1.20. Продуктивность экосистем

Способность растений и водорослей осуществлять фотосинтез позволяет живым тканям аккумулировать энергию солнца. Этот растительный материал является отправной точкой бесчисленных пищевых цепочек, ведущих ко всем животным продуктам, потребляемым человеком. Приблизительно 40% продуктивности суши сейчас прямо или косвенно используется человеком [Vitousek, 1994]. Сведение растительности в результате чрезмерного выпаса домашних животных, перевырубки леса или частых пожаров нарушают способность экосистем к запасанию солнечной энергии, что ведет к уменьшению биомассы растений и, в конечном итоге, к ухудшению состояния животного сообщества (включая человека), населяющего данную территорию.

Например, в эстуариях происходит интенсивное развитие растений и водорослей, которые являются начальным звеном пищевых цепей, обеспечивающих коммерческое поголовье рыб и беспозвоночных. Национальная морская промысловая служба США оценила, что нарушения эстуариев наносят Соединенным Штатам ущерб в более чем 200 млн долл. ежегодно. Эта цифра отражает падение промышленного вылова рыбы и беспозвоночных, а также потерю прибылей, связанных со спортивной ловлей рыбы [McNeely еt al., 1990]. Даже в том случае, когда деградированные или поврежденные экосистемы восстанавливаются или реставрируются зачастую ценой больших затрат, они, как правило, не могут выполнять свои прежние функции и отличаются обедненным и измененным видовым составом.

Ученые проводят активные исследования влияния потери одного или нескольких видов из биологических сообществ на продуктивность экосистем [Chapin еt al., 1998]. Многие исследования естественных и экспериментальных травянистых сообществ подтверждают тот факт, что по мере снижения их видового разнообразия, продуктивность сообщества снижается, оно становится менее устойчивым к изменениям окружающей среды, например к засухам [Tilman еt al., 1996]. Можно утверждать, что с утратой видов биологические сообщества хуже приспосабливаются к изменениям условий, обусловленных деятельностью человека, включая изменения климата из-за увеличения количества CO₂ в атмосфере.

Защита водных и почвенных сообществ. Биологические сообщества играют важную роль в защите водоразделов и водных бассейнов, создавая буферные зоны для поддержания качества воды и спасая от наводнений и засух [Wilson, Carpenter 1999]. Мертвые растения и опавшие листья защищают поверхность почвы от дождей, а корни и почвенные животные разрыхляют почву, превращая ее во впитывающую губку. Поэтому после ливней потоки не устремляются по склонам, вызывая наводнения, а, напротив, почва отдает воду постепенно в течение нескольких дней или недель.

При нарушении растительности в результате вырубки леса, сельскохозяйственной или прочей деятельности человека значительно усиливается эрозия почв и появляются оползни, что снижает ценность земли. Ущерб, нанесенный почве, ограничивает возможность восстановления растительности после ее нарушения и может привести к тому, что земля выходит из сельскохозяйственного использования. Кроме этого, взвесь частичек почвы в воде при паводке может погубить пресноводных животных, организмы, обитающие в коралловых рифах, а также организмы, обитающие в эстуариях. Эта взвесь делает воду непригодной для питья и ухудшает здоровье прибрежных жителей. Повышенная эрозия почв приводит к заиливанию водохранилищ электростанций и вызывает уменьшение выработки электроэнергии, создает песчаные наносы, острова, тем самым снижая возможности навигации по рекам и в портах.

Беспрецедентные катастрофические наводнения в Бангладеш, Индии, на Филиппинах и Таиланде связаны с недавней обширной вырубкой лесов в бассейнах рек. Они привели к тому, что все явственней слышатся призывы местного населения к запрещению вырубки лесов. Ущерб сельскохозяйственным территориям в Индии, пострадавшим от наводнения, привел к осуществлению масштабных государственных и частных программ по посадке деревьев в Гималаях. В промышленных странах защита болот стала приоритетным направлением работ по предотвращению затоплений территорий хозяйственного назначения. Превращение заливных территорий в сельскохозяйственные вдоль рек бассейна Миссисипи на среднем западе Соединенных Штатов и Рейна в Европе в последние годы считается важным фактором борьбы с наводнениями.

В последние годы во всем мире крупные растущие города сталкиваются с проблемой нехватки запасов питьевой и технической воды для промышленного и ирригационного использования. Стоимость очистки воды столь велика, что защита водосборных площадей становится приоритетным направлением и позволяет правильно оценивать ценность экосистем. Необходимость защиты водных ресурсов привела к тому, что город Нью-Йорк заплатил 1 млрд долл. сельским округам штата Нью-Йорк для сохранения лесов на территории водосбора вокруг водохранилищ. Это явилось хорошим капиталовложением, так как оплата стоимости той же самой работы в случае водоочистительных сооружений обошлась бы от 8 до 9 млрд долл.