Опишите как человеческая деятельность изменила экосистему степи кратко

Обновлено: 08.07.2024

Борис Данилович Абатуров — доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН. Область научных интересов — общая экология наземных экосистем, роль животных в их функционировании, экология млекопитающих, функционирование наземных экосистем пастбищных типов.

Андрей Валентинович Елизаров — кандидат биологических наук, координатор Степной программы Центра охраны дикой природы. Область научных интересов — системная экология, биогеография и природопользование степного биома.

Принято считать, что хозяйственная деятельность человека негативно влияет на окружающую среду, ведет к деградации естественных экосистем и их замене искусственными, не обладающими необходимыми функциями жизнеобеспечения. Подобное природопользование таит угрозу социально-экологического кризиса [1]. И все чаще звучат призывы к его разумному ограничению. Неслучайно многие авторы предлагают избрать новую стратегию — например, внедрять технологии, имитирующие природные процессы [2]. Не менее популярны требования сохранять экосистемы нетронутыми. Однако специалисты по-разному понимают, что такое естественные экосистемы. Не вполне ясно, насколько они отличаются от измененных людьми, каковы реальные механизмы их функционирования. Попытаемся рассмотреть проблему на примере степей, претерпевших в течение многих тысячелетий глубокие антропогенные преобразования. Начнем с существующего научного представления о степи как о природном объекте.

Современная степная экосистема — это природная совокупность живых и косных компонентов, сформированная в условиях аридного климата при абсолютном господстве травяных форм растений с участием кустарничков, полукустарничков и степных кустарников. Доминирование трав — необходимый атрибут степной экосистемы. Но все не так просто.

Пастбищное воздействие в прошлом и настоящем

Классическим образцом естественной экосистемы считается разнотравно-дерновинно-злаковая степь, преимущественно ковыльная [3]. Такие ландшафты были обычны в прошлом, до возникновения цивилизованного человеческого общества. Позднее, как полагают ученые, степи претерпели глубокие преобразования под влиянием хозяйственной деятельности (особенно многовековой пастьбы скота, повсеместной распашки земель) и стали весьма редкими, а в большинстве степных регионов совсем исчезли. Казалось бы, прекращение выпаса или его ограничение должно создать условия для восстановления и сохранения степной дерновинно-злаковой (ковыльной) растительности. Но так ли это на самом деле? Могут ли подобные степи устойчиво существовать при исключении хозяйственной деятельности?

Травоядные животные, обитавшие в степных ландшафтах и до появления человека, выполняют важнейшие экосистемные функции. Безусловно, формы жизнедеятельности домашних и диких копытных неравнозначны, но по своей роли в экосистемах и силе воздействия на среду они сопоставимы. Об этом свидетельствуют нижеследующие данные.

В недавнем прошлом для степных, полупустынных и пустынных ландшафтов был характерен комплекс диких копытных животных, включавший кулана (Equus hemionus), лошадь Пржевальского (E. Przewalskii), дикого верблюда (Camelus bactrianus), сайгака (Saiga tatarica), джейрана (Gazella subgutturosa), дикого барана (Ovis sp. sp.) и другие виды, довольно многочисленные. Так, еще в 70-е годы 19 столетия зимние скопления куланов в полупустынях Казахстана насчитывали тысячи голов [4]. В середине XIX в. многочисленные косяки диких лошадей (тарпанов) были обычны в сухих степях и полупустынях Предкавказья и Волго-Уральского междуречья [5]. По оценкам многих исследователей, в прериях Северной Америки в начале XIX в. обитали 50–80 млн бизонов (Bison bison), 40–100 млн вилорогих антилоп (Antilocapra americana), а суммарное поголовье диких копытных составляло 103–118 млн и было вполне соизмеримо с количеством современного домашнего скота — 191 млн голов [6–9]. В настоящее время в саваннах Африки естественная пастбищная нагрузка на заповедные (поддерживаемые в первозданном состоянии) ландшафты не только не уступает, но даже превосходит воздействие, оказываемое на прочие земли стадами, принадлежащими скотоводам. С тезисом о высокой плотности диких млекопитающих в природных экосистемах прошлого согласны палеотериологи, которые считают, что численность крупных копытных в позднеплейстоценовых тундростепях и на охраняемых природных территориях современных саванн Африки — сопоставимые величины [10].

