ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФОРМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ

Рассмотренные выше формы технологического воздействия человечества на природные системы представляют собой важнейшую проблему современного экологического кризиса. С прямыми формами негативного влияния на природу надо бороться, тем более что их устранение находится во власти человека.

Многое в этом направлении уже сделано. Законы об охране природы, принятые уже во многих странах,— солидная юридическая основа природоохранных мероприятий. В ряде стран промышленное использование биологических ресурсов лимитировано законом, а уровень загрязнения биосферы начал снижаться. Так, принципиально улучшилось состояние Рейна, ранее загрязненного до предела. Даже в Москве-реке после проведения очистных работ и регулярной промывки русла численность рыб в черте города повысилась. Есть надежда, что неразумным действиям человека в «сфере разума» будет положен конец.
Ho наряду с прямыми влияниями человечество всеми формами своей деятельности неизбежно и неустранимо вносит косвенные изменения в состав и условия существования природных сообществ. Развитие транспорта и связи, грандиозные масштабы гидростроительства и мелиорации, изменение ландшафтов в связи с созданием городов и введением индустриальных методов сельского хозяйства — все это независимо от" желания человека коренным образом изменяет условия существования окружающих его экосистем и отдельных видов. Реакция живого населения планеты на эти изменения в принципе основывается на тех же механизмах организменного, популяционного и биоценсгги- ческого уровней, которые были рассмотрены в этой книге. Знание этих механизмов необходимо для прогнозирования последующих событий, устранения нежелательных эффектов антропогенного воздействия и направленного формирования устойчивых и продуктивных сообществ культурных ландшафтов.
Влияние транспорта. Известно, что с развитием транспорта резко увеличивается переселение животных за пределы их естественного ареала. Процесс этот случаен: растения и животные «путешествуют» вместе с грузами, прикрепляясь к днищам кораблей, проникая в железнодорожные вагоны, трюмы судов, салоны самолетов. Даже в глухих, незаселенных местах очень быстро появляются несвойственные местным сообществам виды, если здесь обосновывается геолого-раз- ведовательная экспедиция, поселяются первые отряды строителей и т. п.: всеми видами транспорта, включая вертолеты, вместе с грузами сюда «доставляются» крысы, домовые мыши, амбарные вредители, семена сорняков и др.
Примеры такого расселения известны с давних времен. Так, собака динго Canis dingo была завезена в Австралию полинезийцами еще до появления там европейцев. Интенсивность транспортировки растений и животных росла по мере усовершенствования транспортных средств, роста скоростей. Известно, что с появлением первых скоростных чайных клиперов в устье Темзы стали находить беспозвоночных, свойственных Индийскому океану. Раньше прикрепляющиеся к днищам кораблей животные за время путешествия из Юго-Восточной Азии успевали пройти полный цикл развития и сбросить личинок в открытом океане; с повышением скорости многие из них успевали попасть в прибрежные мелководья Англии.
Масштабы непредумышленного расселения растений и животных весьма впечатляющи. Отмечено, что в крупные порты регулярно завозятся многие десятки видов. В окрестностях Одессы существуют укоренившиеся поселения термитов, доставленных морскими судами из мест их естественного распространения. Расселение черной крысы в европейской части России было во многом связано с навигацией по знаменитому «пути из варяг в греки». В 30-х годах подсчитано, что в крупный порт Гамбурга за 3 года было завезено 490 видов животных, в том числе 4 вида ящериц, 7 видов змей, 2—амфибий, 22 — моллюсков, остальные—насекомые и паукообразные. Ч. Элтон в обзоре «нашествий» животных и растений приводит наблюдения энтомолога Дж Майерса (1934), который на судне с рисом, следовавшем из Тринидада на Кубу, зарегистрировал 41 вид животных. Уже в наше время на том же маршруте лишь в одном транспорте риса было обнаружено 42 вида членистоногих (R. Paine, Т. Zaret, 1975).
В основном подобным путем транспортируются семена растений и беспозвоночные животные (прикрепленные к днищам судов гидро- бионты, попадающие с грузом членистоногие и др.); в меньших количествах, но достаточно регулярно завозятся позвоночные, главным образом амфибии и рептилии, а также млекопитающие (и He только крысы) и реже птицы. «Развитие средств транспорта,—пишет Ч. Элтон,—в течение последних ста лет непрестанно поддерживало и усиливало эту «бомбардировку» всех стран чужеземными видами, перевезенными случайно или намеренно по морю, по воздуху или по суше из мест, которые ранее были разобщены... Этот всемирный процесс, усиливающийся с каждым годом, ведет к постепенной ломке того распределения видов, которое существовало всего сто лет назад» (Ч. Элтон, 1960, с. 35—36).
