Лекция для студентов колледжа

Для студентов 1 курса колледжа РИПК

Лекция  

СИСТЕМНАЯ КОНЦЕПЦИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ.

1.      Понятие биологического разнообразия

2.      Концепция сохранения биоразнообразия

3.           Международная программа «биологическое разнообразие». Сохранение и восстановление биоты

1. Введение. Понятие биологического разнообразия

Каждая форма жизни уникальна, поэтому, вымирание лишь одного дикого вида влечет за собой безвозвратную потерю от 1000 до 10000 генов с неизвестными потенциальными свойствами.

Биоразнообразие – совокупность видов организмов, составляющих экосистему.

Термин «биологическое разнообразие», или «биоразнообразие», вошел в употребление в 1992 г. после Международной конференции ООН по окружающей среде и развитию в г. Рио–де–Жанейро (Бразилия), это стало главным событием в истории мировой цивилизации, где была принята Конвенция о биологическом разнообразии, которую подписали более 180 стран, в том числе и Россия. Активная реализация Конвенции о биоразнообразии в России началась после ее ратификации Государственной Думой в 1995 году.

В Конвенции под «биологическим разнообразием» понимается «вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем».

Именно в Рио–де–Жанейро получили общемировое политическое признание проблемы, связаные с глобальным потеплением климата и сохранением биоразнообразия на Земле.

Большую роль в теоретической разработке проблем устойчивого развития  и подготовке в данной конференции сыграл академик В.А. Коптюг.

Сокращение биоразнообразия занимает особое место среди основных экологических проблем современности. Происходит интенсивное уничтожение природных экосистем и исчезновение видов живых организмов.

Дальнейшее сокращение биоразнообразия может привести к дестабилизации биоты, утрате целостности биосферы и ее способности поддерживать важнейшие характеристики среды. В результате необратимого перехода биосферы в новое состояние она может оказаться непригодной для жизни человека. Сохранение разнообразия живых систем на Земле - необходимое условие выживания человека и устойчивого развития цивилизации.

Россия играет ключевую роль в сохранении глобального биоразнообразия и поддержании биосферных функций, так как на ее территории сохраняется крупнейший массив природных экосистем и представлена значительная часть мирового видового разнообразия.

Для сохранения биологического разнообразия России в соответствии с ее обязательствами в рамках Конвенции о биологическом разнообразии разработаны Национальная Стратегия и План действий по сохранению биоразнообразия России.

Основными причинами утраты биологического разнообразия, которые отмечены в Конвенции, принятой на конференции в Рио–де–Жанейро, являются:

♦      увеличивающаяся численность населения;

♦      возрастающее потребление природных ресурсов;

♦      нерачительное отношение к биологическим видам и экосистемам;

♦      плохо продуманная государственная политика в области использования природных ресурсов;

♦      негативное влияние международной торговли;

♦      несправедливое распределение ресурсов;

♦      непонимание или игнорирование значения биологического разнообразия.

Следует отметить, что именно разнообразие видов являет­ся главным условием сохранения устойчивости экосистем. Сохранять отдельные виды живых организмов не имеет смысла, даже если они занесены в Красную книгу (Красная книга – список редких и находящихся под угрозой исчезновения организмов), так как эти виды связаны со множеством других видов, образующих единое целое – экосистему.

Биоразнообразие принято делить на три основные уровни или категории: генетическое, видовое и экосистемное.

Генетическое разнообразие – это разнообразие генов внутри одного вида Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначи-тельно отличающимися генами – участками хромосом, которые кодируют определенные белки.

Установлено, что редкие виды имеют меньшее генетическое разнообразие, чем широко распространенные, и соответственно они более подвержены угрозе вымирания при изменении условий окружающей среды.

Видовое разнообразие – это разнообразие видов внутри одного региона. По оценкам ряда биологов, сегодня на Земле обитает приблизительно 10 млн видов разных живых орга­низмов, однако только около 1,5 млн из них имеют система­тические названия. Таким образом, существует огромное количество насекомых, жителей гидросферы и микроорганизмов, которые неизвестны науке. Точное число обитающих на нашей планете видов не может привести никто, но известно, что число видов животных значительно превосходит число видов растений, грибов и бактерий. Известно также, что среди жи-вотных по числу зарегистрированных видов лидируют насекомые. Их многообразие таково, что по числу видов они превосходят не только всех остальных животных, но также растения и микроорганизмы вместе взятые. В царстве растений пальму первенства уверенно держат покрытосемен¬ные, или цветковые.

