Антропогенное воздействие на биотические системы

Введение 

    Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных  процессов. Главным событием эволюции биосферы признавалось  приспособление организмов к изменившимся внешним условиям путем изменения внутривидовой информации. Гарантом  динамической устойчивости биосферы в течение миллиардов лет служила естественная биота в виде сообществ и экосистем в необходимом объеме. Однако по мере возникновения, совершенствования и  распространения новых технологий (охота — земледельческая  культура — промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в  большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по силе, мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они  человеком, а потому называются антропогенными. Под  антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных,  культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную среду.

    Известный эколог Б. Коммонер (1974) выделял пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в  экологические процессы:

    — упрощение экосистемы и разрыв биологических  циклов;

    — концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

    — рост числа ядовитых отходов от химических производств;

    — введение в экосистему новых видов;

    — появление генетических изменений в организмах растений и животных.

    Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком  сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки, и др.

    Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными  антропогенными воздействиями. По своей природе, глубине и площади распространения, времени действия и характеру приложения они могут быть различными (рис. 1, по Е. М. Сергееву, В. Т. Трофимову, 1985).

Рис. 1. Классификация целенаправленных антропогенных

воздействий на биосферу

    Анализ  экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

    Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных  акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также исчезновении видов животных и растений.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Значение леса  в природе и  жизни человека  

    Главенствующее  значение в природе и в жизни  человека имеют леса. Россия богата лесом. Более 1,2 млрд га, или 75% от площади  земельных угодий, занимают леса. Ни одна страна в мире не имеет больших запасов древесины. Обшая площадь лесов России составляет сегодня значительную часть всех лесов Земли. Это самые мощные легкие планеты из оставшихся.

    Размещение  лесов в нашей стране неравномерно, наибольшая часть всей лесопокрытой площади находится в Западной и Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Здесь сосредоточены основные площади сосны обыкновенной, ели, лиственницы, пихты, кедра сибирского, осины. Основные лесные богатства сосредоточены в Восточной Сибири (45 % лесов всей страны) и простираются от Енисея почти до Охотского моря. Этот  богатейший лесной край представлен такими ценными древесными породами, как лиственница сибирская и даурская, сосна обыкновенная, кедр сибирский и др.

    Леса  — важная составная часть окружающей среды. Как экологическая система лес выполняет различные функции и одновременно является незаменимым природным ресурсом (рис. 2). Многочисленные исследования как у нас в стране, так и за рубежом подтвердили исключительное значение лесов в сохранении экологического равновесия в природной среде.  

Рис. 2. Значение леса в природе и жизни человека 

    По  мнению специалистов, значение средозащитной  функции леса, т. е. сохранность генофонда  флоры и фауны, на порядок выше их экономического значения как источника сырья и  продуктов.

    Влияние лесов на окружающую среду исключительно многообразно. Оно проявляется, в частности, в том, что леса:

    — являются основным поставщиком кислорода  на планете;

    — непосредственно влияют на водный режим  как на занятых ими, так и на прилегающих территориях и регулируют баланс воды;

    — снижают отрицательное воздействие засух и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;

    — смягчая климат, способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур;

    — поглощают и преобразуют часть атмосферных химических загрязнений;

    — защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей, оползней, разрушения берегов и других неблагоприятных геологических процессов;

    — создают нормальные санитарно-гигиенические  условия,  благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.

    Вместе  с тем леса являются источником получения  древесины и многих других видов ценного сырья. Из древесины производят более 30 тыс. изделий и продуктов, и потребление ее не уменьшается, а, наоборот, увеличивается.

    По  своему значению, местоположению и  выполняемым функциям все леса подразделяют на три группы:

    — первая группа — леса, выполняющие защитные экологические функции (водоохранные, полезащитные,  санитарно-гигиенические, рекреационные). Эти леса строго охраняются,  особенно лесопарки, городские леса, особо ценные лесные массивы, национальные природные парки. В лесах этой группы  допускаются только рубки ухода за лесом и санитарные рубки деревьев;

    — вторая группа — леса, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение. Распространены они в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей. Сырьевые ресурсы лесов этой группы  недостаточны, поэтому, чтобы сохранить их защитные и  эксплуатационные функции, требуется строгий режим лесопользования;

    — третья группа — эксплуатационные леса. Распространены они в многолесных районах и являются основным  поставщиком древесины. Заготовка древесины должна осуществляться без изменения естественных биотопов и нарушения  естественного экологического равновесия.

    Принадлежность  леса к той или иной группе определяет режим лесопользования, который должен вестись на строго научной основе с соблюдением основных принципов  максимального сбережения природных экосистем и рационального  использования лесных ресурсов.  

