Проблема сохранения биоразнообразия

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

теория Т. Мальтуса, согласно которой рост численности населения происходит по закону геометрической прогрессии (производство продовольствия при этом растет в арифметической прогрессии)), предполагающие, что скорость увеличения числа людей на Земле пропорциональна числу людей N (так называемая кинетика первого порядка). По такому закону, например, происходит размножение бактерий в ограниченной по объему питательной среде. Рост числа бактерий идет сначала медленно (скорость процесса прямо пропорциональна числу бактерий), но со временем все больше и больше ускоряется и, наконец, приобретает характер “взрыва”. Этот “демографический взрыв” описывается экспоненциальной кривой, приведенной на рис. 1. Постепенно микроорганизмы пожирают окружающую среду и начинают задыхаться в собственных отходах. С этого момента рост “народонаселения” замедляется, а затем вся микробная “цивилизация” переходит “в мир иной”. Такая “экологическая катастрофа” происходит всякий раз при спиртовом брожении, например, вина. При достижении 11 – 13 % спирта бактерии, вырабатывающие ферменты брожения, погибают. Именно поэтому крепость всех сухих вин ограничена этими цифрами. В десертные (крепленые) вина спирт добавляют. Данная схема развития присуща любой цивилизации, паразитирующей на окружающей среде.

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.