежат в основе антропогенных сукцессии преобразуемых человеком экосистем.

Самое распространенное изменение антропогенного ландшафта - это его упрощение, создание "ландшафтной монотонности" и на этой основе - разрушение сложных экосистем с заменой их более простыми. Особенно наглядно это видно на примере введения монокультур в сельском и лесном хозяйстве. В условиях монокультур резко обедняется видовой состав растительного сообщества, а вслед за этим и животного населения исходного биоценоза. При распахивании и затем засевании степных залежных земель пшеницей возникает "культурная степь", в которой сохраняются принципиальные особенности рельефа, почвы, теплового и влажностного режимов других ландшафтных параметров степной экосистемы, но сложный травостой заменяется одним видом злаковых, монотонно распределенным по всей площади. Остальные виды растений, а вместе с тем и большое число видов животных, связанных с ними в естественной степени, выбывают из состава экосистемы. Они или отступают в нераспаханные участки, или, что случается чаще, вымирают. Но сохранившиеся виды получают в измененной среде дополнительные условия для наращивания численности (изобилие пищи, упрощение и несовершенство биоценотических регулирующих механизмов). Резкий подъем численности таких видов воспринимается человеком как вредная деятельность, изымающая часть урожая возделываемых культур. Так возникает проблема вредителей; она целиком основывается на упрощении структуры и функций экосистем.

Сходным образом идет процесс упрощения экосистем и при массированных вырубках леса. Если на вырубке осуществляется земледельческая деятельность, то образуется упрощенная "степная" экосистема; в том случае, когда вырубка замещается лесопосадками, то, как правило, это монокультурная экосистема, потому что человеку невыгодно с экологической точки зрения высаживать обычный естественный набор древесных пород, а лучше получить с новых лесных делянок ценные породы леса. В этом случае также налицо упрощенная экосистема, чистота которой поддерживается всей технологией лесного хозяйства, поскольку именно в чистых культурах возможно широкое применение техники как в процессе выращивания ценных лесных пород, так и при последующей эксплуатации леса. Одним из экологических последствий является возможность массовых вспышек размножения вредителей данной породы в силу ослабленного биотического контроля их численности. Обычный таежный короед в нарушенных рубках леса выступает как серьезный вредитель, так как в упрощенных экосистемах биоценотический контроль резко ослаблен.

Установлен также факт увеличения некоторого разнообразия видов при нарушениях человеком природных экосистем, особенно в переходных буферных зонах между природными и антропогенными экосистемами, главным образом, за счет увеличения мозаичности в ландшафтной системе. Это дает возможность некоторой компенсации разрушений в ландшафтах путем целенаправленной деятельности в разнообразии систем за счет усложнения трофических структур биоценозов и тем - самым повышения эффективности естественных регулирующих механизмов.

В открытых ландшафтах (степи, обширные пространства посевных культур подобным типам "целинных" и "залежных" земель) биоценотическое разнообразие может быть создано конструированием лесных полос, живых изгородей, лесных участков. Показано, что такие "интразональные" включения в ландшафт благоприятно сказываются на температурном, влажностном и энергетическом режиме прилегающих территорий. Здесь формируется новый комплекс животного населения, выполняющий функции биоценотического контроля в прилежащих монокультурах или просто организованных сообществах.

Монокультурное сельское хозяйство имеет очень сложную систему собственного "жизнеобеспечения", так как целевая направленность его - это выгода в продуктивности, в получаемой биомассе. А здесь, как говорится, все средства хороши, и первым среди них является применение удобрений и средств борьбы с вредителями и сорняками. Ярчайшим примером может служить монокультурное возделывание хлопчатника в Каракалпакии, где массированное применение удобрений, пестицидов, гербицидов и дефолиантов при "арычной" системе поливного земледелия создало условия практического разрушения прежней экосистемы и формирования антропогенной экосистемы, неспособной к самостоятельному существованию. Попутными эффектами стало нанесение вреда здоровью населения при вдыхании пыли, перенасыщенной ядохимикатами, при ручной уборке хлопчатника, а также за счет употребления питьевой воды, загрязненной дренажными поливными водами.

