Сохранение биоразнообразия как основное условие обеспечения устойчивости экосистем

    Причин  необходимости сохранения биоразнообразия  много: потребность в биологических  ресурсах для удовлетворения нужд человечества (пища, материалы, лекарства и др.), этический и эстетический аспекты (жизнь самоценна) и т.д. Однако главная  причина сохранения биоразнообразия  состоит в том, что оно выполняет  ведущую роль в обеспечении устойчивости экосистем и Биосферы в целом (поглощение загрязнений, стабилизация климата, обеспечение пригодных  для жизни условий). Биоразнообразие  выполняет регулирующую функцию  в осуществлении всех биогеохимических, климатических и других процессов  на Земле. Каждый вид, каким бы незначительным он не казался, вносит свой вклад в  обеспечение устойчивости не только “родной” локальной экосистемы, но и Биосферы в целом.      

    Естественные  биологические виды биосферы образуют внутренне сильно коррелированные сообщества. Взаимодействие видов между собой и окружающей их средой осуществляется так, что сообщество и окружающая его среда (назовем это экосистемой) остаются пригодными для существования всех видов, входящих в это сообщество. В среднем в отсутствие внешних возмущений окружающая сообщество среда остается неизменной (стационарной), и взаимодействие видов сообщества с окружающей средой осуществляется на базе полностью замкнутых круговоротов веществ. Все, что используется одними видами из сообщества, отдается в том же количестве и в том же химическом составе другим видам. Поэтому любые компоненты окружающей среды не представляют собой ресурс для потребления каким-либо одним видом сообщества: потребление каждого вида должно быть жестко сбалансировано с потреблением остальных видов.

    При возникновении внешних возмущений окружающей среды баланс потребления  видов сдвигается в направлении, компенсирующем внешнее возмущение и возвращающем окружающую среду  в невозмущенное состояние. Таким  образом, все жизненные процессы особи каждого естественного  вида сообщества представляют собой  строго определенную работу по стабилизации окружающей среды. Выполнение этой работы зафиксировано в генетической информации (геноме) вида. Только строго определенная генетическая информация и определенный набор естественных видов сообщества могут устойчиво поддерживать свойства локальной окружающей среды сообщества. Совокупность всех сообществ биосферы поддерживает пригодную для жизни  окружающую среду в глобальных масштабах. Совокупность всех естественных видов  биосферы образует биоту Земли. Поддержание  устойчивости окружающей среды естественными  видами сообществ биосферы и может  быть названо биотической регуляцией окружающей среды.

    Естественные  сообщества реагируют на внешние  возмущения окружающей их среды в  соответствии с отрицательными обратными  связями. При любых отклонениях  характеристик окружающей среды  от равновесного и оптимального для сообщества состояния в функционировании сообщества возникают изменения, компенсирующие эти отклонения. Функционирование сообщества сводится к функции синтеза и разложения органических веществ. Органические вещества представляют собой высокомолекулярные соединения, находящиеся либо в фазе живых организмов, либо в твердой или растворенной в воде фазе мертвой органики. Мертвые органические вещества, хотя и составляют элемент окружающей среды, представляют собой достаточно инертную ее часть, не влияющую на важнейшие для жизни характеристики среды. Изменяя запас органических веществ как в живом, так и в мертвом состоянии, биота способна регулировать концентрации неорганических веществ в окружающей среде, в частности концентрации важнейших парниковых газов, и тем самым влиять на климат. Механизм биотических компенсаций возмущений окружающей среды состоит в направленном отклонении от замкнутости круговорота веществ. Это приводит к возникновению биотических источников (при разложении органики), восполняющих недостатки концентраций неорганических веществ, или стоков (при дополнительном синтезе органики), уменьшающих в среде избыточные концентрации неорганических веществ.

    Скорости  восстановления окружающей среды пропорциональны  величинам отклонений от равновесного состояния. Коэффициенты пропорциональности (коэффициенты релаксации) максимальны  при невозмущенной биоте, характеризуя соответствующие обратные связи, т.е. устойчивость окружающей среды. С ростом возмущения биоты и отклонения сообществ  от их естественных состояний коэффициенты релаксации сначала уменьшаются  и затем изменяют свой знак, когда  величина возмущения становится больше порогового значения. После этого  отрицательные обратные связи сменяются  на положительные, окружающая среда  теряет устойчивость и вместо биотической  регуляции возникает биотическое  разрушение.

