Citation of Sergei Ostroumov works. New citation in Russia. This book was cited: Yablokov AV, Ostroumov SA. Conservation of Living Nature and Resources: Problems, Trends and Prospects. Berlin: Springer Verlag.; «Биосфера» 2017, т. 9, № 1;

Citation of Sergei Ostroumov works.
New citation in Russia.
This book was cited:
Yablokov AV, Ostroumov SA. Conservation of Living Nature and Resources: Problems, Trends and Prospects. Berlin: Springer Verlag.; 1991. https://www.researchgate.net/publication/200637729;

This book was cited in this article:
А.К. Бродский, Д.В. Сафронова. ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС: ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ ЧЕРЕЗ ПРИЗМУ БИОРАЗНООБРАЗИЯ // «Биосфера» 2017, т. 9, № 1;

http://5bio5.blogspot.com/2017/04/2017-9-1.html

Affiliation of the authors of this article:
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия

Saint-Petersburg State University, Saint Petersburg, Russia;



Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1;


DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v9i1.323

DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 1 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА УДК 575 © А.К. Бродский, Д.В. Сафронова; ФНО «XXI век» ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС: ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ ЧЕРЕЗ ПРИЗМУ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

А.К. Бродский1 , Д.В. Сафронова2

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Эл. почта: 1 а.brodsky@spbu.ru, 2 dollydolly@mail.ru;
 Статья поступила в редакцию 14.10.2016; принята к печати 12.11.2016
Проблема антропогенной трансформации биосферы рассмотрена с точки зрения разрушения биоразнообразия. Поскольку в основе устойчивости биосферы лежит биотическая регуляция круговорота веществ, именно биологическое разнообразие обеспечивает компонентное и территориальное равновесие слагающих биосферу экосистем. Авторы прослеживают трансформацию биосферы человеком в ходе истории – от палеолита до наших дней, анализируют пути воздействия человека на природу. В процессе «преобразования природы» результатом деятельности человека стало размыкание естественных биогеохимических циклов, загрязнение и глубокая деградация окружающей среды, утрата местообитаний. При обсуждении выбора приоритетов для решения проблем выхода из глобального экологического кризиса сделан вывод, что нарастающие социальные и природные аномалии представляют собой следствие нашего неверного поведения, в основе которого, помимо социальных, экономических и иных причин, лежит недооценка того значения, которое биоразнообразие играет в нашей жизни. Ключевые слова: разрушение биоразнообразия, глобальный экологический кризис, трансформация биосферы, динамическая устой- чивость биосферы, утрата местообитаний. THE GLOBAL ECOLOGICAL CRISIS: VIEW THROUGH THE PRISM OF BIODIVERSITY A.K. Brodskiy1 , D.V. Safronova2 Saint-Petersburg State University, Saint Petersburg, Russia E-mail: 1 а.brodsky@spbu.ru, 2 dollydolly@mail.ru The problem of anthropogenic transformation of the biosphere is discussed from the standpoint of deterioration of biodiversity. As far as the stability of the biosphere is based on the biotic regulation of the turnover of its components, biodiversity is what ensures the compositional and territorial balances of ecosystems that compose the biosphere. The anthropogenic development of Nature resulted in the disruption of the natural biogeochemical cycles, pollution and profound degradation of the environment, and the loss of habitats for biological species. The discussion of priorities for finding the ways out of the current ecological crisis suggests that the looming social and natural anomalies are rooted in the improper behavior of humans caused by social and economic misconceptions and the underestimation of the significance of biodiversity for the human race. Keywords: global ecological crisis, biodiversity, biosphere, dynamic stability, habitats Введение Обсуждая проблемы биосферного равновесия, по- литики и журналисты рассматривают биосферу, прежде всего, как среду существования человека, фокусируя внимание на абиотических параметрах среды – показателях климата, концентрации парни- ковых газов, уровнях загрязнения среды и др. Про- цессы, происходящие в живой природе, при этом ото- двигаются на задний план. Однако условия, в которых может жить человек, созданы и поддерживаются не- прерывной работой живой природы, которая, по сути, является биосферной системой жизнеобеспечения че- ловечества. Среди многочисленных публикаций, посвященных анализу проблем развития и деградации биосферы [4, 7, 14, 16, 17, 25], вопросы о причинах и последствиях глобального экологического кризиса рассматриваются с самых разных позиций. В настоящей статье основ- ное внимание уделено разрушению биоразнообразия. Суммируя информацию об угрозе разрушения рав- новесия биосферы, проследим цепочку событий, ве- дущих биосферу в этом направлении: рост населения → интенсификация природопользования → наруше- ние биогеохимических циклов → загрязнение среды (+ изменение лика планеты) → утрата местообита- ний → разрушение биоразнообразия → деградация экосистем → нарушение территориального и компо- нентного равновесия биосферы → угроза существо- ванию человечества. 2 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА неолитической революции, заложило основы для но- вого кризиса, выразившегося в упадке орошаемого земледелия вследствие вторичного засоления и за- болачивания орошаемых почв. И каждый раз в ходе региональных кризисов человек имел возможность искать и находить более подходящие для своего су- ществования условия, например, перемещаясь на дру- гие территории. Так произошло массовое заселение Европы. Принципиальное отличие современного глобаль- ного кризиса от региональных состоит в том, что возможность освоения новых территорий практи- чески отсутствует, особенно если учесть огромную численность современной человеческой популяции, уже занявшей почти все доступные места на плане- те. Кроме того, для глобального кризиса характерна еще одна особенность – чрезвычайно быстрая дегра- дация жизнеобеспечивающих механизмов всей биос- феры. Развитие человеческих цивилизаций на плане- те кардинально изменило эволюционно-сложившиеся круговороты веществ, потоки энергии и информации в биосфере. Рассмотрим этапы и особенности этого процесса. 2. ПУТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИРОДУ До последних нескольких сотен лет рост численности населения был относительно медленным, уровень ро- ждаемости лишь слегка превышал уровень смертно- сти. Самое большое давление на природные комплексы произошло за последние 150 лет, когда население Зем- ли выросло от 1 млрд человек в 1850 г. до 2 млрд чело- век в 1930 г., а на 12 октября 1998 г. составило 6 млрд человек. По оценочным прогнозам, к 2050 г. оно до- стигнет 10 млрд человек [22]. Без серьезных препятст- вий численность населения планеты продолжает расти экспоненциально, но неравномерно в разных странах. В индустриально развитых странах рост населения за- медлился, но во многих регионах тропической Африки, Латинской Америки и Азии – регионах с наибольшим биологическим разнообразием – он по-прежнему вы- сок. Кроме того, статистические данные показывают зависимость между доходом на душу населения и ро- ждаемостью в разных странах мира (рис. 1). С ростом уровня благосостояния в обществе коэф- фициент рождаемости постепенно снижается. В бед- нейших странах мира он составляет от 20 до 50 ро- ждений на 1000 чел. в год. Ни в одной из богатых стран мира коэффициент рождаемости не превышает 20. В правой части графика четко видна зависимость между высокими доходами и низкой рождаемостью. Однако в самой левой части графика, в области ми- нимальных доходов так же четко видны исключения из этой зависимости. Например, в Китае для его уров- ня доходов рождаемость чрезвычайно низка. В неко- 1. ИСТОРИЯ: ОТ ЗАГОННО- ОБЛАВНОЙ ОХОТЫ К ЗЕМЛЕДЕЛИЮ И СКОТОВОДСТВУ Первое серьезное воздействие человека на биосферу было связано с изобретением загонно-облавной охо- ты в палеолите. Человек перешел от собирательства к охоте в засаде, что дало ему возможность охотить- ся на животных, значительно более крупных, чем он сам. Уничтожены были мамонты, пещерный лев и пе- щерная гиена. Исчез пещерный медведь, вдвое пре- вышавший размером бурого медведя. Этот вид был приурочен к карстовым ландшафтам и стал не толь- ко конкурентом человека по использованию убежищ, но и важным объектом охоты. Массовому уничтоже- нию подверглись зубры. Изобретение лука и стрел в мезолите способство- вало расширению числа охотничьих видов, привело к возникновению новых форм охоты с использова- нием собак при загоне. Расселившийся по Ойкуме- не человек продолжал наступление на природу. Од- ной из первых жертв береговых поселений зверобоев на тихоокеанском побережье Америки и Алеутских островов стала морская корова (Hydrodamalus stelleri). Главным событием эпохи неолита была так назы- ваемая неолитическая революция – переход от соби- рательства и охоты к растениеводству, связанному с окультуриванием растений, и животноводству, свя- занному с одомашниванием животных. Крупнейшим экологическим результатом неолитического ското- водства стало возникновение пустыни Сахары. Еще 10 тыс. лет назад на территории Сахары была саванна, жили бегемоты, жирафы, африканские слоны, страу- сы. Человек перевыпасом стад крупного рогатого ско- та и овец превратил саванну в пустыню. В отличие от предшествующих времен, человек стал не только потреблять, но и производить. Кроме появления производящего хозяйства неолитическая революция включала в себя ряд последствий, важ- ных для всего образа жизни человека эпохи неолита. Небольшие мобильные группы охотников и собира- телей, господствовавшие в предшествующей эпохе мезолита, осели в крупных поселениях возле своих полей, радикально изменили окружающую среду пу- тем культивирования (в том числе ирригации) и хра- нения собранного урожая в специально возведенных зданиях и сооружениях. Рост числа ирригационных каналов при поливном земледелии сопровождался за- солением почв и способствовал развитию глинистых и солончаковых пустынь на залежных землях. Фактически, события, предшествовавшие неолити- ческой революции, представляют собой пример пер- вого глобального (в масштабах тогдашней Ойкумены) кризиса, когда численно растущее население уничто- жило большинство доступных для добычи и охоты пищевых ресурсов. Решение, найденное в процессе DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 3 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА Рис. 1. Коэффициент рождаемости и валовой национальный доход на душу населения в 2001 г. По [20] с изменениями Рис. 2. Блок-схема, иллюстрирующая последовательность шагов антропогенного воздействия ни биоразнообразие 4 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА ственно снизилась в результате вырубки лесов, про- кладки дорог и иных элементов инфраструктуры. Рас- пашка и «запечатывание» почвы негативно сказались на участии редуцентов в замыкании биогеохимиче- ских циклов. Параллельно с этими процессами про- исходит резкое увеличение массы консументов (рост биомассы человечества – около 7 млрд человек плюс несколько миллиардов сельскохозяйственных