“Сохраним лес, чтобы спасти тигра”: экосистемный подход в природоохранной биологии и его актуальность в России

Глобальная карта, составленная на основе спутниковых данных, показывает, что за последние два десятилетия посевные площади увеличились примерно на 1 миллион квадратных километров. (Информация с сайта https://www.science.org/content/article/cropland-has-gobbled-over-1-million-square-kilometers-earth-s-surface и статьи GLAD UMD/POTAPOV ET AL ., 2021)

Задача сохранения природных ресурсов Земли стала очень актуальной уже довольно давно, однако понимание глобальных масштабов проблемы только начинает приходить. Стало очевидно, что необходимо отходить от целей сохранить единичные виды от вымирания, поскольку степень воздействия человека на экосистемы не определяется негативным влиянием только на отдельные виды. В статье приведены основные принципы экосистемного подхода к охране биоразнообразия и его перспективы в природоохранной деятельности.

Человеческая деятельность по изменению окружающей среды стала настолько интенсивной, что ученые предложили выделить новую геологическую эпоху – «антропоцен». Эта эпоха характеризуется изменениями в природных циклах, разрушением экосистем, и такими резкими темпами утраты биоразнообразия, что говорят о шестом массовом вымирании видов. Задачей природоохранной биологии является разработка методов оценки состояния экосистем для выявления тех из них, которые нуждаются в охране в первую очередь. Для того чтобы определить, какие типы экосистем уязвимы и нуждаются в приоритетных мероприятиях по сохранению, а какие, напротив, устойчивы, разработаны критерии оценок состояния экосистем и определены природоохранные категории их редкости и уязвимости. Цель представленного в статье обзора раскрыть принципы современной международной методологии оценки уязвимости экосистем для сохранения биоразнообразия и обсудить перспективы ее использования в природоохранной деятельности в России.

Экосистемный подход представляет собой метод управления природными ресурсами, который фокусируется на взаимодействии между живыми организмами и их окружением, а не просто на защите отдельных видов. Этот подход основывается на понимании того, что экосистемы представляют собой сложные сети взаимосвязей и зависимостей, которые необходимо учитывать для эффективного сохранения биоразнообразия. Сохранность сообществ и экосистем способствует сохранению отдельных видов и поддержанию экосистемных функций, таких как регулирование климата, депонирование углерода и сохранение запасов воды.

Экосистема определяется как взаимосвязь живых организмов и неживых компонентов окружающей среды, поддерживаемая различными физическими, химическими и биологическими процессами. Важно учитывать пространственные и временные масштабы при оценке риска для экосистем. Наземные экосистемы часто классифицируются по растительному покрову, отражающему экологические условия.

Аналогично Красным спискам редких видов, Международный союз охраны природы (МСОП) предложил разработать Красные списки экосистем для мониторинга и сохранения биоразнообразия.

В основе подхода МСОП лежит понятие “коллапс экосистемы” – утрата идентичности и ключевых видов (рис. 1). Для оценки риска коллапса используются пять критериев: 1) сокращение ареала, 2) ограниченное распространение, 3) деградация абиотических условий, 4) нарушения биотических процессов и 5) кумулятивное воздействие негативных факторов. Эти критерии ранжируют экосистемы по природоохранным категориям, от исчезнувших до находящихся под наименьшей угрозой. Эти категории – основа природоохранных решений.

Рис. 1. Симптомы разрушения экосистем: A – сокращение ареала; B – ограниченное распространение; C – деградация абиотических условий, например, условий увлажнения; D – деградация биотических процессов и взаимодействий, например, при фрагментации; E – риск разрушения экосистемы при кумулятивном воздействии негативных факторов. (Иллюстрация из обсуждаемой статьи)

Сокращение распространения (критерий А) приводит к снижению биологического разнообразия и ухудшению функциональных процессов в экосистеме. Для оценки по критерию А используют карты и снимки из космоса (например, Landsat), моделируя изменения экосистем как в прошлом, так и в будущем.

Ограниченное географическое распространение (критерий B) повышает риски разрушения экосистемы от катастрофических событий, например, пожаров или вспышек численности вредителей. Для оценки по этому критерию используют метрики охвата ареала, занимаемой площади и числа локалитетов (фрагментов) экосистемы. Узколокальное распространение повышает вероятность коллапса при катастрофических событиях.

Деградация абиотических условий (критерий C) приводит к снижению качества или объема доступных ниш для связанных компонентов биоразнообразия. Относительную значимость угрозы деградации обычно оценивают путем экологического моделирования, например путем прогноза распространения или ключевых видов при климатических изменениях.

Нарушения биотических процессов и взаимодействий (критерий D), например, изменения в популяциях видов-доминантов могут привести к разрушению экосистемы. В рамках применения этого критерия оценивают структурные и функциональные параметры экосистемы, такие как видовое богатство, биомассу и связи внутри экосистемы, а также пространственные метрики, например, фрагментацию.

Рассмотренные выше географические и функциональные факторы могут привести к разрушению экосистемы не только по-отдельности, но и во взаимодействии, повышая вероятность коллапса. Для оценки такой вероятности предложена кумулятивная оценка рисков (критерий E). Она может быть рассчитана на основе сценариев изменений экосистемных процессов, например, продолжительности и интенсивности лесных пожаров.

В России пока не существует единого реестра экосистем, и природоохранные мероприятия часто направлены на защиту отдельных видов, а не экосистем в целом. Внедрение экосистемного подхода и разработка Красного списка экосистем России позволит эффективнее планировать природоохранные мероприятия и принимать управленческие решения в природопользовании на основании фундаментальных научных исследований. Оценка уязвимости экосистем – это междисциплинарная задача. Она ставит новые вызовы сфере образования, требует новых компетенций специалистов и диктует необходимость разработки новых научных университетских программ.