Результаты интродукции живых организмов в новую среду (нередко за пределы естественного ареала) определяются чисто экологическими закономерностями. Исходным оказывается вопрос о том, насколько условия в местах интродукции соответствуют видовой нише и диапазону переносимых колебаний отдельных факторов и их комплексов (степени эврибионтности вида). Это один из ведущих «отсеивающих» факторов, препятствующих массовому закреплению новых видов вне пределов исторически сложившегося ареала. При благоприятных кормовых и абиотических условиях укоренение вида возможно, если численность интродуцентов достаточна для формирования видоспецифических размножающихся групп и если в составе местного биоценоза отсутствуют достаточно мощные конкуренты и многочисленные специализированные хищники.
При соблюдении этих условий по прошествии некоторого времени нередко наблюдается «демографический взрыв» интродуцированного вида, выражающийся в резком повышении численности и часто сопровождающийся неблагоприятными воздействиями на те или иные условия жизни человека.
Весьма характерна в этом отношении драматическая история появления на европейском континенте элодеи Elodea canadensis. Это водное растение было завезено в Англию в 1842 г. с американским лесом. Очевидно, при молевом сплаве обрывки растения цеплялись к бревнам. Прекрасно размножающаяся вегетативным путем, элодея к 80-м годам XlX в. необычайно размножилась и заполнила все водоемы в таком количестве, что рыбаки часто просто не могли орудовать сетями. Многие реки (в том числе Темза) на отдельных участках стали несудоходными. Такие же бедствия принесло и попадание этого вида в континентальную Европу. Появившись вначале во Франции, элодея затем проникала все далее на восток. В 1880 г. она была обнаружена в окрестностях Петербурга, к 1884 г. заполнила дельту Невы; уже в наше время (1974 г.) распространение этого вида перешагнуло границы Европы, и он был обнаружен за Уралом. Ho при этом после 80-х годов
XlX в. произошел спад биомассы вида; в настоящее время элодея стала обычным в Европе водным растением, не отличающимся непомерным разрастанием. Причина этого до сих пор не ясна; есть предположение, что были исчерпаны естественные ресурсы каких-то микроэлементов.
Несколько позже нашествия элодеи, в 1884 г., на выставке хлопка в Новом Орлеане (США) в качестве декоративного растения использовался водяной гиацинт. Многие посетители брали отводки и высаживали в местные водоемы. Огромный воспроизводительный потенциал этого вида, размножающегося как семенами, так и вегетативно, привел к настоящему бедствию. Оказалось, что отростки только одного экземпляра способны в течение 10 месяцев плотным ковром покрыть до 4 тыс. м2 водной поверхности. На некоторых реках южных штатов США прекратилось судоходство. Вид начал интенсивно расселяться, внедрившись вначале в Мексику, а к началу XX в. пересек океан и заселил водоемы южной Азии, Центральной Африки, проник на Мадагаскар и, наконец,попал в Австралию. Помимо помехи судоходству, сплошной ковер водяных гиацинтов, препятствуя проникновению кислорода из атмосферы в воду, вызывает дефицит его в толще воды и замор рыбы и других водных животных.
В 1938—1939 гг. в Бразилии разразилась крупнейшая вспышка малярии, унесшая около 12 тыс. жизней. При исследовании причин этой эпидемии выяснилось, что в 1929 г. в Бразилию на скоростном истребителе, прилетевшем из Южной Африки,попало какое-то количество малярийных комаров, которые оказались способны выплажи- ваться на открытых плесах вне леса и залетать в жилища. Размножение этих комаров и вызвало в конечном итоге вспышку заболевания. Местные виды малярийного комара плодились только в затененных участках водоемов, среди сплошных лесов, где не было постоянного населения; поэтому до тех пор и не было эпидемических вспышек малярии.
Подобным же образом в США в конце прошлого века от небольшого количества яиц или гусениц непарного шелкопряда, утерянных коллекционером, началась вспышка численности этого вредителя, постепенно расширяющаяся от места интродукции и охватившая к началу 30-х годов всю северо-восточную часть США (рис. 16.3). Размножение непарного шелкопряда нанесло большие потери; в порядке борьбы с этим вредителем была проведена намеренная интродукция из Европы ряда паразитов и хищников, специфических для этого вида (Ч. Элтон, 1960).
Примеров подобного рода известно достаточно много. Ho уже сказанное дает представление о возможности опасных последствий непредусмотренной интродукции чужеродных видов, предотвратить которые часто не могут даже самые строгие карантинные меры,— вспомним,например, «победное шествие» колорадского жука через всю Европу, начавшееся в 1920 г.

