Введение
Исследование угроз биологическому разнообразию
Биология сохранения – это изучение охраны природы и биоразнообразия Земли с целью защиты видов, их мест обитания и экосистем от ускоренных темпов вымирания и разрушения биотических взаимодействий. Это междисциплинарная область, опирающаяся на естественнонаучные и общественные науки, а также практику управления природными ресурсами. Этика охраны природы основывается на результатах исследований в области биологии сохранения.
Происхождение
Термин «биология сохранения» и его формирование как новой области начались с проведения «Первой международной конференции по исследованиям в области биологии сохранения», состоявшейся в Университете Калифорнии в Сан-Диего, Ла-Хойя, Калифорния, в 1978 году под руководством американских биологов Брюса А. Уилкокса и Майкла Э. Суле, при участии ведущих исследователей и специалистов по охране природы из университетов и зоопарков, включая Курта Бенирске, сэра Отто Франкеля, Томаса Лавджоя и Джареда Даймонда. Конференция была созвана в связи с обеспокоенностью по поводу вырубки тропических лесов, исчезновения видов и эрозии генетического разнообразия внутри видов. Конференция и последовавшие за ней публикации ознаменовали появление биологии сохранения и концепции биологического разнообразия (биоразнообразия), способствуя формированию современной эпохи науки и политики в области охраны природы. Присущая биологии сохранения междисциплинарность привела к появлению новых поддисциплин, таких как социальные науки о сохранении, поведенческая экология сохранения и физиология сохранения. Это также стимулировало дальнейшее развитие консервационной генетики, которую впервые заложил Отто Франкель, но которая теперь часто рассматривается как поддисциплина.
Conservation biology and the concept of biological diversity (biodiversity) emerged together, helping crystallize the modern era of conservation science and policy. The inherent multidisciplinary basis for conservation biology has led to new subdisciplines including conservation social science, conservation behavior and conservation physiology. It stimulated further development of conservation genetics which Otto Frankel had originated first but is now often considered a subdiscipline as well.
Сохранение природных ресурсов
Сознательные усилия по сохранению и защите глобального биоразнообразия – относительно недавнее явление. Однако охрана природных ресурсов имеет историю, уходящую корнями в период, предшествующий эпохе осознанного природоохранного движения. Этика природопользования возникла из необходимости, обусловленной непосредственным взаимодействием с природой. Регулирование или общинное ограничение стали необходимы для предотвращения эгоистичных действий, приводящих к изъятию ресурсов в объеме, превышающем возможности местной экосистемы, что ставило под угрозу долгосрочное обеспечение остальной части сообщества. Исходя из этого принципа, биологи-консерваторы могут проследить развитие этики, основанной на общих ресурсах, в различных культурах как решение конфликтов, связанных с общими ресурсами. В истории существует множество примеров, когда культуры следовали правилам, ритуалам и организованным практикам в отношении управления общими природными ресурсами. Император Маурьев Ашока около 250 г. до н.э. издал эдикты, ограничивающие убой животных и некоторых видов птиц, а также открыл ветеринарные клиники. Этика охраны природы также встречается в ранних религиозных и философских текстах. Примеры можно найти в даосизме, синтоизме, индуизме, исламе и буддизме. В греческой философии Платон скорбел об ухудшении состояния пастбищ: «То, что осталось сейчас, можно назвать лишь скелетом тела, измученного болезнью; богатая, мягкая почва была смыта, и остался лишь обнаженный каркас местности». В Библии, через Моисея, Бог повелел оставлять землю под паром каждый седьмой год. Однако до XVIII века в европейской культуре восхищение природой часто считалось языческим. Дикую природу принижали, а развитие сельского хозяйства превозносили. Тем не менее, уже в 680 г. н.