Краткая естественная история цивилизации - Марк Бертнесс

вод, дающих чистую питьевую воду, до стабилизации почвы с помощью растений, предотвращающих эрозию и дающей возможность развиваться сельскому хозяйству. В их числе также приливные соленые болота, мангровые леса и коралловые рифы, защищающие береговые линии от эрозии и ураганов. Концепция экосистемного обслуживания оказалась крайне важной для правильной оценки работы, выполняемой экосистемами для человечества, поскольку они выставляют счет за эту работу. Эта модель помогает предпринимателям, политикам и широкой общественности осмысленно общаться друг с другом относительно ценности наших экосистем и позволяет лучше расставить приоритеты в отношении пределов и издержек воздействия на окружающую среду[264].

Некоторые из этих экосистемных услуг уже упоминались. Например, в тропических дождевых лесах и коралловых рифах обитают организмы с долгой эволюционной историей адаптации и химической защиты, что делает эти экосистемы возможными банками средств лечения болезней. Они представляют собой незаменимые хранилища для всей Земли и здоровья человека. Тропические дождевые леса также являются крупнейшими сохранившимися наземными системами поглощения углерода, удаляющими углекислый газ из атмосферы и производящими кислород.

Растительные экосистемы береговых линий являются одними из самых ценных поставщиков экосистемных услуг на нашей планете, при этом они находятся в числе географических регионов, подвергающихся самой нещадной эксплуатации. Экономисты-экологи подсчитали, что в расчете на единицу площади приливные засоленные болота и мангровые леса ценнее для людей, чем харизматические экосистемы коралловых рифов и тропических дождевых лесов. Это неожиданное осознание проистекает из оценки разнообразных выгод, обеспечиваемых такими водно-болотными экосистемами. В умеренном и тропическом климате приливные засоленные болота и мангровые береговые линии действуют как поглотители и накопители углерода, со временем преобразующегося в уголь и природный газ. Если эти поглотители останутся нетронутыми, они станут буфером и будут сглаживать изменения климата Земли. Растительность также предохраняет береговую линию от эрозии и связывает отложения, оставшиеся после сотен миллионов лет выветривания, создавая местообитания живых организмов. А прибрежные водно-болотные угодья осуществляют то, что становится все более важным из-за более интенсивных и частых штормов, вызванных глобальным потеплением: они действуют как волноломы, рассеивая энергию волн до того, как те могут достичь земных экосистем и городов. И, наконец, приливные болота и мангровые заросли являются природными сооружениями для очистки сточных вод. Микробные сообщества водно-болотных угодий биохимически обрабатывают поверхностные водостоки – действительно настолько хорошо, что они все чаще используются в создаваемых людьми инженерных системах очистки сточных вод[265].

Одним из примеров утраты экосистемных услуг из-за вмешательства человека является «Великий пыльный котел» начала XX века. Тим Иган в своей книге 2006 г. «Сквозь пору невзгод: нерассказанная история переживших Великий пыльный котел» описывает, как американские фермеры, вдохновленные правительственными мерами поощрения 1930-х годов, пытались превратить покрытые высокой травой прерии американских равнин в хлебородные угодья. Это привело к экологической катастрофе колоссальных масштабов: распашка древней пастбищной экосистемы в попытке ввести ее в сельскохозяйственный оборот высвободила верхний слой почвы на юго-западе США в пылевые облака, затмившие небо над находящимся за три с лишним тысячи километров Нью-Йорком. Это явление вызвало появление поколения безнадежности в романе Джона Стейнбека «Гроздья гнева». В 1935 г. одна из самых сильных пыльных бурь одновременно охватила Чикаго, Нью-Йорк и Атланту пылевым облаком, простирающимся на 2900 км и весом 350 миллионов тонн[266].