    При искажении генетической информации у небольшой части особей популяции  или интродукции инородных видов  в сообщество эти особи воспринимаются сообществом как внешнее возмущение. Нормальные особи естественных видов  сохраняют способность компенсировать это возмущение, если оно остается меньше определенной пороговой величины, другими словами, если сообщество продолжает сохранять свою естественную природу.

    При величине выше этого порога сообщество теряет способность поддерживать устойчивость окружающей среды. Для обеспечения  биотической регуляции окружающей среды необходимо поддерживать биоту  Земли в допороговом состоянии, т.е. сохранять слабо возмущенные  естественные сообщества на большей  части территории Земли. Освоенные  человеком культурные сорта растений и породы животных, а также интенсивно эксплуатируемые леса уже утратили способность к биотической регуляции  окружающей среды. При полном освоении биосферы человеком биотическая  регуляция была бы необратимо разрушена, и человеку пришлось бы осуществлять техногенное управление окружающей средой в глобальном масштабе. Однако заменить биотическую регуляцию окружающей среды техногенной невозможно. Человечество никогда не сможет достигнуть таких величин потоков информаций, которые перерабатывает биота Земли, когда каждый микрон земной поверхности контролируется сотнями независимых организмов, каждая клетка которых перерабатывает потоки информации, сравнимые с потоками информации в современном персональном компьютере.

    Согласно  оценкам, допустимый относительный  порог использования человеком  чистой первичной продукции биоты  составляет около 1%, тогда как к настоящему времени он достиг примерно 10%. Важный факт состоит в том, что в условиях невозмущенной допороговой природы среды глобальный биогеохимический круговорот биогенов замкнут с высокой степенью точности порядка 0.01%. За последнее столетие эта замкнутость уменьшилась на один порядок величины, причем на всей суше в направлении, соответствующем положительным, а не отрицательным обратным связям. Это (при сохранении подобной тенденции) грозит глобальной экологической катастрофой, которая выразится в разрушении существующей биосферы через несколько столетий. Таким образом, фундаментальное значение приобретает динамика биосферы. (Горшков, 1995)

Глава 3. Биоразнообразие ЧР.

    Млекопитающих  Чувашии 58 видов наиболее яркими предстаителями являются волк, лисица, заяц-русак, бурый медведь, рысь, барсук, куница, лось, кабан, лесной хорёк, тушканчик, суслик, крот, хомяк, ёж, и др. Зарегистрировано 272 вида птиц, из 19 отрядов, среди них: сова, серая цапля, ястреб, клёст, снегирь, ласточка, воробей, жаворонок, стриж, желна, кукушка, тетерев, рябчик, глухарь, дрозд, поползень, синица, горихвостка, рябчик, куропатка, коростель, сокол, белый аист и другие. 11 видов земноводных — гребенчатый тритон, обыкновенный тритон, обыкновенная чесночница, краснобрюхая жерлянка, серая жаба, зеленая жаба, травяная лягушка, остромордая     лягушка, озёрная лягушка, съедобная лягушка, прудовая лягушка. Пресмыкающихся Отмечено 6 видов: прыткая ящерица, живородящая ящерица, веретеница, обыкновенная гадюка, обыкновенный уж, медянка

    Также на территории Чувашии отмечено более 2500 видов жуков          (109 семейств, в том числе — жужелицы, плавунцы, стафилиниды, пластинчатоусые, листоеды, усачи, слоники) и более 1580 видов бабочек, 254 видов жужелиц, 39 видов муравьёв, а так же 52 вида роющих ос. В Красную книгу Чувашии включены виды: жук-олень, бронзовка зелёная, обыкновенный отшельник и др. В 2010 году на состоявшейся комиссии по фауне Чувашии Комиссией признаны факты находок новых видов республики за последние 50 лет – обыкновенного фламинго (июнь-август 2009 г.) и большого баклана (2 залета в 2009 г.) – и факты первого гнездования двух других видов – серого гуся (2-3 факта за последние 5 лет) и ходулочника (лето 2009 г.). Признана достоверной также находка 24 мая 2007 г. просянки.

    За  последние годы из-за запрета на отстрел поголовье лосей значительно  увеличилось. Их число превышает 1000 голов. В республике обитают они  в основном в Присурских лесах. Также  в последние годы наблюдается  заметное увеличение поголовья кабанов, обитают барсук, горностай, европейская  норка, хорь, куница, енотовидная собака, лиса, зайцы и белка. В Чувашию  завезен бобр. В бассейне Суры обитают  выхухоль и выдра. В реках обитают  ценные промысловые рыбы. Среди рыб в озерах и реках республики преобладают лещи, щуки, стерляди, подусты, также встречаются караси, лини. Численность многих видов зависит от качества воды, химического состава дна водоема. 