Экосистемное разнообразие – это разнообразие видов внутри экосистемы. Под снижением биоразнообразия понимают не только уменьшение числа видов животных, но и качественные изменения экосистем. Качественные изменения экосистем происходят в основном из–за деятельности человека и в то же время представляют для него же серьезную опасность. Преднамеренный или случайный перенос особей какого–либо вида животных за пределы его ареала называют интродукцией (от лат. introductio – внедрение). Интродук­ция может привести к снижению биоразнообразия. Если на новом месте у вновь переселенных животных не окажется естественных врагов, то интродуцированный вид быстро размножится и вытеснит другие виды, обитающие на данной территории. Примеры неудачных интродукций: появление колорадского жука в Европе, размножение кроликов в Австралии, быстрое увеличение количества каспийских моллюсков в Финском заливе и др. По мнению многих ученых, введение новых видов животных возможно только при строгом научном обосновании в обедненные антропогенные системы для поддержания баланса экосистемы.

Таким образом, главные причины снижения биоразнообразия состоят в следующем:

ü нарушение среды обитания в результате вырубки лесов, распашки новых земель, осушения болот и мелиорации, орошения засушливых земель, добычи полезных ископаемых, строительства дорог, городов, нефте– и газопроводов, линий электропередачи, плотин на реках и т. п.;

ü прямое уничтожение некоторых видов животных для защиты сельскохозяйственной продукции (истребление хищников, грызунов, диких животных, поедающих урожай);

ü случайное уничтожение животных (гибель животных на автомобильных дорогах, в результате военных действий);

ü чрезмерный отстрел или отлов рыбы (браконьерство, охота);

ü интродукция чужих видов (вымирание коренных представителей флоры и фауны под влиянием завезенных видов);

ü загрязнение окружающей природной среды (гибель различных видов растений и животных при действии загрязнителей биосферы нефтью, нефтепродуктами, химическими удобрениями, пестицидами, выхлопными газами автотранспорта, токсичными промышленными и сельскохозяйственными отходами и т. п.).

Причины по которым необходимо сохранять биоразнообразие следующие:

ü  потребность в биологических ресурсах для удовлетворения нужд человечества (пища, материалы, лекарства и др.);

ü  этический и эстетический аспекты (жизнь самоценна) и т.д.

Главная причина сохранения биоразнообразия состоит в том, что оно выполняет ведущую роль в обеспечении устойчивости экосистем и биосферы в целом (поглощение загрязнений, стабилизация климата, обеспечение пригодных для жизни условий). Биоразнообразие выполняет регулирующую функцию в осуществлении всех биогеохимических, климатических и других процессов на Земле. Каждый вид, каким бы незначительным он не казался, вносит свой вклад в обеспечение устойчивости не только локальной экосистемы, но и биосферы в целом.     

3.Международная программа «биологическое разнообразие»

Научную разработку программы "Биологическое разнообразие" осуществлял Международный союз биологических наук, создавший для этого в 1982 г. на Генеральной ассамблее в Канаде специальную рабочую группу. Во многих странах проблемы сохранения разнообразия жизни вышли на первый план. Активное участие в формировании программы исследований и первых организационных мероприятий принял российский академик М. С. Гиляров, ставший одним из отцов-основателей этого крупнейшего международного проекта.

Следует отметить большое значение принятия международной конвенции о биологическом разнообразии на Конференции ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро в 1992 г. Разработке и принятию международной Конвенции по биоразнообразию предшествовала активная деятельность многих организаций.

В 1975 г. вступила в силу Конвенция по международной торговле видами мировой флоры и фауны, находящимися под угрозой исчезновения. Конвенция запрещает или регулирует торговлю 20 000 видами, находящимися под угрозой исчезновения.

В 1980 г. UNEP, IUCN (Международный союз охраны природы и природных ресурсов) и WWF (Всемирный фонд дикой природы) опубликовали положения Всемирной стратегии охраны живой природы. Более 50 стран мира руководствуются ими для разработки национальных стратегий охраны живых организмов.

В 1983 г. вступила в действие Конвенция по сохранению мигрирующих видов диких животных.

– Создан Всемирный центр охраны и мониторинга (WCMC), целью которого является оценка распределения и обилия видов на планете, подготовка специалистов в области мониторинга биоразнообразия.

– UNEP и IUCN разработали и приступили к реализации совместных планов мероприятий по сохранению африканских и индийских слонов и носорогов, приматов, кошачьих и белых медведей.

– Международный Совет по генным ресурсам растений (IBPGR) в 30 странах мира организовал сеть банков генов, располагающих 40 основными мировыми коллекциями. Более 500 000 видов растений из 100 стран были собраны, оценены и размещены в хранилищах.

– Международный переговорный комитет, учрежденный руководящим советом UNEP, при участии многих международных организаций подготовил Конвенцию по биологическому разнообразию. В июне 1992 г. во время Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро она была подписана представителями большинства стран, включая Российскую Федерацию. Главная цель подписанного документа сохранение биологического разнообразия и обеспечение тем самым нужд человечества.