Итак, пастбищная нагрузка относится к глобальным факторам формирования, функционирования и динамики большинства наземных экосистем степных и пустынных регионов. И хотя принято считать, что она воздействует разрушительно и вызывает опустынивание ландшафтов, однако накапливается все больше данных, показывающих, что к деградации растительности ведет не только усиление, но и, наоборот, исключение пастьбы скота — даже ее чрезмерное ослабление губительно для степной экосистемы [11]. Дело в том, что накопление неразложившейся мертвой растительной массы (ветоши, подстилки), играет здесь важную средообразующую роль. Этот процесс еще в начале прошлого века впервые описал И. К. Пачоский в Аскания-Нова — в заповедных Причерноморских степях [12], его детально изучила А. М. Семенова-Тян-Шанская в Центрально-Черноземном заповеднике (Курская обл.) [13].

Почему оскудевают охраняемые заповедные земли?

На пастбищах отмершие растительные остатки почти не накапливаются, тогда как на территории, где крупных копытных нет, масса подстилки (степного войлока) достигает 10 т/га, и этот толстый, плотный слой угнетающе действует на многие виды растений, затрудняет и замедляет прорастание побегов весной. Более других страдают дерновинные злаки, особенно ковыли: невозможность семенного возобновления сопровождается их старением и одряхлением, травянистый покров редеет, обнажаются хорошо заметные проплешины — участки, занятые степным войлоком. Одновременно заметно снижается продуктивность растительного покрова: по имеющимся оценкам, при максимальной мощности подстилки, составляющей 91 ц/га, годичный прирост надземной растительной массы в заповеднике не превышал 37ц/га, что заметно уступало продуктивности пастбищных трав на пограничном с заповедником пастбищном участке (53 ц/га), имеющем маломощную (23 ц/га) подстилку.

Состояние степной растительности на участке с подстилкой при исключении пастьбы (слева) и рядом на пастбищном участке без подстилки. Джаныбекский стационар РАН, 2000 г.

В настоящее время хорошо известно, что описанный процесс, который развивается в отсутствие пастьбы, ведет к сокращению видового состава растений и животных, к зарастанию степей кустарниками и бурьяном, к другим негативным последствиям. По существу, естественная экосистема разрушается [14, 15]. Добавим, что в материале подстилки удерживается (а значит, исключается из биологического круговорота) большое количество элементов минерального питания, в том числе доступных для растений форм азота, в результате чего почвы заметно обедняются, снижается их плодородие.

Очевидно, что описанные процессы свойственны степным экосистемам, в которых относительно высокая продуктивность травянистой растительности сочетается с пониженной в аридном климате активностью почвенных беспозвоночных животных, грибов, микроорганизмов. Таким путем растительноядные млекопитающие восстанавливают баланс между синтезом и деструкцией растительной органической материи в степной экосистеме.

Следует особо отметить, что при отсутствии пасущихся животных происходит образование не только подстилки, но и другой специфической и экологически важной формы мертвой растительной массы — а именно степной ветоши, т.е. закончивших вегетацию и отмерших, но еще стоящих на корню сухих трав. Завершившие к середине лета вегетацию степные растения (особенно злаки) и сухая, легко воспламеняющаяся ветошь служат постоянным источником пожаров. В европейских и азиатских степях это особенно заметно проявилось в последние десятилетия: после повсеместного сокращения поголовья скота и его выпаса обширные пространства разнотравнодерновинно-злаковых ландшафтов России и Казахстана были пройдены огнем неоднократно.

