Роль оопт в сохранении биоразнообразия
Наиболее известный путь сохранения биоразнообразия – это создание особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Это участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны.
Имеются следующие категории ООПТ: государственные природные заповедники, в том числе биосферные; национальные парки; природные парки; государственные природные заказники; памятники природы; дендрологические парки и ботанические сады; лечебно-оздоровительные местности и курорты.
Ранг заповедной территории определяется научной значимостью объектов, которые охраняются, и ее площадью. При выделении заповедной территории чаще всего руководствуются тремя принципами. Во-первых, это уникальность, поэтому территории, на которой обитают эндемики, присваивается более высокий статус.
Во-вторых, выявляется уязвимость, связанная с наличием видов, находящихся на грани вымирания. В-третьих, устанавливается полезность, то есть присутствие на территории ценных для человека видов (например для селекции), или определяется экономическая ценность участков.
Организация ООПТ должна реализовывать целый ряд принципов сохранения биологического разнообразия, так как биосистемы разного уровня характеризуются различной структурно-функциональной организацией и законами развития. Отсюда следует принцип учета иерархической структуры объектов биоразнообразия: организм, популяция, вид, сообщество, экосистема, территориально-сопряженный комплекс экосистем и биосфера как глобальная экосистема.
Организменный принцип связан с тем, что организмы как наименьшие единицы жизни, самостоятельно существующие в среде, являются носителями наследственной информации. Основные задачи в этой области – сохранение организмов и обеспечение их воспроизводства.
Популяционный принцип обусловлен тем, что популяции представляют собой форму существования вида, элементарные единицы эволюционного процесса, обладающие уникальным генофондом. Основные задачи – сохранение или восстановление численности и ареалов природных популяций, сохранение внутрипопуляционного генетического разнообразия и генетической уникальности популяции, разнообразия ее структуры.
При этом численность популяции имеет важнейшее значение, так как ее сокращение повышает вероятность случайного вымирания популяции и сопровождается уменьшением внутрипопуляционного генетического разнообразия. Работа в этом направлении включает: сохранение популяций редких и находящихся под угрозой исчезновения видов; регламентирование промысла популяций эксплуатируемых видов; сохранение и восстановление среды обитания, реконструкция биотопов; охрана популяций на особо охраняемых участках; технологические и организационные меры по защите видов от гибели на инженерных сооружениях, при лесозаготовительных, мелиоративных и других антропогенных воздействиях.
Видовой принцип учитывает, что вид – это наименьшая генетически закрытая система, обладающая неповторимым генофондом и представляет систему взаимосвязанных локальных популяций, внутривидовых форм и подвидов. Основные задачи – сохранение численности и ареалов видов, пространственно-генетической популяционной структуры вида, разнообразия популяций, внутривидовых форм.
Для поддержания пространственно-генетической структуры вида необходимо сохранение той степени изоляции популяций и форм, которая характерна для ненарушенных природных популяций. Негативные последствия имеет как изоляция популяций, так и разрушение природных барьеров между ними, их искусственное смешивание.
Работа в этом направлении включает: сохранение редких и находящихся под угрозой исчезновения видов; регламентирование промысла эксплуатируемых видов; сохранение и восстановление среды обитания видов, реконструкцию биотопов; охрану видов на особо охраняемых природных территориях; воссоздание утраченных популяций.
Биоценотический принцип определяется тем, что виды в природе существуют в тесной функциональной связи с другими видами в форме сообществ. Основные задачи в этой области – сохранение и восстановление сообществ, сохранение их видового разнообразия, поддержание естественных процессов формирования состава и структуры.
Исчезновение видов и сокращение видового разнообразия ведет к деградации сообществ. Внедрение в сообщество чужеродных видов как в результате их интродукции человеком, так и при самостоятельном расселении также может нарушить структуру природных сообществ.
Способы сохранения: контроль и регулирование антропогенной нагрузки на сообщества, а также состава и структуры сообществ. Для устойчивого существования сообществ необходимо сохранение присущего им видового состава, включая характерное соотношение численности разных видов, а также структуры ценотических связей; контроль и регулирование видового состава организмов, изымаемых из природных экосистем; реинтродукция исчезнувших из биоценозов видов (если структура не претерпела существенных изменений); контроль и регулирование саморасселения и акклиматизации чужеродных видов; восстановление биоценозов.
Экосистемный принцип учитывает, что совокупность функционально взаимосвязанных организмов (биоценоз) и абиотических компонентов среды, в которой они существуют, составляют единую систему (экосистему). Основные задачи в этом направлении – сохранение и восстановление природных экосистем, поддержание их средообразующих функций.
Полноценное и долговременное сохранение видов и сообществ организмов возможно лишь в составе природных экосистем, при сохранении типичной для них абиотической среды. Нормальное существование и развитие экосистем предполагает закономерную смену сукцессионных стадий.
Сохранение экосистем может быть обеспечено только при сохранении разнообразия сообществ, представляющих разные стадии сукцессии. Необходим контроль и регулирование использования территорий в пределах буферности экосистем, создание особо охраняемых природных территорий с разным режимом охраны; сохранение и восстановление биотопов как условие сохранения и восстановления биоценозов и экосистем; поддержание традиционной хозяйственной деятельности, необходимой для сохранения природно-культурных комплексов.
Специфика экосистем накладывает отпечаток на природоохранную стратегию сохранения биоразнообразия. Так, сохранение редких видов, связанных с водными объектами осложняется разнообразием их экологических особенностей, включая зависимость от нескольких биотопов или дальние миграции.
Следует подчеркнуть, что изменения затрагивают водную экосистему в целом, и попытки локального сохранения редких видов в отдельных местообитаниях малоэффективны. Кроме того, гидрологические сети географических зон соединены на европейской части России магистральными водными путями, что создает инвазионные коридоры и дополнительную угрозу для сохранения биоразнообразия.