– В 1992 г. разработана Глобальная стратегия биоразнообразия, целью которой стала ликвидация условий исчезновения видов. К настоящему времени "Конвенцию о биологическом разнообразии" подписали представители 180 стран, в том числе и России (1995 г.), взявшей на себя ответственность за сохранение живой природы 1/7 части суши нашей планеты.

Международная программа исследования биоразнообразия включает три основных уровня: генетический, таксономический и экологический (сообщества и экосистемы).

Охрана растительности

Роль растений в круговороте веществ в природе и жизни человека

Растительность – важнейший компонент биосферы, без которого последняя существовать не может. Растения являются первоис­точниками жизни на Земле.

Роль растений в круговороте веществ в природе огромна в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Они являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле. Фотосинтез протекает повсеместно на земном шаре, в связи с чем суммарный эффект его колоссален.

Кроме того, растительность оказывает большое влияние на климат, животный мир и другие компоненты биосферы, с которыми она тесно взаимодействует.

Велико значение растительности в жизни человека. Прежде всего, растительность представляет необходимую среду жизни людей и разводимых ими организмов. Она служит неиссякаемым (при ра­зумном использовании и охране) источником разнообразных пище­вых продуктов, технического и лекарственного сырья, строительных материалов и т. д. Многие виды растений служат пищей домашним и полезным диким животным, используются человеком в разнооб­разных технологических процессах (пивоварение, хлебопечение, очистка сточных вод и т. д.).

Лес – важнейший растительный ресурс планеты

Леса, в том числе посаженные людьми, покрывают около трети поверхности суши. Площадь их немногим более 40 млн. км². Это широкий пояс хвойной тайги в Северном полушарии, смешанные и лиственные леса умеренного пояса, вечнозеленые субтропические и влажные тропические леса. Большая часть лесов приходится на тропики; тайга и лесотундра составляют 32%, смешанные и лиственные леса умеренного пояса – 17%. На планете 30% хвойных и 70% лиственных лесов.

Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам лесных ресурсов. Площадь, покрытая лесом, составляет 770 млн. га с общим запасом древесины 80 млрд. м³.

Лесной покров оказывает влияние на все компоненты биосферы, играет огромную средообразующую роль. Леса влияют на газовый баланс и состав атмосферы, водный и тепловой режим земной поверхности, подземный и поверхностный сток, формируют и сохраняют почвенный покров, регулируют численность и разнообразие животного мира. Лесной покров взаимосвязан с климатом: он уменьшает силу ветра, смягчает высокие и низкие температуры, аккумулирует влагу. Участвуя в круговороте веществ и потоках энергии, лес стабилизирует динамическое равновесие в биосфере. Это весьма продуктивная растительная формация. Доля лесов в глобальной продуктивности фотосинтеза оценивается в 70 млрд. т сухого органического вещества в год, что составляет 65% годовой биологической продукции суши и 42% биосферы.

Лес широко используется в разных отраслях народного хозяйства. Ни одна отрасль не может развиваться без применения леса.

Охрана растительности лугов и пастбищ

Луга и пастбища имеют большое значение в обеспечении кормами сельскохозяйственных животных. Травы естественных лугов наиболее полноценный корм, богатый витаминами, микроэлементами и минеральными солями.

В качестве мер по улучшению лугов и пастбищ рекомендуются: 1) расчистка и выравнивание поверхности (очистка от кустарников, камней, мусора, валежника, уничтожение кочек); 2) регулирование водного режима почв; 3) сохранение (а при необходимости и создание) прибрежных полос кустарников в поймах крупных рек; 4) борьба с ядовитыми растениями; 5) внесение органических и минеральных удобрений; 6) иногда посев трав.

В повышении урожайности лугов наилучшие результаты дает попеременное сенокосно-пастбищное использование. Однако ранневесенний выпас скота с последующим сенокошением вдвое снижает урожайность лугов.

Охрана животного мира

Роль животных в круговороте веществ в природе и жизни человека

Животный мир представляет собой важную часть биосферы. Роль животных в круговороте веществ и потоках энергии определяется высоким уровнем энергетических процессов, протекающих в их организмах, исключительным многообразием (около 2 млн. видов) и большой подвижностью. Являясь гетеротрофными организмами, в биоценозах они занимают верхние трофические уровни. Растительноядные животные питаются определенными видами и частями растений, плотоядные живут за счет фитофагов. Сапрофаги используют продукты жизнедеятельности растений и животных, поедают их гниющие остатки. Есть животные-паразиты у растительноядных, плотоядных видов и сапрофагов. Таким образом, животные связаны с растениями, друг с другом сложными цепями питания.Чем больше разнообразие организмов, протяженнее и сложнее цепи питания в биоценозе, тем он устойчивее.