и до- машних животных). Вовлекая сырье и ископаемые виды топлива в про- цесс производства материальных благ, человек тем са- мым оказывает серьезное влияние и на геологический круговорот. До определенной поры интенсивность ис- пользования природных ресурсов обеспечивала быс- трый рост населения, но истощение ресурсов ставит вопросы о рационализации их использования и о не- обходимости их воспроизводства (рис. 3). С биоэко- номических позиций, в воспроизводстве природных ресурсов можно выделить несколько аспектов. Во-пер- вых, это «чистое» воспроизводство, в котором нахо- дит выражение экономический аспект охраны приро- ды – угроза исчерпания важных природных ресурсов. Во-вторых, это «подметание полов» за техническим прогрессом – борьба с загрязнениями, в котором на- ходит выражение не только экономический, но и са- нитарно-гигиенический аспект охраны природы – уг- роза здоровью людей вследствие загрязнения среды. В-третьих, это пока еще недооцененное, но основное в будущем для человечества в целом воспроизводство экологических ресурсов и условий, обеспечивающее экологическое равновесие. Здесь находит выражение экологический аспект охраны природы. Речь в дан- ном случае идет о воспроизводстве ресурсов, не вхо- дящих в вещественный состав создаваемого продук- та и непосредственно не используемых в процессе производства, но лишь при условии существования которых и во взаимодействии с которыми возможно создание материальных благ и развитие человечест- ва. Этот компонент природопользования необходимо учитывать при обсуждении возможных путей выхода из глобального экологического кризиса. Речь об этом пойдет в заключении. Следует, однако, признать, что в настоящее время потребности в ресурсах значительно опережают по- пытки направить часть этих ресурсов на их воспро- изводство. Углеводородное сырье по-прежнему оста- ется абсолютным лидером среди источников энергии, используемых цивилизацией: в настоящее время оно обеспечивает примерно 4/5 всей энергии, потребля- емой человечеством [10]. Экспоненциальный рост мировой экономики ведет к исчерпанию физических возможностей биосферы, происходят изменения в со- ставе и структуре воды и воздуха, все чаще мы ста- новимся свидетелями чрезвычайных техногенных си- туаций. торых странах Ближнего Востока и Африки при от- носительно высоких уровнях доходов наблюдается чрезвычайно высокий коэффициент рождаемости. Техническая вооруженность позволила человеку осваивать ресурсы, малодоступные или недоступ- ные другим видам (включая ископаемые), и, как следствие, преодолеть препятствия для роста своей численности в виде ограниченности необходимых для этого ресурсов. Воздействие человеческого об- щества как единого целого на природу по своему характеру резко отличается от воздействия на нее всех других живых существ. В.И. Вернадский пи- сал: «Раньше организмы влияли на историю тех ато- мов, которые были нужны им для роста, размноже- ния, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и создания цивилизованных форм жизни», что и изменило «веч- ный бег геохимических циклов» [5]. Первое и оче- видное следствие природопользования – нарушение естественных биогеохимических циклов (рис. 2). 2.1. Нарушение естественных биогеохимических циклов Солнечная энергия вызывает на Земле два круговоро- та веществ: большой, или геологический, ярко прояв- ляющийся в круговороте воды и циркуляции атмос- феры, и малый, или биотический. Малый круговорот развивается на основе большого геологического. Вза- имодействие абиотических факторов и живых орга- низмов экосистемы сопровождается непрерывным круговоротом веществ с переходами между органи- ческими и минеральными соединениями. Каждый химический элемент, совершая круго- ворот в экосистеме, следует по своему пути, но все круговороты приводятся в движение энергией, по- очередно фиксируемой и высвобождаемой в ре- зультате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Чтобы жизнь продолжала суще- ствовать, химические элементы должны постоянно циркулировать из внешней среды в живые организ- мы и обратно, переходя из одних организмов в ус- вояемую для других организмов форму. Вещества в экосистемах совершают практически полный кру- говорот, попадая сначала в организмы, затем в аби- отическую среду и вновь возвращаясь к организмам. Все современные цивилизации зарождаются и раз- виваются за счет эксплуатации природных ресур- сов. В процессе производства материальных благ человек воздействует на оба круговорота – биоло- гический и геологический. Неизбежным итогом де- ятельности человека по «преобразованию природы» стало изменение сложившегося веками соотношения продуцентов, консументов и редуцентов [11]. Роль в круговоротах естественных продуцентов суще- DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 5 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА Рис. 3. Смена форм природопользования как реакция на размыкание биогеохимических циклов и исчерпание ресурсов Рис. 4. Соотношение экономических затрат и экологического ущерба при различных вариантах повышения урожая. Площадь, ограниченная пунктирной линией, соответствует потенциально возможному ущербу вследствие «генетического загрязнения» среды 6 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА венной химии. Уже сегодня в ряде сельскохозяйст- венных районов в таких аграрно-развитых странах, как США, Голландия и Канада, почвы, по существу, мертвы и способны давать сельскохозяйственную продукцию лишь при использовании генетически модифицированных растений. Не удивительно, что площади, занятые генетически модифицированными зерновыми, возросли с 1996 по 2001 г. почти в 50 раз [12]. Как отмечает автор популярной в 70-х гг. прош- лого столетия книги «Бомба перенаселения» П. Эр- лих, «пытаясь прокормить растущее число себе по- добных, мы подвергаем опасности саму способность Земли вообще поддерживать какую-либо жизнь» [27]. 2.2. Антропогенное загрязнение биосферы Первое и неизбежное следствие нарушения биогеохи- мических циклов – загрязнение среды (рис. 2). Сырье и энергию, используемые населением и в производст- ве, человек берет у планеты. А затем все это не исчеза- ет – после того, как потоки использованы в экономиче- ской деятельности, остатки сырья идут на переработку или превращаются в отходы и загрязнители, а энергия рассеивается в виде тепла в окружающую среду. По- токи вещества и энергии, проистекающие из плане- тарных источников, проходят через экономическую подсистему и направляются в планетарные стоки, где и остаются в виде отходов или загрязнителей (рис. 5). Влияние загрязнения на свойства биосферы изуче- но, пожалуй, лучше всего с тех пор, как внимание мировой общественности к опасности, исходящей от пестицидов, было привлечено в 1962 г. нашумев- шей книгой Р. Карсон «Молчаливая весна» [26]. Слово «загрязнение» стало обыденным; оно наводит на мыс- ли об отравленных воде, воздухе, земле. Загрязнение можно определить как поступление любых веществ в неположенное место. Значит, принося пользу в од- ном месте, они вызывают загрязнение, когда выбра- сываются или поступают туда, где никому не нужны, и могут нанести ущерб окружающей среде или здоро- вью человека. Различают несколько видов загрязнений; два из них являются основными. В-первых, это химическое за- грязнение, которое определяется появлением в би- осфере благодаря деятельности человека несвой- ственных ей химических веществ или известных химических веществ в необычно большом количест- ве и в чуждых природе формах. Во-вторых, это физи- ческое загрязнение, вызванное растущей плотностью электромагнитных полей (сотовая и радиосвязь, теле- видение, радиолокация, токи высокой и сверхвысокой частот, инфракрасное, световое и тепловое загрязне- ние и др.), ионизирующего излучения, а также загряз- нением атмосферы взвешенными мелкими (меньше 10 мкм) пылевидными частицами и сажей. Среди различных форм землепользования (сельское и лесное хозяйство, транспортная инфраструктура, энергетика, туризм, охрана природы) наибольшее раз- рушающее влияние на природу оказывает сельское хозяйство (рис. 2). В упрощенной обедненной видами системе, характерной для современного монокультур- ного сельского хозяйства, продуценты, консументы и редуценты не могут обеспечить полноту замыка- ния биогеохимических циклов, что вынуждает при- влекать дополнительные источники энергии и ресур- сов. Вот как это происходит. Урожай в общепринятом смысле, то есть чистую первичную продукцию, не потребленную гетеротро- фами за вегетационный период, можно представить в следующем виде: B = PG – R – (P2 + P3 +…), где PG – валовая первичная продукция; R – затраты на дыхание растений; P2 , P3 ,… – вторичная продук- ция. Графическая модель урожая (рис. 4) учитывает неизбежность экологических потерь в ответ на со- кращение расходов, связанных с получением уро- жая; в ней подчеркнута обратно пропорциональная зависимость между двумя составляющими урожая: экономическими тратами и экологическими потеря- ми. С целью получить как можно больший выход по- лезной продукции человек стремится воздействовать на каждый из членов этого уравнения. Для увеличе- ния валовой первичной продукции (РG) необходима селекционная работа, выведение новых высокопро- дуктивных сортов растений. Данный путь требует высокого научного потенциала и длительного вре- мени, но с экологической точки зрения он наиме- нее опасен. Для того чтобы компенсировать затраты растений на дыхание (R), человек вкладывает энер- гию в форме работы сельскохозяйственных машин и в виде производства удобрений. Применение удо- брений и использование сельскохозяйственной тех- ники неизбежно вызывает загрязнение и другие нару- шения среды. Наконец, нежелание делиться урожаем с природными «потребителями» вынуждает человека использовать различные ядохимикаты, загрязняющие и разрушающие среду. Данный путь не требует боль- ших экономических затрат, или, по крайней мере, они вполне доступны даже экономически слабым стра- нам. Однако с точки зрения экологических послед- ствий он связан с наибольшими издержками, так как борьба с насекомыми, вредящими сельскому хозяйст- ву, не только вызывает загрязнение среды пестицида- ми, но и уменьшает видовое разнообразие и, следова- тельно, снижает устойчивость агроценозов. Для получения все большего количества сельско- хозяйственной продукции человек опережающими темпами вносит в землю продукты сельскохозяйст- DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 7 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА 270 млрд тонн углерода, а содержание СО2 в атмосфе- ре в последние годы возрастает на 0,5% ежегодно [13]. Такие виды промышленности, как металлургиче- ская, а также работающие на угле и мазуте электро- станции выбрасывают в воздух огромное количество оксидов азота и серы, где они взаимодействуют с вла- гой атмосферы и образуют азотную и серную кисло- ту. Кислотные дожди – причина разрушения водных экосистем и гибели многих видов животных и расте- ний. Наряду с гибелью озер происходит и деградация лесов. Замедление роста и гибель некоторых видов деревьев наблюдается во многих районах, страдаю- щих от кислотных дождей. Эти осадки вместе с дру- гими загрязнителями, по-видимому, создают стресс, не выдерживаемый лесной экосистемой. Подкисление озер и рек достаточно сильно влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы и звери