Ускользающий мир. Экологические последствия утраты местообитаний

Илкка Хански






УСКОЛЬЗАЮЩИЙ МИР: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ УТРАТЫ МЕСТООБИТАНИЙ

Второе издание













Товарищество научных изданий КМК
Москва ♦♦♦ 2015

УДК 574.91
ББК 28.080.1
   Х19



Хански И. Ускользающий мир: Экологические последствия утраты местообитаний. Пер. с англ. 2-е изд. М.: Т-во научных изданий КМК. 2015. 340 с.

   Книга посвящена анализу экологических последствий утраты и фрагментации местообитаний, происходящих в результате интенсивной хозяйственной деятельности людей и имеющих большое значение для сохранения биоразнообразия. Все экологические процессы, рассматриваемые в книге, анализируются с позиций теории метапопуляций. Примеры фрагментации местообитаний, приведенные в данной работе, охватывают все разнообразие природных зон Земли, но наиболее часто обсуждаются проблемы сохранения местообитаний в бореальных лесах Фенноскандии. Эта природная зона лучше других знакома автору, а кроме того именно здесь происходит потеря местообитаний и видов из-за неправильного выделения модельных ключевых участков при разработке природоохранных мероприятий.
   Книга предназначена для профессиональных экологов, специалистов лесного хозяйства, студентов экологических и лесохозяйственных кафедр и факультетов, для специалистов смежных биологических направлений. Безусловно, эта публикация представляет интерес и для широкого круга любителей природы, которым небезразлично, что будет с нашей планетой в недалеком будущем.

   Перевод с английского: В.И. Ланцов (Институт экологии горных территорий КБНЦ РАН), С.В. Чудов.

   Научный редактор:
   кандидат биологических наук Б.И. Шефтель

   Фотография на обложке Дмитрия Щигеля; 2005; Salla, Finland.






ISBN 978-5-9906071-6-3

                                    © I. Hanski, 2005
                                    © Товарищество научных изданий КМК,

              издание на русском языке, 2010, 2015

Ilkka Han ski




            THE SHRINKING WORLD: ECOLOGICAL CONSEQUENCES OF HABITAT LOSS




Introduction (Otto Kinne) Ilkka Hanski: A Laudatio (Fakhri A. Bazzaz)





                14





Publisher: International Ecology Institute Nordbiinte 23. 21385 Oldendorf/Luhe

    Илкка Хански и его книга «Ускользающий мир»

   Признание научных заслуг ученого наступает не сразу, оно приходит вместе с ростом индекса цитирования и постепенно человек становится известным сначала в кругу узких специалистов, а потом, если ему действительно удалось сделать что-то интересное, то он уже заметная фигура в том научном направлении, к которому относятся его исследования. Но среди ученых есть очень яркие личности, заслуги которых признаются не только узкой группой единомышленников, но становятся очевидны и для более широкого круга научной общественности. Такие ученые получают мировую известность и становятся лауреатами престижных международных премий. Именно к этой группе научного сообщества можно отнести и профессора Хельсинского Университета Илкку Хански, которому в 1999 г. была присуждена премия Международного Экологического Института (International Ecology Institute — ECI). По сути дела профессор Илкка Хански был признан экологом года. Ежегодно эта премия поочередно присуждается представителям одного из трех экологических направлений (морская экология, озерная экология и наземная экология). Таким образом, премия за исследования наземных сообществ, а автор книги проводит исследования в этом направлении , выдается раз в три года.
   Аннотация научного жюри, присудившего премию, звучит так: «Илкка Хански изучает экологию популяций и сообществ на протяжении 20 лет. В егоработахудачно сочетаются теоретические подходы, моделирование -и результаты эмпирических исследований. Хотя Хански по сути дела исследует распространение таксонов, но проблемы, затронутые в егоработах, фокусируются вокруг пространственной структуры и динамики популяций. Пространственная экология стала серьезным экологическим направлением всего десятилетие назад, и исследования Хански внесли существенный вклад в ее развитие. В 1970-х и начале 1980-х гг. большинство научно-исследовательских работ Илкки Хански проводилось на локальном уровне, и посвящались изучению структуры популяций, при этом основным объектом его эмпирических исследований были насекомые, обитающие в эфемерных микроместообитаниях. Он сумел показать, что, одновидовые агрегации, возникающие в результате распространения особей в пространстве, могут облегчать сосуществование видов конкурентов, и что к сходному эффекту может приводить использование хищниками генералистами пространственных агрегаций видов-жертв. Экспериментальные работы на мясных мухах подтвердили эти положения и помогли объяснить высокое видовое разнообразие в сообществах насекомых. В конце 1980-х гг. научные интересы Илкки Хански изменились, и внимание исследователя стали привлекать

