Двумя наиболее актуальными мировыми проблемами этого века являются вымирание видов и изменение климата.
В мае 2019 года находящаяся под эгидой ООН Межправительственная научно-политическая платформа по биоразнообразию и экосистемным услугам МПБЭУ опубликовала отчет о биоразнообразии и экосистемных услугах. В нем говорилось, что биоразнообразие сокращается в мире всё быстрее.
Согласно отчету:
около миллиона видов оказались на грани вымирания, многие недавно
три четверти площади суши Земли «серьезно изменено»
численность трети промысловых видов рыбы в морях сокращается, остальные две трети – на пределе устойчивости
за последние две тысячи лет исчезло 82% биомассы обитающих в дикой природе млекопитающих Земли
под угрозой прямого вымирания: 40% земноводных, 30% образующих коралловые рифы книдарий и морских млекопитающих, 10% насекомых
резкий спад численности опыляющих насекомых представляет угрозу как для экосистем, так и для урожайности агрокультур (на сумму около пятисот миллиардов долларов в год)
Основными причинами снижения биоразнообразия Европы являются вызванные интенсивным сельским и интенсивным лесным хозяйством исчезновение местобитания, загрязнение окружающей среды и избыточный вылов морепродуктов, а также распространение чужеродных видов. Состояние природной среды ухудшилось настолько, что это представляет угрозу и для сохранения жизненно важных для людей природных благ. Под угрозой, например, опыление растений, сохранение плодородия почвы, защита от наводнений и климат.
До сегодняшнего дня в Эстонии проблема утраты биоразнообразия не стояла столь остро, однако сейчас беднеет и наша природа.
Для чего нам другие виды?
Подумаем, для чего нам нужны все остальные виды, обитающие на Земле. Очевидно, что нам надо питаться – чем разнообразнее будет наш рацион, тем лучше. Это означает, что мы зависим от весьма большого количества растений и животных. Однако нам также необходим кислород для дыхания, и это означает наличие уже большего количества видов растений, чем мы можем употребить в пищу: деревьев (леса), болот и огромного количества обитающих в Мировом океане водорослей. Мы нуждаемся в бактериях – как в тех, которые разлагают погибшие организмы, так и в тех, которые помогают нам переваривать пищу, а также связывают атмосферный азот и превращают его в пригодные для растений соединения. Их жизнь, в свою очередь, зависит от других видов, так человек и оказывается тем или иным образом связанным со всем живущим на Земле.
Попробуем подумать о видах, которые кажутся нам бесполезными, например, о комарах. В тундре, где комаров невероятно много, им отведена важная роль: личинки комаров служат пищей для личинок приходящих в реки на нерест лососеобразных, а кровожадные стаи комаров подгоняют северных оленей, которые, подолгу оставаясь на одном месте, кое-где уничтожили бы все лишайники. Не все виды комаров незаменимы в природе, однако принцип тот же: межвидовые связи поддерживают природное равновесие. Ивы могут показаться многим бесполезными деревьями, однако их побегами питаются зимой косули, бобры, зайцы и лоси, а из почек получают свой первый весенний мед и пыльцу пчелы. Листьями крапивы двудомной питаются многие красивые бабочки. Зачастую мы не знаем, сколь важна в природе та или иная связь, сколь значимую роль играет в биоценозе тот или иной вид. Уже поэтому все виды важны и заслуживают охраны.
Экологический след
Воздействие человека на среду обитания начали измерять посредством так называемого экологического следа.
Если поделить всю плодородную поверхность Земли между всеми людьми, на одного человека будет приходиться в среднем 2 га. Но по мере роста численности населения мира эта площадь сокращается. Экологический след – это приблизительная площадь территории, необходимой для получения ежегодно потребляемых одним человеком ресурсов и переработки возникших отходов, их складирования или включения в природный круговорот веществ. Экологический след измеряется в глобальных гектарах (т. е. гектарах биологически продуктивной территории или акватории со средним мировым показателем биопродуктивности) на человека в год (гга/чел/г).
Если человечество желает поддерживать устойчивость окружающей среды, средний экологический след ни одного из нас не может превышать двух глобальных гектаров на человека в год. Однако средний экологический след жителя Эстонии составляет 6,86 гга/чел/г. Если бы все народы мира жили, как мы, нам было бы мало и трех Земных шаров.