составля- ют звенья в составе пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах. Не меньшую опасность представляет загрязнение почв. Продукт ядерного распада стронций-90, посто- янно накапливающийся в атмосфере и выпадающий на землю с атмосферными осадками, легко поглоща- ется листьями и корнями растений и в конце пище- вой цепи вместе с кальцием откладывается в костях С термином «загрязнение» нередко ассоциируют еще два понятия: биологическое загрязнение и гене- тическое загрязнение. К первому относят процессы, связанные с загрязнением биосферы патогенными формами бактерий, грибов, вирусов и их токсинами, а также появление в экосистемах чуждых организ- мов в результате намеренной или случайной инвазии. В качестве генетического загрязнения рассматривают последствия быстрого накопления в природе генети- чески модифицированных растений и животных. Загрязнения окружающей среды можно также по- дразделить на природные, вызванные естественны- ми, обычно катастрофическими причинами (изверже- ние вулкана, селевой поток и т. п.), и антропогенные, возникающие в результате деятельности людей. За- грязнение окружающей среды отрицательно влияет на свойства биосферы, однако конкретные механизмы этого влияния различны и зависят от того, какая сре- да – воздух, вода или почва – загрязнены. В первую очередь внимание привлекает загрязне- ние воздушного бассейна. Долговременные наблю- дения показывают, что за последние 20 лет сжига- ние топлива дает ¾ роста концентрации СО2 , а ¼ приходится на сведение лесов и деградацию земель. С 1800- х по 2000-е гг. в атмосферу было выброшено Рис. 5. Население и капитал в глобальной экосистеме. По [20]. Население и капитал поддерживают свое существование за счет потоков ископаемых видов топлива и невозобновляемых ресурсов планеты и производят потоки тепла и отходов, загрязняющих воздух, воду и почву на планете 8 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА инфраструктуры, обеспечивающей добычу полезных ископаемых, создание производственных комплек- сов и строительство городов. Нередко полное унич- тожение природного ландшафта представляет собой результат непродуманного регионального простран- ственного планирования в процессе бесконтрольной и беспорядочной урбанизации. Фермы и природные ландшафты, окружающие города, непрерывно усту- пают место новым жилым кварталам, торговым цен- трам, промышленным предприятиям, автостоянкам и другим сооружениям, связанным между собой но- выми автомагистралями. Их безудержный рост до- пускается и поощряется как показатель сильной эко- номики. Однако слишком часто он происходит без всякого плана и никак не регулируется. Интенсивное промышленное освоение районов Крайнего Севера началось сравнительно недавно – в середине ХХ в., но идет ускоряющимися темпами, захватывая новые территории. Чем выше географи- ческая широта, тем масштабнее и болезненнее раны, которые человек наносит различным элементам лан- дшафта. В районах нефтедобычи Западной Сибири отсутствие достаточно продуманного регионально- го планирования порождает глубокие негативные из- менения в структуре ландшафтов. Следствием тер- риториального размещения объектов и сооружений технологического цикла добычи, складирования и транспортировки сырой нефти стало почти полное сведение почвенного покрова, загрязнение водоемов и почвы нефтепродуктами, уничтожение лесов и за- грязнения атмосферы. За этими нарушениями следует непредсказуемое изменение регионального климата. Прокладка дорог без учета наклона местности сопро- вождается нарушением естественного стока, забола- чиванием и гибелью леса. Всюду, куда ни посмотришь с борта вертолета, видны участки эродированного по- чвенного покрова, постройки, емкости для хранения нефти и многочисленные факелы, в которых сгорает попутный газ и легкие фракции нефти. Среди антропогенных воздействий техногенные ме- ханические повреждения, в частности разработка ка- рьеров, – наиболее травмирующие, часто приводящие к полному уничтожению почвенно-растительного по- крова. Площади таких техногенных местообитаний в ходе индустриального освоения Крайнего Севера постоянно увеличиваются. Внимание геоботаников приковано к изучению процесса самовосстановления растительности на обнажившемся минеральном суб- страте. Их исследования показывают, что и через мно- гие годы природа не способна вернуться к тому состо- янию, из которого ее ради кратковременной выгоды вывел человек. По мере прогресса в исследованиях антропогенного воздействия на экосистемы высоких широт все более очевидной становится необходимость внимательного позвоночных. Из-за большого периода полураспада продолжительностью 29 лет этот опасный радиону- клид долго сохраняется в растениях и почве. Масштабная и очень сложная проблема – загряз- нение Мирового океана. Ежегодно в Мировой океан со сточными водами поступает до 320 млн тонн сое- динений железа, 22 млн тонн фосфора, 2,3 млн тонн свинца, до 10 млн тонн нефтепродуктов и до 10 млн тонн пластикового мусора [25]. В некоторых аквато- риях масса пластикового мусора, находящегося на по- верхности и в толще воды (мусорные поля), содер- жащие до 14 тыс. плавающих кусков пластикового мусора на 1 км2 , кратно выше биомассы планктона. К 2014 г. число «мертвых зон» – акваторий с погиб- шим бентосом и планктоном в результате выноса ток- сических веществ с суши, – достигло 600, и это число растет. 2.3. Антропогенное изменение лика планеты Помимо вольного или невольного нарушения биогео- химических циклов человек в процессе природополь- зования оказывает прямое воздействие на природу (рис. 2): регулирует сток рек, создает водохранилища, возводит города, строит дороги. Так, по оценкам ООН, около 30% поверхности суши подверглось экологиче- ской деградации вследствие деятельности человека (опустынивание, обезлесивание, эрозия, «запечатыва- ние» почв – использование поверхности планеты для 65 млн км автодорог, 1,5 млн км железных дорог, 30 тыс. аэропортов, 2,5 млн городов и пр.), а около 60% экосистем суши существенно нарушены. Процент покрытия суши основными типами ме- стообитаний сегодня разительно отличается от того, каким он был 8000 лет назад. Площадь лесов сокра- тилась, приблизительно, вполовину. Что касается оставшихся лесов, то только половину их можно рас- сматривать как «относительно нетронутые, крупные природные неповрежденные лесные экосистемы», и только 60% из них не находятся под угрозой исчез- новения. Таким образом, площадь естественных лес- ных экосистем, не находящихся под угрозой исчезно- вения, снизилась с 62 млн км2 до всего лишь 8,4 млн км2 в наши дни (рис. 6). Значительная часть остав- шихся лесов – это бореальные (северные) леса России и Северной Америки, а также тропические леса Юж- ной Америки. Немного тропических лесов осталось в Южной Азии (в основном в Индонезии) и Африке (в основном в Демократической Республике Конго). Около половины современных лесов составляют тро- пические леса, из которых 12% защищены, в то вре- мя как только 6% нетропических лесов оказываются защищенными. Масштабное наступление человека на природу осо- бенно болезненно сказывается на ней при создании DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 9 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА одном месте, распыляются и разносятся по большим площадям – меняется геохимия ландшафтов. Значи- тельную роль в нарушении геохимии ландшафтов играет также освоение новых ресурсов, малодоступ- ных или недоступных редуцентам из-за их неспо- собности утилизировать искусственную антропоген- ную продукцию. Все это сказывается на загрязнении не только урбанизированных и сельскохозяйствен- ных территорий, но и соседних с ними территорий естественных экосистем. Важный источник изменения геохимии ландшаф- тов – широкое использование человеком минеральных ресурсов, ранее практически недоступных для живых организмов. Так, масштабная антропогенная фикса- ции азота в форме минеральных удобрений превыси- ла уровень естественной фиксации азота растениями и микроорганизмами. Концентрация соединений фос- фора в пресноводных водоемах мира, поступающая туда в основном в форме поверхностно активных ве- ществ, увеличилась за последние 50 лет на 75%. Разрушения, связанные с попытками преобразова- ния ландшафта, особенно болезненно сказываются на природных комплексах в сочетании с загрязнени- ем среды (рис. 2). Нарушение геохимических циклов происходит не только за счет выбросов в атмосферу и сбросов в гидро- и литосферу. При сжигании угля, отношения к неизбежным экологическим последст- виям создания инфраструктуры с учетом того факта, что глубина и масштаб негативных изменений воз- растают с географической широтой, а длительность сохранения негативных последствий антропогенно- го воздействия становится по существу бесконечной. Подобные данные предостерегают от вмешательст- ва человека в хрупкие экосистемы арктических ши- рот – никакие, пусть самые обширные, запасы энер- горесурсов, их добыча, сопровождаемая развитием инфраструктуры, не смогут в будущем компенсиро- вать огромные по масштабу и глубине экологические нарушения. 2.4. Изменение геохимии ландшафтов Ключевое слово при обсуждении проблем, связан- ных с нарушением биогеохимических циклов, – ско- рость. Стоит потоку веществ замедлиться на каком-то из этапов, как мы сталкиваемся либо с загрязнением, вызванным избыточным количеством данного веще- ства, либо с его недостатком. Во втором случае та- кое вещество начинает играть лимитирующую роль, что заставляет человека компенсировать его нехват- ку, прибегая к другим источникам и ресурсам. В ито- ге вещества, ранее сконцентрированные в каком-то Рис. 6. Встречаемость основных местообитаний Земли около 8000 лет назад и в наши дни. Рассматриваются три основных естественных типа местообитаний – леса, луга и прочие. По [23]. В наши дни леса подразделяются на девственные, неподверженные антропогенным воздействиям; девственные, подверженные антропогенным воздействиям, и трансформированные. Луга подразделяются на луга и сельскохозяйственные угодья. 