э. святой Кутберт основал на островах Фарн заповедник дикой природы, руководствуясь своими религиозными убеждениями. Идеи сохранения и охраны природы получили развитие в конце XVIII – начале XX веков. До того, как Чарльз Дарвин отправился в плавание на HMS Beagle, большинство людей в мире, включая самого Дарвина, верили в особое сотворение и неизменность всех видов. Жорж Луи Леклерк был одним из первых натуралистов, который подверг эту веру сомнению. В своей 44-томной книге по естественной истории он предположил, что виды эволюционируют под воздействием факторов окружающей среды. Увлечение естественной историей в XIX веке породило стремление первым собрать редкие экземпляры, опасаясь, что они могут исчезнуть из-за других коллекционеров. Мыслители, в том числе лорд Монбоддо, подчеркивали важность «сохранения природы»; значительная часть этого раннего внимания была обусловлена христианской теологией. Мадрасский совет по доходам начал местные природоохранные мероприятия в 1842 году под руководством Александра Гибсона, профессионального ботаника, который систематически внедрил программу охраны лесов, основанную на научных принципах. Это был первый случай государственного управления охраной лесов в мире. Генерал-губернатор лорд Далхаузи в 1855 году ввел первую постоянную и масштабную программу охраны лесов в мире, модель, которая вскоре распространилась на другие колонии, а также на Соединенные Штаты, где в 1872 году был открыт Йеллоустонский национальный парк – первый в мире национальный парк. Термин «охрана природы» получил широкое распространение в конце XIX века и относился к управлению природными ресурсами, такими как древесина, рыба, дичь, верхний слой почвы, пастбища и минералы, главным образом по экономическим причинам. Он также охватывал сохранение лесов (лесоводство), дикой природы (заповедники дикой природы), парков, дикой местности и водоразделов. В этот период были приняты первые законы об охране природы и созданы первые общества по охране природы. Закон о защите морских птиц 1869 года был принят в Великобритании как первый в мире закон о защите природы после активного лоббирования со стороны Ассоциации по защите морских птиц и уважаемого орнитолога Альфреда Ньютона. Ньютон также сыграл важную роль в принятии первых законов об охоте в 1872 году, которые защищали животных в период размножения, чтобы предотвратить сокращение их численности до критического уровня. Одним из первых обществ по охране природы было Королевское общество по защите птиц, основанное в 1889 году в Манчестере как протестная группа, выступающая против использования шкур и перьев большого баклана и олуши в меховой одежде. Первоначально известная как «Лига перьев», группа приобрела популярность и в конечном итоге объединилась с Лигой меха и перьев в Кройдоне, образовав RSPB. Национальное трастовое общество было основано в 1895 году с манифестом о «содействии постоянному сохранению земель в интересах нации, сохранении их естественного облика, насколько это практически возможно». В мае 1912 года, через месяц после гибели «Титаника», банкир и опытный натуралист Чарльз Ротшильд провел встречу в Музее естественной истории в Лондоне, чтобы обсудить свою идею создания новой организации для сохранения лучших мест обитания диких животных на Британских островах. Эта встреча привела к созданию Общества содействия созданию заповедников, которое впоследствии стало Wildlife Trusts. В Соединенных Штатах Закон о лесных заповедниках 1891 года предоставил президенту право выделять лесные заповедники из земель, находящихся в государственной собственности. Джон Мьюир основал Sierra Club в 1892 году, а Нью-Йоркское зоологическое общество было создано в 1895 году. Серия национальных лесов и заповедников была создана Теодором Рузвельтом с 1901 по 1909 год. Закон о национальных парках 1916 года, включавший пункт о «недопустимости ущерба», предложенный Джоном Мьюиром, в конечном итоге привел к отклонению предложения о строительстве плотины в Национальном монументе Динозавров в 1959 году. В XX веке канадские государственные служащие, в том числе Чарльз Гордон Хьюитт и Джеймс Харкин, возглавили движение за охрану дикой природы. В XXI веке профессиональные сотрудники природоохранных служб начали сотрудничать с коренными общинами для защиты дикой природы в Канаде. Некоторые природоохранные мероприятия еще не получили полного развития из-за пренебрежения к экологическим проблемам. Например, в США лучное рыболовство на