Пыльный котел периода Великой депрессии – это классическое вызванное человеком «альтернативное состояние» (Рисунок 11.1 на вклейке). Альтернативное состояние возникает, когда положительные обратные связи, создававшие, поддерживавшие и стабилизировавшие исходное состояние, теряются и заменяются обратными связями, поддерживающими и стабилизирующими ухудшенное состояние, что потом препятствует восстановлению. Одним словом, формируется новая природа, бросающая вызов силам сохранения, поскольку альтернативные состояния могут меняться быстро и практически без предупреждения. В случае американских Великих равнин характерной особенностью первоначального состояния были связывающие почвенный субстрат травы, эволюционировавшие в сторону устойчивости к пасущихся животным и степным пожарам. Эта экосистема была одной из самых разнообразных с множеством растений и животных. Из-за доминирования высоких степных трав на большей части североамериканского континента никто не подозревал о хрупкости равновесия, которое они поддерживали, колонизируя и стабилизируя весьма неустойчивую среду обитания. Как и у айсбергов, у исконных трав прерий большая часть биомассы скрыта под поверхностью, в глубоко укоренившихся, плотных, связывающих почву корнях, эволюционировавших так, чтобы переносить экстремальные климатические условия, такие как засуха и сильные ветры. Фермеры-мигранты не знали, насколько эта экосистема зависит от экологического и эволюционного прошлого этих трав, и как на нее повлияют их сельскохозяйственные культуры, коэволюционировавшие совместно с людьми в иных условиях. Связывающая способность высоких степных трав была утрачена, и жизнь на Великих равнинах подпала под действие суровой погоды и засух. Рыхлая почва превратилась в сообщество осадочных пород, с динамикой, напоминающей песчаные дюны[267].

Мы наблюдаем аналогичные процессы по всему земному шару: пыльные бури, вызванные крупномасштабными попытками обработки засушливых лугов, затронули все континенты на земле, кроме Антарктиды, и стали причиной межконтинентального перемещения почв. Более того, эти события могут иметь глобальные последствия: ученые обнаружили, что пыль и связанные с ней микробы из африканской пустыни Сахара, например, могут перемещаться в пылевых облаках через Атлантический океан, вызывая вспышки опасных для ряда видов кораллов заболеваний в Карибском бассейне. Нарушения человеком систем важных экосистемных услуг достигли глобального масштаба.

Насколько нам известно из сопоставления фактов естественной истории сообществ, экспериментальной экологии сообществ и теории экологии, если экосистемы выводятся из своих ранее поддерживавшихся положительными обратными связями саморегулируемых стабильных состояний в альтернативные состояния (как правило, в результате воздействия человека), восстановление идет с трудом, долго и часто с малой вероятностью успеха. Продуктивность естественных природных экосистем, особенно находящихся в маргинальных, потенциально лимитированных местообитаниях, зависит от так называемых ключевых биологических видов, улучшающих среду обитания и обеспечивающих биоразнообразие экосистемы. Если эти ключевые виды, например, споробол американских прерий, будут утрачены или заменены внешне схожими, но функционально иными видами, среда обитания обретет новую стабильность в своем альтернативном, как правило, менее продуктивном состоянии, дополненном собственными усиливающими обратными связями. Таким образом, вмешательство человека изменяет структуру и компонентный состав целых экосистем, по большей части с потерей экосистемных услуг, сформировавшихся для максимизации продуктивности естественных сообществ[268].

К несчастью, это антропогенное преобразование продуктивных сред обитания в альтернативные состояния – или в прямой коллапс – происходит в описанных нами бесценных экосистемах. Имеющая давнюю историю вырубка лесов все еще интенсивно продолжается, удаляя деревья, являющиеся важными поглотителями углерода, стабилизаторами почвы и модификаторами погоды и среды обитания. В период с 2000 по 2005 г. глобальные потери лесного покрова составили более 1,5 миллиона квадратных километров, что составляет 0,6 % в год. Это значение может показаться небольшим, но фактически оно эквивалентно площади штата