Адам қызметінің нәтижесінде туындаған экожүйелерде биоәртүрлілікті сақтау

Кіріспе

Адам басымдығындағы экожүйелерде биологиялық әртүрлілікті сақтауды зерттеу

Қайта келтіру экологиясы – антропоцен дәуірінде адам басымдығындағы экожүйелерде биологиялық әртүрлілікті қолдау жолдарын зерттейтін экология саласы. Майкл Розенцвейг бұл тұжырымды алғаш рет өзінің «Win Win Ecology» атты кітабында жариялаған. Оның негізінде, Жер бетіндегі барлық биологиялық әртүрлілікті табиғат қорғау аумақтарында сақтауға жеткілікті жер көлемі жоқ деген теория тұр. Сондықтан адамдар адам басымдығындағы ландшафттарда биологиялық әртүрлілікті арттыруға ұмтылуы керек. Жүйедегі адамның пайдасын кемсітпей биологиялық әртүрлілікті басқару арқылы, бұл адамның пайдалануы мен туған жердің биологиялық әртүрлілігі үшін «жеңіс-жеңіс» жағдайы болады. Бұл ғылым адамның жерді пайдалану тенденциялары мен түрлердің ауданы арасындағы қатынастардың экологиялық негіздеріне негізделген. Оның биологиялық әртүрлілікті қорғаудан өзге де көптеген артықшылықтары бар, және оның дүние жүзінде көптеген мысалдары кездеседі. Қайта келтіру экологиясының элементтері басқару заңнамасында қамтылған, бірақ қоғамдық қабылдау және қайта келтіру әрекеттерінің экологиялық сәттілігінде қиындықтар бар.

Жерді пайдаланудың дамуы

Дәстүрлі табиғатты қорғау "қорықтау және қалпына келтіру" қағидаларына негізделген; қорықтау – биологиялық әртүрлілікті сақтау мақсатында табиғи жерлерді бөліп қою, ал қалпына келтіру – адамның әсеріне ұшыраған экожүйелерді табиғи күйіне қайтару. Алайда, жарастыру экологтары адамның әсері тиген жердің үлесі тым зор болғандықтан, бұл тәсілдердің табысқа жете алмайтынын айтады. Адамның пайдалануы нәтижесінде қанша жер өзгергенін нақты өлшеу қиын болғанымен, бағалаулар 39-50% аралығында. Бұл жерге егістік жерлер, жайылымдар, қалалық аймақтар және қарқынды пайдаланылатын орман жүйелері кіреді. Егістік жерлердің шамамен 50%-ы қазірдің өзінде өңделуде. Жерді өзгерту соңғы елу жылда қарқындап өсті және одан әрі де өсуі мүмкін. Жер аумағының тікелей өзгеруінен өзге, адамдар жаһандық биогеохимиялық циклдарға әсер етіп, тіпті ең шалғайдағы аймақтарда да адамның салдарынан болатын өзгерістерге алып келді. Бұған азот пен фосфор сияқты қоректік заттардың қосылуы, қышқыл жаңбыр, мұхиттың қышқылдануы, су ресурстарын қайта бөлу және атмосферадағы көмірқышқыл газының артуы жатады. Адамдар сондай-ақ жаңа түрлерді енгізу немесе жергілікті түрлерді аулау арқылы тікелей басымдық етпейтін көптеген ландшафттардың түр құрамын өзгертті. Бұл жаңа түрлер жиынтығы бұрынғы жаппай жойылу және құрлық көпірлерінің пайда болуы мен континенттердің соқтығысуынан туындаған түрлердің пайда болу оқиғаларымен салыстырылады.