Велика роль животных в формировании ландшафта. За счет морских, в основном одноклеточных животных (отр.Foraminifera, Radiolaria), образуются осадочные породы. Планктонные организмы, имеющие наружные раковины, после смерти оседают на дно. Скопления их скелетов (глобигериновый ил) на дне морей и океанов в тропической и умеренной зонах покрывают площадь 105 млн. км². При тектонических процессах участки бывшего морского дна поднимаются на поверхность и становятся сушей. Морские отложения прежних геологических эпох образуют мощные залежи мела, известняка, мрамора. Так, в среднем течении Волги известняки состоят в основном из раковинок фузулин, известняки Крыма – из нуммулитов, меловые отложения у Белгорода образованы раковинками различных простейших. Коралловые полипы в теплых морях и океанах формируют многочисленные коралловые острова, их общая площадь около 8 млн. км².

Большую роль играют животные в образовании почв. Живущие в почве простейшие, круглые и кольчатые черви, коллемболы, клещи, насекомые и их личинки, млекопитающие разрыхляют почву, способствуют проникновению в нее воздуха и влаги, обогащают органическими веществами, обеспечивают плодородие.

При участии животных формируется химический состав поверхностных, подземных и грунтовых вод.

Особо велико значение животных в жизни растений. Многие насекомые, птицы (колибри, нектарницы, цветочницы), некоторые виды летучих мышей опыляют растения. Птицы и млекопитающие распространяют плоды и семена. Некоторые виды растений не могут опыляться и расселяться без помощи животных. Многие растительноядные животные, поедая растения, улучшают или ухудшают (при перевыпасе) состояние растительного покрова. Среди животных немало вредителей, повреждающих растения, вызывающих их заболевания и гибель. Таким образом, участвуя в круговороте веществ, влияя на состояние и развитие компонентов природы, животные играют большую роль в поддержании динамического равновесия в биосфере.

Многие виды животных служат для человека источником белкового питания и жира, поставщиками сырья для промышленного и кустарного производства. Это сельскохозяйственные животные, промысловые звери, птицы, рыбы, некоторые беспозвоночные. Диких животных человек использует для одомашнивания. Началось оно на ранних этапах развития человеческого общества и продолжается до настоящего времени. Сейчас для одомашнивания успешно используют новые виды – соболя, норку, песца, нутрию, ондатру, лисицу, лося, страуса, глухаря и др.

Животные ценны как объекты научных исследований. Общеизвестно их эстетическое значение.

Есть виды, которые истребляют сельскохозяйственных вредителей, принося человеку большую пользу. Их успешно используют в биологических методах борьбы с вредителями сельскохозяйственных и лесных растений. Но не менее значителен и вред, приносимый животными. Так, среди них много возбудителей и переносчиков заболеваний человека и домашних животных, а также вредителей сельскохозяйственных растений.

При регулировании численности животных необходимо понимать, что каждый вид (кроме паразитов человека и домашних животных) обладает только ему присущими особенностями, имеет или может иметь в будущем положительное значение. Потеря любого биологического вида крайне нежелательна для биосферы, так как он участвует в круговоротах веществ, поддерживает динамическое равновесие в природных экосистемах, обеспечивая их устойчивое развитие.

Важнейшей мерой охраны охотничьих животных является строгое соблюдение законов об охоте, предусматривающих сроки и способы их добывания. Охоту регламентирует Положение об охоте и охотничьем хозяйстве. В положении указаны виды зверей и птиц, на которые охота запрещена, которые можно добывать по лицензиям. Запрещается добыча животных в заповедниках, заказниках, зеленых зонах городов. Не разрешается применение способов массовой добычи животных, охота с автомашин, самолетов, моторных лодок, разорение нор, логовищ, гнезд. Установлены нормы отстрела или отлова для каждого вида животных, нарушение законов и правил охоты считается браконьерством, и лица, их нарушившие, несут административную, материальную и уголовную ответственность.

Все перечисленные меры направлены на охрану и рациональное использование млекопитающих. За последнее время больше внимания стали уделять охране диких зверей. На территории России обитают 245 видов млекопитающих, из них в Красную книгу РФ включено 65 видов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

1. Дайте определение понятию «биоразнообразие».

2. Где и когда была подписана Конвенции о биологическом разнообразии?

3.  Охарактеризуйте роль биоразнообразия для человека и биосферы в целом.

4. Что представляет собой Международная программа «биологическое разнообразие»?

5.. Какую роль играют растения в круговороте веществ в природе и в жизни людей?

6. Охарактеризуйте значение лесов в природе и в жизни людей.

7. Какую роль играют животные в круговороте веществ в природе и какое значение они имеют для человека?

8.  что входит в Международную программу «биологическое разнообразие»?