Средний экологический след жителя Земли составляет около 2,7 гга/чел в год. Таким образом, на текущий момент человечество превысило экологическую «несущую способность» Земли уже на 30% и живет за счет ее «природного капитала». Например, рыбные ресурсы прибрежных морей мира сократились до предела, когда при сохранении текущей интенсивности рыболовства они уже не могут воспроизводиться и согласно прогнозам полностью истощатся около 2050 года.
Порог вымирания, задолженность вымирания и «вихрь вымирания»
В определенный момент численность исчезающего вида или популяции достигает предела, когда вид или популяция уже не может воспроизводиться и начинает вымирать. Такую численность называют порогом вымирания.
Когда условия окружающей среды становятся непригодными, большинство видов вымирают не сразу. Несмотря на то, что они продолжают жить, их жизненная сила и плодовитость снижаются. У деревьев окончательное вымирание может занимать до нескольких веков.
Задолженность вымирания (отложенное вымирание) – это количество видов, которые с наибольшей вероятностью вымрут на территории с изменившейся средой.
Поскольку за последние сто лет изменения в природе происходили стремительно, многие сохранившиеся до наших дней популяции видов обречены на отложенное вымирание.
Чем меньше популяция, тем более беззащитна она перед лицом грядущих изменений. Снижение генетического разнообразия сократившейся популяции еще больше повышает уязвимость. Так вероятность вымирания оказавшегося на пороге вымирания вида/популяции возрастает всё больше – вид или популяция попали в «вихрь вымирания», спастись из которого уже нелегко.
Загрязнение окружающей среды
Когда-то все возникающие при производстве отходы сбрасывались прямо в природу. На сегодняшний день многие страны смогли прекратить массивное прямое загрязнение окружающей среды, однако по-прежнему имеются места, где оно происходит.
В 1950-х годах большую проблему представляли токсины окружающей среды, которые накапливаются в жировой ткани животных, являющихся высочайшими звеньями пищевой цепи, и вызывают у них расстройства здоровья и проблемы с размножением. Наиболее печально известный токсин окружающей среды – ДДТ, который использовался для борьбы с вредителями и для предотвращения распространения малярии и тифа. Затем начало проявляться воздействие ДДТ на окружающую среду, и его использование запретили. Однако появились новые токсины окружающей среды – например, ртутные соединения, использовавшиеся для очистки посевного зерна, в целлюлозной промышленности и в иных целях. Подобное воздействие на окружающую среду оказывали и полихлорированные дефинилы, или ПХБ, использовавшиеся в производстве красок и моторных масел и т. п. После введения запрета на их использование они весьма в большом количестве продолжали попадать в окружающую среду как остаточные продукты химической промышленности. В природе как ПХБ, так и ДДТ разлагаются очень медленно, и в экосистемах их содержится еще много.
Опасность новых веществ может проявиться лишь по прошествии некоторого времени. Например, глифосфат (основное действующее вещество средства для борьбы с сорняками Roundup) оказался для природы гораздо опаснее, чем считалось изначально.
Пальмовое масло
Получаемое из плодов масличной пальмы масло составляет треть от всех используемых растительных масел. Во многих странах оно является повседневным пищевым маслом, пальмовое масло входит в состав многих различных товаров: печенья, конфет, кремов, мыла и т. д. Из пальмового масла производят также «экологичный» биодизель: в Европейском Союзе его подмешивают в автомобильное топливо. На сегодняшний день известно, что производство пальмового масла влечет за собой огромное количество проблем для окружающей среды: для создания пальмовых плантаций в тропических странах вырубаются дождевые леса. Это поставило многие виды под угрозу вымирания, а также вынудило многих людей покинуть привычные территории обитания. Поэтому с 2030 года использование пальмового масла в качестве топлива в Европейском Союзе будет запрещено.
За полвека Борнео и Суматра лишились из-за пальмовых плантаций более половины своих дождевых лесов. На вырубках возникают обширные лесные пожары, в которых гибнет много животных. Считается, что в ближайшие пару десятилетий на Борнео и Суматре будут уничтожены все не находящиеся под охраной дождевые леса. Даже на заповедных территориях ведутся незаконная вырубка леса и браконьерство.