Түрлер мен аумақ арасындағы қатынастар

Түрлерді татуластыру экологиясының қажеттілігі түрлердің таралуы мен әртүрлілігінің үлгілерінен туындады. Осы үлгілердің ең маңыздысы – түрлер-аудан қисығы, ол үлкен географиялық аумақта түрлердің әртүрлілігі жоғары болатынын көрсетеді. Бұл қатынасты зерттеулердің көп саны растағандықтан, кейбір ғалымдар оны экологиялық заң деп есептейді. Түрлер саны мен аумақ арасындағы байланыстың екі негізгі себебі бар, екеуі де үлкен аумақтарды сақтауға қатысты аргумент ретінде қолданылуы мүмкін. Мекеңдік гетерогенділік гипотезасы үлкен географиялық аумақта мекендеу типтерінің әртүрлілігі жоғары болады, демек, әрбір бірегей мекендеуге бейімделген түрлердің саны да көп болады деп тұжырымдайды. Шағын аумақты бөліп беру, түрлердің көптігін сақтау үшін жеткілікті мекендеу әртүрлілігін қамтамасыз етпейді. Тепе-теңдік гипотезасы МакАртур мен Уилсон сипаттаған аралдық биогеография теориясына сүйенеді. Үлкен аумақтарда популяциялардың саны көп, олардың стохастикалық процестерге байланысты жойылу қаупі төмен. Теория түрлену жылдамдығы аумаққа пропорционалды және төмендеу жойылу деңгейімен бірге жоғары түрленуге алып келеді деп есептейді, нәтижесінде түрлердің саны артады. Түрлер-аудан қатынасы консервацияда, көбінесе сандық бағалауда жиі қолданылады. Ең қарапайым және ең көп қолданылатын формула алғаш рет Франк В. Престонмен жарияланды. Белгілі бір аумақтағы түрлердің саны сол аумаққа байланысты S = cAz қатынасымен өседі, мұнда S – түрлердің саны, A – аудан, ал c және z – зерттеліп отырған жүйеге байланысты өзгеретін тұрақты шамалар. Бұл теңдеу резервтің мөлшерін және орналасуын жобалау үшін жиі қолданылады (SLOSS пікірталасын қараңыз). Резервтерді жобалауда қолданылатын теңдеудің ең көп таралған түрі – аралдар арасындағы әртүрлілік формуласы, оның z мәні 0,25-тен 0,55-ке дейін, яғни қол жетімді мекендеудің 5% -ын қорғау, 40% түрлерді сақтайды. Дегенмен, провинциялар арасындағы түрлер-аудан қатынастары z мәні 1-ге жақын, яғни мекендеудің 5% -ын қорғау түрлердің әртүрлілігінің 5% -ын ғана сақтайды. Татуластырылған экожүйелер – адамдардың басымдығын көрсететін, бірақ табиғи биологиялық әртүрлілікті адамның ландшафтында сақтауға ынталандыратын жүйелер. Бұл идеалды жағдайда, тұрақты әлеуметтік-экологиялық жүйені құрады және биологиялық әртүрлілік пен адамның пайдалануы арасындағы қақтығысты болдырмайды.

The need for reconciliation ecology was derived from patterns of species distribution and diversity. The most relevant of these patterns is the species area curve which states that a larger geographic area will contain higher species diversity. This relationship has been supported by so large a body of research that some scholars consider it to be an ecological law. There are two main reasons for the relationship between number of species and area, both of which can be used as an argument for conservation of larger areas. The habitat heterogeneity hypothesis claims that a larger geographic area will have a greater variety of habitat types, and therefore more species adapted to each unique habitat type. Setting aside a small area will not encompass enough habitat variety to contain a large variety of species. The equilibrium hypothesis draws from the theory of island biogeography as described by MacArthur and Wilson. Large areas have large populations, which are less likely to go extinct through stochastic processes. The theory assumes that speciation rates are constant with area, and a lower extinction rate coupled with higher speciation leads to more species. The species area relationship has often been applied to conservation, often quantitatively. The simplest and most commonly used formula was first published by Frank W. Preston. The number of species present in a given area increases in relationship to that area with the relationship S = cAz where S is the number of species, A is the area, and c and z are constants which vary with the system under study. This equation has frequently been used for designing reserve size and placement (see SLOSS debate). The most common version of the equation used in reserve design is the formula for inter island diversity, which has a z value between 0.25 and 0.55, meaning protecting 5% of the available habitat will preserve 40% of the species present. However, inter provincial species area relationships have z values closer to 1, meaning protecting 5% of habitat will only protect 5% of species diversity. Reconciled ecosystems are ones in which humans dominate, but natural biodiversity is encouraged to persist within the human landscape. Ideally, this creates a more sustainable socio ecological system and does not necessitate a trade off between biodiversity and human use.

