Экосистемы саванн и редколесий

1.5. Экосистемы саванн и редколесий

Территории, занятые саванной растительностью, располагаются в тех частях материков, где круглогодично держится высокая температура воздуха, а осадки выпадают неравномерно: имеется четко выраженный сухой сезон (зимние месяцы) и сезон дождей (летние месяцы). Среднегодовая температура в саванне +20 - +30°С, количество осадков - 900-1500 мм в год.

Наибольшие по площади и наиболее типичные экосистемы саванн расположены на Африканском континенте. Здесь они подковообразно охватывают с севера, востока и с юга территорию, занятую влажными экваториальными лесами (в бассейне реки Конго). В Австралии растительность, близкая к саванной, расположена на севере и отчасти на северо-востоке материка. В Азии саванновидная растительность занимает часть полуострова Индостан и Юго-Восточной Азии. В Южной Америке наиболее близки к саваннам льяносы в бассейне реки Ориноко и в некоторых других районах с выраженной сезонностью выпадения осадков.

Почвы саванн, как правило, имеют красноватый или красный, иногда оранжевый или желтый цвет. Это объясняется тем, что минеральные соединения, которые входят в состав почвы, очень богаты окисью железа (Ре2О3), которая имеет красный цвет. Эти почвы так и называются - красные почвы. Содержание гумуса в них невысокое - 1-4%, содержание химических элементов также сравнительно невысокое, и поэтому почвы саванн известны как малоплодородные. Типичная саванна представляет собой равнинную территорию, занятую травянистой растительностью, в составе которой преобладают высокие злаки с редко разбросанными, отдельно стоящими деревьями.

Одной из интереснейших стран, расположенных в пределах формации саванн, является Уганда (Африка). Разнообразие природных условий этой страны, расположенной между восточной и западной оконечностями Большой Рифтовой долины, является причиной чрезвычайно высокого разнообразия жизненных форм.

На юго-западе страны расположен национальный парк Куин-Элизабет, южнее - национальный парк и лесной заказник Двинди.

Интерес для охотников представляют национальные парки Кабале-Форест и Мерчисон-Фоль. На востоке Южной Африки на границе с Мозамбиком расположен национальный парк Крюгера. В сухой сезон (с декабря по март) здесь собираются представители африканской фауны - львы, слоны, черные носороги, буйволы и леопарды.

К рассматриваемой ландшафтной зоне земного шара относятся территории Индии и Таиланда. В Индии функционирует 55 национальных парков и 247 природных резерватов, занимающих 4% всего земельного фонда страны. Особенно привлекательны для горных туристов Гималаи, где 30 вершин превышают 7000 м. А одной из самых популярных стран Азии для путешественников, предпочитающих горный туризм, является Непал. В стране имеется несколько национальных парков и заповедников, охраняющих снежного барса, медведя-губача, рыжую панду и других редких млекопитающих.

В Таиланде функционируют 58 национальных парков, занимающих пятую часть территории охраны. Наиболее популярны у туристов 40 островов, разбросанных в бухте Фанг-Нга, у западного побережья Таиланда. Острова изобилуют пещерами, попасть в которые удается только в строго определенный момент прилива, когда вода достигает нужной отметки.

Во Вьетнаме существует 10 национальных парков и 49 природных резерватов, призванных охранять уникальную природу страны. Важнейшие и наиболее известные парки Вьетнама - Кун-Фыонг и Ка-Ба.

К формации редколесий (жестколистные вечнозеленые леса и кустарники) относятся, в частности, территории Испании, Италии, Греции.

Ландшафты южной Испании - традиционная территория экологического туризма в Европе. Так, в провинции Эстремадура функционируют два национальных парка - Съерра-де-Гредос и Монфраг. Самый знаменитый национальный парк в Испании - Кото-Доньяна (Андалузия).

Привлекательным объектом экотуризма в Греции является остров Крит. В 1962 г. здесь статус национального парка получил каньон Самария в Белых горах.

1.6. Экосистемы влажнотрогмческпх лесов

Влажнотропические леса произрастают при наиболее благоприятных климатических условиях: температура здесь круглый год колеблется в пределах +25 - +30°С, количество осадков в среднем равно 2000-4000 мм в год. В течение всего года осадки выпадают равномерно, и поэтому здесь отсутствует засушливый сезон. Наиболее обширные массивы таких лесов расположены в Африке в бассейне реки Конго, в Южной Америке в бассейне реки Амазонки, Гвиане, на острове Новая Гвинея, на тихоокеанских островах.

В этой зоне наиболее широко распространены почвы красного или близкого к нему цвета, и поэтому эти почвы называются красными, оранжевыми и желтыми. Почвы влажнотропических лесов малоплодородны, гумусовый горизонт имеет толщину всего несколько (5-7) сантиметров, который к тому же содержит очень мало (всего несколько процентов) гумуса. Бедны они и различными элементами минерального питания растений, в частности, содержат очень мало кальция. В то же время, как мы увидим несколько ниже, именно на этих территориях распространена наиболее мощная растительность. Большая часть запасов химических элементов, необходимых для питания растений, содержится не в почве, как в ландшафтах других природных зон, а в составе органических веществ в телах живых растений. По данным Ю. Одума, в тропическом лесу более 58% общего азота заключено в биомассе, в то время как в сосновом лесу, произрастающем в Англии, в биомассе деревьев содержится всего 6% запаса азота, остальная часть "хранится" в почве. Погибшие растения в условиях постоянно влажного и жаркого климата очень быстро перегнивают, сгнивают, минерализуются, и содержащиеся в них химические элементы возвращаются в почву. Здесь они быстро перехватываются корнями живых растений и опять включаются в состав органических веществ. Если бы химические элементы не захватывались сразу корнями растений, то очень быстро были бы вымыты из почвы мощными тропическими ливнями. Таким образом, в результате энергичного круговорота одно и то же количество химических элементов в экосистемах влажнотропических лесов за относительно короткий срок проходит больше циклов биологического круговорота (почва - растение - почва - . .) и в результате участвует в создании большей биомассы, чем, скажем, в упомянутом уже сосновом лесу.

