Принципы и методы биогеографических исследований

Современная экологическая ситуация в мире, с которой тесно связаны проблемы охраны и воспроизводства биологических ресурсов, сложилась в результате действия следующих факторов: усложнение и количественный рост антропосистемы; достигнутый уровень промышленности и сельского хозяйства; недостаточность внимания со стороны многих парламентов и правительств к проблемам экологии; слабый в ряде случаев контроль за состоянием биологических ресурсов или вообще его отсутствие; неполнота научного познания организации и распределения жизни на Земле, экологическая и биогеографическая безграмотность большинства населения Земли, включая специалистов, разрабатывающих тот или иной «глобальный» проект преобразования природы. Особо необходимо подчеркнуть значение просветительской деятельности.

В связи со сложившейся экологической ситуацией одной из важнейших проблем природопользования на современном этапе является улучшение качества окружающей среды. Достижение только количественных результатов в использовании естественных ресурсов во многих случаях уже привело к необратимой деградации природной среды. Наглядным примером служит увеличение площади мелиорируемых земель для роста сельскохозяйственного производства. Качество природной среды в данном случае было принесено в жертву количественным результатам.

Что же понимать под качеством окружающей среды? В частных случаях качество отдельных компонентов среды может быть соотнесено с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) загрязняющих веществ, содержащихся в воде, почве, воздухе, растениях, с учетом их суммирующего, сингенетического и антагонистического воздействия, прежде всего на человеческий организм. На аграрных территориях критерием качества может служить соответствие специализации и системы ведения сельского хозяйства природной основе этой территории, особенно если она мелиорирована. Там, где такого соответствия нет, необхо­димо предусматривать ограничения в сельскохозяйственном использовании земель. Например, на торфяниках Припятского Полесья, подстилаемых кварцевыми песками, которые способствуют быстрой сработке торфа и загрязнению подземных вод продуктами этой сработки, а также и пестицидами, нецелесообразно интенсивное ведение сельского хозяйства. В данном случае кварцевые пески очень быстро оказываются на поверхности, а грунтовые воды загрязненными. Ограниченный режим в использовании земельных ресурсов необходим и для территорий с густой сетью малых рек, обилием ключей, родников и минеральных источников. Естественно, ограниченный режим природопользования (вплоть до полного запрещения использования природных ресурсов) необходим для территорий, где сложилась неблагоприятная для человека экологическая ситуация. Особенно это касается территорий, загрязненных радионуклидами, тяжелыми металлами и различными химическими веществами, которые вызывают заболевания человека.

Важнейшими критериями качества окружающей среды служит состояние здоровья населения и сохранность видового разнообразия и численности биоты.

Биогеография, как и экология, является научной основой охраны и рационального использования биологических ресурсов мира и его отдельных регионов. Если прикладная задача экологии -- контроль за качественным состоянием природной среды, то биогеографии -- сохранение всего видового богатства органической жизни на Земле. Развитие обеих наук обеспечивает не только разработку, но и реализацию конкретных проектов, направленных на охрану биологических ресурсов от истощения. Биогеография призвана ответить на три главных вопроса, что следует, охранять, на какой территории и как?

Ответ на первый вопрос можно получить только при условии «инвентаризации» биоты конкретных территорий, т. е. при выявлении ее видового состава, учете численности и картографировании. Для осуществления этих исследований в биогеографии используются различные методы: сравнительно-географический (сравнение особенностей биоты различных территорий), экологический (установление взаимодействия организмов и их сообществ с окружающей средой), количественный (определение численности особей, биомассы и продуктивности сообществ), исторический (выявление эволюционного развития органического мира) и картографический (отражение на картах и схемах закономерностей распределения организмов и их сообществ). На знании географического распространения видов внутри ареала основаны заготовка лекарственного и технического сырья, добыча пушных зверей и дичи, использование естественных кормовых угодий, выявление новых полезных растений и животных, борьба с вредителями сельского и лесного хозяйства, а также с возбудителями многих заболеваний человека инфекционной и паразитической природы.

К настоящему времени с использованием перечисленных методов достаточно хорошо изучены цветковые и папоротникообразные растения, млекопитающие и птицы. В более полном исследовании нуждаются мхи, грибы, бактерии и большинство групп беспозвоночных. Естественно, накапливаемая новая информация не только полезна для развития биогеографии как науки, но и имеет большое практическое значение. Она позволяет уточнить нормы и сроки использования растительного покрова и животного населения с учетом особенностей географических условий в конкретном регионе.

В процессе «инвентаризации» биоты выявляются также представители флоры и фауны, которым угрожает исчезновение в результате хозяйственной деятельности человека на конкретных территориях или на всей площади ареала. В этом случае требуется предпринимать незамедлительные усилия в международном масштабе по сохранению на планете видов, потеря которых уже очевидна.