Табиғи тарихтан тыс

Табиғи тарихты түсіну түрлерді адам басымды экожүйелерде тиімді сақтауға қалай көмектеседі? Адамдар көбінесе басқа түрлерді қабылдауға мүмкіндік беретін іс-әрекеттер жасайды, мақсатты түрде немесе табиғатқа назар аударудың нәтижесінде. Осылайша, адам басымды ландшафттарда нақты табиғи тарихты қолдану сақтау күш-жігеріне үлес қосуы мүмкін. Экожүйелік қызметтердің пайда болуы (2005 жылы Мыңжылдық экожүйелік бағалаумен ұсынылған) экологтардың «қарапайым түрлер» деп аталатын түрлерге деген көзқарасын өзгертті: кең таралған түрлер биомассаның және биологиялық процестердің көп бөлігін құрайды, тікелей қауіп төніп тұрған жағдайда да оларды сақтау осы қызметтерді сақтау үшін маңызды мәселе болып табылады, оларға адам қоғамы да, сирек түрлер де сүйенеді. Бұл әсіресе ауыл шаруашылығы жүйелерінде маңызды болуы мүмкін, онда буферлік аймақтар, тірі қоршаулар және басқа да шағын мекендеулер негізгі қорықтар арасындағы тоқтау орны ретінде қызмет ете алады. Бұл тұжырым ауылдық биогеография саласының негізін құрайды, ол табиғатқа құрметті арттыратыны көрсетілген. Зерттеулер көрсеткендей, сыртқы білім беру бағдарламаларына қатысатын студенттер өз ортасын жақсы түсінеді, ортаны сақтау үшін әрекет етуге көбірек дайын және тіпті мектепке және оқуға деген ынталары артады. Жасыл кеңістіктердің барлық жастағы қала тұрғындарының табиғатпен байланысуына көмектесетіні көрсетілген, тіпті бұл кеңістіктер жауып тастаған түрлермен басым болған жағдайда да. Адамдарды табиғатпен қайта байланыстыру сақтау үшін өте маңызды, себебі адамдар болашақ тенденцияларды бағалау үшін өскен ортадағы биологиялық әртүрлілікті өлшем ретінде пайдаланады (Қозғалмалы базалық деңгейді қараңыз).

Психологиялық пайда

Экологияны татуластырудың нәтижелері адамның денсаулығын жақсарта алады. Э.О.Уилсон адамдардың табиғатқа жақын болуға құштарлығы бар екенін айтқан (Биофилияға қараңыз), сондай-ақ көптеген зерттеулер табиғи ортаның стресті азайтуға және ауруханада жатқанда жазылу процесін жеделдетуге көмектесетінін көрсеткен.

Мысалдар

Жергілікті өсімдіктер мен жануарлардың адамның басымдығымен құрылған ландшафттарды пайдаланудың көптеген мысалдары көбінесе жасырын болған, бірақ татуластыру экологиясының бір бөлігі ретінде күшейтілуі мүмкін. Ал кейбіреулері – табиғи биологиялық әртүрлілікті жақсырақ қабылдау үшін адам ландшафттарын мақсатты түрде қайта жобалау болып табылады. Мұндай жағдайлар жүздеген жылдар бойы ауыл шаруашылығы, қалалық және қала маңындағы, теңіз және тіпті өнеркәсіптік аймақтар сияқты жүйелерде кездесіп келеді.

Тарихи мысалдар

Розенцвейг бұл ұғымды қалыптастырғанмен, адамдар мыңжылдықтар бойы адамдар қоныстанған жерлерде биологиялық әртүрлілікті қолдауға тырысып келеді. Чехияның Требон биосфералық қорығында 1500 жылдары салынған, адамдар жасаған балық шаруашылығы тоғандары жүйесі тек балықтан табыс әкелумен ғана шектелмей, сонымен қатар өте алуан түрлі су-батпақты экожүйеге орталық болып табылады. Еуропаның көптеген қалалары өздерінің жергілікті сарыбас құстарымен мақтанады, олар ағаштардың орнына үйлердің төбелерінде немесе шіркеу мұнараларында ұялайды.