Илкка Хански и его книга «Ускользающий мир»

объекты, связанные с обширными пространствами - метапопуляции. Его работы внесли большой как теоретический, так и практический вклад в развитие этого направления. В 1991 г. под совместной редакцией с Майклом Гилпиным была выпущена коллективная монография «Динамика метапопуляций», а в 1999 г. Была опубликована монография «Метапопуляцион-ная экология», ставшая основополагающей книгой в этом направлении знаний. Оба эти тома широко известны биологической аудитории и сыграли большую роль в развитии теории метапопуляций».
   Согласно правилам, исследователь, получивший премию Международного экологического Института, должен подготовить книгу, обобщающую его вклад в развитие экологической науки. Такая книга входит в серию «Excellence in Ecology» («Выдающиеся достижения в экологии»), и профессор Илкка Хански использовал эту возможность для издания той самой книги, которую вы и держите в руках «Ускользающий мир: Экологические последствия утраты местообитаний», вошедшей в эту серию под номером 14.
   Когда открываешь книгу, то сразу становится ясно, что она не похожа на научную монографию, но с другой стороны это и не научно-популярная книга; и конечно это и не публицистическое произведение, хотя некоторые элементы публицистики, чередующиеся с художественным повествованием, в ней, безусловно, есть. На самом деле данная книга совмещает в себе все три элемента, упомянутые выше. Но интересно, что это произошло неслучайно, все главы написаны по единому плану. Каждая из 5 глав, в которых обсуждаются разные аспекты исчезновения местообитаний, начинается вполне с романтического описания той или иной местности хорошо знакомой автору. Затем после описание экологической ситуации, сложившейся на данной территории, автор переходит к глобальному обсуждению проблемы, которая изначально, выглядит как локальная. Далее словесное описание переходит в математический анализ и заканчивается построением аналитических и симуляционных моделей для тех самых процессов, которые так романтично описывались в начале главы. Для наиболее подготовленных читателей на специальной странице, названной «box» приводится более серьезное математическое описание моделей. Затем проводится ретроспективное рассмотрение процессов, аналогичных тем, которые были описаны в данной главе, но происходивших в давней истории Земли. Исключение составляет только последняя пятая глава, где, вместо описания доисторических процессов, автор обсуждает будущее нашей планеты, которое может оказаться не столь оптимистичным, как представляется многим ведущим менеджерам и политикам. Ну, а самый конец каждой главы, безусловно, представляет дидактическую ценность, поскольку там сформулированы пять основных понятий, на которые читатель должен обратить особое внимание после прочтения данного раздела, и по возможности их запомнить. Таким образом, данная книга представляет интерес для очень широкого круга читателей — от про

Илкка Хански и его книга «Ускользающий мир»

