Введение
Исследование поддержания биоразнообразия в экосистемах, где доминирует человек. Экология примирения – это область экологии, изучающая способы стимулирования биоразнообразия в экосистемах, находящихся под сильным влиянием человека, в антропоценовую эпоху. Майкл Розенцвейг впервые сформулировал эту концепцию в своей книге «Экология взаимной выгоды», основываясь на теории о том, что площади, выделенной для сохранения всего биоразнообразия Земли в специально охраняемых природных территориях, недостаточно. Следовательно, люди должны увеличивать биоразнообразие в ландшафтах, используемых человеком. Управление, направленное на поддержание биоразнообразия без снижения полезности этих территорий для человека, представляет собой ситуацию, выгодную как для человека, так и для аборигенных видов. Эта наука базируется на экологических принципах, лежащих в основе тенденций землепользования и соотношения между площадью и видовым разнообразием. Она имеет множество преимуществ, помимо защиты биоразнообразия, и существует множество примеров ее применения по всему миру. Элементы экологии примирения уже находят отражение в законодательстве об управлении природными ресурсами, однако существуют проблемы, связанные как с общественным признанием, так и с экологической эффективностью попыток примирения.
Reconciliation ecology is the branch of ecology which studies ways to encourage biodiversity in the human dominated ecosystems of the anthropocene era. Michael Rosenzweig first articulated the concept in his book Win Win Ecology, based on the theory that there is not enough area for all of earth's biodiversity to be saved within designated nature preserves. Therefore, humans should increase biodiversity in human dominated landscapes. By managing for biodiversity in ways that do not decrease human utility of the system, it is a "win win" situation for both human use and native biodiversity. The science is based in the ecological foundation of human land use trends and species area relationships. It has many benefits beyond protection of biodiversity, and there are numerous examples of it around the globe. Aspects of reconciliation ecology can already be found in management legislation, but there are challenges in both public acceptance and ecological success of reconciliation attempts.
Тенденции в землепользовании человека
Традиционное природоохранное дело основывается на "заповедовании и восстановлении"; заповедное дело подразумевает выделение нетронутых земель исключительно для сохранения биоразнообразия, а восстановление – возвращение экосистем, подвергшихся воздействию человека, в их естественное состояние. Однако экологи-примирители утверждают, что доля земель, уже затронутых деятельностью человека, слишком велика для успешного применения этих методов. Хотя точно оценить площадь преобразованных человеком земель сложно, оценки варьируются от 39 до 50%. Это включает в себя сельскохозяйственные земли, пастбища, городские территории и интенсивно эксплуатируемые лесные системы. По оценкам, 50% пахотных земель уже находятся под обработкой. Преобразование земель стремительно увеличилось за последние пятьдесят лет и, вероятно, продолжит расти. Помимо прямого изменения площади земель, человек оказал влияние на глобальные биогеохимические циклы, что привело к антропогенным изменениям даже в самых удаленных регионах. К ним относятся внесение питательных веществ, таких как азот и фосфор, кислотные дожди, закисление океана, перераспределение водных ресурсов и увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере. Человек также изменил видовой состав многих ландшафтов, где не является доминирующим видом, путем интродукции новых видов или выемки местных видов. Эта новая совокупность видов сопоставима с предыдущими массовыми вымираниями и событиями видообразования, вызванными образованием сухопутных перешейков и столкновением континентов.