    На  полях и лугах - лисы, волки, заяц-русак, светлый хорь, суслики, хомяки и некоторые  другие виды, а из птиц - жаворонок, перепел, чибис и многие другие. В населенных пунктах, парках и садах селятся  мухоловки, снегирь, щегол, соловей, дрозды, сороки, грачи, галки, вороны, воробьи, голуби, синицы и т.д. 

    Многие  из них являются вредителями сельского  хозяйства (картофельная нематода, колорадский  жук, озимая совка и др.) и лесного  хозяйства (жуки-короеды, усачи, дубовая  листовертка, непарный шелкопряд и  др.). Ряд представителей беспозвоночных используется в борьбе с вредителями (жуки-коровки, златоглазка, наездники). К редким видам, требующим охраны, относятся аполлон, жук-олень, отшельник  пахучий, многие виды шмелей и др. Состав фауны беспозвоночных представлен  таежными, неморальными, лесостепными и степными элементами. В последние  годы наблюдается проникновение  в республику значительного числа  южных степных видов, происходящее по агроландшафтам и руслам рек.

    Фауна позвоночных животных Чувашии характерна для лесостепи. Ее особенностью является наличие значительного числа  летучих мышей, сонь, красной полевки, медведя и рыси. Крапчатый суслик, большой тушканчик, степная пеструшка, сурок, слепыш и серый хомячок - типичные степные формы. Часть животных Чувашии  относится к фауне южной тайги (северные виды), ядро которой составляют такие виды как лось, красная полевка, бурундук, из птиц - глухарь, рябчик, гоголь, ястребиная сова, мохноногий сыч, трехпалый  и черный дятлы, клест-еловик, щур, снегирь, свиристель. К этой группе также  относятся заяц-беляк, бурундук, белка-летяга, полевка красная, горностай. Северными  таежными птицами являются утка свиязь, сокол-дербник, канюк, белая куропатка, глухарь, рябчик и др.

    Территорию  Чувашии заселяет сравнительно небольшое  число южных видов. Из насекомоядных  млекопитающих - это выхухоль; из рукокрылых - гигантская вечерница; из грызунов - тушканчик, крапчатый суслик, серый хомяк; из зайцеобразных - заяц-русак; из хищных - хорь степной; из птиц - выпь малая, змееяд, осоед, коршун, лунь луговой и др. К западным формам фауны республики относятся: из птиц - лесной голубь вяхирь, зеленый дятел, завирушка, черный дрозд, малиновка, синица-лазоревка, иволга, серая ворона, грач и др.; из рептилий - веретеница и медянка; из амфибий - прудовая лягушка и жерлянка.

    Фауна рыб водоемов характеризуется обилием  карповых - леща, плотвы, язя, сазана и  др. Северные виды представлены налимом  и хариусом, южные - сазаном, подустом, чехонью, сомом, жерехом и др. Из-за строительства каналов, соединяющих  Волгу с северными реками и  озерами, в водоемы республики стали  проникать северные рыбы - снеток, белозерская  ряпушка, пелядь, ротан и угорь; южные - тюлька, игла-рыба и толстолобик.

    Из  промысловых зверей в лесах Чувашии  обитают лось, норка, хорь, куница, лиса, заяц, белка и др. Реакклиматизирован бобр. Антропогенное воздействие  привело к тому, что численность  большинства видов позвоночных  в последние годы снижается (кроме  синантропных грызунов). К редким видам относятся выхухоль, сурок-байбак, змееяд, скопа, беркут и др.

      В Чувашии биоразнообразие сохраняется с благодаря обширной сети ООПТ. В республике насчитывается 97 особо охраняемых природных территорий площадью свыше 100 тыс. га. Действуют три особо охраняемые природные территории федерального значения. Это государственный природный заповедник "Присурский" (9,15 тыс. га), Национальный парк "Чаваш вармане" (25,2 тыс. га), Чебоксарский филиал главного ботанического сада РАН (177 га, коллекции растений более 2 тыс. видов) и 94 особо охраняемых природных территорий республиканского значения, в том числе 67 памятников природы, 12 государственных природных заказников, четыре госохотзаказника, один дендрологический парк, одно заповедно-охотничье хозяйство, четыре округа санитарной охраны, пять лесных генетических резерватов.