7

фессиональных экологов, специалистов в области лесного хозяйства, до людей, просто интересующихся проблемами сохранения природы, и одновременно может служить отличным учебным пособием для студентов и аспирантов профильных вузов.
   Таким образом представленная читателям книга, по стилю и манере изложения, не укладывается ни в один из общеизвестных научных или около научных жанров, а представляет собой новый своеобразный стиль, который, я надеюсь, оценят наши читатели. Однако кроме жанрового своеобразия, читатель сможет познакомиться с понятиями, которые не имеют широкого распространения в русскоязычной экологической литературе. Часто сам перевод их на русский язык вызывал затруднение, поскольку аналогичных русских терминов просто не существует. К таким понятиям можно отнести экологические ловушки (ecological traps), порог вымирания (extinction thresholds), отложенное вымирание (extinction debt) и ряд других. Но все построения и термины, о которых говорилось выше, это элементы теории метапопуляции, которой на самом деле и посвящена книга. Если в зарубежной литературе термин «метапопуляции» широко распространился, по крайней мере, за два последних десятилетия, то в русскоязычной литературе он начал встречаться всего несколько лет назад, и мало известен не только широкому кругу биологов, но даже многим экологам. Нет смысла заниматься здесь подробным описанием теории метапопуляций, читатель сможет сам познакомиться с ней, прочитав эту книгу. Однако следует отметить, что даже для основополагающих терминов этой теории нет общепризнанных русских названий. Поэтому мы предлагаем популяциям-донорам, то есть тем популяциям, из которых идет эмиграции, исходно называющимся «sources», дать русское называние «популяции-источники», а для популяций-реципиентов, в которые идет иммиграция особей, называемых «sinks» мы предлагаем название «популяции-стоки». Эта книга, по сути дела, удачная попытка использовать теорию метапопуляции для решения практических вопросов, стоящих перед охраной природы, лесным хозяйством, а в некоторых случаях и перед сельским хозяйством.
   Сама идея перевести эту книгу на русский язык принадлежит автору — профессору Илкке Хански. И это не случайно, есть два соображения, побудившие автора принять такое решение. Во-первых, это не строгая научная монография, поскольку научная монография автора «Metapopulation Ecology», опубликованная на английском языке, вполне доступна для ученых-экологов, большинство из которых, особенно принадлежащих к молодому поколению, владеют английским языком. «The Shrinking World: Ecological Consequences of habitat Loss», как уже было сказано тематически разнообразней предыдущей монографии Хански, и она может быть интересна для более широкого круга читателей, в том числе и для специалистов связанных с решением практических вопросов в области охраны природы и лесного

Илкка Хански и его книга «Ускользающий мир»

хозяйства, среди которых доля людей, владеющих английским языком несколько меньше. Во-вторых, Илкка Хански неоднократно бывал в России, он несколько раз участвовал в экспедиционных работах на Енисейской экологической станции «Мирное» ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН, работал в экспедициях в Магаданской и Оренбургской областях, посещал ведущие Московские и Новосибирские биологические институты.
   Следует отметить, что круг научных интересов И. Хански несколько шире, чем было отмечено в аннотации жюри по присуждению премии Международного экологического института (ECI). Хотя, безусловно, многие его основополагающие работы выполнены на насекомых, но Илкка Хански много работал и с мелкими млекопитающими, особенно с землеройками-бурозубками, на этой группе он изучал проблемы, связанные с многолетней динамикой численности. Итак, перед нами исследователь с очень широким кругозором, проводивший важные экологические наблюдения, в частности непосредственно в России. Илкка Хански очень хорошо понимает, что экологические проблемы, стоящие перед Финляндией и Россией во многом схожи. В первую очередь это касается ведения лесного хозяйства. Конечно, даже сейчас, несмотря на крайне варварскую рубку, в России сохранилось довольно много девственных лесов. В данный момент основной проблемой для России все еще остается правильная сертификация древесины, но автор очень хорошо понимает, что со временем все станет на свое место и ведение лесного хозяйства войдет в цивилизованное русло. И вот тогда для России будет очень актуальным не повторить те ошибки, которые сейчас совершаются в Финляндии с созданием ключевых экологических территорий, благодаря которым происходит не только физическое исчезновение местообитаний, но наносится куда более существенный вред — местообитание исчезают в сознании людей, и наш мир ускользает от нас!