Отношения между видами и территориями
Необходимость в экологии примирения вытекала из закономерностей распределения видов и их разнообразия. Наиболее значимой из этих закономерностей является кривая зависимости числа видов от площади, которая утверждает, что большая географическая область содержит большее видовое разнообразие. Эта взаимосвязь подтверждена огромным количеством исследований, и некоторые ученые рассматривают её как экологический закон. Существует две основные причины, объясняющие связь между числом видов и площадью, обе из которых могут служить аргументом в пользу сохранения крупных территорий. Гипотеза неоднородности среды обитания утверждает, что большая географическая область обладает большим разнообразием типов местообитаний и, следовательно, большим количеством видов, адаптированных к каждому уникальному типу местообитания. Выделение небольшой площади не позволит охватить достаточное разнообразие местообитаний для поддержания большого видового разнообразия. Гипотеза равновесия основывается на теории островной биогеографии, описанной МакАртуром и Уилсоном. Большие территории имеют большие популяции, которые менее подвержены вымиранию в результате стохастических процессов. Теория предполагает, что скорость видообразования постоянна относительно площади, а более низкая скорость вымирания в сочетании с более высокой скоростью видообразования приводит к большему числу видов. Зависимость числа видов от площади часто применяется в природоохранной деятельности, часто в количественном выражении. Самая простая и наиболее часто используемая формула была впервые опубликована Фрэнком В. Престоном. Число видов, присутствующих на данной территории, увеличивается пропорционально площади по формуле S = cAz, где S – число видов, A – площадь, а c и z – константы, которые варьируются в зависимости от изучаемой системы. Это уравнение часто используется для определения оптимального размера и расположения заповедников (см. дискуссию о SLOSS). Наиболее распространенной версией уравнения, используемой при проектировании заповедников, является формула межъостровного разнообразия, для которой значение z находится в диапазоне от 0,25 до 0,55, что означает, что защита 5% доступной среды обитания позволит сохранить 40% присутствующих видов. Однако, межпровинциальные зависимости числа видов от площади имеют значения z, близкие к 1, что означает, что защита 5% среды обитания сохранит лишь 5% видового разнообразия. Примиренные экосистемы – это экосистемы, в которых доминирует человек, но естественное биоразнообразие поддерживается и сохраняется в антропогенном ландшафте. В идеале это создает более устойчивую социально-экологическую систему и не требует компромисса между биоразнообразием и использованием человеком.
За пределами естественной истории
Как понимание естественной истории видов может способствовать их эффективному сохранению в экосистемах, доминируемых человеком? Люди часто осуществляют деятельность, которая позволяет другим видам сосуществовать, будь то как побочный эффект или в результате внимания к природе. Таким образом, применение углубленных знаний о естественной истории в ландшафтах, где преобладает влияние человека, может внести вклад в усилия по сохранению. Возникшая концепция экосистемных услуг (впервые сформулированная в рамках Оценки экосистем тысячелетия в 2005 году) изменила взгляд экологов на так называемые "обычные виды": поскольку именно обильные виды составляют основную массу биомассы и обеспечивают большинство биологических процессов, даже если они не находятся под непосредственной угрозой, их сохранение является важной задачей для поддержания этих услуг, от которых зависят как человеческие общества, так и редкие виды. Это особенно важно в аграрных системах, где буферные зоны, живые изгороди и другие небольшие участки среды обитания могут служить промежуточными пунктами между крупными охраняемыми территориями. Эта концепция является основой для субдисциплины – сельской биогеографии, которая, как показано, способствует повышению ценности природы. Исследования показали, что учащиеся, принимающие участие в программах экологического образования на природе, демонстрируют более глубокое понимание окружающей среды, большую готовность к действиям по ее защите и даже больший энтузиазм к учебе. Зеленые зоны также помогают установить связь городских жителей всех возрастов с природой, даже если в них преобладают инвазивные виды. Восстановление связи людей с природой особенно важно для сохранения, поскольку люди склонны использовать биоразнообразие, с которым они росли, в качестве отправной точки для оценки будущих изменений (см. "Сдвигающаяся базовая линия").
Психологические преимущества
Результаты экологии примирения также могут улучшить благополучие человека. Э. О. Уилсон высказал гипотезу о том, что у людей есть врожденное стремление к близости с природой (см. Биофилия), и многочисленные исследования связали пребывание в естественной среде с уменьшением стресса и ускорением выздоровления у госпитализированных пациентов.