Ауыл шаруашылығы жүйелері

Агроорман шаруашылығы экологияны қайта келтірудің көптеген мысалдарын ұсынады. Тропикалық агроорман шаруашылығы жүйелерінде кофе немесе жеміс ағаштары сияқты егістер көлеңке беретін ағаштардың қанаты астында өсіріледі, бұл қорғалатын аумақтардан тыс тропикалық орман түрлері үшін тіршілік ортасын қамтамасыз етеді. Мысалы, көлеңкеде өсірілген кофе плантацияларында ағаштардың түрлік әртүрлілігі басқарылмайтын орманға қарағанда төмендеуі мүмкін, бірақ ол басқа шаруашылық әдістеріне қарағанда ағаштардың түрлік әртүрлілігі мен байлығына ие. Табиғатты еліктейтін шаруашылық егістермен қатар табиғи орман түрлерін де қолдайды, сонымен қатар адамдарға орман өнімдерін жинауға рұқсат етілген жақын маңдағы өсірілмеген орман аумақтарына қысымды азайтады. Маслин пальмасы (Elaeis guineensis) экологияны қайта келтірудің тағы бір мысалы болып табылады. Бұл тропикалық егістердің ең маңызды және ең жылдам өсіп келе жатқандарының бірі, алайда осы саланың тұрақтылығын арттыруға күш салынып жатыр. Маслин пальмасы монокультуралық егіс болғандықтан, зиянкес жәндіктердің күшті шабуылына ұшырауы мүмкін. Көптеген компаниялар осы зиянкес жәндіктердің жойғыштары мен паразиттік түрлерін қолдайтын түрлерді отырғызуды және белсенді жергілікті құс популяциясын ынталандыратын, зиянкестерді басқарудың интеграцияланған тәсілін қолдануға тырысады. Орталық Америкада жайылымдардың көп бөлігі тірі ағаштармен қоршалған, бұл фермер үшін күтімді азайтумен қатар, ашық жайылымдарда тіршілік ете алмайтын құстарға, жартастарға және жұмырқалы жәндіктерге тіршілік ортасын қамтамасыз етеді. Розенцвейгтің тағы бір мысалы – жайылымдардың шетіне шөп шабатын құстарды (Lanius ludovicianus) қоныстандыру үшін тіреулер орнату. Қалаларда да бірегей климаттық жағдайлар бар, мысалы, қалалық жылу аралының әсері, ол биологиялық әртүрлілікке үлкен әсер ете алады. Қала басқарушылары қала құрылысын жоспарлау кезінде, әсіресе қарқынды өсіп келе жатқан қалаларда биологиялық әртүрлілікті ескеруге көбірек мән береді. Қалаларда әдетте өте жоғары өсімдіктердің биологиялық әртүрлілігі бар, себебі оларда әдетте тіршілік ортасының жоғары әртүрлілігі және көптеген түрлерді қамту үшін өсірілген бақтар мен жасыл кеңістіктер көп. Қалалар адамның қызметінен қатты әсер еткендіктен, оларды бастапқы күйіне қайтару мүмкін емес, бірақ адамның қажеттіліктеріне кері әсер етпей, тіршілік ортасын арттыру үшін өзгерістер жасауға болады. Қалалық өзендерде үлкен ағаштар мен жүзбелі аралдарды қосу, табиғи жағалауларды еліктейтін қабырғалар мен басқа да құрылымдарды өзгерту және ластағыштарды азайту үшін буферлік аймақтарды құру су тасқынының алдын алу және сумен жабдықтау қызметтерін төмендетпей биологиялық әртүрлілікті арттыра алады. Қалалық жасыл кеңістіктерді табиғи экожүйелерді ынталандыру үшін қайта құруға болады, бұл Ұлттық жабайы табиғат федерациясының "Аулаңыздағы жабайы табиғат" бағдарламасында көрсетілгендей, күтіммен жасалған газонға қарағанда тиімді. Бір кезде пестицидтердің қолданылуынан құрып кетуге жақын болған саяндар (Falco peregrinus) Солтүстік Америкадағы биік қала ғимараттарында ұя салуды жиі кездестіреді, олар негізінен жаңадан келген тас көгершіндермен қоректенеді. Ғимараттардың тік қабырғалары саяндардың табиғи түрде ұялайтын жартастарды еліктейді, ал тас көгершіндер қалалардан қуылған жергілікті жемдік түрлердің орнын басады.