      Июнь 2009 г.                            БОРИС ШЕФТЕЛЬ,
кандидат биологических наук

    Предисловие автора ко второму русскому изданию


   Организация объединенных наций, страны Европы и мировая общественность приняли решение остановить процесс сокращения биоразнообразия или, по крайней мере, существенно замедлить его скорость, и 2010-й год был декларирован, как Международный год биоразнообразия. Сегодня мы с сожалением осознаем, что, серьезных успехов в этом направлении в 2010 г. достигнуто не было. Детальный анализ показал, что у общества увеличилось понимание значимости этой проблемы, но само сокращения биоразнообразия стало даже более интенсивным. Утрата естественных местообитаний и их фрагментация остаются основными причинами, вызывающими потери биоразнообразия во всем мире. Потепление климата стало еще одним серьезным фактором, влияющим на биоразнообразие, и экологи предсказывают, что в грядущие десятилетия климатические изменения вызовут снижение и, в конечном счете, исчезновение бесчисленных популяций и отдельных видов, особенно в экосистемах верхних поясов гор и в высоких широтах. Но тропические виды, населяющие низинные местообитания, тоже испытают отрицательное воздействие, вызванное повышением температуры.
   Утрата местообитаний и их фрагментация остается главной причиной уменьшения биоразнообразия и в будущем, этот процесс будет ускоряться из-за усиливающегося давления со стороны растущей человеческой популяции и увеличивающегося спроса на ресурсы. Сравнение биомассы мегафауны млекопитающих в прошлом и в настоящее время наглядно иллюстрирует доминирование нашего вида на Земном шаре. Под «Мегафауной» мы подразумеваем виды животных с массой более 44 кг. Около 50 000 лет назад, до резкого увеличения численности человечества, общая биомасса мегафауны, согласно оценке Энтони Барноски (Bamosky, 2008), была около 200 террог-рамм (Тг) или 200 000 млн. кг. В это время мегафауна млекопитающих нашей планеты состояла примерно из 400 видов, теперь их осталось меньше чем 200, а общая биомасса современной мегафауны — 5 Тг, что составляет лишь несколько процентов от того, что было. Зато биомасса самого человечества теперь составляет около 500 Тг, а биомасса одомашненных животных — около 1 500 Тг. Тем самым суммарная биомасса людей и принадлежащих им животных составляет 2 000 Тг, что в 10 раз больше, чем общая биомасса 400 видов мегафауны, живших 50 000 лет назад. Не удивительно, что пресс на местообитания так велик!
   Международный Год Биоразнообразия прошел, а скорость сокращения биоразнообразия осталась прежней. На саммите ООН, проходившем в 2010 г. в Нагое (Япония) и посвященном сохранению биоразнообразия, министры окружающей среды почти 200 стран согласились разрабатывать новую стратегию, чтобы остановить сокращение биоразнообразия. Было договорено,