Степь в летний (сухой) период: с закончившей вегетацию злаковой растительностью в виде ветоши (слева) и в тех же условиях, после степного пожара. Калмыкия, июль 2007 г.

Поверхность почвы в заповеднике (слева) и на пастбище. В отсутствие выпаса скота на почве формируется корка из лишайников (Caloplaca raesaeneni, Endopyrenium desertorum), мха (Tortula desertorum), водорослей (Nostoc spp.). На пастбище доминирует устойчивая к выпасу черная полынь (Artemisia pauciflora), на заповедном участке — прутняк простертый (Kochia prostrata), излюбленная пища животных. Джаныбекский стационар РАН, апрель 2006 г.

Перерытая слепушонкой степная почва. Джаныбекский стационар, 2013 г.

Системы нор полевок — степной пеструшки (Lagurus lagurus), общественной полевки (Microtus socialis), полевки Брандта (Lasiopodomys Brandtii) и др., а также одиночные норы различных видов сусликов и других грызунов разрыхляют верхние слои почвы, пронизывают слабопроницаемые для воды горизонты, превращая почвенный покров в решето и тем самым способствуя глубокому проникновению влаги атмосферных осадков [19–20]. Животные периодически меняют местообитания, т.е. имеет место их ротация (переложная система освоения, по терминологии отечественного зоолога А. Н. Формозова) [21], и вся степная поверхность довольно быстро (в вековом масштабе) бывает пройдена такой переработкой.

Примеры естественного преобразования степных почв под влиянием механических форм активности животных можно продолжать и дальше, они разнообразны, повсеместны, и механизм этот хорошо изучен — например, в экосистемах Монголии [22]. Имеющиеся данные однозначно свидетельствуют о том, что мы имеем дело не со случайным явлением, а с закономерным естественным процессом, охватывающим природную степь. По своей сути он аналогичен антропогенному воздействию на ландшафты: в том и другом случае нарушаются сложение, структура и функционирование почв. Не совпадают только интенсивность воздействия (деятельность роющих животных подобна непрерывной пахоте) и степень обратимости преобразований. Но эти различия естественно формирующихся и антропогенных экосистем не так существенны.

Безусловно, природоохранные меры, направленные на поддержание степных экосистем, должны разрабатываться с учетом процессов, которые обеспечивают их функционирование. А это значит, что не следует забывать: формы воздействия животных, сложившиеся в естественной природе вне связи с человеком (пастьба диких копытных млекопитающих, перекапывание почвы степными роющими грызунами), аналогичны таким антропогенным факторам, как выпас скота и распашка почвенного покрова. Справедливо будет признать, что степные территории, испытывающие пастбищное воздействие как диких, так и сельскохозяйственных животных, относятся к естественным экосистемам. И наоборот, при отсутствии такого воздействия характерные особенности развития степей и их внешний облик неизбежно утрачиваются.

Территории степей значительно изменены в результате деятельности человека. Состояние почвы, характер растительности, фауна утратили первоначальный вид. Воздействие человека на экосистему имеет не только положительные, но и отрицательные последствия.

Как человек изменил степную природную зону
Что такое деградация
Как человек использует озерные экосистемы

На сегодняшний день изменилось количество степей и их качественный состав. В основном они рассматриваются как пахотный фонд. Из-за этого сегодня практически полностью исчезли разнотравные степи, подвергшись распашке. В теплых климатических условиях степная почва становится идеальной для выращивания проса, сахарной свеклы, подсолнечника и пшеницы. Эти культуры особенно любят тепло и влагу. Относительно недавно степными сельскохозяйственными культурами стали арахис и соя.

Сегодня большая часть степей считается окультуренной. Нередко они размываются, что существенно снижает уровень плодородия. Особенно это касается области Черноземья. Воздушный и водный почвенный режим степей постепенно меняется. Чаще этот вид экосистемы представлен пашнями, небольшими участками различного назначения. В западной части России степи видоизменены в большей степени, чем в восточной.