1 – неподверженные антропогенным воздействиям девственные леса; 2 – подверженные антропогенным воздействиям девственные леса; 3 – трансформированные леса; 4 – луга; 5 – сельскохозяйственные угодья; 6 – другие ландшафты 10 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА в марте 2009 г. лишь 10% Северного Ледовитого оке- ана были покрыты льдом старше двух лет; для срав- нения: в 1979–2000 гг. доля льда старше двух лет со- ставляла в среднем 30%. Это повышает вероятность дальнейшего ускорения высвобождения воды от ледо- вого покрова в будущие летние периоды. Перспектива исчезновения льда в летние периоды в Северном Ледовитом океане означает утрату всего биома. Целые сообщества видов адаптированы к жиз- ни поверх ледового покрова или под ним – от водо- рослей, которые растут на нижней поверхности мно- голетнего льда и на которые приходится до 25% первичной продукции Северного Ледовитого океа- на, до беспозвоночных и других видов, находящихся выше по пищевой цепи, – птиц, рыб и морских мле- копитающих. Существует еще один аспект утраты ледяного по- крова Арктики. Сокращение и утрата летнего и мно- голетнего льда чревато последствиями для биоразно- образия и за пределами Арктики. Белый лед отражает лучи солнечного света. Если на его месте появится более темная вода, океан и воздух будут нагреваться значительно быстрее, что еще больше ускорит таяние льда и нагревание воздуха над поверхностью суши и приведет к утрате тундры. Сокращение морского льда вызовет изменения температуры и солености морской воды, ведущие к изменению первичной про- дукции и видового состава планктона и рыбы, а также к крупномасштабным изменениям циркуляции океа- на, что затронет природные процессы далеко за пре- делами Арктики. Многие последствия антропогенного изменения климата не очевидны и требуют внимательного и углубленного изучения. Из-за неясности послед- ствий это, несомненно, важнейшее проявление гло- бального экологического кризиса получило назва- ние «Великое неизвестное» (The Great Unknown). Тем не менее, не вызывает сомнения, что последствия глобального изменения климата сказываются на здо- ровье людей, сельском хозяйстве, инфраструктуре и населении. Так, велика вероятность того, что рост опасных атмосферных явлений, таких как смерчи, ураганы, торнадо, представляют собой следствие ан- тропогенного изменения климата: повышение тем- ператур приводит к увеличению испаряемости оке- ана и, как следствие, к повышению турбулентности атмосферы. К этому надо добавить, что еще в 1984 г. был предсказан рост подобных явлений как результат увеличения электропроводности атмосферы в связи с постоянными выбросами атомной промышленно- стью мира больших количеств криптона-85. Следует также отметить тот факт, что потепление климата вы- зывает повышение уровня Мирового океана: в насто- ящее время рост уровня океана составляет 3 мм/год, причем имеет тенденцию к дальнейшему росту [19]. сланцев, нефти и газа в среду в огромных количествах поступают десятки химических элементов и соедине- ний (включая тяжелые металлы, углерод, азот, серу, йод). Вместе с минеральными удобрениями в среду поступает большое количество различных токсич- ных химических элементов (включая кадмий, мы- шьяк, медь, свинец, ртуть, цинк), оказывающих нега- тивное воздействие на биоту и человека. Обширные геохимические аномалии создаются при орошении и мелиорации: с поливными и дренажными водами на дневную поверхность ежегодно поступают мил- лионы тонн различных солей, которые резко изменя- ют геохимическую обстановку больших территорий [15]. Обширные геохимические аномалии возникают вокруг добывающих минеральное сырье предприятий (хвостохранилища, терриконы, горные отвалы). Человек действительно меняет лик планеты: пере- мещает минеральные вещества в масштабах, сопоста- вимых с природными (ежегодно из геосферы извле- кается более 100 млрд тонн минеральных веществ, из которых 97–98% превращается в отходы), регули- рует сток половины речных систем планеты. Общая площадь 60 тыс. водохранилищ мира превышает 1 млн км2 (0,7% суши). При этом ежегодно сооружается еще около 500 новых водохранилищ. Создание водох- ранилищ уже изменило природу прилегающих терри- торий на площади не менее 1,5% территории суши. 2.5. Антропогенное изменение климата Одно из проявлений глобального экологического кризиса – антропогенное изменение климата (рис. 2). В истории Земли были периоды, когда планета была покрыта ледяным панцирем, но были периоды, когда средняя температура воздуха на планете была выше современной на 6–14 °C, а океанических вод – при- мерно на 15 °C. Современные данные об изменении климата свидетельствуют о том, что вследствие вы- рубки лесов и выбросов парниковых газов (в первую очередь, углекислого газа и метана в результате сжи- гания ископаемого топлива и развития животноводст- ва) средняя температура воздуха у поверхности Земли увеличилась с 1750 г. на 0,7 °C [25]. Одним из прогнозируемых следствий изменения климата стало сокращение площади ледового покро- ва в Арктическом регионе. В первые годы XXI в. резко изменился характер таяния и повторного замерзания морского льда в Северном Ледовитом океане. В сен- тябре 2007 г. был отмечен самый низкий показатель по площади ледового покрова с момента начала спут- никовых измерений в 1979 г.; он был на 34% меньше среднего летнего минимума в период 1979–2000 гг. В дополнение к сокращению площади происхо- дит значительное истончение и обновление морского льда в Арктике: при максимальной величине площади DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 11 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА тролируемыми низинными пожарами; эти пожары не обязательно губят зрелые деревья, но постепенно обедняют богатые сообщества лесных травянистых растений и насекомых лесной подстилки. Столь же, на первый взгляд, незначительное воздей- ствие приводит к сокращению видового разнообразия морских экосистем. Незаметно для общественности рыболовные суда ежегодно тралами бороздят около 15 млн км2 океанского дна, разрушая площадь, в 150 раз большую, чем площадь вырубаемых за тот же период лесов. Тралы с рыболовных судов повреждают такие нежные создания, как анемоны и губки, сокращая ви- довое разнообразие и изменяя структуру сообществ. Развитие новых технологий и разрушение окру- жающей среды в результате деятельности человека идет со скоростью, значительно превышающей спо- собности видов адаптироваться к новым условиям. Исключение составляют немногие виды животных и растений, которые мы называем сорными и с кото- рыми не желаем делить будущее планеты. Вероятно, такие насекомые и сорняки обладают диапазоном на- следственной изменчивости, позволяющим адаптиро- ваться к быстрым изменениям среды, наступающим в результате ее нарушения, но большинство более крупных растений и животных к этому не способны. Вмешательство человека часто приводит к сниже- нию разнообразия природных условий. Например, уничтожая различные виды древесных пород в сме- шанных лесах с целью создания предпочтительных условий для произрастания сосны, используемой в целлюлозной промышленности, человек неизбеж- но уменьшает число экологических ниш. В резуль- тате в образовавшихся чистых сосновых лесах видо- вое разнообразие животных и растений существенно уменьшается по сравнению с исходным сообществом смешанного леса. Подобное упрощение структуры леса ведет к огромной потере биоразнообразия, как это уже произошло в Фенноскандии, а в длитель- ной перспективе динамика лесной экосистемы может быть необратимо нарушена. Помимо полного разрушения, местообитания, рань- ше занимавшие большие площади, часто разбивают- ся на маленькие участки дорогами, полями, городами и прочими сооружениями. Фрагментация мест обита- ния – это процесс, при котором сплошная площадь местообитания одновременно сокращается и распа- дается на два фрагмента или более. При этом значи- тельно возрастает риск исчезновения локальной по- пуляции вида. Так, площадь участка леса, на котором весной петухи глухаря собираются на ток, должна со- ставлять не менее 5–8 гектаров. Сокращение участков леса, пригодных для токования, неизбежно приводит к падению численности этого вида. Фрагментация – первый шаг к вымиранию попу- ляций. В сотнях эмпирических исследований было 3. БИОСФЕРНОЕ РАВНОВЕСИЕ И ПОСЛЕДСТВИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Масштабное вмешательство человека в живую струк- туру планеты, прежде всего посредством химизации сельского хозяйства и выбросов в атмосферу продук- тов горения углеводородного топлива, привело к на- рушению естественных взаимосвязей на всех уров- нях биосферы. Основной итог воздействия человека на природу – глубокая деградация окружающей сре- ды, утрата местообитаний (рис. 2). Под этим подра- зумеваются как прямое и полное разрушение естест- венной среды, так и ее деградация, то есть частичное разрушение, утрата свойств, необходимых для жизне- деятельности биотического сообщества. Необходимые для этого качества утрачиваются в первую очередь под влиянием прямого антропогенного воздействия, истощающего природные ресурсы, а также вследствие интродукции чужеродных видов и загрязнения среды. 3.1. Утрата местообитаний Нарушение среды, лишение ее свойств, пригодных для полноценного существования биотического сооб- щества, принимает разные формы, затрагивает разные компоненты ландшафта и происходит с различной скоростью. Так, наземные и водные местообитания по-разному страдают от антропогенного воздействия. В случае наземных экосистем наибольшее значение имеет прямое разрушение, деградация экосистемы, в случае водных экосистем чаще всего естественная среда утрачивается в результате загрязнения. Кроме того, в результате деятельности человека в окружа- ющей среде нередко создаются условия, к которым инвазивные виды адаптируются легче, чем местные. Трансформируя экосистемы, человек тем самым со- здает условия для внедрения и быстрого размножения видов-вселенцев. Строительство дорог, дамб и иных сооружений вдоль береговых линий происходит удивительно бы- стро. Подсчитано, что в Европе начиная с 1960 г. в пе- риоды массовой застройки ежедневно осваивается по- чти километровая полоса морского побережья. А это означает, что с такой же скоростью исчезают дюны и уничтожается уникальная среда, в которой только и могут существовать многие виды животных и ра- стений. В ряде случаев деградация местообитания проис- ходит скрытно, без явных внешних признаков. Так, внешние факторы, которые не изменяют доминиру- ющую растительную структуру сообщества, могут тем не менее привести к нарушениям в биотическом сообществе и в конечном итоге к исчезновению ви- дов, хотя эти изменения заметны не сразу. Например, в лиственных лесах умеренного пояса деградация местообитаний может быть вызвана частыми некон- 12 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА торые время от времени сотрясали биосферу, биораз- нообразие продолжало расти. Периоды сокращения биоразнообразия в прошлом растягивалось на милли- оны лет, сохраняя адаптационные возможности эко- систем и «подстегивая» биологическую эволюцию. Согласно современным представлениям [1], в фане- розое было восемь массовых вымираний организмов и среди них четыре великих вымирания. Массовые вымирания характеризуются исчезновением в узком интервале геологического времени большого числа таксонов, принадлежащих к различным систематиче- ским и экологическим группам. После каждого кризи- са обилие незаполненных ниш и слабая конкуренция вызывали компенсаторные эволюционные преобразо- вания и появление новых групп из уцелевших остат- ков прежней фауны и флоры. С приходом человека характер экологических кри- зисов изменился. Сейчас происходит катастрофиче- ский обрыв множества эволюционных стволов, исче- зают многие филогенетические ветви, унося с собой информацию о путях развития жизни за миллиарды лет эволюции. По расчетам, ежедневно исчезает по- рядка 100–200 видов, и в ХХI в. исчезнут 50–80% всех видов живых существ, населявших Землю до начала промышленной революции. Это на два порядка выше, чем во времена нескольких прошлых эпох массового вымирания видов, и на три порядка выше, чем «базо- вый» естественный темп вымирания [25]. Для того чтобы оценить последствия сокращения биоразнообразия для будущего человечества, необхо- димо учитывать ту роль, которую многие виды жи- вотных, растений и микроорганизмов играют в су- ществовании и развитии биосферы [31]. Во-первых, биоразнообразие обеспечивает функционирование и устойчивость экосистем по отношению к внешне- му воздействию (стрессу); соответственно, сокра- щение биоразнообразия приведет к деградации эко- систем и невозможности этих