Agroforestry provides many examples of reconciliation ecology at work. In tropical agroforestry systems, crops such as coffee or fruit trees are cultivated under a canopy of shade trees, providing habitat for tropical forest species outside of protected areas. For example, shade grown coffee plantations typically have lower tree diversity than unmanaged forests, however they have much higher tree species diversity and richness than other agricultural methods. Agriculture that mimics nature, encourages natural forest species along with the crops, and also takes pressure off nearby uncultivated forest areas where people are allowed to collect forest products. The oil palm (Elaeis guineensis) provides another example of the potential of reconciliation ecology. It is one of the most important and rapidly expanding tropical crops, However, attempts are being made to foster the sustainability of this industry. As a monoculture, oil palm is subject to potentially devastating attacks from insect pests. Many companies are attempting an integrated pest management approach which encourages the planting of species that support predators and parasitoids of these insect pests, as well as an active native bird community. In Central America, a large percentage of pastureland is fenced using live trees which are not only low maintenance for the farmer, but also provide habitat for birds, bats, and invertebrates which cannot persist in open pastureland. Another example from Rosenzweig involves encouraging loggerhead shrikes (Lanius ludovicianus) to populate pastureland by placing perches around the pasture. Cities also have unique climatic conditions such as the urban heat island effect, which can greatly affect biodiversity. There is a growing trend among city managers to take biodiversity into account when planning city development, especially in rapidly growing cities. Cities often have surprisingly high plant biodiversity due to their normally high degree of habitat heterogeneity and high numbers of gardens and green spaces cultivated to include a large variety of species. Because cities are so highly impacted by human activities, restoration to the pristine state is not possible, however there are modifications that can be made to increase habitat without negatively impacting human needs. In urban rivers, addition of large woods and floating islands to provide habitat, modifications to walls and other structures to mimic natural banks, and buffer areas to reduce pollutants can all increase biodiversity without reducing the flood control and water supply services. Urban green spaces can be re designed to encourage natural ecosystems rather than manicured lawns, as is seen in the National Wildlife Federation’s Backyard Wildlife Habitat program. Peregrine falcons (Falco peregrinus), which were once endangered by pesticide use, are frequently seen nesting in tall urban buildings throughout North America, feeding chiefly on the introduced rock dove. The steep walls of buildings mimic the cliffs peregrines naturally nest in and the rock doves replace the native prey species that were driven out of urban areas.

Өнеркәсіптік жүйелер

Флоридада Флорида манаты (Trichechus manatus latirostris) Мексика шығанағының температурасы төмендегенде, электр станцияларынан шығарылатын жылы суды паналау үшін пайдаланады. Бұл жылы сулы аймақтар манаттардың бұрын қыста табиғи түрде пайдаланған жылы бұлақтарының орнын басады. Адамдардың әрекеті салдарынан бұл бұлақтар кеп немесе ашық судан бөлініп қалған. Америка крокодилдері (Crocodylus acutus) Түркия Пойнт электр станциясының салқындату каналдарында ұқсас ортада тіршілік етеді, онда солтүстік Америкадағы осы түрдің жалпы популяциясының шамамен 10% қоныстанған. Жаңбыр суларын тазартатын тоғандар қосмекенділер үшін маңызды көбейту ортасын ұсынуы мүмкін, әсіресе адамдардың құрылыс қызметі салдарынан табиғи батпақтар құрғатылған жерлерде.