Ответ на второй вопрос, т.е. на какой территории охранять представителей флоры и фауны, довольно сложен. В пределах своего ареала вид распространен довольно неравномерно, и, разумеется, охранять его целесообразнее там, где он имеет максимальную плотность и откуда возможно его расселение. В отношении наиболее ценных, с позиций человека, отдельных видов такой подход и осуществляется. Задача значительно усложняется, когда охране подлежат несколько, а в некоторых случаях, например при сельскохозяйственном освоении обширных территорий, большинство представителей элементарных флор и фаун. В данной ситуации необходимо создание охраняемых территорий: заповедников, заказников, природных парков и др. Решить эту задачу можно с помощью биогеографически оптимальной организации территории. Следует иметь в виду, что в сложившуюся к настоящему времени систему охраняемых территорий обычно уже включены наиболее примечательные природные объекты, которые по каким-либо причинам географического и экономического порядка не могли быть изменены человеком. Эта система охраняемых территорий по мере роста численности населения и экономико-географических преобразований должна постоянно пополняться новыми охраняемыми объектами.

Концепции оптимальной организации территории, в которых учтены экологические и биогеографические аспекты охраны природы, предложены многими отечественными и зарубежными учеными. Их объединяет мысль о необходимости сохранения и развития в качестве экологического «противовеса» урбанизированным районам территорий с преобладанием природных систем.

Наиболее приемлема для охраны биоты концепция поляризованного ландшафта, которая позволяет реализовывать природоохранные идеи. Ее суть заключается в признании существования двух полюсов, один из которых--крупный промышленный центр, город с прилежащими к нему территориями или интенсивно используемые сельскохозяйственные земли, другой--естественный, не нарушенный хозяйственной деятельностью человека ландшафт со свойственным ему многообразием флоры и фауны. Концентрирование отрицательных воздействий на природу на относительно ограниченных участках суши (хотя, возможно, и большой размерности) облегчает задачу сохранения природных систем в других районах, удаленных от зон активной деятельности человека.

Вместе с тем ухудшение качества окружающей человека среды в урбанизированных районах выдвигает в ряд наиболее важных задач создание оптимальных условий для труда и отдыха горожан. В организации отдыха населения городов большую роль играет состояние пригородных зеленых зон, в частности лесных массивов -- «легких» городов. Загрязнение промышленными отходами атмосферного воздуха, водных источников и почв, а также возрастающая рекреационная нагрузка на пригородные леса ставит нередко под угрозу целостность лесных экосистем, вызывая нежелательные сдвиги в их развитии, а иногда и полную деградацию. Развитие промышленного центра (центра урбанизации) порождает чрезвычайно трудную проблему реорганизации сопредельных территорий, на которых сохранились естественные экосистемы, применительно к интересам данного центра. Реорганизация предполагает оптимальное размещение рекреационных, лечебно-оздоровительных, спортивных и других специализированных учреждений или совершенствование их деятельности. При этом охрана биоты выступает необходимым условием.

Выбор территорий, подлежащих охране, определяется необходимостью сохранения отдельных видов растений и животных или их сообществ, основных экологических характеристик природных условий, привычного для человека облика природы. Большое значение приобретает также заповедание в научных целях территорий, биота которых является эталоном для природной зоны или географического региона. Система охраняемых объектов должна включать и территории, на которых целесообразно восстановление природных систем, измененных человеком. Конечным результатом функционирования этих восстановительных заповедников (сепартеров) будет воссоздание естественных сообществ.

Ответить на третий вопрос -- как охранять? -- также трудно. Даже идеальная организация заповедника или другой охраняемой территории еще не гарантирует успех в сохранении биоты и ее развитие в естественном ритме. Необходима, прежде всего, единая система, объединяющая охраняемые территории и обеспечивающая возможность взаимного обогащения их генетического фонда. Она предполагает наличие природных русл миграции видового разнообразия флоры и фауны (долин крупных или малых рек, систем островных лесных участков и лесополос, естественных и искусственных водоемов и т.д.). Эти русла не должны совпадать с «осями урбанизации» (например, автомагистралями, железными дорогами, воднотранспортными системами) или пересекаться ими. Определение природных русл и поиск оптимального варианта организации территории для целей народного хозяйства и охраны природы возможны только на основе глубоких научных исследований.

Таким образом, решение современных сложных проблем охраны органической жизни на Земле требует от биогеографии и экологии более полного изучения географии всех групп организмов и среды их обитания. В свою очередь, оно будет способствовать совершенствованию методики биогеографических и экологических исследований и расширению арсенала средств научного познания сущности жизни на Земле и ее организации.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел Биогеография