во Франции и продолжающееся сейчас уже на территории нашей страны. Расселение этого вида, первоначально распространенного в Скалистых горах Северной Америки, где он питался дикими пасленовыми, было связано с внедрением в культуру

Рис. 16.3. Распространение непарного шелкопряда на востоке США в начале XX в.(по Ч. Элтону, 1960)

картофеля и его широким распространением практически по всему миру.
Причины подобных «демографических взрывов» также чисто экологические. В схеме они заключаются в том, что виды, нашедшие благоприятные условия в новых местах, на первых порах еще не входят в состав биоценоза и не испытывают контролирующее воздействие специфических паразитов, возбудителей болезней, хищников (на стадии невысокой численности) и т. п. С течением времени непомерные вспышки численности обычно купируются: вид входит в состав биоценотических связей, и его обилие устанавливается в зависимости от взаимодействия с популяциями других видов в системе биотического контроля. При этом в ряде случаев (чаще — в относительно простых и малоустойчивых экосистемах, например островных) он может занять доминирующее положение.
В любом варианте последствия внедрения новых видов сказываются на структуре сообществ. Показано, например, что повышение численности гребневика Mnemiopsis Ieidyi, занесенного в Черное море от атлантического побережья Северной Америки, привело к сущест- ненной перестройке пелагического сообщества. В частности, в результате выедания гребневиком биомасса ряда копепод снизилась в 2—3 раза, сагитт — более чем в 10 раз, а медузы Aurelia aurita — в 3 раза (Э.А. Шушкина и др., 1990).
Внедрившееся на Г авайскис острова дерево Myrica fay а эффективно расселилось в первую очередь потому, что обладает симбиозом с азотфиксирующими актиномицетами. Поэтому данный вид быстро заселяет бедные по азоту лавовые склоны вулканов. Распространение шло быстрыми темпами: так, в районе национального парка «Гавайские вулканы» М. faya появилась в 1961 г., к 1966 г., несмотря на попытки сдержать ее распространение, занимала уже площадь 600 га, а к 1985 г.—более 12 тыс. га. Внедрение вида в местные фитоценозы приводит к четырехкратному увеличению уровня азотфиксации, так что можно ожидать перестройки состава и структуры сообществ под влиянием вцда-интродуцента (P. Vitousek, 1990).
Акклиматизация. Аналогичные закономерности часто проявляются и при направленной акклиматизации видов, представляющих ценность для человека. И в этом случае стихийная, экологически непродуманная интродукция вида в новые условия может окончиться неудачей либо по причине неблагоприятного выражения каких-либо экологических факторов, либо в силу недостаточной численности исходной колонизирующей группы. В случае благоприятного сочетания «стартовых» условий искусственная акклиматизация чаще всего приводит через некоторое время к резкому повышению численности интродуцента, что не всегда соответствует первоначальным планам.
В этом отношении весьма демонстративна история появления домовых воробьев Passer domesticus в Америке. Она началась с того, что в 1850 г. на мачтах прибывшего из Англии корабля была обнаружена пара домовых воробьев. Их появление совпало с распространенным после приобретения Штатами независимости представлением об Англии как о «старушке-родине». Символом ее оказались и прибывшие из Англии воробьи. Известный зоолог того времени X. Меррием писал по этому поводу в «Нью-Йорк геральд»: «Когда 250 лет назад в Америку прибыли первые отцы-пилигримы, их встретили кровавые томагавки и воинственные клики ненависти. Сегодня, когда к нам из Англии прилетели первые воробьи, мы раскрываем нашим крылатым пилигримам наши переполненные сердца и нежные объятья и говорим: «приветствуем вас, приветствуем, о, прекрасные божьи пташки! Дышите свободой Америки, размножайтесь и пользуйтесь дарами нашей гостеприимной земли!"»
Эта первая пара погибла (может быть, ее просто обкормили!). Тогда американцы уже намеренно ввезли из Англии партию воробьев, которые успешно укоренились на новом месте, тем более что их на первых порах охраняли и подкармливали. Однако через некоторое время воробьи размножились настолько, что стали буквально бичем сельского хозяйства, уничтожая значительную долю урожая зерновых и плодово-ягодных культур. Пришлось принимать экстраординарные меры по их истреблению. Однако большого успеха это не приносило, и лишь относительно недавно численность воробьев снизилась до уровня, выводящего их из категории вредителей. При этом причиной снижения численности послужили не столько меры по истреблению этих птиц, сколько переход сельского хозяйства США с конной тяги на использование автомашин и тракторов. По-видимому, нормализации численности способствовало и вхождение вида в экосистему, сопровождающееся увеличением роли биоценотических регуляторов.