Деревья во влажнотропических лесах имеют стройные высокие стволы, начинающие ветвиться только у самой верхушки. Высоко над землей их кроны так густо переплетаются, что образуют практически непроницаемый для солнечных лучей полог. Поэтому здесь всегда царит зеленый сумрак. Очень интересно строение листьев высоких деревьев. Они имеют склерофильное строение, т.е. приспособлены к экономному расходованию влаги: очень жестки, покрыты сверху плотной блестящей кожицей, иногда даже волосками. И это у деревьев, растущих в районах, где выпадает самое большое количество осадков на Земле! Объясняется этот парадокс следующим образом. Днем из-за сильного нагревания солнечными лучами листья усиленно испаряют воду, она не успевает в эти часы подниматься к листьям в достаточном количестве, листья испытывают дефицит влаги. Поэтому деревья приспособились экономить воду. Такое строение имеют только листья высоких деревьев, подвергающиеся нагреву прямыми солнечными лучами, а листья растений, произрастающих под пологом леса, мягки и нежны, как и в лесах умеренных широт. Интересной особенностью, характерной только для деревьев, произрастающих во влажнотропических лесах, является наличие досковидных корней. Они отходят во все стороны от основания ствола, напоминая доски, поставленные на ребро, за что и получили свое название. Назначение этих корней еще не выяснено, но полагают, что они помогают деревьям лучше закрепляться в почве. Дело в том, что почвы здесь, как правило, маломощны и корни деревьев не заглубляются больше чем на полметра. Досковидные корни увеличивают площадь опоры дерева и таким образом повышают его устойчивость. Для многих деревьев характерна также каулифлория, т.е. расположение цветков, а затем и плодов не на кончиках ветвей, как в наших лесах, а прямо на стволах. Какое значение это имеет, тоже до настоящего времени не выяснено, но полагают, что расположение цветков на стволах, возможно, облегчает опыление их многочисленными насекомыми, ползающими по стволу.

Характерной особенностью влажнотропического леса является невыраженность ярусов. Поэтому здесь все пространство по вертикали, от земли и до крон самых высоких деревьев, т.е. до 40-60 м, равномерно заполнено кронами различных растений. В видовом отношении эти леса являются самыми богатыми растительными сообществами Земли. Как пишут исследователи, работавшие в этих лесах, здесь проще найти 100 видов, чем сто экземпляров одного вида. В книге "В тропической Африке" ботаник П.А. Баранов пишет, что на 1 га леса приходится 400-700 крупных деревьев, относящихся примерно к 100 видам.

На разных материках основные породы, образующие влажно-тропические леса, разные. В Африке преобладают виды из семейства бобовых, например, железное дерево, лофира тонкокорая, в Южной Америке также много видов из бобовых, но преобладают пальмы. Здесь произрастает знаменитый каучуконос-гевея. В Азии и на островах Океании распространены леса, в составе которых есть такие ценные породы, как камфарное дерево, тиковое дерево. Из травянистых растений здесь много бамбука.

Весьма заметным компонентом влажнотропических лесов являются лианы и эпифиты. Самая замечательная лиана - ротанговая пальма. Длина ее стебля достигает 300 м. Кроме пальм, есть лианы из родов фикуса, перца, ванили. Иногда лианы своими стеблями сплошь обвивают деревья на больших площадях так, что можно пройти значительные расстояния, ни разу не ступив на землю. Эпифиты поселяются на стволах деревьев, закрепившись за трещины и неровности коры. Питательные элементы они получают из дождевой воды, стекающей по стволу, а также из пыли и органических остатков, которые оседают здесь в небольших количествах. Наибольшее количество эпифитов относится к роду орхидей. Эпифиты есть и среди кустарников, и даже среди деревьев. Эпифитами являются растения - "душители" из рода фикусов. Сначала фикус, поселившийся на дереве, не причиняет ему вреда, а использует его лишь в качестве опоры. Но затем начинается усиленный рост корней. Плотно прижимаясь к стволу дерева, его корни спускаются до земли и укореняются. Постепенно корни утолщаются настолько, что "душат" хозяина и оно отмирает. Считается, что и эпифиты, и лианы - это формы приспособления растений для выживания в условиях недостатка света под пологом влажнотропического леса. Используя другие растения в качестве опоры, они выносят свои кроны ближе к свету.

Из травянистых растений здесь наиболее интересен бамбук - гигант среди трав. Кроме бамбука, распространены многочисленные папоротники, бананы.

Влажнотропические леса имеют самую большую биомассу, превышающую биомассы всех других типов растительности. Продуктивность их также рекордно высока. В среднем биомасса равняется 600-700 т/га, а в сельве Южной Америки, в бассейне реки Амазонки, она достигает 1700 т/га; продуктивность этих сообществ - 30-50 т/га сухой массы в год.

Столь высокая продуктивность и благоприятные климатические условия делают возможным существование большого числа разнообразных животных. Пищевые связи влажнотропических лесов очень сложны и изучены еще далеко не полностью.

Таких крупных животных, как в саванне, ни среди растительноядных, ни среди хищных здесь нет. Потребители зеленой массы - это горилла, обезьяны-колобусы, мартышки, шимпанзе, а также из копытных - дукеры, африканский оленек, кистеухая свинья. Однако все они в той или иной мере разнообразят свой рацион и за счет животной пищи: поедают насекомых, червей, моллюсков и даже мелких животных и птиц. Так, лесные антилопы - дукеры и оленек - кормятся молодыми побегами трав, ветвей, упавшими плодами и обязательно мелкими животными: насекомыми, моллюсками, крабами, мелкими грызунами. В неволе они ловят и поедают цыплят, голубей.

Очень разнообразна и многочисленна группа насекомых-фитофагов. Листья поедают хрущи, жуки-листоеды, их личинки, личинки многочисленных бабочек, лесные саранчовые, палочники. Палочники выработали в целях маскировки удивительную способность принимать форму, цвет и даже рисунок сучков и листьев. В зависимости от обстановки и настроения эти насекомые могут менять окраску. Многочисленны виды, сосущие соки из листьев, ветвей или корней. Наиболее известны из них певчие цикады, их личинки. Кроме того, сходным образом питаются горбатки, фонарницы, тли, червецы и многие клопы. В Экваториальной Африке, например, насчитывается около 10 тыс. видов насекомых.

