страница - 0
Выявление биоразнообразия горных лесов: проблемы
сохранения и управления
Шеедер Т.Х., Ромашин А.В., Придня М.В. (niigorec@sochi.ru)
ФГУ» «НИИгорлеэкол»
Представления об эволюции органического мира претерпели существенные изменения от древа жизни (Ч. Дарвин) к сетевой структуре (Э. Майр), в которой процессы дивергенции таксонов, доминировавшие при обилии свободных ниш на ранних этапах геологического развития Земли, на более поздних уравновешиваются их слиянием: гибридизация, включая интрогрессивную в переходных зонах. Имеются и механизмы, не связанные ни с расхождением в популяциях, ни с их слиянием: полиплоидизация, частота проявления которой связана с широтными и высотными градиентами.
Эволюция в геологическом масштабе ведет к все большей таксономической сложности сообществ, соответствующей набору сред, увеличенной пространственными барьерами и временными аспектами. Процесс этот идет необратимо (закон Л. Долло). Наиболее сложные системы формируются путем двуединого процесса дифференциации и кооперации (Г.В. Лейбниц, К.Ф. Рулье) с возникновением иерархических уровней. Современники Дарвина Д. Д. Дана и Д. Ле-Конт еще до появления его теории естественного отбора вывели эмпирическое обобщение о канализованности эволюции, в направлении большей интеграции, что было названо по отношению к животным проф. Д.У. Дана «цефализацией» [1]. В геологической истории она идет параллельно в разных таксонах часто с укрупнением негомологичных нервных центров и образованием мозговых структур, в высшей степени своего развития приведшим к появлению высшей нервной деятельности. В свою очередь, самих животных, благодаря наличию у них нервной системы, можно рассматривать в экосистеме как аналог нервной системы последней, в ее «суперорганизме», поскольку они выполняют функции повышения ее связности и организованности, сопровождающееся ускорением оборота поколений у растений (через разнос семян и пыльцы, грибные и микробные инфекции, биохимический отбор при питании растительными кормами). Это ведет к повышению комбинативности геномов лесных растений и обусловливает необходимый для успешной эволюции уровень изменчивости [2] , повышая в итоге устойчивость лесных экосистем.
История этносов и цивилизаций теснейшим образом связана с разнообразием природных ландшафтов и горных экосистем, относящихся к наиболее уязвимым, по определению, выработанному активистами проводимой в 80-х годах прошлого века Международной биологической программы (МАБ-6) [3]. В течение последних 6 тысяч лет горнолесные области, включая и Средиземноморье, служили основой развития цивилизаций (охота, позже агрокультура и скотоводство). Деятельность человека в этот период и сформировала их современный облик.
Поэтому вполне объяснимо внимание мирового сообщества к выявлению закономерностей формирования биоразнообразия (БР), выработке стратегии его сохранения и допустимых пределов трансформации при условии поддержания экосистемами их жизнеобеспечивающих функций для человечества, доминантных (системообразующих) и сопутствующих видов [4].
Целью работы является обобщение новых данных по проблеме выявлении БР горных лесов и управления им. Используются опыт и собственные данные авторов, накопленные в длительных поисках на Кавказе и других горных странах.
Результаты работы представлены в виде 3-х блоков. 1) Синтез концепций и проблем, связанных с выявлением БР наиболее «горячих» (по насыщенности видами) биомов суши,
к которым, в первую очередь, относятся горные леса. 2) Обобщение результатов по управлению и спасению БР экосистем, включая и горные леса, полученных независимыми учеными и их группами. При этом выявляется не только ценность этих результатов, но и «болевые точки» создаваемых «официальных» международных документов, «потерявших» существенные достижения по проблеме, знание которых могло бы кардинально изменить концепции и гипотезы, если вообще не отпала бы необходимость в некоторых. В заключение, выдвигается проблема следующего этапа исследований относительно реальности достижения «устойчивого горного лесоводства» при нынешней сохранности БР экосистем: миф это, реальность или блеф амбициозных политиков, журналистов и даже ученых, по совместительству работающих за всех троих.
Концепции и гипотезы выявления БР горных лесов. К первым документам, поставившим на научную основу проблему БР, относится Всемирная Стратегия Охраны Природы (1980-1991) [5] (1991), сформулировавшей стратегические цели и задачи сохранения БР и генресурсов. После первой по значимости цели - сохранения жизнеобеспечивающих систем (воздуха, вод, лесов и почв) было поставлено сохранение БР и генресурсов планеты. Разумеется, в ней указаны и леса мира, включая и их БР. В документе дана классификация степеней очередности (9) спасения угрожаемых видов (3 по 3 сочетаний: вид-род-семейство х редкий-уязвимый-угрожаемый). В ней же дан трехуровневый «айсберг» управления генресурсами мира: 1) его вершина - защита вне среды - ex situ, 2) защита в резерватах - in situ (больше первой), 3) защита повсеместно (огромная подводная часть). В ней же даны и типы концентрации генресурсов, особо выделяя исключительно высокое БР горных экосистем.
«Обзор МАБ 9» [3] представляет краткое содержание ключевых проблем по выявлению БР и его функциональному значению, внося вклад в планирование программ по исследованию функции БР в экосистемах международным Союзом Биологических Наук, Научным Комитетом по Проблемам Окружающей среды и ЮНЕСКО. Его корни лежат в симпозиуме по функциям БР экосистем, созванного с первыми двумя организациями (Вашингтон, 1989), на котором предложены направления: 1) роль биотического и ландшафтного разнообразия в функциональных свойствах и их ответе за изменения; 2) глобальная сравнительная биогеография; 3) контроль БР как индикатора изменений; 4) ускоренные программы по сохранению генетических ресурсов диких видов.