аборигенную рыбу в XXI веке, которое сводится к убийству диких животных ради развлечения и последующей утилизации их тел, остается нерегулируемым и неуправляемым. В начале XX века Нью-Йоркское зоологическое общество сыграло важную роль в разработке концепций создания заповедников для конкретных видов и проведения необходимых природоохранных исследований для определения наиболее подходящих мест для приоритетных задач охраны природы; примечательны работы Генри Фэрфилда Осборна-младшего, Карла Э. Акели, Арчи Карра и его сына Арчи Карра III. Акели, например, возглавив экспедиции в горы Вирунга и наблюдая за горными гориллами в дикой природе, убедился, что этот вид и эта территория являются приоритетными для охраны природы. Он сыграл важную роль в убеждении Альберта I Бельгийского принять меры по защите горных горилл и создать Национальный парк Альберта (впоследствии переименованный в Национальный парк Вирунга) на территории нынешней Демократической Республики Конго. К 1970-м годам, в основном благодаря работам, проводимым в Соединенных Штатах в рамках Закона об исчезающих видах, а также Закона о видах, находящихся под угрозой исчезновения (SARA) Канады, были разработаны Планы действий по сохранению биоразнообразия в Австралии, Швеции, Соединенном Королевстве и сотнях планов защиты конкретных видов. Важно отметить, что Организация Объединенных Наций предприняла шаги по сохранению объектов, имеющих выдающееся культурное или природное значение для общего наследия человечества. Эта программа была принята Генеральной конференцией ЮНЕСКО в 1972 году. По состоянию на 2006 год было внесено в список 830 объектов: 644 культурных и 162 природных. Первой страной, которая начала активную биологическую охрану посредством национального законодательства, были Соединенные Штаты, которые приняли последовательно Закон об исчезающих видах (1966) и Закон о национальной экологической политике (1970), которые вместе обеспечили значительное финансирование и меры защиты для охраны крупных мест обитания и исследований исчезающих видов. Однако другие природоохранные инициативы также получили развитие по всему миру. Например, Индия приняла Закон об охране дикой природы в 197…
Измерение темпов вымирания
Скорость вымирания измеряется различными способами. Биологи, занимающиеся охраной природы, измеряют и применяют статистические показатели, основанные на данных ископаемых останков, темпах потери среды обитания, а также множество других переменных, таких как потеря биоразнообразия в зависимости от скорости потери среды обитания и заполненности мест обитания, для получения таких оценок. Теория островной биогеографии, возможно, является наиболее значительным вкладом в научное понимание как самого процесса вымирания, так и способов измерения его скорости. В настоящее время считается, что фоновый уровень вымирания составляет один вид каждые несколько лет. Фактические темпы вымирания оцениваются в разы выше. Важно отметить, что в настоящее время не существует моделей, учитывающих сложность непредсказуемых факторов, таких как миграция видов, климат, не имеющий аналогов в прошлом, изменение взаимодействий между видами, скорость эволюции в более короткие промежутки времени и множество других стохастических переменных. Известно, что количество видов, получивших биномиальное название, оценивается от 1,5 до 8 миллионов. Более точные данные о фактическом количестве видов разрабатываются в рамках проекта "Список растений".
Физиология сохранения: механистический подход к сохранению
Физиология сохранения была определена Стивеном Дж. Куком и его коллегами как: подход, предлагающий адаптивное лидерство, аналогичное адаптивному управлению. Эта концепция основана на новой философии или теории лидерства, отходящей от традиционных представлений о власти, авторитете и доминировании. Адаптивное лидерство в области охраны природы является рефлексивным и более равноправным, поскольку оно доступно любому члену общества, способному мобилизовать других на значимые изменения, используя вдохновляющие, целенаправленные и коллегиальные методы коммуникации. Программы адаптивного лидерства и наставничества в области охраны природы реализуются биологами-охранителями природы через такие организации, как Программа лидерства Альдо Леопольда.