Под пологом влажнотропического леса почти никогда не бывает ветра, и поэтому здесь очень важную роль играют животные-опылители (антофилы). Важнейшие из них - медоносные пчелы и пчелы-древогрызы. Кроме того, в опылении участвуют различные мухи, бабочки, муравьи. Некоторые растения опыляются птицами и летучими мышами.

Самые распространенные насекомые, питающиеся отмершей растительной массой, - это термиты. Их роль в экосистемах влажнотропических лесов настолько велика, что если бы они по каким-либо причинам исчезли здесь, то очень скоро деревья полностью использовали бы запасы минеральных веществ почвы, на почве накопился бы толстый слой непереработанного опада (листья, ветви и упавшие стволы деревьев, отмершие остатки травянистых растений и т.д.) и лес прекратил бы свое существование. Как было уже сказано выше, сами термиты не способны усваивать клетчатку древесины, которой они питаются. В их кишечнике живут одноклеточные простейшие из жгутиковых, они-то и расщепляют клетчатку на простые углеводы (сахара), которые и усваиваются организмом насекомого. Жгутиковые могут существовать только в кишечнике термита, в другой среде они погибают. Здесь мы видим пример теснейшего симбиоза: ни термиты без простейших, ни простейшие вне кишечника термитов не могут существовать. Кроме термитов, растительным опадом питаются многочисленные виды: тараканы, уховертки, сверчки, сахарные жуки, бронзовки, нематоды. Минерализацию органического опада производят бактерии.

Крупных хищников во влажно-тропическом лесу немного. Из млекопитающих это леопард, основным объектом охоты которого является кистеухая свинья. Кроме леопарда, здесь обитает своеобразный, напоминающий большую еловую шишку панголин. Это исключительно древесный зверь. Панголин разоряет гнезда муравьев и термитов и слизывает мечущихся хозяев гнезд своим длинным липким языком. В основном на грызунов, рептилий и амфибий охотятся виверры.

По способу питания фактическими хищниками являются все рептилии и амфибии. Веслоногие лягушки, лазающая жаба поедают разнообразных насекомых. Сходным образом питаются гекконы, хамелеоны. Рептилии здесь очень разнообразны. Мелкие кие змеи охотятся на ящериц, мелких зверьков и птиц. Самый крупный представитель рептилий - иероглифовый питон. Его обычная длина 3-5 м, а наиболее крупные экземпляры достигают 9 м и даже более. Основная их пища - мартышки. Прямо в гнездах термитов и муравьев поселяются двуходки и слепозмейки, которые поедают этих насекомых. Однако насекомые не трогают своих злейших врагов, те даже беспрепятственно и размножаются. Оказывается, эти животные выделяют особые вещества, запах которых сбивает с толку насекомых, и те попросту не замечают своих врагов.

Многочисленна группа хищных насекомых. В подстилке, под упавшими деревьями и в дуплах прячутся крупные многоножки - сколопендры, достигающие длины до 20-25 см, скорпионы, многочисленные пауки, жужелицы, стрекозы (вблизи водоемов), хищные осы и крупные мухи-ктыри. Но самой многочисленной группой хищных насекомых являются муравьи. Вообще, как мы уже упоминали выше, муравьи не являются хищниками в точном смысле этого слова. Они получают пищу, например, от тлей в виде сладких выделений, поедают сочные плоды, пыльцу, нектар. Но значительное место в их рационе занимает и животная пища, в основном различные насекомые. Во влажнотропических лесах Африки в настоящее время обнаружено около 600 видов муравьев. Среди них есть и такие, которые строят муравейники и живут оседло, есть и бродячие. Последние не имеют постоянных гнезд. Они беспрерывно кочуют, выстраиваясь в длинные колонны, истребляя по пути все живое. Ничто не может остановить движения такой колонны. При появлении муравьев все живое убегает в страшной панике.

В заключение краткого обзора пищевых связей экосистем влажнотропических лесов отметим следующее. В результате того, что увлажнение и температура здесь находятся в наиболее благоприятных соотношениях в течение всего года, то нет таких резких колебаний в продукции биомассы, следовательно, и численности животных, какие возможны практически во всех других наземных экосистемах. Разнообразие видового состава животных экосистем влажнотропических лесов и способность многих из них питаться как растительной, так и животной пищей повышает взаимозаменяемость отдельных элементов экосистем, следовательно, повышает их устойчивость. Один из самых крупных на планете массивов влажнотропических лесов находится в бассейне р. Амазонки (экваториальная часть Южной Америки). Он занимает площадь 8 млн. км2. В этих дождевых лесах обитает 1000 видов птиц, в водах - 3000 видов рыб, а на одном акре земли растет более 500 видов тропических деревьев. В бассейне Амазонки функционирует национальный парк Ману (18 900 км2), который объявлен биосферным заповедником ЮНЕСКО и памятником всемирного наследия.

Для экологического туризма очень привлекательны острова Карибского бассейна, большую часть которых покрывают влажные и переменно влажные тропические леса (джунгли). Расположенное на востоке Карибского перешейка государство Белиз в настоящее время превращается в центр экотуризма Карибского бассейна. Здесь когда-то возникла цивилизация майя. Государством охраняются отдельные части Барьерного рифа. Бывшие пиратские гавани вдоль ленты коралловых островов охотно посещаются туристами, которых развозят на лодках с прозрачным дном.

В Белизе функционирует первый в мире заповедник ягуаров (резерват Кокскоум-Бейсин). Местными фермерами организовано убежище для обезьян-ревунов, популяция которых сокращается.

Привлекает туристов и государство Коста-Рика с ее уникальными ландшафтами. Около 30% территории охраняется (национальные парки, фаунистические заказники, резерваты).

Наибольшей популярностью среди туристов пользуются национальные парки Торту-Геро и Мигель-Антонио, расположенные соответственно на побережьях Карибского моря и Тихого океана. В названных парках представлены экосистемы дождевых тропических лесов, мангры и других. На склонах хребта Кордильеры-де-Тиларан расположен биологический резерват влажных туманных лесов Монтеверде. Для ознакомления с лесами и их обитателями построены специальные подвесные дороги.

На севере Гватемалы расположен национальный парк Тикаль (600 км2). Он создан для сохранения уникального храмового комплекса цивилизации майя - Тикаль, расположенного в сухом тропическом лесу. Здесь десятикилометровая тропа ведет через джунгли к основным постройкам Тикаля - Большой площади, Северному акрополю, Храму посвящения.