Внесение элементов мозаичности, повышающей экологическое разнообразие ландшафтов, осуществляется иногда не обязательно целенаправленно, а бывает и стихийным при освоении новых регионов. Возникновение поселений человека внутри лесных массивов всегда связано с расчисткой значительных площадей, формированием сельхозугодий, искусственных водоемов. И в случае, когда нет активного загрязнения выбросами и отходами, это может (как, например, в Канаде в последние 30-40 лет) привести к росту численности бобров, что напрямую связано с увеличением площади лиственных лесов за счет интенсивных рубок хвойных деревьев. К сожалению, нефтегазодобыча в Западной Сибири и особенно в ее северной части имеет исключительно негативный экологический эффект в силу указанного выше колоссального загрязнения углеводородами весьма сенсибильных лесотундровых и тундровых экосистем, многие из которых развиты на зонах вечной мерзлоты.

В населенных ландшафтах элементы мозаичности и усложнения вносятся в экосистемы с появлением поселков в силу развивающегося стремления человека к созданию искусственных водоемов, садов, парков, огородов и т. п. К примеру, в пустынях в антропогенных оазисах формируется своеобразный специально подобранный искусственный комплекс растительности и животных, резко отличный от пустынных фито - и зооценозов. То же происходит и в степной зоне с той разницей, что контраст антропогенных и зональных биоценозов здесь выражен, как правило, не столь резко. В числе привносимых человеком в открытые ландшафты структурных элементов, а это происходит практически всегда при строительстве и отчасти при сельскохозяйственных работах, большое значение имеют такие, которые увеличивают "объемность": "культурный лес", жилые и хозяйственные сооружения, скирды, ометы соломы, склады грунта, полезные выемки и насыпи при создании транспортных инфраструктур и т. д. В этом плане могут иметь значение даже небольшие, на первый взгляд, изменения местности. И.А. Шилов (2000, с. 472) пишет: "прослежено... кучи камней, вынесенных с полей при обработке, привлекают змей, повышая их численность вблизи сельскохозяйственных угодий. В бывшей Югославии в таких условиях концентрация некоторых видов змей - обычное явление".

Дифференцированная реакция разных видов - наиболее общая закономерность биоценотического ответа на антропогенные преобразования ландшафтов. Реакция каждого вида на изменение окружающих условий определяется тем, как соотносятся эти изменения с эволюционно сложившимся отношением вида к комплексу условий его существования, т. е. основывается на экологических правилах оптимума и минимума. Основная причина вымирания видов животных в последние столетия заключается не в физическом их истреблении, а в нарушении условий нормального существования и воспроизведения. Даже в "классических" случаях прямого уничтожения (бизоны, странствующий голубь и др.) фактической причиной вымирания было нарушение основ популяционной структуры и соответственно механизмов репродукции и ее контроля. "Добивали" уже не организованных в саморегулирующиеся популяции особей, доживающих свой индивидуальный жизненный срок. Это позволяет при сохранении популяций в заповедниках или даже в искусственных условиях путем применения необходимых биотехнических мероприятий или через фазу воспроизведения восстанавливать живые организмы, находящиеся на грани исчезновения.

Иногда в условиях культурных ландшафтов постепенно формируются экосистемы сельскохозяйственных ландшафтов, населенных пунктов, зон отдыха и т. п., включающие широкий круг видов вплоть до синантропов - животных, направленно эволюционирующих по линии связи с человеком и в настоящее время почти не встречающихся вне сферы влияния его деятельности.

Процесс синантропизации - постепенный и достаточно длительный. Начинается он с предпочтительного поселения представителей какого-либо вида в антропогенно измененных ландшафтах. Известно, например, что в Европе ряд видов птиц (черный и певчий дрозды, вяхирь и др.) в древесных насаждениях городов и других населенных пунктов достигают большей численности и плотности населения, чем в естественных биотопах. В Подмосковье белые трясогузки гнездятся в постройках человека, а в Финляндии число таких гнездовий достигает более чем 85%. Причина заключается в том, что культурное лесное хозяйство предусматривает расчистку леса от бурелома, куч хвороста, поваленных дуплистых деревьев, что заставляет трясогузку искать защиту гнездовий в постройках человека. В конце 70-х - начале 80-х годов XX в. в Великобритании, Ирландии, Бельгии, Нидерландах регистрировали регулярное питание тундровых лебедей на полях сахарной свеклы, а в ряде случаев даже совместно с гусями, что создавало возможности перезимования для лебедей. Аналогичные случаи использования "складов" пищи, например картофеля, кабанами, лосями и некоторыми другими животными.