Подходы
Сохранение может быть классифицировано как сохранение in situ, которое подразумевает защиту исчезающих видов в их естественной среде обитания, или сохранение ex situ, которое осуществляется за пределами естественной среды обитания. Сохранение in situ включает в себя защиту или восстановление среды обитания. Сохранение ex situ, напротив, предполагает защиту вне естественной среды обитания организма, например, в заповедниках или в банках генов, в ситуациях, когда жизнеспособные популяции могут отсутствовать в естественной среде обитания. Долгосрочный мониторинг экологических показателей является важной частью любой успешной программы сохранения. К сожалению, долгосрочные данные для многих видов и местообитаний во многих случаях недоступны. Отсутствие исторических данных о популяциях видов, средах обитания и экосистемах означает, что любая текущая или будущая работа по сохранению должна будет основываться на предположениях, чтобы определить, оказывает ли эта работа какое-либо влияние на состояние популяции или здоровье экосистемы. Экологический мониторинг может предоставлять ранние предупреждающие сигналы о негативных последствиях (вызванных деятельностью человека или естественными изменениями в окружающей среде) для экосистемы и ее видов. Важно иметь четкое обоснование для проведения экологического мониторинга; в контексте сохранения, эта причина часто заключается в отслеживании изменений до, во время или после реализации мер по сохранению, чтобы помочь виду или среде обитания восстановиться после деградации и/или сохранить свою целостность. Виды, такие как земноводные и птицы, особенно восприимчивы к загрязнителям в окружающей среде из-за их поведения и физиологических особенностей, которые приводят к более быстрому поглощению загрязняющих веществ по сравнению с другими видами. Земноводные проводят часть своей жизни в воде и на суше, что делает их уязвимыми к изменениям в обеих средах. Кроме того, у них очень проницаемая кожа, позволяющая им дышать и поглощать воду, а значит, они также поглощают любые загрязнители, растворимые в воде или воздухе. Птицы часто ежегодно используют широкий спектр типов местообитаний и, как правило, возвращаются к одному и тому же месту гнездования каждый год. Это облегчает исследователям отслеживание экологических эффектов как на индивидуальном, так и на популяционном уровне для данного вида. Многие исследователи в области сохранения считают, что наличие долгосрочной программы экологического мониторинга должно быть приоритетом для проектов сохранения, охраняемых территорий и регионов, где применяются меры по смягчению экологического ущерба.
Этика и ценности
Биологи-консерваторы – это междисциплинарные исследователи, практикующие этику в биологических и социальных науках. Чан утверждает, что специалисты по охране природы должны отстаивать биоразнообразие и могут делать это научно-этичным способом, не поддерживая одновременно защиту конкурирующих ценностей. Красный список МСОП служит международным инструментом сохранения, позволяющим выявлять виды, нуждающиеся в наибольшем внимании, и предоставляя глобальный индекс состояния биоразнообразия. Однако, помимо стремительных темпов утраты видов, ученые-консерваторы отмечают, что шестое массовое вымирание – это кризис биоразнообразия, требующий гораздо более масштабных действий, чем приоритетное внимание к редким, эндемичным или находящимся под угрозой исчезновения видам. Беспокойство по поводу утраты биоразнообразия охватывает более широкий мандат по сохранению, учитывающий экологические процессы, такие как миграция, и целостное изучение биоразнообразия на уровнях, выходящих за рамки видов, включая генетическое, популяционное и экосистемное разнообразие. Масштабная, систематическая и быстрая утрата биоразнообразия угрожает устойчивому благополучию человечества, ограничивая поставку экосистемных услуг, которые в противном случае восстанавливаются сложной и развивающейся сетью генетического и экосистемного разнообразия. Хотя статус сохранения видов широко используется в природоохранном управлении, большинство специалистов в области охраны природы "подчеркивают важность" сохранения биоразнообразия, однако существуют дебаты о том, как расставлять приоритеты между генами, видами или экосистемами, которые являются компонентами биоразнообразия (например, Боуэн, 1999). В то время как преобладающий подход на сегодняшний день заключался в сосредоточении усилий на исчезающих видах путем сохранения горячих точек биоразнообразия, некоторые ученые и природоохранные организации, такие как Nature Conservancy, утверждают, что инвестиции в холодные точки биоразнообразия более экономически эффективны, логичны и социально значимы. Они утверждают, что затраты