последних выполнять свои функции по жизнеобеспечению человечества. Во-вторых, биоразнообразие обеспечивает заданный путь развития экосистем с прогнозируемым конеч- ным состоянием; соответственно, сокращение био- разнообразия приведет к невозможности достижения устойчивого терминального состояния, что неизбежно отразится на территориальном и компонентном равно- весии биосферы. В-третьих, биоразнообразие обеспе- чивает направленный, понятный характер эволюции биосферы, связанный с увеличением продуктивности, ростом многообразия слагающих биосферу экосис- тем, их территориальным и компонентным равнове- сием, формированием в результате воздействия биоты на абиотическую среду системы динамической устой- чивости биосферы. Здесь даже незначительное сокра- щение биоразнообразия на уровне локальных экосис- тем неизбежно скажется на равновесии более высоких показано, что независимо от фактической причины вымирания его риск для популяции увеличивается с уменьшением размера популяции. Риск локального вымирания также возрастает с уменьшением площа- ди участка местообитания, поскольку мелкие участки обычно населены небольшими популяциями. И. Хански [23] исследовал факторы, определяю- щие вымирание популяций. Было установлено, что локальные популяции образуют так называемые ме- тапопуляции, приуроченные к определенным участ- кам местообитания, внутри которых локальные по- пуляции обмениваются нерегулярными мигрантами. Для долговременного существования метапопуля- ции необходимо, чтобы скорость возникновения но- вых локальных популяций была достаточно высока и компенсировала бы локальное вымирание. Но это- го не происходит, если участки местообитания очень малы, что обусловливает высокую скорость вымира- ния, или если эти участки изолированы, что снижа- ет скорость повторных колонизаций. Порог вымира- ния – это тот случай, когда повторные колонизации едва восполняют локальное вымирание; ниже порога вымирания метапопуляция вымрет, даже если неко- торое количество подходящих местообитаний все еще сохраняется в данном ландшафте. 3.2. Разрушение биоразнообразия Биоразнообразие включает три ветви: генетическое разнообразие, разнообразие видов и разнообразие экосистем. Утрата тех или иных элементов, а также важных функций в любой из этих ветвей приводит к разрушению биоразнообразия. Чаще всего это про- исходит вследствие локального вымирания видов или популяций, а также исчезновения с лица Земли круп- ных таксонов. Все многообразие причин сокращения биоразнообразия в наши дни можно свести к одной всеобъемлющей – влиянию человека на природные экосистемы. Это влияние может быть прямым и стать причиной сокращения или даже полного исчезнове- ния локальных популяций. Однако более серьезные последствия связаны с воздействием человека на сами экосистемы. Биоразнообразие планеты в глобальном масштабе подвержено влиянию глобальных факто- ров, таких как геологические процессы, изменение климата, нарушение биогеохимических циклов, экс- пансия прогрессивных биологических групп. Начи- ная с Антропогенового периода Кайнозойской эры определяющую роль в изменении биоразнообразия стали играть антропогенные факторы и в первую оче- редь изменение землепользования, то есть использо- вание земель для различных целей, и широкое рассе- ление чужеродных видов [2]. Долговременный тренд за последние 500 млн лет состоял в постепенном эволюционном развитии все более разнообразной биоты. Несмотря на кризисы, ко- DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 13 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА связи: влияние биоразнообразия на функционирова- ние экосистем и через него – на предоставляемые ими услуги, от которых зависит качество жизни человека. Блок «Биоразнообразие» включает уровни биоразно- образия, структура которых показана в рамке. Блок «Экосистемные услуги» включает регулирующие услуги (верхняя рамка), обеспечивающие оказание конкретных услуг (нижняя рамка) Результат этого взаимодействия состоит в усилении гетеротипических реакций, сохранении минеральных веществ, повышении стабильности и увеличении ин- формации. От того, насколько богато представлены видами уровни консументов первого, второго и т. д. порядков, от того, насколько велика их специализа- ция, зависит полнота использования первичной про- дукции. В наиболее стабильных сообществах на- блюдается равновесие между произведенным за год органическим веществом и его утилизацией значи- тельным числом разнообразных консументов. Подобно тому как стабильность экосистемы в целом определяется биотическим сообществом, так и эф- фективность деятельности самого сообщества зависит от информационных возможностей высоких трофиче- ских уровней – хищников высокого порядка. В свою очередь, содержание информации возрастает по мере подъема в верхние трофические уровни; именно так следует оценивать сложное поведение хищников, поддержание иерархической структуры группы, раз- нообразные связи в популяции и т. п. От их деятель- ности в значительной мере зависит эффективность управления энергетическими потоками в экосистеме. Здесь возможна аналогия с постиндустриальным об- ществом, в котором решающее значение приобретает не уровень производства (как это было в индустри- альную эпоху), а оптимизация управления энергопо- токами за счет информационных связей. Но именно животные, формирующие «блок управ- ления» экосистемы, «страдают» от деятельности че- ловека в первую очередь. Многочисленные иссле- дования показывают, что жертвами антропогенного воздействия в основном становятся виды, для ко- торых характерны крупные размеры особей, боль- шая продолжительность жизни, низкая способность к расселению, узкая специализация к использованию ресурсов и невысокие темпы размножения. Виды с такими свойствами приурочены, как правило, к вы- соким трофическим уровням и особенно характерны для поздних стадий развития экосистемы, когда после ряда промежуточных стадий надолго устанавливает- ся климаксное сообщество. Такие экосистемы в пер- вую очередь становятся объектом хозяйственной дея- тельности человека. На смену исчезающим из местной фауны и флоры видам приходят раннесукцессионные виды с противоположными характеристиками, кото- рые уже не могут поддерживать полезные функции уровней, что в итоге приведет к нарушению обмена веществ между человеческим обществом и природой. Два первых пути антропогенного воздействия на био- разнообразие могут быть проиллюстрированы на при- мере тех процессов, которые реализуются на уровне экосистемы. Для оценки последствий сокращения био- разнообразия на уровне биосферы необходимо рассмо- треть роль биоразнообразия в формировании биосфер- ной системы динамической устойчивости. Роль биоразнообразия в функционировании экосистемы Не существует прямой безальтернативной зависи- мости между устойчивостью экосистемы и ее видо- вым богатством, так как существуют и сравнительно устойчивые маловидовые экосистемы, и неустой- чивые экосистемы при высоком видовом богатст- ве. Связь разнообразия и устойчивости экосистем не укладывается в простую формулу: «чем больше разнообразие, тем лучше». Вместе с тем, длинные ряды наблюдений за состоянием экосистем показы- вают, что биотическое сообщество функционирует таким образом, что удерживает уровень биоразноо- бразия на оптимальном уровне, не позволяя превы- сить его. Иное дело – сокращение биоразнообразия; здесь действительно начинаются негативные процес- сы с далеко идущими последствиями. Только богатое видами сообщество способно обеспечить соответст- вие прихода и расхода, то есть соответствие между продуцированием органического вещества и его по- треблением, и тем самым обеспечить устойчивость экосистемы. Весь вопрос здесь в способности био- тического сообщества обеспечить это соответствие в данных условиях. В противном случае экосистема не сможет устоять под влиянием сильного внешнего воздействия и деградирует. Разрушение экосистемы проходит через ряд этапов и завершается нарушением связей между блоками экосистемы, размыканием кру- говоротов веществ, ростом стохастических процес- сов, усилением роли «сорных» видов фауны и флоры. Динамика видового разнообразия сообщества отно- сительно некоторого среднего уровня обеспечивается совместным действием факторов среды и различных форм взаимодействия между видовыми популяциями. Чем выше видовое разнообразие, тем успешнее био- тическое сообщество взаимодействует с физической средой, обеспечивая то, что составляет основу жиз- ни (рис. 7): 1) первичную и вторичную продукцию экосистемы, 2) круговорот питательных веществ, 3) устойчивость экосистемы по отношению к внешним воздействиям. Ключевые блоки, влияющие на качество жизни че- ловека, сформированы теми функциями экосистем, которые определяются исключительно биоразноо- бразием. Темными стрелками показаны важнейшие 14 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА всех тех функций (рис. 7), от которых зависит сущест- вование человечества. Структура экосистемных услуг включает три блока жизненно важных услуг: обес- печивающие услуги, регулирующие услуги, услуги культурного характера. Каждый из этих блоков и все вместе в различных комбинациях обеспечивают та- кие составляющие высокого качества жизни человека, как материальная основа жизни, безопасность, здо- ровье и оптимальная структура социальных связей. Только при этом условии по-настоящему возможна свобода выбора и действий. экосистем. Разрушая блок управления, человек лиша- ет экосистему возможности сопротивляться внешне- му воздействию. Иными словами, основной итог хо- зяйственной деятельности человека состоит в том, что он, разрушая систему устойчивости природных ком- плексов, делает их уязвимыми по отношению к ви- дам-вселенцам, загрязнениям разного вида, опасным болезням и иным внешним воздействиям. Без всего того, что входит в понятие биологического разнообразия, невозможно устойчивое функциониро- вание экосистем и, следовательно, осуществление ими Рис. 7. Влияние биоразнообразия на качество жизни человека и уязвимость биоразнообразия по отношению к глобальным факторам. DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 15 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА мы остановится, не достигнув равновесия с регио- нальным климатом. Так, например, чрезмерный вы- пас может породить пустынное сообщество там, где по условиям регионального климата могла бы сохра- няться степь. Пустынные сообщества в данном слу- чае – дисклимакс, а степь – климатический климакс. Таким образом, вмешательство человека в процесс развития экосистемы приводит к тому, что биотиче- ское сообщество не достигает равновесия со средой, а сама экосистема становится уязвимой к различного рода местным нарушениям и чаще всего теряет спо- собность к долгому и устойчивому существованию. В итоге структура биосферы оказывается нарушен- ной – в ней не отражается история развития слагаю- щих ее экосистем различного уровня. Таков основной вывод, который можно сделать в результате рассмотрения территориального и ком- понентного равновесия биосферы вследствие антро- погенного нарушения естественного хода развития слагающих ее экосистем. Внутри биосферы в нор- ме должны быть территориально сбалансированы экосистемы более низкого порядка. Иными слова- ми, на Земле должно быть необходимое количество тундр, лесов, пустынь и так далее в качестве биомов, а внутри биома