В юго-восточной части Венесуэлы расположено Гвианское плоскогорье, где над кромкой дождевых лесов возвышаются 100 гор с плоскими вершинами. В этой местности расположен самый высокий в мире водопад Анхель, который падает с крутого обрыва Ауян-Тепун (Горы дьявола). Национальный парк Канайма охраняет территорию в 30 000 км2, включающую гору Рорайму и водопад Анхель, а также богатейшую флору и фауну, в том числе хищных сарренций и грибов, убивающих свою добычу с помощью яда.

Особенно интересен для экотуристов остров Ямайка. В морском парке Монтего-Бей можно познакомиться с редкими представителями морской фауны, на Роклаунской биологической станции - с красочным миром тропических птиц, в гористой и болотистой местности Кокпит-Кантри - с крокодилами и водоплавающими птицами.

На острове Пуэрто-Рико расположен один из интереснейших тропических резерватов - Карибский национальный лес. Здесь по склону горы Эль-Торо проложена горная тропа длиной 10 км, которая проходит через четыре экосистемы тропических лесов парка. Остров изобилует горячими источниками и водопадами.

Большой интерес для туристов представляет остров Мадагаскар, расположенный в 400 км от восточного побережья Африки. На острове находится большое количество эндемиков, не встречающихся больше нигде.

На Мадагаскаре функционирует 13 национальных парков и резерватов. Наиболее доступный для туристов парк-резерват - Перине-Аналама Зоатра, расположенный на холмах, покрытых дождевыми тропическими лесами. Диковиной Мадагаскара является долина известняковых скал, раскинувшаяся на плато Анкарана в северной части острова. В каньонах между известняковыми скалами растут баобабы и фиговые деревья. В пещерах, лежащих глубоко внизу, в прохладных водах подземных рек обитают крокодилы и агрессивные мурены.

1.7. Экосистемы океанов и морей

Мировой океан представлен Тихим, Индийским, Атлантическим и Северным Ледовитым океанами.

Тихий океан. Территория составляет 178,7 млн км2 (с морями), средняя глубина - 3976 м, максимальная глубина - 11 022 м (Марианский желоб). Минеральные ресурсы представлены нефтью и газом. Морские промыслы составляют крабы, рыба, моллюски, тюлени, водоросли, жемчуг.

В Тихом океане водятся самые разнообразные представители подводного царства - от крупнейшей в мире рыбы (китовой акулы) до летающих рыб, кальмаров, морских львов.

В тропических широтах обитает не менее 2000 видов рыб, в дальневосточных морях - около 800. На эти регионы приходится свыше 50% всей мировой добычи рыбы и морепродуктов. На тихоокеанских рифах обитают сотни различных видов кораллов. В этих местах проложены жизненно важные морские и воздушные пути, связывающие четыре материка.

Развитие туристской индустрии, загрязнение окружающей среды угрожают природному балансу и экосистемам Тихого океана.

Индийский океан. Территория океана составляет 76,17 млн. км², средняя глубина - 3711 м, максимальная глубина - 7729 м (Зануский желоб).

Климат северной части океана муссонный. В тропических и субтропических широтах южной части господствуют пассаты, в умеренных ("ревущие сороковые") - циклоны, достигающие большой силы. Температура воды на поверхности выше 20°С, на крайнем юге - ниже 0°С.

В водах океана обитают различные представители животного мира, включая кораллы, рыб, в том числе акул (белая достигает 11 м в длину), китов, черепах, медуз. В настоящее время под угрозой исчезновения находится гребнистый крокодил. Рыболовство ведется в основном в прибрежной зоне.

Атлантический океан. Территория океана составляет 41,6 млн км2, средняя глубина - 3597 м, наибольшая глубина - 8742 м (желоб Пуэрто-Рико).

Атлантический океан - самый молодой из океанов, назван в честь бога Атласа, которому поклонялись древние греки. Смешение холодной воды с полюсов Земли с теплой водой экваториальных районов приводит к возникновению в океане мощных течений. В северной части океана это теплые течения Северо-Пассатное, Гольфстрим и Северо-Атлантическое; холодные - Лабрадорское и Канарское. В южной части - теплые Южно-Пассатное и Бразиевское, а холодные - Западных ветров и Бенгальское.

Наибольшая высота приливов, равная 18 м, отмечена в заливе Фанди и северной части залива Мэн.

Температура воды на поверхности у экватора 28°С, на крайнем севере вода местами замерзает зимой.

Воды Атлантического океана богаты планктоном, который служит пищей для китов, тюленей, морских птиц и тысяч видов различных рыб. В водах океана развито рыболовство.

Однако ранее широко распространенные горбатые и другие виды китов оказались под угрозой исчезновения. В настоящее время охота на них ограничена.

В зоне Атлантического океана пролегают важнейшие морские и воздушные пути.

Северный Ледовитый океан. Территория океана составляет 14,75 млн. км2, средняя глубина 1220 м, максимальная глубина 5527 м.

Шельфовая область является наибольшей среди океанов и занимает 50,3% площади дна. Около 9/10 акватории зимой покрыто дрейфующими льдами. В это время над территорией опускается долгая полярная ночь, которая освещается только всполохами северного сияния.

Теплые течения - Норвежское и его ветви - Шпицбергенское и Нордкапское позволяют некоторым участкам океана оставаться незамерзающими.

Температура воды на поверхности океана около 1°С зимой и от 0 до 5°С летом. В акватории океана много островов. Воды океана богаты планктоном. Во льдах обитают моржи, тюлени, белые медведи. В южной части океана вдоль берегов России проложен Северный морской путь, по которому происходит перевозка грузов с помощью ледоколов в летнее время.

Океаны и моря как среда обитания растительных и животных организмов характеризуются значительным своеобразием экологических условий. Большое значение для морских организмов имеют такие факторы как давление, температура, соленость, вертикальное и горизонтальное перемешивание вод, условия освещенности.