Примеры
Многие примеры того, как местные растения и животные приспосабливаются к ландшафтам, измененным человеком, возникли случайно, но могут быть усилены в рамках примирительной экологии. Другие представляют собой намеренную перепланировку территорий, занятых человеком, для лучшего сохранения местного биоразнообразия. Подобные процессы происходят на протяжении сотен лет и включают примеры в сельскохозяйственных, городских и пригородных системах, морских экосистемах и даже на промышленных территориях.
Исторические примеры
В то время как Розенцвейг формализовал эту концепцию, люди на протяжении тысячелетий поддерживали биоразнообразие в созданных ими ландшафтах. В биосферном заповеднике Требонь в Чешской Республике система прудов, созданных человеком в 1500-х годах, обеспечивает не только прибыльный улов рыбы, но и служит средой обитания для чрезвычайно разнообразной экосистемы водно-болотных угодий. Многие города Европы гордятся местным населением аистов, которые гнездятся на крышах или в церковных башнях, заменяя деревья, в которых они гнездились бы в естественных условиях.
Сельскохозяйственные системы
Агролесоводство предоставляет множество примеров примирительной экологии в действии. В тропических системах агролесоводства такие культуры, как кофе или плодовые деревья, выращиваются под пологом тенеобразующих деревьев, обеспечивая среду обитания для видов тропических лесов за пределами охраняемых территорий. Например, плантации кофе, выращенного в тени, обычно имеют меньшее разнообразие деревьев, чем невозмущенные леса, однако они обладают значительно большим видовым разнообразием и богатством деревьев, чем другие методы ведения сельского хозяйства. Сельское хозяйство, имитирующее природу, поощряет естественные лесные виды наряду с сельскохозяйственными культурами и также снижает нагрузку на близлежащие необработанные лесные угодья, где людям разрешено собирать лесные продукты. Масличная пальма (Elaeis guineensis) представляет собой еще один пример потенциала примирительной экологии. Это одна из важнейших и быстрорастущих тропических культур. Однако предпринимаются попытки повысить устойчивость этой отрасли. Как монокультура, масличная пальма подвержена потенциально разрушительным атакам насекомых-вредителей. Многие компании применяют интегрированный подход к борьбе с вредителями, который поощряет посадку видов, поддерживающих хищников и паразитоидов этих насекомых-вредителей, а также активное местное сообщество птиц. В Центральной Америке большая часть пастбищ огорожена живыми деревьями, которые не только не требуют особого ухода со стороны фермера, но и обеспечивают среду обитания для птиц, летучих мышей и беспозвоночных, которые не могут существовать на открытых пастбищах. Другой пример, приведенный Розенцвейгом, заключается в привлечении пересмешников-долгохвостов (Lanius ludovicianus) к заселению пастбищ путем установки жердочек вокруг пастбища. Города также обладают уникальными климатическими условиями, такими как эффект городского теплового острова, который может существенно влиять на биоразнообразие. Среди городских администраторов растет тенденция учитывать биоразнообразие при планировании развития городов, особенно в быстрорастущих городах. Города часто демонстрируют удивительно высокое растительное биоразнообразие благодаря обычно высокой степени неоднородности среды обитания и большому количеству садов и зеленых зон, культивируемых с использованием широкого спектра видов. Поскольку города подвержены сильному воздействию человеческой деятельности, восстановление в первозданное состояние невозможно, однако можно внести изменения, чтобы увеличить среду обитания, не оказывая негативного влияния на потребности человека. В городских реках добавление крупных деревьев и плавучих островов для обеспечения среды обитания, модификация стен и других сооружений для имитации естественных берегов, а также создание буферных зон для снижения загрязнения могут увеличить биоразнообразие без ущерба для функций контроля над наводнениями и водоснабжения. Городские зеленые зоны могут быть перепроектированы для поощрения естественных экосистем, а не ухоженных газонов, как это видно в программе Backyard Wildlife Habitat Национальной федерации дикой природы. Сапсаны (Falco peregrinus), которым когда-то угрожало исчезновение из-за использования пестицидов, часто встречаются гнездящимися в высоких городских зданиях по всей Северной Америке, питаясь в основном интродуцированными сизыми голубями. Крутые стены зданий имитируют скалы, в которых сапсаны естественным образом гнездятся, а сизые голуби заменяют местные виды добычи, которые были изгнаны из городских районов.