Пластиковые отходы
Синтетические смолы, пластмассы (или пластики) используются человеком чуть более ста лет. Они успешно заменили многие природные материалы, и многие из них обладают инновационными полезными свойствами. Пластики считаются химически инертными и потому относительно безопасными для природы материалами, однако постепенно в биоценозах начали проявляться их вредные воздействия.
Проглатывание пластмассы непосредственно убивает морских животных, однако еще большую угрозу представляют собой продукты разложения пластика, или микропластик. Микропластиком называют все нерастворимые в воде фрагменты пластика длиной менее 5 мм. Микропластик возникает, например, при стирке содержащей синтетические волокна одежды, истирании автомобильных шин, высвобождении добавленных в гигиеническую и косметическую продукцию частиц или просто при разложении пластика в природе.
С 1980 года пластиковое загрязнение увеличилось в десять раз, и в 2019 году площадь состоящих из пластика и химического загрязнения «мертвых зон» морей Мирового океана превышала площадь Великобритании.
Исчезновение насекомых
В 2017 году немецкие ученые обнаружили, что за последние 27 лет биомасса летающих насекомых в различных заповедниках Германии сократилась примерно на 45%. Основную вину за это возлагают на сельскохозяйственные яды.
Сокращение численности насекомых привело к сокращению численности насекомоядных птиц. За 30 лет численность гнездящихся в сельскохозяйственных угодьях Европы птиц сократилась более чем наполовину, исчезло более 300 миллионов птиц.
Без опылителей многие растения не дают плодов и семян. Во всем мире вызывает беспокойство участившаяся смертность медоносных пчел, наиболее серьезную форму которой называют синдромом разрушения пчелиных семей. В таких семьях за короткий срок исчезают все рабочие пчелы, и зачастую в улье остается только пчеломатка с расплодом. Считается, что это обусловлено совокупностью многих факторов, важнейшим из них является контакт с сельскохозяйственными ядами.
К спасению медоносных пчел прилагают много усилий. Прийти на помощь природным опылителям не так-то легко. Многие виды шмелей в мире уже стали крайне редкими. Например, моховой шмель (Bombus muscorum) уже достиг предела вымирания во многих странах Западной Европы.
Гибель коралловых рифов
Крупнейшие созданные живыми организмами «строения» в мире, коралловые рифы, распространены на мелководье во всех теплых морях мира. Кораллы создают разнообразную жилую среду для многих морских организмов – с рифами связано около четверти всех видов Мирового океана. Пойманный на рифах улов служит пропитанием примерно для миллиарда людей.
За последние тридцать лет во всем мире погибло около половины коралловых рифов. Согласно прогнозам, окончательная гибель рифов произойдет к 2050 году. Главными причинами тому являются потепление климата и окисление морской воды. В теплых морях для того, чтобы коралловые рифы начали обесцвечиваться, достаточно местами повышения среднегодовой температуры воды на полградуса, и тогда прерывается связь между образующими рифы полипами и водорослями – зооксантеллами. Цветными кораллы делают именно зооксантеллы, с их исчезновением кораллы потеряют цвет.
Повышению концентрации CO2 в атмосфере сопутствует и его большее растворение в поверхностном слое океанической воды, что приводит к повышению кислотности Мирового океана. А это вызывает расщепление состоящего из карбоната кальция скелета кораллов и препятствует образованию нового.
Помимо изменения климата, угрозу для кораллов представляют интенсивный туризм и судоходство, погребение под отложениями, лов донным тралом и любые загрязнения морской воды.
Уничтожение тропических дождевых лесов
Более половины описанных видов мира обитает в тропических дождевых лесах, хотя эти леса и покрывают всего 6% суши нашей планеты. Еще до 1950 года тропические леса занимали вполовину большую территорию.
Сейчас ежегодно уничтожается около 140 000 квадратных километров дождевых лесов (чуть менее трети территории Эстонии). Этим разорением руководят деревообрабатывающие компании, которые вывозят из лесов наиболее ценную древесину, дальнейшую работу по уничтожению производят сельскохозяйственные предприятия или жадные до земель местные жители, которые выжигают вырубки для создания плантаций или пастбищ. Знаменитые пожары в дождевых лесах Амазонии в 2019 году происходили именно на таких территориях. В наибольшей опасности находятся по причине быстрого роста населения дождевые леса Западной Африки. Стремительно исчезают и дождевые леса Юго-Восточной Азии и Центральной Америки. В Южной Америке и Центральной Африке еще остались обширные лесные территории, однако и их площадь сокращается слишком быстро.
