Экология города

В.Л. Вершинин

Экология города

ВВЕДЕНИЕ

Прогрессивное развитие человечества невозможно остановить или повернуть вспять, также как необратимы эволюционные процессы. В связи с этим можно сказать, что урбанизация – это будущее всего человечества, поскольку доля городского населения на планете неуклонно растет. В определенном смысле урбанизированные ландшафты представляют собой модельные территории, на примере которых специалистам-биологам предоставляется шанс решить ряд вопросов глобальной экологии, экологии человека и современных проблем эволюции.

Сейчас, когда накоплен достаточно большой объем информации об эволюционных процессах, а методическая и методологическая база исследований достигли небывалого доселе уровня, мы вплотную приблизились к принципиально новой ступени познания биоты как планетарного явления.

Следует заметить, что современные проблемы экологии не сводятся к сумме химических анализов образцов почвы, воды и воздуха, оценке биоаккумуляции и доза-эффекта. Это лишь та часть информации, которая предшествует и сопутствует анализу собственно биологических явлений. Многообразие жизни и ее реакций – прекрасная иллюстрация к последнему утверждению.

Проблемы городской экологии при должном методологическом подходе могут стать ключом к решению ряда серьезных теоретических вопросов общебиологического характера.

Идея написания настоящего пособия возникла в процессе чтения автором курса лекций по экологии города и проведения спецсеминаров на эту тему.

В настоящее время понятие экологии вышло за рамки собственно научной категории, что во многом связано с усложнением экологической ситуации в глобальных масштабах в первую очередь в густонаселенных промышленных регионах Земли, а также антропоморфным восприятием комплекса современных экологических процессов как «экологического кризиса» или «экологической катастрофы», которые случались многократно за период существования биосферы. Все эти процессы обусловили значительный рост социальной значимости экологических исследований в целом и на антропогенно преобразованных территориях в частности.

По вышеупомянутым причинам исследования в области городской экологии в данное время можно отнести к одним из наиболее актуальных направлений. Поскольку в антропогенных ландшафтах уже в течение относительно продолжительного времени на громадных территориях ведущую роль в поддержании природного баланса играют несколько видов-убиквистов, то в функционировании современной биосферы популяционные механизмы поддержания биогеоценологического равновесия имеют большее значение, чем в нетронутой природе. Именно поэтому наиболее перспективным является проведение экологических исследований на уровне популяций и видовых комплексов.

В данном пособии мы даем обзор наиболее распространенных представлений о составе городской флоры и фауны, генезисе литогенной основы урбанизированных территорий и селитебных комплексов.

Учебное пособие составлено с использованием литературных и оригинальных материалов автора из курса лекций по городской экологии в соответствии с учебной программой УрФУ. Приводятся различные точки зрения на ландшафтную типизацию, генезис человеческих поселений, структуру фауны и флоры городских территорий. Содержатся сведения, относящиеся к методологии и практике экологического мониторинга. Выделены общие закономерности трансформации биоты городских агломераций. Обсуждается связь проблем городской экологии с вопросами экологии человека, а также теоретическая значимость подобных исследований.

Излагаемые в пособии сведения соответствует последним научным достижениям в данной области и содержат новые сведения об экологии ряда систематических групп наземных животных (элатерид, амфибий, мелких млекопитающих), занимающих важное место в биогеоценозах естественных и антропогенных ландшафтов Урала.

Одна из важных региональных особенностей урбоценозов связана с многовековой спецификой истории развития Уральского региона. Так как большинство крупных уральских городов создавались как заводы, то проблема промышленного загрязнения здесь возникла одновременно с человеческими поселениями. Благодаря этому на Урале сложился уникальный комплекс городских агломераций с высокой концентрацией крупных промышленных предприятий, в течение длительного времени оказывающий значительное воздействие на окружающую среду, что, в свою очередь, не могло не привести к возникновению новых видовых сообществ и качественно специфических популяций.

Пособие не только представляет собой обзор ряда точек зрения и представлений по базовым аспектам городской экологии, но и содержит библиографические ссылки к каждой из 10 глав, которые позволяет студентам при необходимости обратиться к первоисточникам приведенной информации.

Содержание книги изложено в доступной форме, в соответствии с терминологическим и понятийным аппаратом современной экологии, а также методическими и научными требованиями преподавания биологических и экологических дисциплин. Автор надеется что, представленное пособие в доступной форме и концентрированно излагает современные ключевые вопросы городской экологии и будет интересно и полезно специалистам-экологам, студентам биологических специальностей при подготовке к соответствующим спецкурсам и самостоятельных занятиях, а также читателям, интересующимся кругом современных проблем экологии и охраны природы.

Глава 1

СОВРЕМЕННАЯ БИОСФЕРА И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Хотим мы того или нет, эволюция человечества и биоты взаимозависимы и протекают совместно. К настоящему моменту эволюция человека и развитие человеческого общества привели к ситуации, когда технологические возможности цивилизации превышают способность человечества полностью адекватно оценивать и прогнозировать последствия применения этих технологий. Человечество, его эволюция и судьба во многом зависят от дальнейших путей развития цивилизации.

В течение уже достаточно продолжительного времени хозяйственная деятельность человека носит глобальный характер и достигает планетарных масштабов. Результаты этой деятельности легко обнаруживаются во всех трех средах. По объемам она сопоставима с геологическими процессами, что не может не сказываться на состоянии биоты и путях ее эволюции. Деятельность человечества, ничтожного по своей биомассе, оказывает влияние на состав земных океанов и атмосферы. Сейчас уже можно сказать, что человек, овладев громадной энергией, сам является мощнейшим фактором эволюции биосферы. Человечество – уникальный, естественный интегрирующий компонент биосферы, его повсеместное присутствие сделало экосистемы Земли наиболее открытыми с точки зрения обмена веществом и энергией [Jacobs, 1975]. Только сейчас, благодаря хозяйственно-производственной деятельности человека, вовлекаются в глобальный круговорот (по словам В. И. Вернадского) осколки былых биосфер в виде запасов углеводородов (угля, нефти, газа и т. п.).

Экологические кризисы в истории Земли не являются чем-то исключительным и происходят с определенной регулярностью, но, в отличие от прежних, современный, вызванный антропогенными причинами, обладает рядом особенностей, поскольку спровоцированные человечеством вымирания не приводят к появлению свободных ниш, а к их уничтожению или заполнению человеком.

Новые, омоложенные биогеоценозы, не обладающие внутренней согласованностью, характерной для древних сообществ, отличаются меньшей степенью замкнутости; число доминирующих видов в таких биогеоценозах резко сокращается, стабильность сообщества поддерживается биологической пластичностью и популяционной внутривидовой разнородностью нескольких видовубиквистов [Шварц, 1976].

Ареной быстрых эволюционных изменений в первую очередь становятся популяции на наиболее загрязненных и измененных человеком территориях [Захаров, Сергиевский, 1984; Bengtsson, Rundgren, 1988]. Некоторые из примеров высоких темпов микроэволюционных процессов стали уже хрестоматийными.