В то же время развитая гидрографическая сеть не только обеспечивает миграционные пути для организмов, но и создает разнообразие биотопов, с чем связано увеличение биоразнообразия. Особенностью водных систем является их выраженная структурно-функциональная иерархия.
Это касается значимости экотонов для поддержания биоразнообразия на границе раздела твердой фазы и воды (дно, берег, ледовая кромка, растительные и иные подводные субстраты), структурированности водной толщи по горизонтали и вертикали, поясов прибрежной растительности.
Водные экосистемы играют ключевую для образования прибрежных и околоводных сообществ, пойменных и болотных экосистем. К ним приурочены местообитания организмов разных систематических и экологических групп организмов (микроорганизмы, грибы, растения, животные), что определяет актуальность поддержания качества водных экосистем для сохранения биоразнообразия.
Водные объекты используются как постоянная или временная среда обитания организмов, в течение всей их жизни или на определенной стадии онтогенеза. С ними связано явление смены поясов растительности, гетеротопности, расселения, миграций, размножения, гнездования, кормежки, использования укрытий.
Помимо водных организмов (водоросли, водные высшие растения, простейшие, беспозвоночные, круглоротые и рыбы) существует группа земноводных растений и животных, околоводных, мигрирующих позвоночных, связанных в своей жизнедеятельности с водоемами. Так, доля наземных позвоночных Вологодской области, существование популяций которых зависит от водоемов, составляет более 38%.
Однако многие вопросы сохранения биоразнообразия в водных экосистемах не разрешаются на популяционном уровне из-за саморасселения и инвазий, функционирования паразитарных систем (птицы – паразиты), рыбохозяйственного использования. В отличие от наземных, водные экосистемы отличаются гораздо меньшими возможностями для локализации антропогенного воздействия.
Водные животные непосредственно контактируют со средой, вода переносит загрязнения на большие расстояния, а грунты аккумулируют токсиканты. Особенно усугубляет ситуацию зависимость состояния водоемов от их обширных водосборов, освоения берегов. Экономическая многоплановая значимость водоемов, традиционная приуроченность к ним поселений делают проблематичным их вывод из хозяйственного использования.
Современное состояние водных объектов обусловливает необходимость проведения комплекса мероприятий по их «оздоровлению», уменьшения нагрузки на водосборы, их охраны. Оптимизация охранных мероприятий должна учитывать биологические и экологические особенности организмов, а также хозяйственное использование территорий.
Особое внимание следует уделить долинам рек, по которым на территорию проникают многие интрозональные виды. Требуется создание резерватов на малых реках, включение мест гнездования, нерестилищ, ряда водоохранных зон, а также водоемов в состав ООПТ, ее корректировка.
Отметим, что внесение редких видов рыб в Красную книгу не гарантирует их сохранение без поддержания структуры популяций и генетического полиморфизма, а также состояния экосистем. Связь уязвимости вида с нарушением местообитаний предполагает экосистемный подход к проблеме сохранения биоразнообразия, то есть сохранения экосистем для сохранения вида.
Особенно ярко это проявляется на фоне выраженной локальности водных экосистем, где интенсивная антропогенная трансформация может быстро перевести вид в разряд уязвимых. Ускорение сукцессий при эвтрофировании через изменение биотических отношений включает механизм каскадных взаимодействий, что может перевести в разряд редких целый комплекс видов.
Восстановление популяций рыб относится к наиболее сложной проблеме, так как успешное зарыбление, искусственно выращенным посадочным материалом или рыбами, отловленными в другом водоеме, далеко не гарантирует конечного результата – восстановление исчезающего вида (Болотова, 1997).
Должна быть устранена первопричина снижении численности популяции, которая обычно кроется в ухудшении условий обитания. «Оздоровление» водного объекта гораздо более проблематичная задача, в отличие от устранения последствий перелова, что можно решить за счет ужесточения контролирующих мер.
Кроме того, при заводском выращивании посадочного материала происходит снижение генетического разнообразия, а уменьшение полиморфизма популяций ведет к их неустойчивости и вытеснении в природных условиях, что показывает опыт многих десятилетий работы рыборазводных заводов.
Охрана экосистем как «ключевых» природных объектов для сохранения биоразнообразия может осуществляться на разных иерархических уровнях ландшафтной структуры территории. К сожалению, большинство национальных и региональных схем охраны биоразнообразия ориентированы преимущественно на сохранение зональных экосистем. Значительно меньше внимания уделяется охране территориально-сопряженных комплексов экосистем водосборов.
Территориальный принцип и его применение при организации ООПТ связано с тем, что территориально-сопряженный природный комплекс состоит из взаимосвязанных экосистем и формируется в пределах территории, единой по физико-географическим условиям и истории развития.
Основные задачи – сохранение территориальных комплексов экосистем, их разнообразия. Необходимо территориальное планирование с учетом задачи сохранения биоразнообразия; планирование мер по сохранению и устойчивому использованию биоразнообразия; создание и развитие сети особо охраняемых природных и историко-культурных территорий с разным режимом охраны.
Биосферный принцип. Разнообразие видов и экосистем обеспечивает поддержание биосферных процессов и функционирование биосферы как единой экосистемы. Основные задачи в этой области – сохранение глобальной экосистемы, глобального видового разнообразия и глобального разнообразия экосистем.
Под эгидой ЮНЕСКО и МСОП с 1976 г. начала формироваться сеть биосферных резерватов (биосферных заповедников), в задачу которой входит сохранение репрезентативных участков всех типов биомов и биогеографических провинций мира и проведение научных исследований по единой программе фонового экологического мониторинга.
Развитию заповедного дела на международном уровне способствовала принятая в 2004 г. на VII конференции Сторон Конвенции по биологическому разнообразию Программа работ по охраняемым территориям. В России она реализуется на национальном и региональном уровнях (Особо охраняемые…, 2009).
Следует отметить, что на Европейском Севере развивалась своя сеть особо охраняемых природных территорий (ООПТ), на основе подготовленных научных обоснований и принятых схем территориального планирования. Ее развитие стимулировалось рядом интересных инициатив.
К ним относится выдвинутая в 1997 г. представителями Санкт-Петербурга, Мурманской и Архангельской областей и Республики Карелия идея создания международной ландшафтно-экологической системы «Экологический каркас». Принципиальным отличием от сетей ООПТ является то, что предлагается создание именно системы, основанной на функциональной взаимосвязанности природных объектов, а не на их изолированном существовании (Боголицин и др., 2021).
Первая инициатива, направленная на создание единой системы ООПТ на Европейском Севере, связана с проектированием четырех «зеленых поясов». Это зеленый пояс Фенноскандии, (в основе создания которого лежит государственная граница между Россией и Финляндией)
, Беломоро-Онежский, Тимано-Печерский и Предуральский зеленые пояса. Они представляют собой последние крупные массивы первобытных (коренных) лесов, сохранившиеся благодаря труднодоступности для лесопромышленного освоения. «Зеленые пояса», вытянувшиеся в меридиональном направлении и приуроченные к административным границам субъектов РФ, предложено признать ключевым элементом территориальной сопряженности охраняемых природных объектов Европейского Севера.
В этом отношении эффективным может быть использование водоохранных зон, особенно в западной части Европейского Севера, где сильно развитая гидрографическая сеть ориентирована преимущественно по широте. Водоохранные леса могут быть экологическими коридорами, соединяющими отдельные ООПТ, обеспечивать миграции и расселение видов.
Эти естественные биогеографические русла соединяют фенноскандинавский и восточноевропейский таежные биомы. Предлагается обеспечить функционирование этих объектов в естественном режиме как одного из ключевых связующих элементов общей системы ООПТ на Европейском Севере.
Как показало выполнение международного проекта «ГЭП-анализ на Северо-Западе России» для выработки адекватной стратегии сохранения биоразнообразия важно проведение оценки репрезентативности существующей сети ООПТ. В частности, было установлено, что многие редкие виды за время, прошедшее с момента организации ООПТ, оказались за их пределами.
Общая площадь ООПТ не соответствует международным нормам, например, в Вологодской области составляет немногим более 6% от ее территории. Причем среди двухсот, созданных к настоящему времени ООПТ, основную долю по площади занимает Дарвинский государственный природный биосферный заповедник и национальный парк «Русский Север», имеющие федеральный статус.
Помимо того, сетью ООПТ слабо охвачены водные, болотные и луговые биотопы, так как исходно ее создание было ориентировано на таежные ландшафты. Следует отметить и крайне неравномерное распределение ООПТ по трем бассейнам стока (Балтийское, Белое Каспийское моря), водораздел которых проходит по территории Вологодской области.
Необходимо акцентировать внимание на реализацию бассейнового принципа организации ООПТ, для учета тесной взаимосвязи наземных и водных экосистем, сформировавшихся в одном бассейне стока и функционирования системы «водосбор – водная экосистема». Стратегия сохранения разнообразия на основании бассейнового подходов должна быть направлена на поддержание целостности и функционирования территориально-сопряженных комплексов водосборов разного порядка в бассейне стока.
Природная специфика затрудняет включение в сеть ООПТ как водотоков из-за их протяженности, так и стоячих водоемов, зависящих от обширных водосборов. Создание ландшафтных заказников и охрана ценных биотопов позволяет распространять режим природопользования только на часть акваторий или прибрежных местообитаний.
Поэтому сохранение водных экосистем в сети ООПТ является наиболее сложной задачей, учитывая не только природные особенности данных объектов, но и их экономическое значение, сопровождающееся многоплановой эксплуатацией. Разнообразие интересов и противоречия природопользователей усиливают лоббирование в отношении создания ООПТ на акваториях.
Далеко идущие негативные последствия имеет принятое в Водном кодексе положение о возможности застройки водоохранных зон, что создает беспрецедентную нагрузку на водные экосистемы, учитывая бурное развитие дачного строительства. Другим результатом этой законодательной инициативы является возникновение очередных препятствий для создания ООПТ на водных объектах, включая усиление социальной напряженности.
Практически неразработанным вопросом является оценка роли культурных ландшафтов в сохранении биоразнообразия, сопряженность сохранения природно-культурного наследия в системе ООПТ.
Создание ООПТ служит цели снижения антропогенного влияния на локальном уровне, но не устраняет рисков, вызванных воздушной эмиссией загрязняющих веществ, трансграничными процессами в обширных речных бассейнах, глобальным изменением климата.
Для подавляющего большинства существующих ООПТ регионального ранга нерешенным вопросом остается обеспечение режимов охраны (Оценка состояния управления…, 2021). Основным путем решения этой проблемы является создание региональных дирекций по управлению ООПТ, Однако опыт некоторых областей показывает, что они могут стать частью аппаратов администраций и утратить самостоятельность.
Главным требованиям к дирекциям по ООПТ должна стать юридическая обособленность и придание их сотрудникам инспекторских полномочий уровня действующих на федеральных ООПТ. Для этого нужна поддержка властных структур региона, нахождение средств на формирование дирекций ООПТ.
Создание ООПТ это только первый законодательно обоснованный шаг к сохранению местообитания видов, а далее возникают проблемы полноценного функционирования заповедной территории.
Структура и классификация биоразнообразия
Сохранение генетического полиморфизма означает устойчивость вида, и необходимо знание генетических процессов в популяциях, чтобы принимать адекватные решения в отношении поддержания биоразнообразия. Известно, что на периферии ареала, где часть популяции находится в зоне пессимума и относительной пространственной изоляции, в малых выборках может сформироваться уникальный генофонд за счет дрейфа генов.
Поэтому особое внимание следует уделять популяциям на границе видового ареала, имеющим статус естественной редкости, и так называемым жилым формам, адаптированных к специфике одного местообитания. Образованию последних может способствовать и деятельность человека, приводящая к изоляции отдельных внутривидовых группировок.
В настоящее время, благодаря селекции, постоянно увеличивается разнообразие пород и сортов. Велико разнообразие культивируемых животных, включая сотни пород рогатого скота, пушных зверей, лошадей, рыб, птиц и не менее 2 тыс. пород собак. Около 70 тыс. культурных сортов риса и 2 тыс. его диких вариантов хранится в банке «Гермапласт», созданном на Филиппинах.
Новые сельскохозяйственные культуры созданы путем отдаленного скрещивания растений и не встречаются в дикой природе (тритикале, рапс, нектарина, грейпфрут и многие другие). В России имеется более 30 тыс. сортов культурных растений, из них около трети – отечественных, а с их районированием повышается изменчивость форм.
Заносные дикие и дичающие культурные растения, входя в состав местной флоры, формируют комплекс так называемых адвентивных видов. Уход культурных растений и пород животных в природу может вносить вклад в разнообразие сообществ, однако сопровождается угрозой вытеснения диких форм.
Одним из последствий нецеленаправленного воздействия человека на биоразнообразие служит изменение условия среды, что способствует созданию новых экологических ниш. С этим связано явление синантропизации как процесса приспособления организмов к обитанию вблизи человека.
Всем известны примеры сожителей человека таких, как городские птицы, различные грызуны – вредители, тараканы, сорные растении и т.д. Генетическое и видовое разнообразие локального сообщества за счет синантропизации животных и адвентизации растений сначала может увеличиваться, но затем снижается при вытеснении чувствительных и редких видов.
Человек может увеличивать биоразнообразие через создание новых рас в появившихся эконишах. Так, в восточной части Сев. Америки обитала боярышниковая раса мухи, личинки которой развивались только в плодах боярышника. Европейцы завезли в 1647 г. яблони, а уже в 1864 году личинки были обнаружены в яблоках, то есть зафиксирована яблонная раса этого вида в новой эконише.
Сейчас расы мух очень сильно разошлись, почти не скрещиваются друг с другом, так как при разном времени созревания плодов яблоневая раса спаривается почти исключительно на яблонях, а боярышниковая — на боярышнике. Это стало стимулом для видообразования у паразитирующих на этих мухах наездников.
Особая роль в настоящее время принадлежит генетике, разные направления которой вносят свой вклад как в решение проблем изучения и поддержания биоразнообразия, так и создают новые угрозы. К положительным моментам относятся успехи палеогеномики, так как расшифровка геномов исчезнувших видов позволяет уточнить прошлое биоразнообразие Земли.
За счет генной инженерии создаются микробы с заданными человеком полезными свойствами, то есть в той таксономической группе, где традиционные подходы селекции практически исчерпаны. Достижения генной инженерии поставили селекцию на новый уровень, в то же время ее достижения относятся к наиболее дискуссионным вопросам.
Так, в геометрической прогрессии нарастает число генномодифицированных организмов, с возможным вторжением в естественное биоразнообразие. Это несет серьезные риски из-за возможности засорения генома диких родственников и деградации биоразнообразия. Опасность связана с роковой необратимостью опытов по выпуску в природу трансгенных живых организмов в отличие от технологических ошибок (атомную станцию можно закрыть и т.д.).
Видовое биоразнообразие включает совокупность всех видов, которые населяют нашу планету от бактерий и простейших до царства грибов, многоклеточных растений, и животных. Взгляды ученых на общее количество видов, обитающих на Земле, сильно различаются.
Видовой уровень разнообразия обычно рассматривается как базовый, а вид является опорной единицей учета биоразнообразия (Примак, 2002). Инвентаризация видов представляет собой чрезвычайно сложную задачу, учитывая их огромное количество и динамику. Общее число ныне известных видов составляет около 2,5 млн., причем, почти 1,5 млн. из них – насекомые.
Млекопитающих – не более 4 тысяч, рыб – 40 тысяч, птиц – 8400, амфибий – 4000, рептилий – 8000, моллюсков – 130000, простейших – 36000, различных червей – 35000 видов. Описано более 300 тысяч цветковых растения, а водорослей известно немногим более 30 тысяч, грибов – около 70 тысяч, бактерий – менее 6 тысяч, вирусов – около тысячи.
Разнообразие организмов можно разделить на таксономическое, как группировки по родству, и типологическое – группировки по тем или иным категориям признаков, не сводимых к родству. К последним относятся жизненные формы, стратегии жизни, ценотипы и др.
Разнообразием отличается и пространственное распределение видов, вследствие зависимости от многих факторов и специфики биотопов в разных ландшафтно-климатических зонах. Преобладают виды суши, составляя около 80% биоразнообразия, причем около 74% приходится на тропический пояс, где также располагаются центры максимального видового разнообразия в тропиках, занимают лишь 8% поверхности суши.
В умеренных широтах обитают 24% от общего количества описанных видов, а в полярных районах – всего 2%. В водной среде зафиксировано только 20% видов, что отражает не только меньшую разнородность условий, но и малую доступность для изучения (География и мониторинг…, 2002).
Территория России, учитывая огромную площадь и наличие разных ландшафтно-климатических зон, характеризуется высоким биоразнообразием. При этом выделяется несколько регионов с высоким уровнем видового богатства: Северный Кавказ, юг Сибири и Дальнего Востока.
В нашей стране к настоящему времени зарегистрировано около 11, 5 тыс. аборигенных и заносных сосудистых растении, более 9 тыс.видов морских, пресноводных и почвенных водорослей, что составляет примерно 1/4 мировой альгофлоры, около 3 тыс.видов лишайников и несколько тысяч видов грибов.
Фауна беспозвоночных приблизительно оценивается в 130–150 тыс. (около 10% их мирового разнообразия), основу которой составляют насекомые (97% всех видов). Среди животных наиболее хорошо изучена фауна позвоночных животных, насчитывающая более 1,3 тыс. видов или около 2,7% мирового разнообразия.
Млекопитающие составляют около 7% мирового разнообразия этого класса. В морях и внутренних водоемах России постоянно обитает или встречается во время миграций 56 видов морских млекопитающих, в том числе 40 видов китообразных, 15 – ластоногих. Фауна птиц –732 вида составляет 7,6% мирового разнообразия этого класса, среди которых 27 видов гнездятся только в пределах России.
Амфибий зарегистрировано всего 27 видов, а рептилий – 75 видов, вследствие достаточно суровых климатических условий на большей части территории страны. В состав ихтиофауны входят 269 пресноводных, полупроходных и проходных видов, около 400 видов встречается в прибрежных морских водах, что в целом составляет около 2% их мирового разнообразия.
Следует отметить богатую эндемичную фауну озера Байкал. В России сосредоточены основные мировые запасы осетровых и значительная часть ресурсов лососевых и карповых рыб. Исследование флоры и фауны России позволяет описывать ежегодно десятки новых видов, включая виды, распространенные на сопредельных территориях.
Распределение видов в пространстве зависит не только от зональных, но и азональных средовых факторов. Это физическая и химическая неоднородность местообитания, его нарушения, особенности геоморфологии, микро- и мезоклимата, степень изоляции или островной характер.
Местообитания представляет собой мозаику разнородных элементов среды и переходных зон, границ, экотонов между ними. В настоящее время приоритетным фактором для существования видов стало антропогенное воздействие. Не менее важное значение имеют биотические факторы, связанные со структурой и функционированием сообществ, в которые входит вид.
К ним относится интенсивность хищничества и конкуренции, пространственная, или «архитектоническая», неоднородность, обусловленная самими организмами, а также положение в трофической структуре сообщества и стадия его сукцесии. Сложность биотической среды определяется ярусностью растительности, структурой фитоценоза, наличием видов эдификаторов, которые обладают средообразующими свойствами.
Заметное влияние на распределение видов оказывает продуктивность среды, климатическая изменчивость, «возраст» местообитания и «суровость» среды. В свою очередь, воздействие этих факторов преломляется через географические градиенты, связанные с широтой местности, высотой над уровнем моря и глубиной в водной среде.
Для разграничения разнообразия внутри одного местообитания или региона и разнообразия ландшафта, который содержит несколько местообитаний, Р. Уиттекер в 1960 году предложил следующую классификацию.
Альфа-разнообразие — разнообразие видов внутри местообитания или одного сообщества (локальный уровень). Оно характеризуется видовым богатством, то есть числом видов, встречающихся в пределах экосистемы (обычно на единицу площади в определенной стандартной выборке) и выровненностью, отражающей равномерность распределения численности видов.
Выделение последнего признака связано с тем, что обычно в сообществах большая часть биомассы достигается за счёт вклада очень немногих видов. Для количественной оценки инвентаризационного разнообразия используются индексы разнообразия, определение доли редких и доминирующих видов.
Бета-разнообразие — разнообразие между местообитаниями, в сообществах по градиентам факторов среды в пределах ландшафта. Это отражает определенную степень различий в видовом составе между разными типами сообществ или местообитаний (ландшафтный уровень).
Один из общих подходов к установлению бета-разнообразия – оценка изменений видового разнообразия вдоль средового градиента. Другой путь его определения – сравнение видового состава различных сообществ. Чем меньше общих видов в сообществах или в разных точках градиента, тем выше бета-разнообразие
Гамма-разнообразие — разнообразие видов в пределах крупных регионов в соответствии с дифференциацией условий по важнейшим географическим градиентам: широтному, высотному и градиенту «океан – суша». Оно применимо в больших географических масштабах и учитывает число видов на большой территории или континенте.
Экосистемное биоразнообразие – это совокупность экосистем планеты на всех уровнях. Разнообразие экосистем можно классифицировать либо по функциональным, либо по структурным признакам.
Экосистемное разнообразие часто оценивается через разнообразие видового компонента. Это может быть оценка относительных обилий разных видов, общее разнообразие территории или биотопа, биомасса видов разных размерных классов на разных трофических уровнях или различных таксономических групп.
Однако прежнее представление о том, что чем больше видовое разнообразие, тем устойчивее экосистема, оказалось не совсем адекватным. Эта связь имеет сложный характер, которому больше соответствует гипотеза «оптимального разнообразия». Тот или иной уровень разнообразия рассматривается не только как некоторая характеристика состояния, но и результирующая определенного процесса.
Возможность существования оптимальных значений показана на эмпирических данных и результатах моделирования биоразнообразия. Существуют достаточно устойчивые естественно бедные сообщества с низким видовым разнообразием, такие как острова, пустыни (даже вблизи тропиков), высогорные и глубоководные районы, соленые марши и горячие источники.
Снижение или увеличение разнообразия по сравнению с его оптимальным значением ведет к снижению эффективности, устойчивости или других жизненно важных характеристик биосистемы. Установлено, что сами по себе обильные ресурсы, полное отсутствие внешних нарушений, сверхстабильная среда, очень гетерогенные условия, т. е. так называемое «сочетание благоприятных условий» не являются предпосылкой высокого разнообразия.
Для поддержания высокого разнообразия, нецелесообразно затрачивать средства и усилия на увеличение трофности среды, так как допустимы некоторые нарушения, однако определенные только путем тщательных исследований. Этот вывод имеет практическое значение, предполагая некоторую экономию энергии и средств, если их не нужно затрачивать на создание, так называемых «максимально благоприятных условий» для сохранения биоразнообразия.