тундр должна сохраняться оптималь- ная тундровость, внутри биома хвойных лесов – опти- мальная лесистость, и так до самых мелких биогеоце- нозов. Значительные преобразования внутри биомов и смещение в них равновесия между экосистемами низшего порядка неминуемо вызывают ответ на бо- лее высоком уровне. Это отражается на многих при- родных процессах – от изменения глубины залегания грунтовых вод до перераспределения воздушных по- токов. Аналогичное явление наблюдается и на уровне очень крупных систем биосферы при изменении соот- ношения между территориями биомов. В ходе освое- ния земель, в самом широком понимании этого сло- ва, нарушается и компонентное, и территориальное равновесие. До определенной степени это допустимо и даже необходимо, ибо только в неравновесном со- стоянии экосистемы способны давать полезную про- дукцию в форме урожая. Но, не зная меры, человек стремится получить больше, чем может дать природа, забывая, что устойчивость экосистем слагается из ве- ликого множества элементов, формально не входящих в понятие «ресурсы». Биоразнообразие и эволюция биосферы Формирование системы динамической устойчиво- сти биосферы – результат деятельности биоты (рис. 8). С первых шагов развития жизни на Земле живые организмы стали оказывать все возрастающее влия- ние на физическую среду, преобразуя ее и поставляя в нее источники энергии и вещества. Эволюция биос- феры в фанерозое шла, в целом, по пути увеличения Роль биоразнообразия в развитии экосистемы Любое биотическое сообщество со временем прео- бразуется. Его развитие, называемое также экологиче- ской сукцессией, проходит через ряд этапов. Каждое сообщество в силу превышения прихода над расхо- дом (превышение продуцирования над утилизацией органического вещества) меняет среду и тем самым создает условия для собственной гибели и процвета- ния следующего за ним сообщества. В процессе сук- цессии большинство видов закономерно появляется и исчезает, дав возможность климаксному сообщест- ву обеспечить наиболее полный круговорот веществ. Скорость преобразований постепенно замедляется, и, наконец, на последнем этапе уже не видно никаких изменений; соответственно, надолго устанавливается терминальное, или климаксное сообщество, которое находится в равновесии с преобладающими в данной местности условиями среды. Таковы биомы – кли- максные сообщества, достигшие равновесия с регио- нальным климатом в результате развития в наземных условиях. Сообщества, сменяющие друг друга в процессе раз- вития экосистемы, характеризуются разными призна- ками. Так, для незрелых экосистем на ранних стадиях экологической сукцессии характерно низкое видовое разнообразие и простые схемы питания: много про- дуцентов, травоядных животных и мало редуцен- тов. Растения, в основном однолетние травы, тратят бóльшую часть энергии на продукцию мелких семян для воспроизводства, а не на корневую систему, сте- бли и листья. Они получают питательный материал, как правило, со стоком из других экосистем, так как сами не могут удерживать и накапливать биогенные вещества. Зрелые экосистемы, в противоположность незре- лым, характеризуются многообразием видов, ста- бильными популяциями и сложными схемами пита- ния. В системе доминируют редуценты, разлагающие большое количество мертвого органического веще- ства. Растения представлены крупными многолетни- ми травами и деревьями, дающими крупные семена. Они тратят основную долю энергии и питательных материалов на поддержание корневой системы, ство- ла, листьев, а не на производство новых растений. Такие экосистемы сами добывают, удерживают и пе- рерабатывают часть биогенных веществ, в которых нуждаются. Человек, «преобразуя природу», прерывает есте- ственный ход развития экосистемы, препятствует достижению ею устойчивого терминального состо- яния. Поскольку основным модифицирующим фак- тором экосистемы является биотическое сообщест- во, то очевидно, что, чем сильнее нарушена среда, тем выше вероятность того, что развитие экосисте- 16 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА олетом. Эта концентрация – одна из пороговых вели- чин в развитии жизни – обеспечивала существование лишь анаэробов. Активно перемещающиеся живот- ные, которым для движения необходимо достаточное количество энергии, возникли, когда уровень кисло- рода достиг 1% современного содержания (точка Пас- тера) [7]. На это же время (около 1,7 млрд лет назад) приходится бурное развитие бактерий и водорослей, образующих бактериальные маты и водорослевые болота, и, соответственно, повышение фотосинтети- ческого индекса за счет совершенствования работы клеточного фотосинтетического аппарата (рис. 8). На- иболее важна третья пороговая концентрация – 10%, достигнутая, как считают сегодня, в ордовике-силуре степени замкнутости круговоротов веществ и мини- мизации их потерь не только в масштабе локальных экосистем, но и в масштабе региональных, континен- тальных и глобальных комплексов биосферы. По современным представлениям, жизнь на Земле существует не менее 3,7 млрд лет, а сама планета – около 4,6 млрд. В первые 1,5 млрд лет Земля была населена прокариотами. Благодаря деятельности си- не-зеленых водорослей кислород, побочный продукт фотосинтеза, выделялся во внешнюю среду, сущест- венно изменяя ее. До этого времени (ранний докем- брий) уровень кислорода в первичной атмосфере под- держивался на уровне 0,1% современного содержания за счет фотодиссоциации воды солнечным ультрафи- Рис. 8. Изменение характеристик биосферы и смены доминирующих таксонов наземных организмов в течение фанерозоя. По [18] с изменениями и дополнениями. Эволюция биосферы представлена на схеме как последовательный, прерываемый кризисами (вертикальные линии на схеме), рост биоразнообразия DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 17 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА ждой конкретной группы был свой и складывался из последовательности шагов, поддержанных отбо- ром и потому ведущих к более успешной эксплуата- ции среды. Эффективности взаимодействия биоти- ческого сообщества со средой способствовала также поддержанная отбором все усиливающаяся специали- зация зависящих друг от друга продуцентов и консу- ментов. На определенном этапе развития экосистемы продуктивность и биологическое разнообразие дости- гают такого уровня, что у экосистем возникает нужда в «управляющем блоке» – верхних трофических уров- нях, представленных специализированными хищни- ками. Усиливается межвидовая конкуренция, а это, в свою очередь, ведет к расширению сферы действия отрицательной обратной связи и повышения устойчи- вости экосистемы. Сочетание локальных экосистем, устойчивых и находящихся в равновесии с преобла- дающими в данном регионе условиями среды, – важ- ный компонент динамической устойчивости биосфе- ры в целом. В наземных экосистемах на определенной стадии развития поток энергии и веществ рано или поздно (если нет нарушений) начинает проходить через де- тритную пищевую цепь. Появление постоянно суще- ствующего запаса трудно разложимой органики ве- дет к радикальной перестройке пищевых цепей [7]. С этого времени бόльшая часть вещества и энергии оборачивается через детритные, а не через пастбищ- ные цепи. Возрастает роль редуцентов, круговорот ве- ществ замыкается. В результате создания замкнутых (и управляемых самими экосистемами) круговоротов веществ уменьшался разброс условий внутренней сре- ды экосистем, возрастала динамическая устойчивость экосистем в пространстве и времени. Таким образом, в процессе эволюции биосферы на всех уровнях ее организации неоднократно происходило становление и постоянно шло усиление экологического гомеоста- зиса – динамической устойчивости в пространстве и времени путем поддержания относительного по- стоянства условий внутренней среды. В климаксных природных экосистемах, где поддерживается равенст- во прихода и расхода органического вещества, круго- вороты питательных веществ очень тонко настроены на конкретное сочетание сложившихся условий. Вы- ход вещества из таких круговоротов (главным обра- зом, в естественные геологические круговороты, вы- ступающие в качестве так называемого «резервного фонда») компенсируется за счет внешних поступле- ний, в том числе из атмосферы, а также за счет при- носа продуктов выветривания горных пород, метео- ритных выпадений и т. п. Таким образом, равновесие биосферы поддержива- ется действием системы динамической устойчивости, в основе которой лежит биотическая регуляция кру- говорота веществ, «выедания» растительности и чи- (480–410 млн лет назад) с формированием озонового экрана, позволяющего заселить приповерхностные, наиболее продуктивные части водоемов. До этого пригодным для жизни был узкий слой воды от 10 до примерно 50 метров глубины: выше проникал гу- бительный ультрафиолет, ниже не был возможен фо- тосинтез и отсутствовал кислород. Именно с ордови- ка-силура заметны попытки заселения суши. Освоение суши открывало для продуцентов новые возможности. Прежде всего, вынос на воздух фото- синтетических поверхностей способствовал повыше- нию эффективности транспорта газов, необходимых для фотосинтеза и дыхания растений. Поскольку воз- можности более эффективного продуцирования орга- нического вещества были исчерпаны к тому времени на молекулярном уровне в связи с возникновением максимально эффективных хлорофиллов, акцент пе- реместился на формирование сложной структуры би- огеоценозов в трехмерном пространстве. С освоением наземных и амфибиотических местообитаний пред- ками современных папоротников, хвощей, плаунов и примитивными голосеменными было связано повы- шение фотосинтетического индекса и, соответствен- но, увеличение первичной продукции. Следующий этап роста первичной продукции пришелся на триас и был связан с господством на обширных простран- ствах голосеменных (рис. 8). Наибольшее усложнение структуры растительных сообществ обеспечили по- крытосеменные – самая богатая видами группа расте- ний – вплоть до практически полного перехватывания солнечной энергии верхними «этажами» сложных ра- стительных сообществ. Решающую роль в этом играл рост биоразнообразия. И каждый раз смена доминирующих групп расти- тельности следовала одинаковому сценарию: когда на долгом пути исторического развития среда «от- крывала окно» для активизации биосферных про- цессов (повышение парциального давления О2 , рост продуктивности экосистем, экспансия более эффек- тивных продуцентов, увеличение биологического разнообразия, усиление межвидовой конкуренции), преимущество получали биологические группы, спо- собные к активному взаимодействию со средой [21]. Вспышка видообразования и расцвет новых групп не- изменно следовали за крупной катастрофой, приводя- щей к гибели существовавших на тот период экосис- тем (рис. 8). На фоне разрушенных прежних связей, освободившихся экологических ниш и обострившей- ся в связи с этим конкуренции заявляли о себе и заво- евывали все новые пространства биологические груп- пы, способные быстро реагировать на изменяющуюся среду [8, 9]. За продуцентами следуют консументы, разнообра- зие которых прямо пропорционально разнообразию и обилию первичной продукции. Сценарий для ка- 18 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА [3], но и «основные действующие лица»: продуценты, консументы и редуценты. Кроме того, равновесие би- осферы не может быть полным, если не