Но и на востоке страны в последние годы ХХ столетия имело место негативное воздействие антропогенных факторов. Например, постройка Байкало-Амурской магистрали значительно ухудшила состояние некоторых областей ландшафта. Из-за активного химического и физического воздействия усугубились процессы эрозии, развеивания легких степных почв, деградации луговых сенокосов и т.д.

Также степь часто используется для выпаса мелкого и крупного скота. По этой причине происходит скотобойная деградация экосистемы. Чрезмерный выпас скота в сухих и опустыненных степях стал причиной снижения разнообразия видов растений. Изменена и животная структура степи. Дрофа, стрепет, степной орел на сегодняшний день почти полностью исчезли. Параллельно распространились грызуны и синантропные виды птиц: голуби, ласточки, воробьи.

Европейская часть степей изменена воздействием человека полностью. Луговые степи Краснодарского края и Кубани в свое время были полностью распаханы или заняты населенными пунктами и промышленными комплексами. На сегодняшний день человек использует степи для сельскохозяйственных нужд уже не так активно. Площади посевов значительно сократились. Снизилась и численность скота. В связи с этим нередко площади степей заняты сорно-полевой растительностью.

Очень часто деятельность человека вносит ряд существенных изменений в естественный растительный покров степей, причем многие из этих изменений являются регрессивными, ведущими к уничтожению и исчезновению многих элементов степной растительности.

Распашка обширных степных площадей.
Распашка обширных степных площадей в России и других странах стала причиной пыльных бурь и гибели миллионов гектаров плодороднейших земель. Люди превратили степи в поля.

Выпас скота в луговой степи.
Скот оказывает влияние на биогеоценозы, поедая и вытаптывая растения. Всё это изменяет условия их произрастания. Поедание и вытаптывание по-разному влияют на отдельные виды растений, что приводит к изменению конкурентных взаимоотношению между ними и служит причиной смен фитоценозов. Умеренный выпас благоприятно влияет на верховые злаки и снижает разнотравность травостоев. Особенно негативно на степные пастбища влияет выпас овец.

Истребление животных.
Хозяевами степей всегда были копытные животные. Некоторые виды (бизон, европейская дикая лошадь тарпан, тур) были практически истреблены человеком, количество других сильно уменьшилось, как, например, прежде многочисленных сайгаков.

Человек воздействует на степь негативно, т. к множество людей проезжая через степь засоряют природу выхлопными газами, распугивает животных и наносит большой урон природе. С другой стороны множество обществ занимающихся защитой природы помогают восстанавливать растения или животных в степи

Распашка обширных степных площадей в Рф и иных странах стала предпосылкой пыльных бурь и погибели миллионов гектаров плодороднейших земель. Люди превратили степи в поля.

Выпас скота в луговой степи.
Скот оказывает воздействие на биогеоценозы, поедая и вытаптывая растения. Всё это изменяет условия их произрастания. Поедание и вытаптывание по-различному оказывают влияние на отдельные виды растений, что приводит к изменению конкурентных взаимоотношению меж ними и служит предпосылкой смен фитоценозов. Умеренный выпас благосклонно оказывает влияние на верховые злаки и понижает разнотравность травостоев. Необыкновенно плохо на степные пастбища оказывает влияние выпас овец.

Истребление животных.
Владельцами степей всегда были копытные животные. Некоторые виды были практически истреблены человеком, количество других очень уменьшилось, как, к примеру, прежде бессчетных сайгаков.

Распашка обширных степных площадей в России и других странах стала причиной пыльных бурь и гибели миллионов гектаров плодороднейших земель. Люди превратили степи в поля.

Истребление животных.
Хозяевами степей всегда были копытные животные. Некоторые виды были практически истреблены человеком, количество других сильно уменьшилось, как, например, прежде многочисленных сайгаков.

Читайте также: