§48. Взаимосвязь между биоразнообразием и устойчивостью экосистем. Биоразнообразие видов

Цель изучения этой темы: установить взаимосвязь между биоразно­ образием и устойчивостью экосистем.

Из каких двух основных компонентов состоит любая экосистема? Как они взаимосвязаны и взаимообусловлены? Какой из компонентов является определяющим?

Что нужно повторить для успешного изучения темы? § 1 – учебник для 7 клас­са.

  Биоразнообразие. Экологическая система – это динамическое и устойчивое сообщество живых организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов), находящееся в постоянной взаимосвязи и непосредственном контакте с компонентами неживой природы (атмосферы, гидросферы и литосферы). Экосистема состоит из биотической (биоценоз) и абиотической (экотоп) частей, которые связаны непрерывным обменом веществ и энергией. В нее поступают энергия Солнца, минеральные вещества почвы, газы атмосферы и вода. Она выделяет теплоту, кислород, углекислый газ, биогенные вещества, переносимые водой, часто накапливающейся в почве, влагу и т. д. Для поддержания экосистем и круговорота веществ необходимо наличие трех групп организмов: продуцентов, консументов и редуцентов.
  Для сохранения биоразнообразия в Казахстане в 1994 г. была подписана Конвенция о биологическом разнообразии. В рамках этой Конвенции коллективом авторов (зоологов и ботаников) был подготовлен важный государственный документ «Национальная стратегия и план действий по сохранению и сбалансированному использованию биологического разно- образия» (Кокшетау, 1999). В нем, в частности, дано подробное описание биологического разнообразия страны. Так, флора Казахстана насчитывает более 6000 видов одних только высших растений, из которых 14% видов являются эндемиками Казахстана, т. е. они произрастают только в нашей стране и больше нигде в мире. Многие из них являются также реликтами, т. е. сохранились с давних геологических эпох. Например, такой уникальный вид, как таволгоцвет Шренка. Фауна Казахстана в свою очередь насчитывает около 835 видов позвоночных животных и несколько десятков тысяч видов беспозвоночных животных. Среди них совершенно особый интерес, с точки зрения сохранения биоразнообразия, представляет эндемичный для Казахстана вид и род селевиния, или боялычная соня, открытый В. А. Селевиным в 1938 г. Это было крупное зоо- логическое открытие ХХ в. Очень интересен также эндемик Западного Тянь-Шаня сурок Мензбира. Среди копытных животных уникален древний реликт сайгак.
  Устойчивость экосистем. Любая территория, пригодная для обитания по набору абиотических факторов, будет заселяться живыми организмами. Этот процесс заселения территории определенными видами называется сукцессией. Первыми организмами, осваивающими новое местообитание, являются лишайники и растения. Формируются растительные сообщества. В ходе сукцессии изменяются видовой состав сообществ и характеристики местообитания. Вслед за растениями в сукцессию вовлекаются представители животного мира, а развивающийся биоценоз становится все более богатым видами. Цепи питания в нем усложняются, разветвляются и превращаются в сети питания.

  Сукцессия завершается образованием постоянных сообществ, видовой состав которых в дальнейшем мало изменяется, сохраняясь на протяжении тысячелетий и больше. Скорость сукцессии по мере приближения к этому состоянию снижается. Процесс практически прекращается, когда между элементами биоценоза и физической средой устанавливается равновесие.
  Важный показатель экосистемы – устойчивость, являющаяся мерой ее чувствительности к нарушениям. Устойчивыми называются экоси­стемы, способные сохранять свои особенности на протяжении дли­тельного времени.
  Основные свойства экосистем:

  1) саморегуляция;
  2) устойчивость – способность выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями;
  3) продуктивность – способность производить биологическую продукцию.
  Саморегуляция выступает как ключевое свойство экосистемы. Она проявляется в том, что численность особей каждого вида поддерживается на определенном, относительно постоянном уровне.
  Биоразнообразие и устойчивость экосистем. Важнейший показатель стабильного существования экосистемы, ее способности сохраняться неизменной в течение длительного времени и сопротивляться негативным воздействиям – это ее биоразнообразие. Существует прямая зависимость: чем больше разных видов организмов обитают в экосистеме, тем выше ее устойчивость (стабильность). Это происходит потому, что разные виды, близкие по экологическим характеристикам, могут частично компенсировать колебания численности друг друга. Так, например, экосистема биоценоза отдельно стоящей сосны, выросшей на горном склоне, конечно, будет обладать меньшим видовым составом (и, разумеется, биомассой), чем группа таких же сосен, растущих в ущелье на небольшом расстоянии. Наиболее богатые видовым составом влажные экваториальные леса (джунгли, сельва) максимально устойчивы. Например, для того чтобы продвигаться по джунглям, люди прорубают себе дорогу, уничтожая растения. Последствия такого воздействия лес компенсирует буквально в считанные дни. Даже такое страшное химическое воздействие боевыми отравляющими веществами, как «Орандж» («Orange»), применявшееся армией США во Вьетнаме, не смогло полностью уничтожить экосистему тропических лесов. Впоследствии она почти полностью восстановилась.
  Однако не следует забывать, что при изменении абиогенных условий (количества влаги, температуры, освещенности и др.) в экосистеме с любым биоразнообразием могут начать исчезать одни виды растений, а им на смену придут другие (см. § 52, 53). Фитоциноз будет определять состав зооциноза, соответственно, видовой состав животных будет зависеть от видового состава растений. В конечном счете определяющими в биоразнообразии экосистемы являются абиотические факторы и отсутствие вредного антропогенного влияния.

  Например, трехпалые ленивцы питаются некоторыми видами ядовитых деревьев. Употребляя их ядовитую листву, они вынуждены нейтрализовывать яды. В результате у них очень продолжительный обмен веществ. Именно поэтому они медлительны и почти не покидают деревья. Практически 80% жизни эти животные проводят в кроне. В результате такой диеты у них исчезла конкуренция за пищу, на них почти никто не охотится. Как известно, ленивцы обитают в джунглях, где экосистема изобилует водой и солнечным светом, который позволяет кормиться и размножаться большому количеству видов животных. В противовес такой экосистеме, как джунгли, существуют пустыни. Из-за недостатка питьевой воды в этой экосистеме может выживать минимальное количество видов, что приводит к ее неустойчивости. Нельзя забывать, что в современном мире появился антропогенный фактор. На пустыни и экономически невыгодные регионы этот фактор почти не влияет, человек всегда приходит в наиболее благоприятные условия среды, где много растительности и устойчивые экосистемы. Но рационально распорядиться природными ресурсами он, к сожалению, не может. За несколько месяцев люди вырубают деревья, на создание которых уходят десятки лет, зачастую истребляют некоторые виды животных. Это подрывает экосистему планеты и приводит к тому, что даже изобилующие жизнью джунгли могут потерять свою стабильность и даже исчезнуть. Поэтому каждый человек должен нести ответственность перед природой и задуматься в первую очередь о том, насколько его действия полезны для природы, а не только для него лично.

  Қазақстанның биоалуантүрлілігі өте бай. Қазақстанның биоалуантүрлілігін сақтау – біздің болашақ ұрпақ алдындағы міндетіміз. Біздің еліміздің аумағында тіршілік ететін құстардың 490 түрінің 396 түрі мекендейді, қалғаны маусымдық миграция кезінде келеді. Қазақстан әсіресе суда тіршілік ететін жабайы құстарға бай, бірқатар суқойма (Наурызым, Торғай, Алакөл, Қорғалжын көл жүйелері) халықаралық маңызды сулы алқапқа жатады. Басым түрлер – сұр қаз, бізқұйрық, сұр үйрек, барылдауық үйрек, қасқалдақ. Бұл құстардың жыл құстарын қосқандағы жиынтық саны шамамен екіден ондаған миллион дараға дейін құрайды.