сбалансиро- ваны все компоненты – от потока энергии, субстрата, атмосферы, вод до биотической совокупности. По- следняя является управляющей системой по отноше- нию к абиотической совокупности. В свою очередь, в биотической системе управляющей подсистемой служат консументы, так как от них зависит степень использования первичной продукции и в конечном итоге стабильность системы в целом. По правилу Эшби, управляющая подсистема или управляющая система должна быть организована не менее сложно, чем управляемая; возможно, в этом лежит разгадка тайны, почему на Земле так много видов животных, особенно насекомых. Поэтому глобальная экологиче- ская пирамида имеет вид волчка (рис. 9). При таком способе изображения основных трофических уровней биосферы соотношения диаметров острия, махови- ка и стержня «волчка жизни» могут быть в разных сленности популяций. Первое, в частности, означа- ет удивительное постоянство (на протяжении сотен миллионов лет) содержания неорганического углеро- да в атмосфере; второе – обеспечивает использование ресурсов пропорционально их эффективному запасу; третье – предотвращает губительные для биосферы колебания численности популяций. У каждой геоло- гической эпохи было свое равновесное содержание углекислоты в атмосфере и другие характерные пара- метры круговоротов веществ [17]. Изменения концен- трации углекислоты в фанерозое совпадают с изме- нениями климата и сменой доминирующих все более эффективных продуцентов (рис. 8). К этому следует добавить территориальное и ком- понентное равновесие устойчивых, находящихся в равновесии с преобладающими в данном регионе условиями среды локальных экосистем. В равновесии должны находиться не только локальные экосисте- мы и природные комплексы высокого уровня: биомы, ландшафты, биогеографические области и так далее Рис. 9. Глобальная экологическая пирамида. Принцип построения глобальной экологической пирамиды следующий: каждый из основных трофических уровней (продуценты – консументы – редуценты) изображается в форме цилиндра, высота которого – биомасса, а диаметр – количество видов DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 19 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА Итоги реализации намеченной на 2010 г. цели под- ведены в третьем докладе «Глобальная перспектива в области биоразнообразия» [6]. Анализ итогов ре- ализации поставленной цели позволяет сделать ряд выводов, которые необходимо учитывать при плани- ровании и координации дальнейшей деятельности, направленной на сокращение утрат биоразнообразия. Основной вывод состоит в том, что меры реагирования на сокращение биоразнообразия в период до 2010 г. ограничивались учетом прямых нагрузок и реакции на них. В то же время, недостаточное внимание было уделено первопричинам негативных изменений би- оразнообразия, а также тому, насколько сокраще- ние биоразнообразия сказывается на эффективности функционирования экосистем и, следовательно, на ка- честве услуг, предоставляемых экосистемами. Общая идея доклада о состоянии и перспективах сохранения биоразнообразия состоит в том, что проблему утра- ты биоразнообразия нельзя рассматривать в отрыве от таких проблем, как борьба с нищетой, улучшение здоровья, обеспечение процветания и безопасности нынешнего и будущих поколений. Достижению ка- ждой из этих целей препятствуют существующие тенденции в состоянии и функционировании наших экосистем. В то же время, достижению каждой из них будет способствовать содействие, которое мы окажем биоразнообразию, и то внимание, которого оно заслу- живает. От внимания исследователей ускользала взаимос- вязь первопричины, например, растущей потребно- сти населения в ресурсах, с факторами угрозы для биоразнообразия, например, упрощением структу- ры экосистемы, ее загрязнением и т. п. Как следствие этого, в большинстве случаев первопричины утраты биоразнообразия не устранялись. Положение усугу- блялось тем, что параллельно с устранением причин сокращения биоразнообразия не принимались меры по обеспечению долгосрочных выгод от «нормаль- но функционирующих» экосистем. Принимавшиеся меры редко соответствовали масштабу и сложности задач, для решения которых они предназначались. Для того чтобы разорвать или по крайней мере осла- бить связь между первопричинами и прямыми на- грузками на биоразнообразие, необходим достаточ- ный учет услуг, предоставляемых экосистемами (см. рис. 7). Представление об экосистемных услугах по- зволяет по-новому взглянуть на условия сохранения биоразнообразия в зависимости от характера и интен- сивности воздействия на экосистемы. Система свя- зей между элементами, определяющими успех в деле сохранения биоразнообразия и прямыми нагрузками на экосистемы (рис. 10), показывает, что сокращение экосистемных услуг автоматически вызывает рост первопричин, то есть вся система действует по прин- ципу обратной связи, где биоразнообразие выступает экосистемах различными, но для того, чтобы волчок не падал, они не могут быть произвольными. 4. РАССТАНОВКА ПРИОРИТЕТОВ В работах, посвященных проблемам деградации биос- феры, нечасто можно встретить попытку обосновать методы и способы выхода из глобального кризиса. Ав- торы статьи [25] предлагают комплексную программу по восстановлению планетарного баланса с акцентом на стабилизацию биогеохимических циклов. Про- грамма включает ряд важных мер, часть которых уже предпринимается в настоящее время, однако, если су- дить по сохраняющейся остроте обсуждаемых про- блем, без особого успеха. Большинство предлагаемых мер подразумевает высокий уровень развития науки и технологий и потому доступно лишь экономически развитым государствам [24]. Возможности примене- ния этих мер, причем в весьма ограниченных в силу значительной научной и технической сложности мас- штабах, вновь возвращают нас к популярной в конце прошлого – начале нынешнего века проблеме взаимо- отношения стран Севера и Юга. Попытки сохранения биоразнообразия, усилия инди- видуумов, социальных групп и организаций, направ- ленные на спасение редких и исчезающих видов, не- редко наталкиваются на прозаическую необходимость сиюминутного получения ресурсов для обеспечения потребностей человеческого общества. Для расстанов- ки приоритетов, определения ближайших задач сле- дует обратить внимание на причины того, что не дает возможности гармонизировать биосферные процессы с нуждами природопользования. Изменение клима- та, влияние многих других факторов, рассмотренных выше, но прежде всего стремление человека полу- чать неограниченные ресурсы, не считаясь с возмож- ностями биосферы, приводит в итоге к сокращению биоразнообразия и, следовательно, к невозможности нормального функционирования биосферной системы жизнеобеспечения человечества. Подобно тому, как эволюционное развитие биосферы определяется посту- пательным усложнением структуры биоразнообразия, так и разрушение самого биоразнообразия приводит к «угасанию» биосферы, к утрате ею важных свойств, необходимых для поддержания жизни человека. Несмотря на отдельные успехи в деле сохранения би- оразнообразия, к числу которых можно отнести спасе- ние отдельных видов, популяций, организацию особо охраняемых природных территорий, общая негатив- ная тенденция сокращения биоразнообразия сохраня- ется. Еще в Йоханнесбурге (2002) на второй между- народной конференции ООН по окружающей среде и развитию мировые лидеры постановили достичь существенного сокращения темпов утраты биоразно- образия к 2010 г. К настоящему времени стало очевид- ным, что поставленных целей достичь не удалось. 20 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА жизни. Особенно остро эта проблема стоит для бед- ных стран с высоким уровнем рождаемости. В будущем для обеспечения эффективного сохра- нения, восстановления и разумного использования биоразнообразия, а также создания условий для эф- фективной «работы» экосистем предстоит расширить деятельность, переместив ее на новые уровни и в но- вые масштабы. Для достижения этого предлагается ряд мер, далеко выходящих за рамки сугубо экологи- ческих проблем и включающих такие вопросы, как по- вышение эффективности использования земельных, водных, морских и иных ресурсов, улучшение про- странственного планирования для защиты районов, важных с точки зрения сохранения биоразнообразия, ликвидация каналов перемещения инвазивных видов и т. п. Должны быть включены меры экономического и социального характера: использование ценообразо- вания, финансовой политики и других механизмов, позволяющих отразить реальную ценность экосис- тем, предоставляемые ими услуги в качестве мощ- ных стимулов для изменения тенденций к разруше- нию. Решающую роль должны сыграть национальные в роли «рабочего элемента». Отсюда следует вывод о необходимости усиления мер, направленных на со- хранение биоразнообразия как основного условия по- вышения качества жизни людей. Единственный способ избежать конфликта между усилиями по сохранению биоразнообразия и челове- ческими потребностями – следовать принципам устой- чивого развития. Подход с позиции концепции устой- чивого развития позволяет рассматривать проблемы сохранения биоразнообразия во взаимосвязи и взаи- модействии с экономическими и социальными про- цессами. Такой подход подразумевает необходимость учета в ценообразовании и других рыночных меха- низмах услуг, которые предоставляют экосистемы. Он также показывает, что интенсивность использова- ния природных ресурсов должна быть сбалансирова- на с возможностями поддержания функций и жизне- способности экосистем, так как от услуг, которые они предоставляют, напрямую зависит качество жизни на- селения. Задача социологов состоит в том, чтобы «со- единить» в сознании людей информацию о состоянии экосистем и о том как это сказывается на качестве их Рис. 10. Контуры обратной связи, определяющей зависимость силы и характера антропогенного воздействия от «функционирования» экосистем, которое, в свою очередь, зависит от состояния биоразнообразия без учета первопричин (А) и с их учетом (Б). На рис. Б темным выделены элементы обратной связи, которые необходимо учитывать для снижения нагрузки на биоразнообразие DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 21 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА ческих ресурсов. Настало время решительных мер, направленных на возобновление основного экологи- ческого ресурса – биоразнообразия. И здесь необходи- мы не только продуманные действия по сохранению и восстановлению природных экосистем, но и полный отказ от близорукой политики «освоения» таких уяз- вимых территорий, как Арктика. Биоразнообразие – своеобразная биологическая ма- трица, определяющая вектор социального развития. А если это так, то первые шаги должны быть сделаны в направлении сохранения биоразнообразия. Эффек- тивность таких шагов определяется не только тем, на- сколько полно мы учитываем роль биоразнообразия в обеспечении устойчивости экосистем [29], но и тем, как предпринимаемые нами меры скажутся в конеч- ном счете на самом биоразнообразии [28, 30]. Мед- лить с этими мерами нельзя – необходимы срочные действия в сфере экологии, экономики и социологии для того, чтобы замедлить темпы разрушения био- разнообразия. Очень важно, чтобы трагедия не заста- ла нас врасплох. А такая возможность есть. На при- мере модели «лягушка в теплой воде» авторы [25] в аллегорической форме показали опасность посте- пенного