С исчезновением дождевых лесов гибнут и виды Большинство населяющих дождевые леса видов являются специализированными и обитают на весьма небольших территориях – особенно в горных лесах, где распространению видов препятствует разница высот.
Опасности, подстерегающие перелетных птиц
В пути перелетных птиц подстерегает множество опасностей. Им приходится пересекать большие моря и пустыни или высокогорья, невзирая на шторм, дождь, снег, холод и зной, искать пропитание и избегать хищников в незнакомых условиях. Однако эти опасности были одинаковыми многие века, и в ходе эволюции птицы адаптировались к ним. Значительно чаще фатальными для перелетных птиц оказываются новые угрозы, созданные людьми.
Водоплавающие птицы часто погибают по причине загрязнения морской воды и застревания в рыболовных сетях, однако для них также жизненно необходимо, чтобы водно-болотные угодья, где они тысячелетиями привыкли отдыхать и кормиться в пути, не исчезли и не были загрязнены. В Европе водно-болотные угодья были со временем осушены, однако в Эстонии их сохранилось много, и это делает нашу страну важным местом остановки птиц на пути миграции через Восточную Атлантику. Расположенные к югу от Сахары водно-болотные угодья Африки жизненно необходимы для перелетных птиц, поскольку их мало и люди интенсивно используют их. Многие водно-болотные угодья были также осушены или обмелели из-за чрезмерного водопользования. Если подходящих для гнездования территорий становится меньше, а площадь пригодных для зимовки территорий также сокращается, может увеличиться и протяженность миграционного пути, что еще больше повышает риск вымирания.
Многие перелетные птицы гибнут от рук охотников и браконьеров. Только на острове Мальта ежегодно убивают и ловят около трех миллионов перелетных птиц. В 2013 году было обнаружено, что на побережье Египта установлено 700 км ловчих сетей, в которые попало около 140 миллионов перелетных птиц.
Международный Красный список и категории охранного статуса видов
Международный союз охраны природы (МСОП) делится информацией о находящихся в опасности видах посредством Красного списка. Для определения глобального природоохранного статуса видов выделено 9 категорий. Виды, входящие в 3, 4 и 5-ю категории (CR; EN; VU), считаются видами, перед которыми в ближайшем или отдаленном будущем стоит реальная угроза вымирания.
Вымершими (EX – extinct) являются виды (или какой-либо иной таксон, например, подвид), ни одной особи которых уже нет в живых.
Исчезнувшие в дикой природе (EW – extinct in the wild) виды существуют исключительно в культивированном виде, обитают в неволе или в качестве натурализовавшейся популяции за пределами первоначального ареала.
Для находящихся на грани полного исчезновения (CR – critically endangered) видов чрезвычайно велик риск в ближайшем будущем (в течение 10 лет или трех поколений) исчезнуть в дикой природе.
Для вымирающих (EN – endangered) видов имеется большой риск оказаться в ближайшем будущем на грани полного исчезновения или исчезнуть в дикой природе.
Уязвимый (VU – vulnerable) вид рискует примерно в течение века исчезнуть в дикой природе или стать вымирающим.
Близкий к уязвимому положению (NT – near threatened) вид на текущий момент еще нельзя считать непосредственно уязвимым.
Вызывающий наименьшие опасения (LC – least concern) вид не считают находящимся под угрозой вымирания или в близком к уязвимому положению.
Статус «Недостаток данных» (DD – data deficient) присваивается видам, для оценки угрозы которым недостаточно информации.
В категорию «Не оценено» (NE – not evaluated) входят виды, угроза для которых пока не оценивалась.
Охрана видов и биоценозов
Для охраны заметных видов, например тигров, носорогов, горилл или панд, в мире создано большое количество национальных парков и заповедников. Для них многие готовы жертвовать свои деньги или время. Эти виды бережно охраняются в качестве государственных символов и объектов туризма. Однако этого недостаточно для остановки сокращения численности их популяций или предотвращения вымирания. Зачастую заповедники начинают создавать лишь тогда, когда популяции находящегося под угрозой вида сократились до опасного предела. В такой ситуации и начинают усиливаться естественные причины вымирания. Виды надежно защищены только тогда, когда достаточно охраняется их биоценоз – и это подразумевает также охрану тысяч видов.