В то же время, известно, что выпадение из экосистемы даже одного вида нарушает систему связей, что потребовало оценки допустимых или критических уровней разнообразия, связанных с эффективностью системы (Сохранение и восстановление…, 2002). Очевидно, что существуют такие значения критерия эффективности, при которых система перестает существовать, например минимальные значения устойчивости или энергетической эффективности системы.
Эти критические значения соответствуют уровням разнообразия системы, которые и являются предельно допустимыми, или критическими, уровнями. Представление о критических уровнях разнообразия стало одним из теоретических принципов охраны живой природы (концепции минимальной численности популяции, критических уровней генетического разнообразия в популяциях, минимальной площади экосистем и т. п.).
Природные экосистемы к человеку не приспосабливаются, а деградируют в отличие от видов, которые могут переселиться в другие местообитания или стать сожителями. Разнообразие экосистем снижается вследствие многоплановой их эксплуатации, под влиянием повсеместного загрязнения, антропогенной нарушенности ландшафтов. В результате увеличивается сходство видового состава, и усиливается процесс унификации экосистем.
Вероятно, исчезнувшие виды (cr (pe) — critically endangered (possibly extinct)
Это значимая подкатегория статуса Critically Endangered, в которую входят виды, вымирание либо продолжение существования которых по разным причинам не могут получить однозначного подтверждения. Как показывает практика, в большинстве случаев обозначение вида как Possibly Extinct — первый шаг на пути к признанию его официально исчезнувшим, хотя признание это может наступить лишь через многие годы.
Виды под критической угрозой вымирания (CR—Critically Endangered), известны как «Виды, находящиеся на грани исчезновения». Включение в эту категорию означает, что вид ещё существует, но находится под катастрофическим риском вымирания, которое наверняка произойдёт без принятия необходимых мер по охране.
Список полностью исчезнувших таксонов или вымерших видов (EX — Extinct) известен под наименованием «чёрная книга». Сюда включаются виды, для которых более-менее надёжно установлен факт полного вымирания, случившегося в промежутке с 1500 года по наше время. В большинстве таких случаев, прямо или косвенно задействованы антропогенные факторы.
Виды, часть популяции которых после вымирания в природе сохраняется в неволе, вносятся в промежуточную категорию Extinct in the Wild. Таксон является вымершим в природе, когда известно, что он сохранился только в культуре, в условиях неволи или в виде натурализованной популяции (или популяций) вне прежнего ареала.
Внесение вида в данную категорию происходит, когда при тщательном обследовании известных и/или предполагаемых местообитаний животного в подходящее время (суток, сезона, года) в пределах его исторического ареала не обнаруживается ни одной его особи. Содержащиеся в неволе представители вида, как правило, формируют костяк популяции, предназначенной к разведению и последующей реинтродукции.
Data Deficient. Среди них также есть немало редких, сокращающихся в численности, а в рамках последней категории— и вероятно вымерших видов.
Среди основных категорий существует своя иерархия, учитывающая стабильность/нестабильность популяций, тенденции в изменении жизненных условий обитания вида. Также описываются международные усилия, правительственные законодательные и практические меры в сохранении конкретных видов и подвидов и их среды обитания, создание особо охраняемых территорий.
В начале XXI века появились своего рода «дочерние» программы в форме независимых проектов-попутчиков и сайтов, имеющие самостоятельные задачи, связанные с описанием биоразнообразия, что может служить дополнительным ресурсом для Красного списка МСОП. Это действующий с 2001 года сайт-партнёр IUCN «Каталог жизни».
Он представляет собой ежемесячно обновляемое издание международной группы экспертов-биологов. Более 3 тыс. специалистов из всех отраслей таксономии составляют исчерпывающий таксономический перечень всех известных живых организмов на Земле без подробного описания, но с названиями-синонимами и ссылками на библиографию.
Каталог жизни к 2021 году уже содержал 1.628.180 живущих и 5.600 вымерших видов, в том числе 100% известных науке позвоночных животных и 99% высших сосудистых растений. С 2008 года запущен 10-летний проект «Энциклопедия жизни» The Encyclopedia of Life, EOL.
Это всемирная онлайн-энциклопедия по типу Википедии, содержащая информацию обо всех биологических видах, создаваемая совместно различными специалистами и натуралистами-энтузиастами. В данной мультиязычной энциклопедии размещаются отдельные статьи для каждого известного вида – с видеоматериалами, звуком (например, птичьи голоса), изображениями, графикой и ссылками на партнёрские сайты и первоисточники.
Существует также много других подобных проектов как глобального, так и регионального или национального масштабов, в том числе и в России, что облегчают авторам IUCN Red List принятие решений о включении или не включении какого-либо вида в краснокнижную категорию.
Вскоре после Стокгольмской конференции в многих странах появились национальные Красные книги. Красная книга СССР была учреждена в 1974 году и издавалась в 1978 и 1984 годах. Красная книга РСФСР была издана в 1983 г. (том по животным) и в 1988 году (том по растениям).
После развала Советского Союза наследницей по ведению и изданию Красной книги стала Российской Федерации. Том по животным РФ вышел в 2001 году, в который занесен 231 таксон, из них земноводных –8, пресмыкающихся – 21, птиц – 128, млекопитающих – 74.
В 2008 году издан том «Растения и грибы», включающий следующее число видов: цветковых растений – 474, голосеменных – 14, папоротниковидных – 23, плауновидных – 3, моховидных – 61, морских и пресноводных водорослей – 35, лишайников – 42, грибов – 24 вида.
Кроме того, в 2004 г. (второй выпуск в 2008 г.) вышел «Красный список угрожаемых видов животных и растений России». Он представлял собой первый опыт инвентаризации редких и находящихся под угрозой исчезновения объектов животного и растительного мира России, взятых государством под особую охрану.
Список включал виды, занесенные в Красную книгу Российской Федерации, Красные книги субъектов Российской Федерации, изданные в соответствии с нормативно-правовой базой регионов, и перечни объектов животного и растительного мира, законодательная охрана которых регламентирована правовыми актами субъектов Российской Федерации.