Общая площадь морей и океанов равна 361 млн. км2 (свыше 70% поверхности планеты). Различают прибрежную мелководную часть (шельф) и глубоководную часть. Шельф окаймляет материки и представляет собой пологую подводную равнину, наклоненную от берега в сторону открытого моря. Как правило, глубины на шельфе не превышают 200 м, а ширина колеблется от нескольких десятков до 1300 км. Суммарная площадь шельфов всех океанов равна приблизительно 8% от площади дна Мирового океана. В экологических условиях материковой отмели (шельф имеет и такое название) и глубоководной части отмечаются значительные различия, и по этому признаку в Мировом океане выделяют прибрежную область, или литораль; и область глубоководий - пелагиаль. Литораль наиболее благоприятна для развития органической жизни: толща воды хорошо освещается и прогревается, вода богата кислородом, так как вследствие постоянного перемешивания волнами и течениями обедненные кислородом придонные воды выносятся к поверхности, а на их место опускаются насыщенные газом поверхностные воды. Сюда реки выносят огромное количество различных веществ в растворенном и взвешенном состоянии, многие из них используются морскими организмами в качестве пищи. И наконец, дно здесь изобилует большим количеством разнообразных неровностей, которые могут быть использованы организмами как в качестве субстрата для закрепления, так и убежища, где они прячутся от преследования врагов. Все это обусловливает высокую плотность и разнообразие жизни в литорали и ее высокую продуктивность. По подсчетам некоторых ученых, здесь сосредоточено более 58% биомассы донных животных Мирового океана, хотя, повторяем, площадь ее равна всего 8% от площади дна океана.

Пелагиаль значительно беднее жизнью. Здесь основная масса организмов сосредоточена в верхнем 150-метровом слое, а остальная многокилометровая толща воды заселена незначительно. Концентрация жизни в верхнем слое объясняется следующими причинами. Единственным источником первичной продукции в пелагиали являются микроскопические водоросли - фитопланктон, а он располагается на глубинах, не превышающих глубину проникновения солнечных лучей. Вместе с фитопланктоном в этом же слое располагается и его основной потребитель - зоопланктон. Он представляет собой скопление простейших животных и мелких рачков. Зоопланктон, в свою очередь, служит пищей некоторым крупным, активно передвигающимся морским животным: рыбам, китам. Все глубоководные организмы являются гетеротрофами. Они или хищничествуют, или питаются трупами, падающими из вышележащих горизонтов воды. Пищевые цепи экосистем морей и океанов столь же сложны, что и цепи питания наземных экосистем, и пока еще изучены слабо. Продуцентами в литоральных экосистемах являются фитопланктон и фитобентос. Например, в холодных северных морях в составе фитопланктона преобладают диатомовые водоросли. В составе фитобентоса наиболее широко распространены водоросли ламинарии, фукусы, аскофиллюмы. Наиболее распространены в составе зоопланктона микроскопические одноклеточные - глобигерина, из многоклеточных животных - красный калянус, относящийся к веслоногим ракообразным. Биомасса зоопланктона достигает значительной величины - 6-8 г в 1 м3 воды. Зоопланктон является основой питания, например, сельди. Сама сельдь является жертвой разнообразных хищников, в частности нерпы, а нерпа, в свою очередь, является излюбленным объектом охоты самого крупного сухопутного хищника Арктики - белого медведя. Тюлень - главная, но не единственная жертва белого медведя. Он охотно ловит и поедает рыбу на мелководьях, на берегу - леммингов, песцов и, когда голодает, питается падалью, ягодами, лишайниками и мхами.

Освоение бескрайних просторов Мирового океана позволит многократно увеличить количество производимых продуктов питания и обеспечить в будущем пищей многие миллиарды людей. Причем для получения этих продуктов потребуется намного меньше затрат, чем для получения продукции на суше, так как в море не требуется заботиться об обработке почвы, не надо строить дорогостоящих помещений для скота и т.д. Основное, что требуется здесь, - это удобрять море вовремя и вовремя снимать урожай. Урожаи морских растений будут очень устойчивыми, поскольку здесь практически нет колебаний погоды, которые мешают сельскому хозяйству на суше. Таким образом, "морехозяйство" со временем станет таким же распространенным, как сейчас сельское хозяйство.

На выставке в Дубае можно увидеть макет океанского города будущего, строительство которого уже началось.

Таких гигантских плавающих объектов, как этот город, получивший название "фридом" (свобода), который протянется от носа до кормы на полтора километра, Мировой океан еще не видел. Его ширина составит две длины футбольного поля. Вся верхняя палуба, которая поднимется выше 25-го этажа, станет аэродромом. Число жителей такого "океанополиса" постепенно достигнет 115 тыс. человек, включая 15 тыс. служащих и 20 тыс. ожидаемых гостей-туристов.

Его резиденты будут размещаться в 17 тыс. домов-квартир и пользоваться 4 тыс. бизнес-центров. На улицах его палуб всегда будет лето, так как с октября по март "фридом" будет спускаться по Тихому океану вдоль обеих Америк, затем подниматься к северу и в августе отметится в одной из восточных точек Северного моря. В конце года он посетит Средиземноморье, зимой обогнет Африку и Австралию и, проведя лето в водах юго-восточной Азии, распрощается с ним в Японии, чтобы встретить осень у берегов США и снова отправиться в латиноамериканское лето, начиная свой очередной двухгодичный круиз.

Чудо-корабль, строительство которого обойдется компании в 6 млрд. долл., будет экологически чистым. Он будет работать по замкнутому циклу как безотходное производство.

Всемирный фонд защиты природы в своем докладе недавно (2000 г) предупредил о тех катастрофических последствиях, какие несет для обитателей морского дна неконтролируемый отлов редких видов коралловых рыб и других животных - осьминогов, каракатиц, черепах. Только в китайских ресторанах Сингапура ежегодно съедается не менее 500 кг живой деликатесной рыбы. Если в 1989 г. в Юго-Восточной Азии потребителям к столу доставили 400 т экзотической живой рыбы, то уже в 1995 г. спрос подтолкнул этот показатель вверх десятикратно: гурманы потребили 5 тыс. т живой рыбы. В результате пустеют подводные "пастбища" вокруг индонезийских островов, на Филиппинах, в водах вокруг Малайзии. К исчезновению редких пород рыб ведет также деградация рифов, их разрушение, варварские методы промысла с использованием динамита, отравляющих химических веществ.