Фокальные виды
Фокальными называют виды, охрана которых позволяет защитить и другие виды. Одной из категорий фокальных видов являются индикаторные виды – виды, присутствие, отсутствие или изменение численности которых демонстрирует состояние какого-либо необходимого для их жизни условия. Численность индикаторных видов свидетельствует о качестве биоценоза.
Вторая группа фокальных видов нуждается в обширной территории, при охране которой под охраной оказываются и многие другие виды. Такие виды называют зонтичными, и их представителями в Эстонии являются, например, орлы, черный аист, обыкновенная летяга и глухарь, в окрестностях мест гнездования и токования которых запрещена деятельность человека.
В интересах биоценозов и экосистем крайне важно защищать и ключевые виды, т. е. виды, значение которых для биоценоза огромно. Типичными ключевыми видами являются крупные травоядные и крупные хищники, а также, например, бобр.
Лесное хозяйство и охрана видов
Официально лесом покрыто чуть более половины территории Эстонии. Однако лес бывает двух типов.
Естественный лес характеризуют разновозрастный древостой, большое количество сухостоя и большое видовое разнообразие. Там много старого леса, однако в возникших после лесных пожаров, бурь и падения старых деревьев «окнах» в скором времени начинают расти молодые деревья.
В хозяйственном лесу обычно имеется одновозрастной древостой одного или двух видов. В лесу, где непрерывно ведется лесное хозяйство, не возникает сухостоя. Лес рубят и обновляют сразу, как только еще относительно молодые деревья достигают желаемого диаметра. Времени от посадки до рубки деревьев недостаточно для полноценного формирования лесного биоценоза. Сплошная рубка расщепляет лесной ландшафт. Сейчас 12–15% наших лесов составляют лесные угодья, где леса в экологическом смысле нет.
Фрагментация лесов и уменьшение количества старых лесов приводят к исчезновению видов, нуждающихся для жизни в более крупных лесных массивах, тишине и естественном лесе – нетронутой моховой подстилке, чистом лесном ручье, деревьях с развесистыми кронами, разлагающейся или горевшей древесине.
Всё это уже случилось в Швеции и Финляндии, где большая часть леса поставлена на эффективный конвейер деревообрабатывающей промышленности. Финляндия покрыта лесом на 70%, однако финский эколог Пентти Линкола назвал ее одной из наиболее безлесных стран Европы.
Сельское хозяйство и охрана видов
Из всех видов деятельности человека сельское хозяйство изменило наземные биоценозы Земли сильнее всего. Поля, плантации и луга заменяют былые леса, болота и природные луга – из всех наземных биоценозов значительно изменено около 75%, большая часть этой территории используется в сельском хозяйстве. Однако потребность человечества в пище всё растет, это влечет за собой как увеличение площади полей, так и усиление интенсивности сельского хозяйства.
Современные большие поля являются монокультурными – на них пытаются выращивать только один вид культурных растений одновременно, природные виды вытесняются посредством технических приемов и гербицидов. Поэтому сельскохозяйственные биоценозы отличаются низким видовым разнообразием, оттуда исчезают как эдафон и полевые птицы, так и опыляющие растения насекомые.
В органическом сельском хозяйстве не используется химических пестицидов и минеральных удобрений. Это позволяет сохранить почвенную и полевую биоту.
СИТЕС, или Вашингтонская конвенция
Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения, или Вашингтонская конвенция (СИТЕС) – это важнейшее соглашение, охраняющее виды от губительного воздействия международной торговли. Это соглашение заключено в 1973 году и на сегодняшний день ратифицировано более чем 180 государствами.
Приложения к СИТЕС содержат перечни видов, на основании которых осуществляются контроль и надзор за международной торговлей. Присоединившиеся к конвенции страны принимают устанавливаемые в этих странах ограничения на торговлю и эксплуатацию. Приложения к СИТЕС не отражают охранный статус какого-либо вида, а скорее то, в какой степени международная торговля может повлиять на тот или иной вид.