Вспышка численности через некоторое время после интродукции, как правило, сопровождает удачно прошедшие случаи акклиматизации и нередко способствует переоценке ее результатов. В этом случае последующий спад численности, который нередко трактуется как показатель неудачи, на самом деле знаменует собой фазу устойчивого вхождения вида в биоценоз. Именно этот уровень характеризует установившуюся продуктивность, и от него должны строиться расчеты эксплуатации; преждевременные надежды на большую продукцию в период пика численности столь же необоснованны, как и признание акклиматизации неудачной при последующем ее спаде.
Вхождение акклиматизированного вида в состав местного биоценоза всегда в той или иной степени связано с перестройкой всего сообщества. Иногда такие перестройки имеют достаточно сложный вид. Так, в 1788 г. в Австралию впервые завезли овец и крупный рогатый скот. В связи с этим возникла проблема разрушения их помета на пастбищах, которая была решена лишь после того, как в 1967 г. из Африки было интродуцировано 4 вида навозников, деятельность которых восстановила экологическое равновесие (R. Paine,T. Zaret, 1975). На Гавайские острова из Мексики был завезен декоративный кустарник лантана. Одновременно были интродуцированы горлица и индийская майна. Оба вида едят и переносят семена лантаны. Кустарник широко распространился и стал сорняком на пастбищах.
Здесь же пастбищам и плантациям сахарного тростника вредили гусеницы совок Cirphis. Майна, размножившись, стала в больших количествах уничтожать этого вредителя.
Для борьбы с лантаной были ввезены насекомые — ее естественные вредители. Лантаны стало меньше, соответственно снизилась численность майны; это привело к увеличению численности цирфис и их вреда для сахарного тростника.
Вселение в 1965 г. в систему водоемов Панамского канала чужеродного вида окуня привело к выеданию им популяций местных мелких рыб. В результате появились вспышки цветения воды и массового развитая зоопланктона, а также возросла вероятность эпидемических вспышек малярии.
Все это говорит о том, что при подготовке проектов акклиматизации весьма важно кроме учета исходных характеристик мест интродукции прогнозировать не только предполагаемую пользу в виде эксплуатации популяций интродуцента. но и его возможное значение для всего биоценоза. Вид-интродуцент, например, может оказаться более сильным конкурентом, чем местные, и способствовать их вытеснению. Так, проведенная в середине XlX в. акклиматизация в Австралии диких к рол икон превратила их в мощных конкурентов домашнего скота. Акклиматизация американской норки Mustella vison в пределах ареала европейской М. Iutreola привела к вытеснению аборигенного вида; в настоящее время вопрос о сохранении европейской норки как вида стоит остро. В Англии после искусственного вселения американской серой белки Sciurus carolinensis резко сократился ареал европейского вида S. vulgaris. В озере Балхаш интродуциро- ванный судак вытеснил окуня. В последних случаях акклимити- зированные виды представляют большую ценность для человека, но все же разумнее песта акклиматизацию без угнетения аборигенных членов сообщества. Примером «акклиматизации внедрения», не сопровождающейся вытеснением местных видов, была интродукция в Каспийское морс полихеты Nereis diversicolor, проведенная под руководством акад. Л.А. Зенкевича. Размножившись в большом количестве, этот вид сформировал устойчивую кормовую базу ценных промысловых рыб.
В некоторых случаях возможны и другие биоценотаческие последствия внедрения новых видов. Так, удачно акклиматизированная в европейской части России енотовидная собака Nyctereutes procyonoides стала истреблять большое количество околоводной дичи; ондатра Ondatra zibethicus включается в природные очаги туляремии и т. д.
Масштабы акклиматизации — как направленной, так и неумышленной — весьма велики. В США, например, известно около 200 тыс. вселившихся видов и разновидностей растений изо всех частей света. Во флоре Англии чужеродных видов более 700, в Австралии в одном только штате Виктория известно 129 завезенных видов растений, из них 57 из Европы, 40—из Африки, 30 — из Северной и Южной Америки, 2 — из Азии. До начала 70-х годов в бывшем СССР с целью акклиматизации было выпущено почти 470 тыс. особей 48 видов только млекопитающих (Г.А. Новиков, 1979).
В современном бентосе Каспия на долю азово-черноморских все- ленцев приходится 98—99 % биомассы; они составляют основу кормовой базы рыб. Глобальные масштабы интродукции новых видов ставят проблему экологического обоснования проектов акклиматизации в число наиболее важных прикладных аспектов экологии.

<< | >>

↑

Источник: Шилов И.А.. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. 1998

Еще по теме ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФОРМЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ:

- Детская психология - Общая экология - Природопользование - Социальная экология - Экологический мониторинг - Экология города и региона - Экология человека -