Как убеждены эксперты Всемирного фонда защиты природы, только сочетание совместных усилий правительств и неправительственных организаций в проведении разъяснительных компаний, введение лимитов на размеры добываемых коралловых рыб и жестких квот на отлов способно остановить тенденцию их исчезновения.

Отдыхающие на Канарах получили возможность наблюдать за китами, облюбовавшими южное побережье острова Тенерифе. Однако неподалеку оттуда проходят маршруты скоростных паромов, которые отпугивают китов звуковыми сигналами, и они могут сменить места "базирования". В водах вблизи Канарских островов ежегодно от столкновений с паромами гибнут 20-40 китов, поэтому специалисты университета в городе Лас-Пальмас разработали специальную акустическую систему, гарантирующую китам полную безопасность. Новая система представляет собой сеть акустических буев, установленных на морском дне, благодаря которым приближение кита к зоне, где пролегают маршруты паромов, фиксируется специальной экологической службой. Дежурному оператору системы остается предупредить экипаж парома о приближении кита, чтобы скорректировать маршрут судна.

Автономные власти Канарских островов предупредили владельцев паромов, что тех, кто попытается игнорировать указания новой экологической службы, будут ждать самые крупные - санкции.

Контрольные вопросы

Назовите общие принципы построения экосистем ландшафтных зон земли.

Охарактеризуйте условия жизни пустынь.

Какие представители животного мира тропических лесов наиболее опасны для человека?

Приведите пример традиционной территории или объекта экологического туризма в Северной Америке.

Назовите традиционные природные объекты туризма в Австралии.

Какая страна в Европе называется страной-заповедником?

Какую страну мира называют ботаническим раем?

Глава 2. ГЛОБАЛЬНЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И СИТУАЦИИ 2.1. Основные глобальные проблемы

Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) был издан подготовленный 850 авторами и 30 международными организациями доклад "Глобальная экологическая перспектива - 2000", который был переведен на русский язык и оперативно издан в издательстве "Интердиалект" малым тиражом.

Частично используя данный доклад, коротко остановимся на экологических проблемах и ситуациях в мире.

Парниковое потепление климата. В 1962 г. известный климатолог и метеоролог М.И. Будыко впервые опубликовал свои соображения о том, что сжигание огромного количества разнообразных топлив, особенно возросшее во второй половине XX века, неизбежно должно привести к увеличению содержания в атмосфере углекислого газа. Оно же, как известно, задерживает отдачу поверхностью Земли в космос солнечного и глубинного тепла, т.е. производит тот же эффект, который мы наблюдаем в застекленных парниках. На парниковый эффект впервые обратил внимание шведский химик С. Аррениус в 1896 г. Вследствие этого эффекта средняя температура приземного слоя атмосферы должна постепенно повышаться.

Согласно названному выше докладу потепление климата к 2100 г. должно составить 2°С (с разбросом от 1 до 3,5°С).

Однако вопрос - является ли парниковый эффект и, следовательно, рост в атмосфере концентрации углекислого газа, мета на и закиси азота причиной потепления или его следствием, не решен и остается пока предметом научных дискуссий климатологов и геологов. Если, все-таки, парниковое потепление в XXI веке состоится, то катастрофой для биосферы будет сама его быстрота. Соответствие биотической зональности климатической, безусловное для биосферы, будет нарушено. Климатические зоны в первые десятки лет могут сместиться к северу (в северном полушарии) до 300 км, а лесные и степные биоценозы, адаптированные к климату XX века, окажутся в чуждой им, прежде всего по условиям увлажнения и по характеру почв, обстановке. Прежде всего это вызовет аридизацию ныне степной зоны и в Евразии, и в Америке и, следовательно, катастрофическое снижение урожайности зерновых культур.

Состояние озонового слоя Земли. Проблема озоновых дыр также дискуссионна.

В 1985 г. всеобщее внимание привлекло разрушающее воздействие на озонный слой хлорированных и фторированных углеводородов (ХФУ) и галогенизированных соединений (галонов), когда английские ученые обнаружили 40-процентное снижение весеннего уровня озона над Антарктикой.

ХФУ, открытые еще в 1930 г., получили широкое применение в автомобильных кондиционерах, холодильниках, при изготовлении пластиковой посуды одноразового употребления, аэрозольных распылителей, пенопластовых подушек, изоляции и очистителей для электронного оборудования.

Медленно диффундируя в стратосферу, ЬХФУ под действием солнечной УФ-радиации (длиной волны около 190 мм) высвобождают атомы хлора (или брома), каталитически разрушающие озон в газообразных реакциях.

Однако не все последователи первопричиной уменьшения озонового слоя, особенно над полюсами, считают рост фреонов. К сожалению, сведений о химии, составе и динамике озоносферы, накопленных за 15 лет исследований, оказалось недостаточно для объяснения причин появления так называемых "озоновых дыр". Поэтому на сегодняшний день нет однозначных объяснений названным выше явлениям.

И тем не менее не вызывает сомнения, что в аномальном поведении озона все большую роль начинает играть антропогенный фактор. Так или иначе, уменьшение содержания озона в атмосфере, появление "озоновых дыр", говорит о необходимости защитных мер.

Благодаря Монреальскому протоколу выброс хлорфторуглеводородов (ХФУ) в атмосферу уже начал сокращаться. Поэтому ожидается, что к 2050 г. озоновый экран восстановится до уровня 1980 г. Таким образом, решение озоновой проблемы действительно является примером реальных успехов человечества в деле охраны окружающей среды.

Разработана комплексная программа исследования озоносферы и наблюдения за ее состоянием. В ней учтены все аспекты этой проблемы, в том числе исследования воздействий долговременных изменений озонового слоя на здоровье человека и состояние экосистем, климат, продуктивность сельскохозяйственных культур и Мирового океана, а также разработка альтернативных веществ и экологически безопасных технологий.

Действует мониторинг озоносферы, который осуществляется со спутников и на наземной наблюдательной сети. Глобальная наземная сеть насчитывает около 120 станций, из них на территории России функционирует 29.

Закисление окружающей среды (кислотные дожди). Связано с трансграничным переносом загрязняющих веществ.