на обнаружение, наименование и картографирование распространения каждого вида – неразумная природоохранная стратегия. По их мнению, лучше понимать значение экологической роли видов. Например, "44% всех видов сосудистых растений и 35% всех видов в четырех группах позвоночных обитают в 25 горячих точках, занимающих всего 1,4% площади суши Земли". Сторонники приоритета холодных точек указывают на то, что помимо биоразнообразия следует учитывать и другие факторы. Они отмечают, что акцент на горячих точках недооценивает важность социальных и экологических связей с обширными районами экосистем Земли, где доминирует биомасса, а не биоразнообразие. По оценкам, 36% поверхности Земли, включающей 38,9% мировых позвоночных, не имеют эндемичных видов, достаточных для квалификации в качестве горячей точки биоразнообразия. Более того, данные показывают, что максимальная защита биоразнообразия не обеспечивает экосистемные услуги лучше, чем таргетирование случайно выбранных регионов. Биоразнообразие на популяционном уровне (в основном в холодных точках) исчезает в десять раз быстрее, чем на уровне видов. Поэтому не стоит вкладывать значительные средства в такие места, как степи, Серенгети, Арктика или тайга. Эти районы вносят значительный вклад в биоразнообразие и экосистемные услуги на популяционном (а не видовом) уровне, включая культурную ценность и планетарный круговорот питательных веществ. Это подход, ориентированный на "горячие точки", поскольку приоритет отдается решению проблем на уровне видов, а не на уровне популяции или биомассы. Однако обе стороны согласны с тем, что сохранение биоразнообразия необходимо для снижения темпов вымирания и признания присущей природе ценности; дискуссия сосредоточена на том, как наиболее эффективно распределить ограниченные ресурсы охраны.
While most in the community of conservation science "stress the importance" of sustaining biodiversity, there is debate on how to prioritize genes, species, or ecosystems, which are all components of biodiversity (e. g. Bowen, 1999). While the predominant approach to date has been to focus efforts on endangered species by conserving biodiversity hotspots, some scientists (e. g) and conservation organizations, such as the Nature Conservancy, argue that it is more cost effective, logical, and socially relevant to invest in biodiversity coldspots. The costs of discovering, naming, and mapping out the distribution of every species, they argue, is an ill advised conservation venture. They reason it is better to understand the significance of the ecological roles of species. For example, " 44% of all species of vascular plants and 35% of all species in four vertebrate groups are confined to 25 hotspots comprising only 1.4% of the land surface of the Earth." Those arguing in favor of setting priorities for coldspots point out that there are other measures to consider beyond biodiversity. They point out that emphasizing hotspots downplays the importance of the social and ecological connections to vast areas of the Earth's ecosystems where biomass, not biodiversity, reigns supreme. It is estimated that 36% of the Earth's surface, encompassing 38.9% of the worlds vertebrates, lacks the endemic species to qualify as biodiversity hotspot. Moreover, measures show that maximizing protections for biodiversity does not capture ecosystem services any better than targeting randomly chosen regions. Population level biodiversity (mostly in coldspots) are disappearing at a rate that is ten times that at the species level. would not invest so heavily in places such as steppes, the Serengeti, the Arctic, or taiga. These areas contribute a great abundance of population (not species) level biodiversity and ecosystem services, including cultural value and planetary nutrient cycling. This is a hotspot approach because the priority is set to target species level concerns over population level or biomass. Both sides agree, however, that conserving biodiversity is necessary to reduce the extinction rate and identify an inherent value in nature; the debate hinges on how to prioritize limited conservation resources in the most cost effective way.
Основные виды
Некоторые виды, называемые ключевыми, формируют центральную поддерживающую структуру, уникальную для их экосистемы. Исчезновение такого вида приводит к коллапсу функционирования экосистемы, а также к потере видов, сосуществующих с ним. Ранее считалось, что морская выдра является ключевым видом, поскольку выживание многих экологических видов, обитающих в зарослях ламинарии, зависело от выдр. Однако позже Турви и Риссли поставили это под сомнение, показав, что вымирание морской коровы Стеллера было бы вызвано исключительно охотой.