В Приложение I включено более 1200 находящихся под угрозой видов растений и животных, торговля которыми в коммерческих целях категорически запрещена. Из обитающих в Эстонии видов туда входят, например, орлан-белохвост, сапсан, атлантический осетр и речная выдра.
В Приложение II включено около 21 000 видов, непосредственному существованию которых ничто не угрожает, однако которые могут оказаться под угрозой по причине торговли. Приложение II распространяется также на популяции включенных в Приложение I животных и растений, разводимых и выращиваемых в искусственных условиях в коммерческих целях. Из обитающих или произрастающих в Эстонии видов в приложение II входят, например, волк, черный аист, медицинская пиявка и орхидные.
В Приложение III включены виды, которые не находятся под угрозой на международном уровне и ограничения на торговлю которыми желает ввести какое-либо конкретное государство. В Эстонии отсутствуют виды, включенные в это приложение.
Восстановление вымирающих видов
азвитие генной технологии создало принципиальную возможность возродить и вымершие виды – разумеется, если сохранился их генетический материал.
Из четырех подвидов пиренейского козла вымерло два. Последняя особь подвида погибла в 2000 году, однако до этого у нее была взята проба ткани, которая была сохранена в жидком азоте. Выделенными из этой ткани клеточными ядрами в 2003 году были заменены оплодотворенные яйцеклетки родственных видов козерогов, а выращенные эмбрионы были пересажены домашним козам. Из 57 эмбрионов до родов дожил один, который после этого скончался. Несмотря на это, вид еще надеются вернуть к жизни.
Один раз зубр вымер в природе – последняя особь основного вида была убита в Беловежской пуще в 1921 году, а три последних зубра кавказского подвида – в 1927 году. В зоопарках оставалось всего 12 животных (11 представителей основного вида и одна особь кавказского подвида). От них происходят все живущие сегодня особи, так что основной проблемой для зубров являются низкая генетическая изменчивость и родственное скрещивание. Зубры были сначала поселены в Беловежской пуще на огороженной территории в 1929 году, а выпущены в дикую природу там же в 1951 году. На сегодняшний день поголовье зубров увеличилось, и они выпущены в дикую природу во многих других странах Европы, включая Латвию и Литву.
Экологические коридоры
Сокращение площади и фрагментация мест обитания являются одними из основных причин вымирания видов. Поэтому важно сохранить пути сообщения, позволяющие видам перемещаться между различными подходящими для них местами обитания.
Экологический коридор (также природный или миграционный коридор) – это полоса природных биоценозов на окультуренном ландшафте, которая соединяет заповедники или отделенные друг от друга места обитания и позволяет видам мигрировать.
Экологический коридор целостен и непрерывен, ему подобны так называемые «экологические подножки» (англ. stepping stones – прим. пер.), которые представляют собой отдельные «островки» мест обитания, образующие путь миграции.
В наши дни одной из наиболее частых причин фрагментации мест обитания является постройка автомобильных и железных дорог. Для их пересечения строится экодук, т. е. мост или тоннель, позволяющий диким животным пересекать дороги, каналы или иные искусственные препятствия.
Обязанность сохранения системы экологических коридоров, или «зеленой сети» предусмотрена Законом о планировании ЭР как на государственном и уездном, так и на местном уровне.
Восстановление мест обитания
В целях сохранения и повышения биоразнообразия началось восстановление биоценозов, которые когда-то погибли или были нарушены из-за изменений землепользования. В Эстонии восстанавливаются болота, участки рек и различные полуприродные биоценозы. Так, у нас восстанавливают лесолуга и альвары, которые после прекращения покоса и выпаса скота поросли кустарником, лишившись характерного для них видового разнообразия. В ходе восстановления с заросшего альвара следует убрать сосны, проредить можжевельник и возобновить на участке выпас скота. Альваров в мире очень мало, вследствие чего они нуждаются в особой защите. Треть существующих в мире альваров находится в Эстонии, и столь же крупные альвары есть только в Швеции на островах Эланд и Готланд. Вследствие зарастания альваров многим произрастающим там видам грозит отложенное вымирание. Подобным образом восстанавливают и лесолуга, только после восстановления вместо выпаса скота их следует косить. На покосах можно засеять семена или посадить саженцы исчезнувших там видов.