    2. Антропогенные воздействия на леса и другие растительные сообщества  

    Для характеристики нынешнего состояния  растительного покрова и в  первую очередь лесных экосистем все чаще используется термин — деградация. Леса раньше других компонентов природной среды испытали отрицательное влияние деятельности человека. Деградация лесов служит одним из проявлений глобальных изменений, происходящих на Земле, которые начались с появлением земледелия и скотоводства. Воздействие человека на леса и вообще на весь  растительный мир может быть прямым и косвенным. К прямому  воздействию относятся: 1) сплошная вырубка лесов; 2) лесные пожары и выжигание растительности; 3) уничтожение лесов и растительности при создании хозяйственной инфраструктуры (затопление при создании водохранилищ, уничтожение вблизи карьеров, промышленных комплексов); 4) усиливающийся пресс туризма.

    Косвенное воздействие — это изменение  условий обитания в результате антропогенного загрязнения воздуха, воды, применения пестицидов и минеральных удобрений. Определенное значение имеет также проникновение в растительные сообщества чуждых видов растений (интродуцентов).

    В XVII в. на Русской равнине площадь  лесов достигала 5 млн. км², к 2000 г. их оставалось не более 1,2 млн. км². В наши дни лес в России вырубают примерно на 2 млн. га ежегодно. В то же время масштабы лесовосстановления с помощью посадок и посевов леса постоянно сокращаются. Для естественного восстановления леса после сплошной рубки требуются многие десятки лет, а для достижения высокой степени замыкания круговорота биогенов, и того больше —  первые сотни лет (Данилов-Данильян и др., 1994).

    Пагубное  влияние на лесные экосистемы оказывают лесные пожары. Возникают они в подавляющем большинстве случаев по вине людей, как следствие неосторожного обращения с огнем. В зонах тропических лесов пожары образуются в  результате сознательного выжигания лесных массивов под пастбища и других сельскохозяйственных целей. Сознательно выжигали леса и в ходе военных действий, например во время войны во Вьетнаме, Лаосе, Кампучии (1961 — 1975 гг.). В 2002 г. зарегистрировано более 43 тыс. пожаров, охвативших более 1360 тыс. га лесной площади. Сгорело и повреждено леса на корню 32,4 млн. м³. Наиболее сильные пожары в 2002 г. имели место в республиках Саха, Тыва, Хабаровском крае и  Амурской области.

    В последние годы  значительным фактором деградации лесов становится  радиоактивное  загрязнение. По подсчетам ученых, общая  площадь лесов, пораженных в результате аварии на Чернобыльской АЭС, в Челябинской области и в зоне влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне, составила более 3,5 млн. га.

    Помимо  лесов возросшее негативное воздействие человеческой деятельности проявляется и в отношении остального  растительного ценоза (сосудистые растения, грибы, водоросли,  лишайники, мохообразные и др.). Наиболее часто отрицательное воздействие человека на растительные сообщества проявляется при выкашивании трав, сборе лекарственных растений и ягод, стравлении скоту и других видах непосредственного  использования. Множество различных видов растений гибнут под воздействием загрязняющих веществ, а также в процессе  мелиоративной, строительной и сельскохозяйственной деятельности.

    3. Экологические последствия  воздействия человека  на растительный мир  

    Потребительское, а нередко и хищническое отношение человека к растительным сообществам проявилось еще на  начальном этапе развития земледелия и скотоводства. В дальнейшем, особенно с началом бурного развития экономики, такой подход не только не был отвергнут, но, по-видимому, еще больше закрепился в сознании людей.

    Одним из первых, кто обратил внимание общественности на пагубные экологические  последствия такого подхода, был  Ф.Энгельс. В работе «Диалектика природы», оценивая последствия вырубки лесов, он писал: «Людям, которые в  Месопотамии, Греции, Малой Азии и в других местах  выкорчевывали леса, чтобы получить таким путем пахотную землю, и не снилось, что они положили начало нынешнему запустению этих стран, лишив их, вместе с лесами, центров скопления и сохранения влаги», и далее: «... какое им было дело до того, что тропические ливни потом смывали беззащитный отныне верхний слой почвы, оставляя после себя лишь обнаженные скалы!»

    Масштабное  антропогенное воздействие на биотические  сообщества приводит к тяжелым экологическим последствиям как на экосистемно-биосферном, так и на популяционно-видовом уровне.

    На  обезлесенных территориях возникают  глубокие овраги, разрушительные оползни  и сели, уничтожается фотосинтезирующая фитомасса, выполняющая важные экологические функции, ухудшается газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных объектов, исчезают многие  растительные и животные виды и т. д.