Предисловие автора

что, по крайней мере, 17% местообитаний суши и 10% акватории океана, включая и прибрежные районы, должны охраняться. Это очень амбициозные задачи!
   Экологические теория и эмпирические исследования, рассматриваемые в этой книге, позволяют предположить, что мероприятия по охране среды обитания согласованные в Нагое вполне могут остановить снижение биоразнообразия. Тем не менее, существуют две важные оговорки, которые должны быть озвучены. Во-первых, то в какой степени охрана 17% наземных местообитаний повлияет на сохранение биоразнообразия, критически зависит от того, где эти 17% будут расположены. Соглашение в Нагое предусматривает, что следует охранять «территории, имеющие особое значение для биоразнообразия и выживания экосистем, ... экологически репрезентативные и хорошо связанные между собой охраняемые территории ... интегрированные в композицию ландшафтов данного региона» (http://www. cbd.int/ doc/ strategic-plan/2011-2020). К сожалению, обычно основная часть охраняемых территорий не является репрезентативной для данного региона. Эти территории часто смещены к верхним поясам гор или в области высоких широт, а в целом это маргинальные местообитания, которые представляют меньшую ценность для людей, но при этом также и менее ценны с точки зрения биоразнообразия. Важная задача будущего — создание сети охраняемых территорий оптимально отражающих соотношение местообитаний и экосистем нашей планеты, включая экосистемы и местообитания в высокопродуктивных районах. Вторая проблема, препятствующая реализации Нагойских соглашений и не позволяющая остановить сокращение биоразнообразия к 2020 г., — фрагментация местообитаний. В этой книге я объясняю, почему виды не могут существовать, когда их местообитания сильно фрагментированы. Это очень серьезная проблема для многих регионов нашей планеты, где очень интенсивно используются земли и соответственно размеры охраняемых территорий крайне малы.
   В этой книге обсуждаются последствия утраты местообитаний и их фрагментации для популяций и экологической ситуации в целом. Это очень широкая тема, потому что взаимодействие с местообитанием определяет биологическую специфику любого вида. Бореальные леса мне знакомы лучше всего, поэтому многие ситуации и примеры, рассмотренные в книге, связанны с лесными бореальными местообитаниями. Бореальные леса России, безусловно, — самые протяженные темнохвойные леса в мире, но существуют значительные различия в системе и правилах эксплуатации лесов в Финляндии и России. Эти различия определяют направление изменений окружающей среды для видов, населяющих эти леса, но большинство ситуаций, анализируемых мной, актуальны и для российских бореальных лесов. Концепции и теории, обсуждаемые в этой книге, относятся не только к бореаль

Предисловие автора

11

ным лесам, и я призываю читателей применять их и к другим экосистемам.
   В предисловии к первому изданию я описывал, как наука экология, подобно любой другой науке, подверглась глобализации в прошедшие десятилетия, что привело к унификации научных исследований. Это дало много преимуществ, включая повышение технических стандартов при проведении научных исследований, взаимного вдохновения, увеличения возможностей распространения научных результатов и рост потенциала сообщества экологов, занимающихся решением глобальных вопросов, требующих больших ресурсов. Экология, занимающаяся глобальными проблемами окружающей среды, такими как утрата местообитаний и изменения климата, быстро становится большой наукой. Но мы должны также признать, что глобализация экологии несет определенные опасности. Национальные особенности в выборе объектов исследования и в научных подходах оказываются в положении исчезающих видов — они могут исчезнуть. Это был бы позор, поскольку исчезновение национальной специфики науки — экологии, характерной для разных научных школ является потенциально опасным. Мир природы очень разнообразен и обладает местными особенностями, и я убежден, что наука экология и ее методы должны отражать это разнообразие. Задача состоит в том, чтобы найти баланс, чтобы воспользоваться преимуществами мировой науки и в то же время использовать национальные силы. Мы должны также помнить, что наука все время изменяется, и было бы полезно, чтобы новые идеи, результаты и перспективы появлялись бы во всех уголках мира и служили бы для развития мировой науки.
   Я отмечу здесь одну новую идею, которая очень интересует меня последние несколько лет, а именно взаимосвязь между экологической (демографической) популяционной динамикой и микроэволюцией в природных популяциях (I. Hanski, 2012, Eco-evolutionary dynamics in a changing world. Annals of the New York Academy of Sciences 1249, 1-17). В прошлом экологи игнорировали эволюцию в своих исследованиях на том основании, что эволюционные изменения происходят слишком медленно, чтобы оказывать влияние на экологическую динамику популяций. Однако, благодаря быстрому росту количества информации, посвященной этому вопросу, мы теперь знаем, что микроэволюционные изменения в ответ на изменения биотических или абиотических факторов окружающей среды — довольно общее явление, и они настолько быстры, что могут влиять на динамику популяций и наоборот. Утрата и фрагментация местообитаний оказывается одним из основных типов изменений окружающей среды, которые часто приводят к быстрому естественному отбору. Я не предполагаю, что эволюция приведет к разрешению «кризиса биоразнообразия» при помощи быстрых адаптаций к изменяющимся условиям окружающей среды. Некоторые адаптации, возможно, произойдут, но если изменения окружающей среды будут происходить так же быстро и резко, как они происходят сейчас, виды не смогут эволюциони