В отличие от большинства красных книг как мирового, так и национального уровней, занесение вида в Красную книгу России на основании Закона РФ «О животном мире» автоматически влечет за собой возникновение законодательной защиты, своего рода «презумпцию запрета добывания», независимо от категории статуса вида.
Одновременно с развитием законодательной базы и формированием Красной книги Российской Федерации шел процесс создания региональных Красных книг. Региональный уровень решения глобальной проблемы сохранения биоразнообразия должен учитывать специфичность территории определенной ландшафтно-климатической зоны и ее географическое положение.
Однако не должны вноситься в региональную Красную книгу следующие виды: с невысокой, но стабильной численностью, заселяющие широко распространенные биотопы; адвентивные и активно расширяющие свой ареал; не регулярно встречающиеся на самом краю ареала или за его пределами; нерегулярно залетные и забеглые виды (за исключением видов, внесенных в КК РФ); не редкие, но яркие и заметные – «украшающие природу». Кроме того, не обязательны для внесения виды, занесенные в Красную книгу МСОП, если они не редки на территории региона.
Следует отметить особенности насекомых, из-за которых к ним требуется особый подход при составлении Красных книг. Это большое количество потомства, из которого до размножения доживает незначительная часть; высокая естественная смертность, компенсируемая высокой рождаемостью; сильные колебания численности в разные годы в зависимости от внешних условий; привязанность популяций насекомых к определенным биотопам.
Для насекомых не имеет смысла охранять отдельные особи, охраняться должна популяция вместе с биотопом, где она обитает, то есть необходимо создание микро-заказников. Нет смысла охранять виды, не имеющие на данной территории устойчивой размножающейся популяции.
Другая известная бабочка – махаон, который в Западной Европе считается огородным вредителем. Это вид, имеющий огромный ареал и которому ничего не угрожает, был внесен в Красную книгу СССР, и до сих пор кочует по страницам многих региональных Красных книг.
Занесение видов в Красные книги Российской Федерации и субъектов Российской Федерации означает их включение в государственный кадастр редких и исчезающих видов животных и растений и научную базу для создания стратегий их сохранения и восстановления. Это обеспечивает организационно-правовые гарантии, повышающие возможности сохранения и восстановления биоразнообразия, реализация которых связана с дальнейшим мониторингом состояния популяций редких и исчезающих видов, то есть ведением Красной книги.
Ведение Красной книги предполагает не разовую констатацию состояния редких и малочисленных видов, а систематический сбор и анализ данных о них, подготовку и реализацию предложений по специальным мерам охраны этих объектов. Следует отметить роль Красной книги и как популярного научного справочника, в котором собраны сведения об особенностях биологии редких видов, определяющих их уязвимость, и на которых должны основываться природоохранные меры.
На примере Красной книги Вологодской области, в рамках выполнения международного проекта, можно продемонстрировать особенности ее создания, учитывающих уникальность территории и современные угрозы биоразнообразию.
Том «Растения, лишайники и грибы» вышел в 2004 году, в который были включены: сосудистых растений – 202, мохообразных – 37, водорослей – 3, лишайников – 33, грибов – 24 вида. Для выбора охраняемых видов были применены несколько критериев. Это ограниченное количество местонахождений на территории области; пограничное положение вида в ареале; малое количество особей в популяциях и их уязвимость; наличие вида в международных сводках, Красной книге РСФСР и книгах соседних регионов; реликтовость вида; низкая экологическая валентность (стенобионтность, высокая специализация); привлекательность вида и его реальная или потенциальная хозяйственная ценность.
Учитывалось, что современная флора Вологодской области имеет резко выраженный миграционный характер и представлена в основном аллохтонными элементами. Кроме того, территория подвергалась пяти оледенениям, что отразилось в присутствии значительного числа реликтовых видов.
Распространение карбонатной морены в области последнего оледенения способствовало сохранению неморальной и кальцефильной флоры, среди которой много редких видов. Узкую экологическую приуроченность имеют виды, обитающие на карбонатных обнажениях или близких выходах карбонатных вод, на песчаных отложениях и галечниках, боровые псамофиты, долинные виды, а также виды олиготрофных озер и сфагновых болот.
Указанные типы местообитаний наиболее уязвимы, что определяет ценность связанных с ними редких растений. Первоочередное значение имеет охрана видов, представленных ограниченным количеством популяций, а также произрастающим в местообитаниях, которые подвержены необратимым изменениям под влиянием деятельности человека.
Для первоначальной оценки статуса использовались следующие показатели: количество особей в популяции, изменения ареала, характер размножения, флуктуации, местоположения популяции и ее фрагментация и др. При определение статуса вида обращалось внимание на его экологическую приуроченность.
Целый ряд охраняемых видов являются стенотопными видами, которые более требовательны к условиям обитания и растут только в определенных биотопах. Также учитывалось нахождение популяций вне региона, которое могло повлиять на риск исчезновения таксона в пределах области.
Второй том Красной книги Вологодской области вышел в 2021 г., в который было включено 162 животных объекта. Среди них: беспозвоночных – 61 вид (моллюски – 2, ракообразные – 3, паукообразные – 1, насекомые – 55); позвоночных – 101 (круглоротые – 2, рыбы – 13 с учетом разновидностей, амфибии – 4, рептилии – 2, птицы – 63, млекопитающие – 17 видов).
В список были включены следующие виды: занесенные в список МСОП и Красную книгу РФ; виды, исчезнувшие с территории области, но имеющие потенциальную возможность восстановления; виды на грани исчезновения, сохранение которых невозможно без специальных мер; редкие уникальные виды; редкие виды, обитатели уникальных, уязвимых сообществ.