и потому незаметного развития кризисных явлений – вплоть до того момента, когда кризисная ситуация становится необратимой и приводит к раз- рушению (гибели) системы. Трагический урок с атом- ной станцией Фукусима свидетельствует о следую- щем. Современная атомная станция была снабжена совершенной системой жизнеобеспечения, способной выдержать мощное землетрясение. И она бы его вы- держала, если бы через некоторое время после начала землетрясения высокая волна не затопила саму систе- му жизнеобеспечения, лишив станцию возможности сопротивляться губительным процессам. Мы сосла- лись на события 2011 г., чтобы подчеркнуть, насколь- ко опасно лишать природные экосистемы их способ- ности сопротивляться внешнему разрушительному воздействию. В 2008–2009 гг. правительства многих стран мира оперативно мобилизовали сотни миллиардов долла- ров, чтобы предотвратить крах финансовой системы, шаткость которой застала рынки врасплох. Сегодня у нас есть четкие факты, предупреждающие о воз- можной критической точке, к которой мы подталки- ваем наши экосистемы, сформировавшие нашу ци- вилизацию. Небольшой части тех средств, которые мгновенно были выделены на предупреждение эконо- мического кризиса, хватило бы для предотвращения гораздо более серьезного и фундаментального кризи- са систем, поддерживающих жизнь на Земле. программы или законодательства для создания благо- приятных условий для поддержки инициатив «снизу» при ведущей роли общин, местных органов власти или предприятий. Для выхода из глобального эколо- гического кризиса человеку придется кардинально менять образ жизни и отношение к природе; возра- стает роль социологических исследований и экологи- ческого просвещения, особенно в странах с быстро растущим населением. Заключение В основе устойчивости биосферы лежит биотиче- ская регуляция круговорота веществ, «выедания» растительности и численности популяций. Все эти качества были сформированы в ходе исторического развития биосферы, которое, хотя и не было глад- ким, в масштабе геологического времени неизменно сохраняло вектор в направлении повышения биологи- ческого разнообразия, вектор – от простого к сложно- му, от хаотичного к организованному, от случайного к закономерному. И каждый раз на протяжении со- тен миллионов лет биосфера снова и снова воспроиз- водит себя в миллионах локальных экосистем, кото- рые в иерархическом порядке выстраиваются снизу вверх – от локальных экосистем через биомы и био- географические области до биосферы. Биологическое разнообразие обеспечивает компонентное и террито- риальное равновесие слагающих биосферу экосистем. Только богатое видами сообщество способно обеспе- чить равновесие между поступающей энергией и ее использованием и, в свою очередь, через серию эта- пов ненарушаемого развития обеспечить территори- альное равновесие слагающих биосферу компонентов. В процессе «преобразования природы» человек на- рушил эту гармонию. Разум усилил физиологические возможности человека: в отличие от всех иных живых существ человек стал изобретать и использовать мно- жество инструментов и технологий, усиливающих и дополняющих возможности его тела [4]. Результа- том деятельности человека стало размыкание естест- венных биогеохимических циклов, загрязнение сре- ды, глубокая деградация окружающей среды, утрата местообитаний. Разрушение биоразнообразия лишает экосистемы возможности полноценного функциони- рования, нарушает территориальное и компонентное равновесие биосферы. Угроза исчерпания природ- ных ресурсов заставила человека сначала задумать- ся о рационализации процесса природопользования, а затем и о необходимости возобновления природных ресурсов. Деградация природных комплексов дела- ет особенно актуальным воспроизводство экологи- 22 Междисциплинарный научный и прикладной журнал «Биосфера» 2017, т. 9, № 1 ПРИРОДА 19. Малинин ВН. Что происходит с уровнем Миро- вого океана? Общество Среда Развитие. 2007; (4):97–102. 20. Медоуз Д, Рандерс Й, Медоуз Д. Пределы ро- ста. 30 лет спустя. М.: ИКЦ Академкнига; 2008. 21. Попов АВ. Глобальная палеоэкология. В кн.: Общая палеоэкология. СПб.: Изд. СПбУ; 2000. c. 109–27. 22. Примак РБ. Основы сохранения биоразнообра- зия. М.: Издательство НУМЦ; 2002. 23. Хански И. Ускользающий мир. Экологические последствия утраты местообитаний. М.: Това- рищество научных изданий КМК; 2010. 24. Яблоков АВ, Левченко ВФ, Керженцев АС. Пе- реход к управляемой эволюции биосферы. На- ука в России. 2014; (4):48–54. 25. Яблоков АВ, Левченко ВФ, Керженцев АС. Очерки биосферологии 1. Выход есть: переход к управляемой эволюции биосферы. Philosophy & Cosmology. 2015; (14):92–118. Общий список литературы/Reference List 1. Alekseyev AS. [Typification of Phanerozoic events of the mass extinctions of organisms]. Vestnik Moskovskogo Universiteta. 2000; (4):6–14. (In Russ.) 2. Brodskiy AK. Uskolzayushchaya Realnost. Proshloe, Nastoyashchee i Budushchee Bioraznoobraziya. Saint Petersburg: DEAN; 2012. (In Russ.) 3. Brodskiy AK. [Biodiversity: structure, problems and perspectives of conservation]. In: Aspekty Bioraznoobraziya. Moscow: Sbornik Trudov Zoologicheskogo Muzeya MGU (54); 2016. p 380– 96. (In Russ.) 4. Vernadsky VI. Biosfera i Noosfera. Moscow: Nauka; 1989. (In Russ.) 5. Vernadsky VI. Zhivoye Veshchestvo i Biosfera. Moscow: Mysl; 1994. (In Russ.) 6. Secretariat of the Convention on Biological Diversity. Globalnaya perspektiva v oblasti bioraznoobraziya 3. Montreal: The Secretariat; 2010. (In Russ.) 7. Yeskov KYu. Istoriya Zemli i Zhizni na Ney. Moscow: Izdatelstvo NTS ENAS; 2004. (In Russ.) 8. Zherikhin VV. [Evolutionary biocenology: The problem of models selection]. In: Ekosistemnye Perestroyki i Evolyutsiya Biosfery. Moscow: Nedra; 1994. p. 13–20. (In Russ.) 9. Zherikhin VV. Izbrannye Trudy po Paleoekologii i Filotsenogenetike. Moscow: Tovarishchestvo Nauchnykh Izdaniy KMK; 2003. (In Russ.) 10. Illarionov A, Pivovarova N. [The economic consequences of ratification the Kyoto Protocol Список русскоязычной литературы 1. Алексеев АС. Типизация фанерозойских собы- тий массового вымирания организмов. Вестн Моск ун-та. 2000; (4):6–14. 2. Бродский АК. Ускользающая реальность. Прошлое, настоящее и будущее биоразнообра- зия. СПб.: ДЕАН; 2012. 3. Бродский АК. Биоразнообразие: структура, проблемы и перспективы сохранения. В кн.: Аспекты биоразнообразия. М.: Сборник тру- дов Зоологического музея МГУ (54); 2016, c. 380–96. 4. Вернадский ВИ. Биосфера и ноосфера. М.: На- ука; 1989. 5. Вернадский ВИ. Живое вещество и биосфера. М.: Мысль; 1994. 6. Глобальная перспектива в области биоразно- образия 3. Монреаль: Секретариат Конвенции о биологическом разнообразии; 2010. 7. Еськов КЮ. История земли и жизни на ней. М.: Изд-во НЦ ЭНАС; 2004. 8. Жерихин ВВ. Эволюционная биоценология: проблема выбора моделей. В кн.: Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. М.: Недра; 1994. c. 13–20. 9. Жерихин ВВ. Избранные труды по палеоэко- логии и филоценогенетике. М.: Товарищество научных изданий КМК; 2003. 10. Илларионов А, Пивоварова Н. Экономические последствия ратификации Российской федера- цией Киотского протокола. Вопросы экономи- ки. 2004; (11):34–59. 11. Керженцев АС. Функциональная экология. М.: Наука; 2006. 12. Ковалев ЕВ. Глобальная продовольственная проблема. Мировая экономика и международ- ные отношения. 2004; (10):26–34. 13. Кокорин АО, Грицевич ИГ, Сафонов ГВ. Изме- нение климата и Киотский протокол – реалии и практические возможности. М.; 2004. 14. Кравчук МА, Красков ЮИ, Малинин ВН. Гло- бальный экологический кризис: стратегия выживания. Общество Среда Развитие. 2009; (1):194–205. 15. Лапенис АГ. Принцип биогеохимической селек- ции организмов. В кн.: Рассеянные элементы в бореальных лесах. М.: Наука; 2004. с. 293–300. 16. Левченко ВФ. Эволюция биосферы до и после происхождения человека. СПб.: Наука; 2004. 17. Левченко ВФ. Три этапа эволюции жизни на Земле. Lambert Academic Publishing; 2011. 18. Левченко ВФ. Биосфера: этапы жизни (эволюция частей и целого). СПб.: Свое издательство; 2012. Литература DOI: 10.24855/biosfera.v9i1.323 / www.21bs.ru 23 А.К. БРОДСКИЙ, Д.В. САФРОНОВА 23. 2Khanski I. Uskolzayushchiy Mir. Ekologicheskiye Posledstviya Utraty Mestoobitaniy. Moscow: Tovarishchestvo Nauchnykh Izdaniy KMK; 2010. (In Russ.) 24. Yablokov AV, Levchenko VF, Kerzhentsev AS. [The transition to a controlled evolution of the biosphere]. Nauka v Rossii. 2014; (4):48–54. (In Russ.) 25. Yablokov AV, Levchenko VF, Kerzhentsev AS. [Essays of Biospherology 1. There is a way: the transition to a controlled evolution of the biosphere]. Philosophy & Cosmology. 2015; (14):92–118. (In Russ.) 26. Carson R. Silent Spring. Harmondsworth: Penguin Books Ltd.; 1982. 27. Ehrlich PR. The Population Bomb. N.Y.: A Sierra Club-Ballantine Book; 1968. 28. Fordham DA, Akçakaya HR, Alroy J, Saltré F, Wigley TML, Brook BW. Predicting and mitigating future biodiversity loss using long-term ecological proxies. Nature Climate Change. 2016;6:909–16. 29. Isbell F, Craven D, Connolly J, Loreau M, Schmid B, Beierkuhnlein C, Bezemer TM, Bonin C, Bruelheide H, de Luca E, Ebeling A, Griffin JN, Guo O, Hautier Y, Hector A, Jentsch A, Kreyling J, Lanta V, Manning P, Meyer ST, Mori AS, Naeem S, Niklaus PA, Polley HW, Reich PB, Roscher C, Seabloom EW, Smith MD, Thakur MP, Tilman D, Tracy BF, van der Putten WH, van Ruijven J, Weigelt A, Weisser WW, Wilsey B, Eisenhauer N. Biodiversity increases the resistance of ecosystem productivity to climate extremes. Nature. 2015;526:574–7. 30. Phelps J, Webb EL, Adams WM. Biodiversity co-benefits of policies to reduce forest-carbon emissions. Nature Climate Change. 2012;2:497– 503. 31. Yablokov AV, Ostroumov SA. Conservation of Living Nature and Resources: Problems, Trends and Prospects. Berlin: Springer Verlag.; 1991. by the Russian Federation]. Voprosy Ekonomiki. 2004; (11):34–59. (In Russ.) 11. Kerzhentsev AS. Funktsionalnaya Ekologiya. Moscow: Nauka; 2006. (In Russ.) 12. Kovalev YeV. [The global food problem]. Mirovaya Ekonomika i Mezhdunarodnye Otnosheniya. 2004; (10):26–34. (In Russ.) 13. Kokorin AO, Gritsevich IG, Safonov GV. Izmenenie Klimata i Kiotskiy Protokol – Realii i Prakticheskiye Vozmozhnosti. Moscow; 2004. (In Russ.) 14. Kravchuk MA, Kraskov YuI, Malinin VN. [The global environmental crisis: a survival strategy]. Obshchestvo Sreda Razvitiye. 2009; (1):194–205. (In Russ.) 15. Lapenis AG. [The principle of biogeochemical selection of organisms]. In: Rasseyannye Elementy v Borealnykh Lesakh. Moscow: Nauka; 2004. p. 293–300. (In Russ.) 16. Levchenko VF. Evolyutsiya Biosfery do i Posle Proiskhozhdeniya Cheloveka. Saint-Petersburg: Nauka; 2004. (In Russ.) 17. Levchenko VF. Tri Etapa Evoliutsii Zhizni na Zemle. Lambert Academic Publishing; 2011. (In Russ.) 18. Levchenko VF. Biosfera: Etapy Zhizni (Evolyutsiya Chastey i Tselogo). Saint Petersburg: Svoye Izdatelstvo; 2012. (In Russ.) 19. Malinin VN. [What happens to the level of the ocean?]. Obshchestvo Sreda Razvitiye. 2007; (4):97–102. (In Russ.) 20. Meadows D, Randers Y, Meadows D. Predely Rosta. 30 Let Spustya. Moscow: IKTs Akademkniga; 2008. (In Russ.) 21. Popov AV. [Global paleoecology]. In: Obshchaya paleoekologiya. Saint Petersburg: Izdadelstvo SPbU; 2000. p. 109–27. (In Russ.) 22. 2Primak RB. Osnovy Sokhraneniya Bioraznoobraziya. Moscow: Izdatelstvo NUMTs; 2002. (In Russ.)