Сообщение Вашингтонской рабочей группы обосновало неофициальное соглашение среди трех организаций по совместной разработке экосистемных функций БР. В июне 1990 г. в университете штата Мэриленд, были представлены планы 4-му Международному конгрессу систематики и эволюционной биологии. В том же году, в ноябре, они были исследованы и международным Советом по координации в МАВ, приветствовавшей предложение программы ШВ8/8СОРЕ/Ц]Ч[Е8СО, концентрирующейся на глобальной сравнительной биогеографии, исследовании и долгосрочном контроле БР как индикаторе глобального изменения. Эти планы должны быть развиты в течение 1991 г., в рабочем комитете в «Гарвардском лесу» в июне, на симпозиуме, намеченном в Бейруте в октябре, и на конференции по контролю биоразнообразия в бывшем СССР в октябре. Среди целей этого ряда встреч - детальная экспертиза гипотез, отраженных в существующем обзоре и оценке путей и средств, которыми они могли бы быть проверены.
Обзор предназначен для во влеченных в другие международные инициативы по БР, включая работу по программам 1991-93 гг. IUCN, UNEP - процесс по разработке международного Соглашения по биологическому разнообразию и обсуждению его в процессе подготовки к Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992). В Рио была принята Конвенция о биологическом разнообразии, ратифицированная многими странами (включая Россию), что послужило толчком для выработки национальных программ по защите БР и устойчивому экономическому развитию (включая и РФ). На фоне огромного научно-информационного потока в мировом сообществе отсутствие достижений другой его составляющей западного
сообщества, например, монографии М. Розенцвейга (1995-2002) [6], представляется досадным недоразумением, тем более, что ее первые издания уже тогда носили характер фундаментального обзора. Важнейшие результаты его [6] следующие.
За меру измерения БР принимается - Шеннон-Виннеровский индекс, анализируется связь разнообразия со сложностью экосистем, их стабильностью, продуктивностью.
Рассматривается гипотеза Гайя (Gaia) об отношении разнообразия к характеристикам физической среды: к атмосфере и почве (о связях их параметров со свойствами выветривающейся литосферы, климатом и биотой: почва как продукт деятельности биоты). С проблемой отбора связана дилемма: если отбирается генное соответствие среде, тогда взаимодействия с вышележащими иерархическими уровнями системы - вторичны. Сторонники ее считают, что полная биота ведет себя как гигантская система с жесткой обратной связью относительно среды. Поэтому они признают ее роль в определении состава атмосферы, свойств поверхностных слоев литосферы, полагая, что ее действия будут вести к торможению любого внешнего возмущения и - что сложность создает гомеостаз на более низких уровнях организации и совсем не обязательно - на высоких.
Относительно затрагивания биотой параметров атмосферы, сильные выводы сделаны по окаменелостям, наблюдениям атмосферы других планет и матмоделям. Ожидаемое кибернетическое поведение биосферы менее ясно. Не полностью ясно, как биоразнообразие затрагивает отношения биота - атмосфера, биота - литосфера. Виды затрагивают атмосферу и биосферу как индивиды, или они отвечают целостно как системы? Ответ на него центральный для биоразнообразия.
На основе синтеза известных концепций эволюции структур БР предложена серия аксиом и гипотез по трем уровням БР: молекулярно-клеточному, организменно-популяционному и экосистемному.
Остановимся на гипотезах 2-го и 3-го блоков, а из первого, приведем лишь одну, на наш взгляд, тривиальную (гипотезу - 1-1): Разнообразие - фундаментальная особенность жизни, и без нее эволюционные изменения невозможны.
Аксиома 2.1: Люди - основной источник возмущения. Аксиома не бесспорна, человек может сохранять и обогащать БР. Доказательства: Дарвин (1959) и вся культурная и одомашненная флора и фауна, в последнее время и восстановление редких видов.
Гипотеза 2.1: Надвидовая изменчивость - исключительно результат действия естественного отбора и изоляции на основе генетической и клеточной изменчивости. В этой гипотезе не учитываются достижения в области исследования макроэволюции (эволюции надвидовых таксонов) и биологии развития, которыми доказана несводимость закономерностей микроэволюции к таковым макроэволюции [7].
Гипотеза 2.2: Разнообразие видов увеличивается нелинейно с повышением качества и количества ресурсов в окружающей среде.
БР увеличивается в связи с разнообразием среды обитания и количеством ресурсов.
Гипотеза 2.3:Пространственно-временная разнородность увеличивает биоразнообразие.
Двумя этими гипотезами авторы пытаются разграничить повышение биоразнообразия ресурсными и средовыми факторами, однако на этих примерах (2.2 - свет, вода и питательные вещества) и (2.3 - температура, субстрат) видно, что разграничить ресурсы и факторы среды (вода, субстрат - почва) практически невозможно, поэтому эти гипотезы трудно понимаются, как, впрочем, и последующие. Трактовка их неоднозначна и некорректна из-за нечетких определений. Поскольку, гипотеза 2.3 дублирует выводы более солидно аргументированной монографии М.Л. Розенцвейга [6 - МХ. Rosenzweig. «Species divercity in space and time", 1992-2005], целесообразно акцентировать внимания на результатах этого последнего исследования.
Гипотеза 2.4: Так как возмущения на ресурсные уровни и средовую разнородность не линейны, низкие уровни возмущения увеличивают разнообразие видов, но по достижению некоторой величины, рост возмущения уменьшает БР. По-видимому, есть порог воздействия, выше которого изменения в развитии системы, катастрофичны.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3]