Проблема выбора видов и групп животных для занесения в Красную книгу решалась, исходя из комплекса характеристик. Это наличие эндемиков и реликтов; естественная редкость видов; уязвимость на границе ареала; приуроченность к определенным биотопам, стенобионтность, узкая экологическая амплитуда, особенности биологии (жизненный цикл, его длительность, гетеротопность); чувствительность к изменению условий среды (нарушениям ландшафтов, к последствиям лесохозяйственной и мелиоративной деятельности, сведения старовозрастных лесов; осушения болот и др); жесткость биотических отношений (включая узкую специализацию, монофагию); роль в экосистеме, приоритет «ключевых» видов (опылители, хищники – регуляторы, виды – переносчики заболеваний человека и животных); интерзональность, принадлежность к редким степным и южным видам, возможность расширения ареалов по «биотопическим коридорам» (долины рек и др.); уровень синантропизации и ее последствия; изученность (включая трудности, связанные с определением); доступность для наблюдения (по размеру, образу жизни, биологическим ритмам; реальные возможности для последующего мониторинга.
Исходя из этого анализа, были исключены из претендентов на занесение в Красную книгу все типы червей, ограничена представленность в списке группы моллюсков и паукообразных, а из насекомых выбраны семь отрядов, с преобладанием видов из чешуекрылых и жуков.
Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды, по тем или иным причинам не вошедшие в Красную книгу Вологодской области, приведены в списке 236 таксонов, нуждающихся в постоянном зоологическом контроле и наблюдении (176 беспозвоночных и 60 видов позвоночных).
Для определения статуса вида учитывалась численность популяции, изменения ареала, характер размножения, флуктуации, местоположения популяции и ее фрагментация и др. Также во внимание принималось нахождение популяций вне региона, которое могло повлиять на риск исчезновения таксона в пределах области.
Применение молекулярно–генетических методов для исследования полиморфизма популяций позволяет выявить их генетическое разнообразие. Это, в частности, дало основание занести жилые формы сиговых рыб в список Красной книги и присвоить адекватный статус уязвимости.
Составленный список животных для внесения в Красную книгу Вологодской области отражает число редких и исчезающих видов со ссылкой на их присутствие/отсутствие и степень угрозы их существованию в регионе. Из 162 видов, включенных в список Красной книги, 4 вида считаются окончательно исчезнувшими в регионе, 13 – находится под угрозой исчезновения, 119 видов являются уязвимыми в разной степени. По 26 видам недостаточно данных для оценки статуса редкости.
При определении статуса видов использовались критерии категорий редкости, принятые для Красной книги РФ и региональных изданий, наряду с критериями МСОП. Данная классификации видов по степени риска вымирания нужна для определения таксономических групп с высоким риском вымирания, приоритетов формирования охранной политики как объективной долговременной основы для сравнения будущих статусов глобального биоразнообразия.
При применении системы категорий МСОП учитывалось, что глобальная категория таксона может не соответствовать его региональной или национальной категории. Таксон, классифицированный как «Вызывающий наименьшие опасения», (LC) на глобальном уровне, может определяться как «Находящийся в критическом состоянии», (CR) в конкретном регионе, где его численность очень низка или сокращается, возможно, только потому, что он находится на краю своего глобального ареала.
Составленный список видов с определением категории их уязвимости позволяет оценить степень угрозы фауне региона. Региональные или национальные эндемики оцениваются глобально. Некоторые факторы угрозы (например, влияние инвазивных видов, гибридизация) требуют ранней диагностики для принятия соответствующих мер охраны таксона, поскольку последствия их воздействия бывают частично или полностью необратимыми.
Ограниченное распространение, небольшое количество локалитетов являются важными критериями для прогноза риска исчезновения отдельных таксонов. Выявление видов–претендентов для занесения в Красную книгу дает возможность прогнозировать развитие ситуации в регионе в плане поддержания биоразнообразия.
Вышеописанная деятельность по созданию Красных книг далеко недостаточна для сохранения биоразнообразия. Таксономические списки животного и растительного мира и специальные перечни тех их представителей, которые нуждаются в глобальной, национальной или локальной охране имеют контролирующее значение.
В природе виды распределены вне зависимости от их предполагаемого родства, поэтому природоохранная деятельность не должна строиться по таксономическому принципу. Кроме того, таксономическое разнообразие любой региональной биоты слишком велико для того, чтобы могло быть охвачено «Красной книгой», и большая часть флоры и фауны остается без правовой защиты.
Имеется также отрицательный опыт слишком упрощённого «назначения» каких-то биологических видов однозначно полезными, или однозначно вредными. Следует подчеркнуть, что сохранение редких и исчезающих видов возможно только при сохранении и восстановлении экосистем, где они обитают и необходимыми элементами которых являются.
После выявления списка исчезающих видов следует этап их законодательной защиты, то есть принятия соответствующих законов и подписания договоров для их реализации. В частности, к ним относятся законы по организации национальных парков, регулированию рыболовства, лесозаготовок, загрязнения среды и т.д.
Иногда для сохранения редких видов достаточно поддержание численности ключевых видов, от которых зависит стабильность сообществ. Кроме того, важно регулировать предельно допустимые нагрузки для сохранения типичных условий местообитания вида. Часто для успешного решения задачи сохранения биоразнообразия необходимы паспортизация сообществ, включающих редкие виды, определение лимитирующего фактора и предельно допустимой величины его влияния.
Для охраны редких видов насекомых и мелких животных адекватной формой являются микро-заповедники. Для сохранения крупных мигрирующих животных эффективной мерой является создание «экологических коридоров», устраняющих преграды для их передвижения, например, мосты через дороги для копытных. Перспективна реализация идеи «зеленых коридоров» для межпопуляционного обмена между охраняемыми территориями.
Региональная стратегия охраны биоразнообразия должна охватывать наиболее полный спектр биологического и ландшафтного разнообразия, а также обеспечивать разнообразие охраняемых территорий и режимов природопользования.