Рис. 41. Водоплавающие птицы

Лебедь-кликун

Розовый фламинго

Кудрявый пеликан

  Биоразнообразие Казахстана велико. Наш долг перед следующими поколениями сохранить биоразнообразие Казахстана. На территории нашей страны селятся 396 видов птиц из 499 существующих, отмеченных на территории Казахстана, остальные посещают ее во время сезонных миграций. Особенно богат Казахстан водоплавающей дичью, причем ряд водоемов (Наурызымская, Торгайская, Алакольская и Коргалжынская озерные системы) относится к угодьям международного значения. Преобладающие виды – серый гусь, шилохвость, серая утка, кряква, лысуха. Суммарная численность этих птиц, включая и пролетных, по очень приблизительным оценкам составляет от двух до нескольких десятков миллионов особей.
  В последнее десятилетие наметился спад численности большинства водоплавающих птиц вследствие деградации мест обитания и возрастающего пресса хозяйственной деятельности (рис. 41). Ежегодно в республике отстреливается в среднем 2,6 млн уток, гусей, лысух и других птиц. Органы и ткани их нередко загрязнены антропогенными токсикантами (различные соли, тяжелые металлы и др.). Иногда это вызывает токсикоз птиц и их гибель. Так уже не раз случалось на Каспийском море и в Балкаш-Алакольской котловине. Необходимость контроля за этими явлениями осложняется обширностью географических связей казахстанских водоплавающих птиц.
  В Казахстане встречается 39 видов дневных хищных птиц (рис. 42). К сожалению, около половины видов, особенно орлы, змееяды, крупные канюки, соколы и падальщики, в 50-е годы ХХ в. истреблялись как вредные хищники. В результате многие из них до сих пор не могут восстановить свою численность и помещены в Красную книгу. Туда же помещен и знаменитый беркут – один из главных геральдических атрибутов на Государственном флаге нашей страны.

Рис. 42. Хищные птицы

Сокол-балобан

Беркут

Степной орел

  Среди 49 видов рептилий тревогу вызывает состояние ресурсов среднеазиатской черепахи. В 1976–1991 гг. было заготовлено и отправлено на экспорт 1 млн 108 тыс. особей. Для частичного восстановления численности необходимо временно прекратить отлов черепах в Арысском массиве (Южно-Казахстанская область).
  В последнее время растет потребность фармацевтической промышленности в яде змей, особенно щитомордника. Однако в Казахстане запасы змей не установлены, что пока не дает возможности поставить их промысел на научную основу.
  Сайгак – уникальнейший эндемик, гордость нашей страны. В начале ХХ в. он был на грани исчезновения. Затем, достигнув численности в миллион особей, стал промысловым видом. Сейчас сайгак в нашей стране снова стал малочисленным.
  Ихтиофауна Казахстана в последнее время сильно пострадала. В результате деградации водных экосистем Аральского бассейна практически исчезли такие эндемичные виды, как сырдарьинский лжелопатонос, аральский лосось и туркестанский усач. Бесконтрольная акклиматизация чуждых видов рыб в ряде случаев оказалась не только бесперспективной, но и вредной. Пришельцы вытеснили аборигенов.
  Вследствие антропогенных воздействий – массовой распашки целинных земель, зарегулирования стоков рек, перевыпаса, пожаров, широкого применения пестицидов – сильно пострадала фауна наземных и почвенных беспозвоночных, особенно насекомых. По данным специалистов, примерно на 70% уничтожена зональная степная фауна насекомых в Западном, Центральном, Северном и отчасти Восточном Казахстане. Если перечисленные факторы будут действовать в том же темпе, то видовой состав насекомых в перечисленных ландшафтах может сократиться до 20–30%. Господствовать будут отдельные, наиболее пластичные виды, которые могут оказаться массовыми вредителями сельскохозяйственных культур и дикорастущих полезных растений.

  Биоразнообразие, устойчивые экосистемы, эндемики Казах- стана.

Знание и понимание

1. Что такое биоразнообразие?

2. Объясните, почему важно сохранять биоразнообразие на территории нашей страны и в мире в целом.

Применение

1. Назовите причины, по которым экосистема может быть в большей или меньшей мере устойчива.

2. Сравните свойства экосистем и разные экосистемы с различными характеристиками. Например, ледовая пустыня, тундра, тайга, лиственный лес, болото, озеро, река, лесостепь, разнотравная степь, полупустыня, пустыня. Какие из этих экосистем будут наименее устойчивы? Какие из них нуждаются в большей охране и почему?

Анализ

1. Изобразите в виде схемы экосистему и факторы, влияющие на ее устойчивость.

2. Докажите на примерах (мира или Казахстана), что природные экосистемы в наше время нуждаются в защите.

Синтез

1. Порассуждайте, почему при прочих равных условиях одни экосистемы остаются сохраненными в своем естественном состоянии, а другие – оказываются измененными человеком или прекращают свое существование.

2. Систематизируйте животных, описанных в тексте параграфа, по следующим характеристикам: 1) место обитания, 2) тип экосистемы, 3) встречаемость и (или) эндемичность, 4) роль в экосистеме, 5) заинтересовавшие вас особенности.

Оценка

1. Напишите реферат о примерах сохранения биоразнообразия в мире и Казахстане.

2. Проведите дебаты по резолюции: «Нам (НЕ) под силу полностью сохранить биоразнообразие Казахстана в нынешнем виде».

×
×

Корзина