Виды индикаторов
У видов-индикаторов узкий спектр экологических требований, поэтому они становятся полезным инструментом для оценки состояния экосистемы. Некоторые животные, такие как амфибии с их полупроницаемой кожей и зависимостью от водно-болотных угодий, обладают высокой чувствительностью к негативному воздействию на окружающую среду и могут служить своеобразным "канарейкой в шахте". Виды-индикаторы мониторятся для выявления деградации окружающей среды, вызванной загрязнением или другими последствиями антропогенной деятельности. Как правило, рекомендуется осуществлять мониторинг множества индикаторов (генов, популяций, видов, сообществ и ландшафта) для эффективной оценки природоохранных мероприятий, направленных на предотвращение ущерба сложной и зачастую непредсказуемой динамике экосистем (Noss, 1997).
Зонтичные и флагманские виды
Примером зонтичного вида является бабочка монарх, благодаря своим протяженным миграциям и эстетической ценности. Монарх мигрирует по всей Северной Америке, охватывая множество экосистем и, следовательно, нуждается в обширной территории для существования. Любые меры охраны, направленные на защиту бабочки монарха, одновременно защищают и другие виды, и их места обитания. Зонтичные виды часто используются в качестве флагманских видов – это виды, такие как гигантская панда, синий кит, тигр, горная горилла и бабочка монарх, которые привлекают внимание общественности и способствуют поддержке природоохранных мероприятий.
Контекст и тенденции
Биологи-консерваторы изучают тенденции и процессы, начиная с палеонтологического прошлого и до настоящего экологического состояния, чтобы понять контекст, связанный с вымиранием видов. Иными словами, скорость обезлесения, разрушения коралловых рифов, осушения водно-болотных угодий и других действий человека значительно превышает скорость оценки видов человеком. Последний доклад "Живая планета" Всемирного фонда дикой природы (WWF) оценивает, что мы превысили способность планеты к биовосстановлению, и для удовлетворения потребностей в наших природных ресурсах требуется 1,6 планеты Земля.
Биология сохранения паразитов
Большая часть видов паразитов находится под угрозой исчезновения. Некоторые из них истребляются как вредители человека или домашних животных, однако большинство из них безвредны. Паразиты также составляют значительную долю глобального биоразнообразия, поскольку они представляют собой большую часть всех видов на Земле, что делает их объектом растущего интереса в области охраны природы. Угрозы включают сокращение или фрагментацию популяций хозяев, а также вымирание видов хозяев. Паразиты тесно вплетены в экосистемы и пищевые сети, занимая важную роль в структуре и функционировании этих систем. Основными угрозами биоразнообразию являются разрушение среды обитания (например, вырубка лесов, расширение сельскохозяйственных угодий, урбанизация) и чрезмерная эксплуатация (например, торговля дикими животными). Фрагментация среды обитания также представляет собой проблему, поскольку глобальная сеть охраняемых территорий покрывает лишь 11,5% поверхности Земли. Значительным последствием фрагментации и отсутствия взаимосвязанных охраняемых территорий является сокращение миграции животных в мировом масштабе. Учитывая, что миллиарды тонн биомассы обеспечивают круговорот питательных веществ на Земле, сокращение миграции является серьезной проблемой для биологии сохранения. Однако деятельность человека не обязательно должна приводить к непоправимому ущербу биосфере. Благодаря управлению охраной природы и планированию сохранения биоразнообразия на всех уровнях – от генов до экосистем – существуют примеры устойчивого сосуществования человека и природы. Даже при существующих угрозах биоразнообразию есть способы улучшить текущую ситуацию и начать все сначала. Многие угрозы биоразнообразию, включая болезни и изменение климата, проникают на территорию охраняемых зон, делая их «не столь защищенными» (например, Национальный парк Йеллоустоун). Изменение климата, например, часто называют серьезной угрозой, поскольку существует обратная связь между вымиранием видов и выбросом углекислого газа в атмосферу. В настоящее время происходят значительные климатические сдвиги, изменения температуры затрудняют выживание некоторых видов. Специалисты по охране природы утверждают, что спасти удастся не все виды, и им необходимо решить, на защиту каких из них направить свои усилия. Эта концепция известна как консервационный триаж. По некоторым оценкам, в течение следующих 50 лет может исчезнуть до 50% всех видов. Современный темп вымирания в 100–100 000 раз превышает темп, наблюдавшийся на протяжении последних нескольких миллиардов лет.