На трансграничное загрязнение атмосферы большое влияние оказывают прежде всего соединения серы, окислов азота и летучих органических соединений. Соединения, содержащие атомы углерода, водорода, серы и азота, попадая в атмосферу, превращаются в стабильные долгоживущие соединения (например, углекислый газ) или в короткоживущие соединения кислотного характера (оксиды азота и серы), которые участвуют в жидкостных процессах с образованием кислот, удаляемых из атмосферы с осадками. Это и есть кислотные дожди. Термин "кислотные дожди" появился впервые в 1872 г. Его ввел в практику английский инженер Роберт Смит, опубликовавший книгу "Воздух и дождь: начало химической климатологии". Детальными, по-настоящему научными исследованиями кислотных дождей стали заниматься только в конце 60-х годов прошлого века.

Кислотные дожди являются наиболее тяжелой формой загрязнения окружающей среды. Отрицательный эффект кислотные дожди наносят воздушной и водной среде, педосфере, а также флоре и фауне. Например, в Канаде из-за частых кислотных дождей стали мертвыми более 4000 озер, а 12 000 озер находятся на грани гибели.

В ФРГ и некоторых районах Швейцарии погибла треть всех елей. Массовую гибель сосновых посадок и природного леса можно наблюдать в районе г. Люберцы (Московская область). Здесь на экологию существенно влияет ТЭЦ-22, выбросы вредных веществ которой составляют ежегодно около 80 тыс. т.

Проблема ацидификации - закисления окружающей среды - может по своим последствиям быть сравнима с нарушениями кругооборота углерода. Кислотные дожди, рост концентрации нитратов в почве (до десятка раз в США), повсеместная эвтрофикация водоемов и прибрежных - вод морей кардинально нарушили биоцикл азота. В условиях угрозы голода прекратить наращивание производства минеральных удобрений человечество не может, поэтому решение проблемы азота представляет собой трудную задачу.

В связи с тем что трансграничный перенос и "экспорт" загрязнений затрагивает интересы многих сопредельных стран, только широкое межнациональное сотрудничество позволит с максимальной экономией затрат и времени обеспечить экологически безопасную деятельность человека.

Урбанизация сейчас становится одной из главных экологических проблем. Уже половина населения мира, а в Европе и Америке - 70%, живет в городах, и экологическое воздействие их на окружающую среду хорошо видно из Космоса. Так, экологический след Лондона в 125 раз превышает площадь самого города. В 1990 г. в мире было 326 городов с населением более 1 млн. человек. Ежедневный прирост населения в городах составляет 160 тыс. При этом более 1 млрд. жителей, т.е. каждый третий, испытывает опасное для здоровья загрязнение воздуха. Так, в 11 городах Китая мелкие частицы угля становятся причиной 50 тыс. случаев преждевременной смерти и 400 тыс. заболеваний бронхов ежегодно. Поэтому некоторые города в Европе и Америке стали вводить ограничение на движение частных автомобилей. Многие города мира превысили также пределы расходования артезианской воды.

Экологические проблемы Мирового океана. Освоение морских ресурсов, развитие судоходства, другие виды хозяйственной деятельности повсеместно сопровождается быстрым загрязнением океанских вод (рис.2.1).

Мировой океан загрязняется бытовыми отходами судов (в том числе пластиками); тяжелыми металлами (преимущественно свинцом), попадающими с суши; нефтью (в основном за счет функционирования танкерного флота); радиоактивными отходами и др. Одним из основных загрязнителей Мирового океана является нефть и нефтепродукты. Утечка нефти в море происходит во время погрузки и разгрузки танкеров, заправки нефтяным топливом судов в море, при авариях и катастрофах танкеров, сбросе танкерами остатков нефтяного груза с балластной водой, в других случаях.

С начала развития атомной промышленности моря и океаны стали рассматриваться как объекты для захоронения радиоактивных отходов (РАО). В 1946 г. первый сброс в море произвели США, в 1949 г. - Великобритания, в 1955 г. - Япония, в 1965 г. - Нидерланды, а бывший СССР - скорее всего не позднее 1964 г. Как за рубежом, так и у нас все сбросы производились по специальным разрешениям, без какого-либо надзора и контроля со стороны международных организаций.

Рис.2.1. Глобальное загрязнение Мирового океана:

1 - постоянное загрязнение с локальной аккумуляцией;

2 - временное загрязнение; 3 - возможное загрязнение нефтью

и другими нефтепродуктами на судоходных линиях;

4 - некоторые океанические поверхностные течения

Лондонская конвенция 1972 г., к которой наша страна присоединилась в 1979 г., определила категорию высокорадиоактивных материалов, запрещенных к сбросу в море, к которым относятся отработавшее облученное топливо, жидкие высокоактивные отходы.

Особенно уязвима шельфовая зона Мирового океана, занимающая около 13% его акватории. На этой прибрежной полосе шириной около 20 миль океан производит до 50% всей синтезируемой в нем первичной продукции органического вещества. Здесь же ловится большая часть рыбы, добываемой в мире.

Морские и прибрежные зоны Мирового океана, в полосе 100 миль от которых проживает более половины населения мира и расположено большинство крупнейших мегаполисов, за последние десятилетия также подверглись загрязнениям, а организмы в них - деградации. В частности, с большой скоростью идет деградация водно-болотных угодий, мангровых зарослей, барьерных коралловых рифов, заполнение и отравление устьев рек и лиманов опасными отходами. В результате загрязнения поверхности океана и морей нефтяной пленкой сокращается продуктивность фитопланктона, являющегося основой всех пищевых цепей в морях. Боле того, сокращается и продукция поставляемого им в атмосферу кислорода (в кругообороте кислорода он составляет 70% баланса). Вылов рыбы в мире за 20 лет, с 1975 по 1995 г., возрос с 50 млн. до 97 млн. т и достиг предела. Ценные виды рыб уже исчезают даже в новых местах лова.

К проблемам мирового значения относится также сокращение лесных ресурсов и ресурсов пресных вод.

Лесные ресурсы истреблены сейчас на 80% площади лесов, покрывавших Землю в доцивилизованный период - около 5-6 тыс. лет назад. Только за 5 лет, с 1990 по 1995 г., на Земле исчезло 65 млн. га лесов, а искусственные посадки в развитых странах составили всего 9 млн. га. Во всем мире сейчас осталось 3,5 млрд. га лесных угодий, из них половина в тропиках, и не более 50% водно-болотных угодий. Соответственно под угрозой исчезновения находится около половины известных видов животных.