Мұхит жүйелері

Коралл рифтері адамның қызметінен, оның ішінде шамадан тыс балық аулау және рифтің өзінен кен шығарудан ауыр зардап шекті. Осы мәселені шешудің бір жолы – су жануарларына құнды мекен-жай ғана емес, сонымен қатар табиғи құрылымды жойған кезде жақын аралдарды дауылдардан қорғайтын жасанды рифтер салу. Тіпті металл сынықтары мен автомобильдер сияқты қарапайым конструкциялар да тіршілік ортасы ретінде қолданылуы мүмкін, бұл қоқыс полигондарында орын босатудың қосымша пайдасын береді.

Заңнама

Мемлекеттік араласу жеке меншік жер иелерін тіршілік ортасын құруға немесе өз жерлерінде биологиялық әртүрлілікті арттыруға ынталандыруға көмектеседі. АҚШ-тың жойылып бара жатқан түрлер туралы заңы жер иелерінен жойылып бара жатқан түрлерге кері әсер ететін кез келген қызметті тоқтатуды талап етеді, бұл олар үшін жойылып бара жатқан түрлерді бастапқыда өз жерлеріне қоныстануға шақыруға кедергі келтіреді. Осы тәжірибе Техаста апломадолық соқырлардың (Falco femoralis) және АҚШ-тың оңтүстік-шығысында қызыл коккодты тоғайтарлардың (Picoides borealis) санының өсуіне әкелді. Тағы бір мысал – АҚШ Ауыл шаруашылығы министрлігінің Топырақ сақтау бағдарламасы (CRP). Бұл бағдарлама бастапқыда топырақты эрозиядан қорғау үшін құрылған, бірақ биологиялық әртүрлілікті сақтауға да маңызды әсер етеді. Бағдарлама аясында жер иелері өз жерлерін ауыл шаруашылығынан алып, ағаштар, бұталар және басқа да тұрақты, эрозияны бақылайтын өсімдіктерді отырғызады. Бұл шараның күтпеген, бірақ экологиялық тұрғыдан маңызды салдары – су ағынының азаюы, су сапасының жақсаруы, жабайы жануарларға қолайлы ортаның құрылуы және көміртегінің сіңірілуі болды.

Қиындықтар

Келісімді экология адам әлемін биологиялық әртүрлілікті ынталандыру үшін, адамдардың пайдалануына кедерес келтірмей өзгертуге тырысады, бірақ бұл идеяны кеңінен қабылдау үшін көптеген қиындықтар бар. Мысалы, қалалық өзен жүйелеріне ормандық дәліздерді қосу, судың сапасын жақсартады және су жануарлары мен балықтардың маңызды мекендеу ортасын жақсартады, бірақ бұл құнды жылжымайтын мүлікті "босқа жұмсау" ретінде қарастырылуы мүмкін. Сонымен қатар, көптеген адамдар кейбір түрлерге, әсіресе койоттар мен қасқырлар сияқты жыртқыштарға теріс сезімдермен қарады, бұл көбінесе жануарлардан зиян келу немесе жарақат алудың нақты тәуекелінен гөрі, қауіптің қабылдануына негізделген. Адам факторының қатысуымен тіпті келісімді экология барлық түрлерге көмектесе алмайды. Кейбір жануарлар, мысалы, су құстарының бірнеше түрі, адамдарға және адамның кез келген түрдегі бұзушылығына қарсы күшті қашқындық танытады. Қалалық саябақ қаншалықты жақсы салынса да, адамдардың жақын болуы кейбір құстарды қорқытады. Басқа түрлер кең аумақтарды мекендеуі керек, ал адамдар қоныстанған жерлердегі кедергілер, мысалы, жолдар, оларды адамдармен бірге өмір сүруден тоқтатады. Осы жануарлар үшін бұзылмаған жерді бөліп беру қажет. Сондықтан, келісімді экология екі жақты әлеуметтік міндеттерді шешуге көмектеседі: адамдардың биологиялық әртүрлілікке деген көзқарасын өзгерту және одан кейін биологиялық әртүрлілікті мекендеу ортамыздың оң компоненті ретінде қарастыру үшін қатысты нормалар мен саясатты өзгерту.