На этих же экологических основах строится естественное формирование фауны городов, чисто "человеческих" элементов ландшафта. Однако фактически животные реагируют на города как на конгломерат условий, имитирующих естественные: нагромождение скал, обрывы, леса, водоемы и т. п. На этой основе формируются специфические урбанизированные комплексы видов, использующие эти условия. По И.А. Шилову (2000, с. 474): "Есть данные, что в Центральной Европе до 70% местной герпетофауны (змей) включается в состав обитателей урбанизированной территории, где они связаны с зелеными насаждениями и водоемами. В Санкт-Петербурге гнездится не менее 35% видов орнитофауны (птиц) области".

Особенности городской архитектуры открывают широкие возможности для поселения многих видов птиц и других животных. Часть из них прямо связана с различными строениями, имеющими множество ниш, щелей, уступов, карнизов и т. п. Известно, например, что в Европе расселение некоторых видов птиц, обычно гнездящихся в скалах, прямо связано с распространением каменной архитектуры. Таковы, например, сизые голуби и стрижи. Некоторые виды заселяют городские парки, бульвары и другие озелененные участки города (белки, дрозды, зяблики и др.) или искусственные водоемы (утки). Часть видов концентрируется на городских свалках, в местах сбора мусора и т. п. (грачи, вороны, галки, голуби и даже чайки). Подземные коммуникации широко используются пасюками (крысами).

Плотная застройка создает в городе благоприятный микроклимат, что служит причиной формирования оседлых городских популяций некоторых птиц. Обычно эти популяции отличаются высокой численностью и плотностью, а также исключительной плодовитостью. Это характерно и для заселяющих города грызунов (в том числе и несинантропных). Причиной является обилие корма и практическое отсутствие хищников как биоценотических регуляторов.

Попутным явлением для синантропной фауны обычно бывают адаптационные изменения: растянутые сроки гнездования, широкий диапазон годовой и суточной активности, вплоть до пения дроздов в январе. Забота о городских водоемах сделала их практически непригодными для выплода комаров, однако личинки их теперь развиваются в больших лужах внутри городских зданий (подвалы и др.).

Богатая городская фауна удовлетворяет эстетические запросы человека, способствует возникновению устойчивых, саморегулирующихся экосистем, поддерживая, в частности, сохранность зеленых насаждений - почти единственного источника кислорода в урбанизированной среде. Иногда же возникают и некоторые негативные последствия: некоторые птицы повреждают фруктовые сады и виноградники; создают ощутимые помехи работе аэропортов; голуби способны переносить опасные для человека заболевания. К потенциальным рассадникам инфекций добавляются и активно внедряющиеся в городскую среду популяции одичавших собак и кошек. Все это соотносится с формированием сложных и устойчивых растительных сообществ, но пока озеленение городов ведется зачастую "по наитию", для решения отдельных эстетических задач, без надлежащего экологического обоснования и без учета возможных экологических последствий.

Приспособление к обитанию в измененных человеком ландшафтах не ограничивается лабильными компенсационными реакциями на уровне отдельных организмов. Устойчивое внедрение в антропогенные экосистемы всегда связано с закреплением приспособительных свойств в процессе естественного отбора. Это в определенной мере микроэволюционный процесс. Результатом оказывается образование новых видов, специфически приспособленных к новым условиям существования. Это виды - синантропы, которые в современной фауне уже почти полностью связаны с человеком и созданной им средой, если не считать специфических паразитов, эволюция которых определялась биологическими, а не социальными особенностями человека: из млекопитающих - серая крыса (пасюк), домовая мышь; из птиц - серая ворона, домовый воробей. Несмотря на то, что у всех этих видов имеются популяции, обитающие в "дикой" природе, основные экологические характеристики их связаны с приспособлением к обитанию в антропогенном ландшафте. При этом если мыши и воробьи просто используют те возможности, которые открывают жизнь вблизи человека (общие корма, подходящие убежища, благоприятный микроклимат и др.), то ворона и пасюк активно осваивают окружение человека, опираясь на развитые формы своей высшей нервной деятельности, причем вариабельность и оперативность этих форм определяют все большую тенденцию к укоренению ворон и крыс в окружающей человека городской среде.