Катастрофична ситуация с ресурсами пресных вод на Земле. Потребление воды за XX век возросло в 6 раз! Около трети населения мира живет сейчас на территориях, где водозабор пресной воды составляет от 20 до 40% и более наличных ресурсов. Притом эти запасы быстро загрязняются. Даже в США 40 млн. человек в 1994 г. пользовались питьевой водой, в которой содержание нитратов превышало ПДК. В Африке же оно в природных артезианских скважинах превышает допустимые уровни в 6-8 раз. В Японии 30% всех запасов грунтовых вод загрязнено хлорированными растворителями. Многие реки бывшего СССР превратились в цепь эвтрофицированных водохранилищ и стали приемником сброса неочищенных вод. Если существующая тенденция сохранится, то даже в США промышленное использование воды увеличится к 2025 г. вдвое, а уровень сброса загрязняющих веществ в водотоки повысится вчетверо. В Китае промышленное использование воды увеличится к 2030 г. более чем в 5 раз.

2.2. Порегиональный обзор состояния окружающей среды в мире

Кратко остановимся на обзоре состояния окружающей среды на континентах и в отдельных странах мира.

Так, для Африки определяющей проблемой окружающей среды являются бедность, хроническая нехватка продовольствия, самые высокие в мире темпы урбанизации и недостаток питьевой воды и топлива для приготовления пищи.

К числу положительных факторов отнесено введение экологического просвещения в школьные программы большинства африканских стран, а также создание общественных центров экологического просвещения.

Для Азиатско-Тихоокеанского региона характерны самые высокие в мире темпы роста экономики, достигавшие в 1985 - 1995 гг. в Китае и Таиланде 8% в год. Соответственно рост ВВП для бассейна Меконга за 20 лет составил 5,62% против 3,09% среднего для региона и 1,17% среднего мирового роста. Второй особенностью региона является высокая роль в нем стихийных бедствий - землетрясений, наводнений, торнадо и лесных пожаров, а также ветровой эрозии почв. Показательным для этого региона является далеко зашедшее сведение лесов. В 1995 г. на душу населения здесь приходилось всего 0,17 га лесного покрова, что существенно ниже среднемирового уровня в 0,61 га. Девственных лесов практически не осталось. Однако за последние 20 лет здесь предприняты беспрецедентные меры по созданию охраняемых территорий (особенно в Австралии). Характерной чертой является также быстрый рост мегаполисов. Например, всего за 15 лет население Джакарты выросло с 1 млн. человек до 8. Ожидается, что в ближайшие 40 лет городское население региона увеличится в 3 раза, а в городах Китая будет проживать 832 млн. человек.

Для Западноазиатского региона характерной особенностью являются очень высокий уровень опустынивания, острый недостаток пресной воды и высокая степень загрязненности земель и Персидского залива продуктами нефтедобычи. Его экологические проблемы усугубляются ростом населения, увеличившегося за 50 лет в 5 раз - с 20 до 92 млн. человек. Обращает на себя внимание государственная политика поощрения общественного экологического движения в Азии, и в частности в Китае, Таиланде и Южной Корее. Так, в Китае создано более 60 тыс. "зеленых баз-садов", как правило, руководимых женщинами. В Японии создан мощный Фонд глобальной окружающей среды международной значимости.

Исключительное внимание придается мерам по охране окружающей среды и поддерживающему развитию в Западной Азии. Здесь приоритетом пользуются меры по сбережению водных ресурсов и борьбе с опустыниванием, в частности, по совершенствованию технологии орошения. Во всех странах региона созданы министерства либо управления по вопросам охраны окружающей среды, формируются неправительственные экологические организации, вводятся экологические предметы в программы школьного образования.

Европа и Центральная Азия представляют собой относительно благополучные регионы в экологическом отношении, но природа этого благополучия принципиально разная. Западная Европа - район с высоким ВВП, за 20 лет он возрос с 14 до 20 тыс. долл. на душу, в то время как в Восточной Европе и Центральной Азии он стабилизировался на уровне всего 2000 долл. на душу. Западная и Центральная Европа охвачены процессом интеграции - возник Европейский союз, в котором "зеленое" движение и экологическое законодательство имеют высокий статус. Это единственный в мире регион, где площадь лесонасаждений с 60-х годов возросла на 10%. Восточная Европа и Центральная Азия охвачены процессом дезинтеграции. И хотя на территории СНГ выбросы токсичных отходов за последние 10 лет тоже снизились, но по другой причине - вследствие катастрофического спада экономической активности. Характерной особенностью региона является ухудшение экологического состояния внутренних морей и водоемов, в особенности Каспийского, Азовского и Аральского морей.

В Европе, особенно в Германии, "зеленая политика" и партии "зеленых" стали традиционным элементом жизни. Создан Комитет ОЭСР по природоохранной политике. В Маастрихтский договор внесены специальные пункты о поддерживающем развитии. Странам Объединенной Европы рекомендуется выделять от 3 до 5% своего ВВП на природоохранительные цели. Действуют мощные фонды для помощи странам с переходной экономикой - ФАРЕ, ТАСИС и другие, их бюджет в 1994-1999 гг. составлял более 150 млрд. экю. В ОЭСР успешно развивается система экологических "зеленых налогов" и принята Пятая программа действий по окружающей среде. Абсолютное лидерство по природоохранной деятельности в Объединенной Европе занимают Нидерланды с их многочисленными широко известными фондами и клубами (Всемирный фонд Природы, Клуб "Друзья Земли" и др.).

Латинская Америка выделяется в мире как регион, сохранивший наибольшие запасы пригодных для обработки земель и наибольшие площади естественных лесов, сосредоточенных в Амазонии. На нее приходится 10% первичной биологической продукции мира и около 40% видов животных и растений, а прибрежные моря дают 15% мирового вылова рыбы.

В Латинской Америке действует более 17 региональных конвенций МСОС. При этом источником финансирования часто являются денежные компенсации стран-кредиторов в рамках механизма "долги в обмен на охраняемую природу". Создан Цетральноамериканский союз за поддерживающее развитие и разработаны национальные программы. Однако управление окружающей средой в Латинской Америке все еще носит отраслевой характер и не согласуется с социально-экономическими программами. Главные проблемы - в недостатке финансирования, технологий и кадров.