Промышленные системы
Во Флориде латирострый манатин (Trichechus manatus latirostris) использует теплую воду, сбрасываемую электростанциями, в качестве убежища, когда температура Мексиканского залива понижается. Эти теплые участки заменяют теплые источники, которые манатины раньше использовали естественным образом зимой. Эти источники были осушены или отрезаны от открытой воды в результате деятельности человека. Американские крокодилы (Crocodylus acutus) обитают в аналогичных условиях в охлаждающих каналах электростанции Turkey Point, где, по оценкам, проживает около 10% всей североамериканской популяции этого вида. Пруды для очистки ливневых стоков могут служить важной средой обитания для размножения земноводных, особенно в тех местах, где естественные водно-болотные угодья были осушены из-за человеческой деятельности.
Океанские системы
На коралловые рифы оказало интенсивное воздействие использование их человеком, включая чрезмерный вылов рыбы и разработку самих рифов. Одним из способов решения этой проблемы является создание искусственных рифов, которые не только предоставляют ценную среду обитания для водных видов, но и защищают близлежащие острова от штормов, когда естественная структура была разрушена. Даже такие простые сооружения, как металлолом и автомобили, могут служить средой обитания, что дополнительно позволяет освободить место на полигонах для отходов.
Законодательство
Правительственное вмешательство может способствовать стимулированию частных землевладельцев к созданию мест обитания или иному увеличению биоразнообразия на их землях. Закон США об охране исчезающих видов требует от землевладельцев прекращать любую деятельность, негативно влияющую на исчезающие виды на их территории, что является сдерживающим фактором для привлечения этих видов на их земли изначально. Эта практика уже привела к увеличению популяции соколов-апломадо (Falco femoralis) в Техасе и красноклювых дятлов (Picoides borealis) на юго-востоке США. Другой пример – Программа сохранения резервов (CRP) Министерства сельского хозяйства США. CRP была изначально создана для защиты почвы от эрозии, но также имеет важное значение для сохранения биоразнообразия. В рамках программы землевладельцы выводят свои земли из сельскохозяйственного оборота и высаживают деревья, кустарники и другую постоянную растительность, предотвращающую эрозию. Непредвиденными, но экологически значимыми последствиями этого стали сокращение поверхностного стока, улучшение качества воды, создание мест обитания для диких животных и потенциальная секвестрация углерода.
Вызовы
Хотя экология примирения стремится изменить окружающую среду, созданную человеком, чтобы способствовать биоразнообразию, не нанося ущерба человеческой деятельности, существует множество препятствий для широкого принятия этой идеи. Например, создание лесных коридоров в городских речных системах, что улучшает качество воды и обеспечивает важную структуру среды обитания для водных беспозвоночных и рыб, может восприниматься как "растрата" ценной земли. Кроме того, у многих людей есть негативное отношение к определенным видам, особенно к хищникам, таким как койоты и волки, которое часто основано скорее на предполагаемом, чем на реальном риске потерь или травм, причиненных этими животными. Даже при сотрудничестве со стороны человека, экология примирения не может помочь всем видам. Некоторые животные, например, определенные виды водоплавающих птиц, проявляют выраженное избегающее поведение по отношению к людям и любой человеческой деятельности. Независимо от того, насколько привлекателен построен городской парк, близость людей будет отпугивать некоторых птиц. Другим видам необходимы обширные территории, а барьеры, характерные для среды обитания человека, такие как дороги, не позволят им сосуществовать с людьми. Таким животным потребуется нетронутая земля, специально отведенная для них. Таким образом, перед экологией примирения стоит двойная социальная задача: изменить восприятие биоразнообразия людьми и, затем, адаптировать соответствующие нормы и политику, чтобы лучше учитывать биоразнообразие как положительный элемент нашей среды обитания.