5. Биологическое разнообразие: определение, виды, оценка.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ (биоразнообразие), показатель, характеризующийся числом видов живых организмов, обитающих на единице площади суши или объёма водоёма. В широком смысле этот термин охватывает множество биологических показателей и соответствует понятию «жизнь на Земле». Явление удивительного разнообразия организмов обусловлено способностью макромолекул, прежде всего нуклеиновых кислот, к спонтанному изменению структуры, что приводит к наследственной изменчивости.

На этой основе биологическое разнообразие создаётся на молекулярном (возникновение генетических вариаций), популяционном (действие естественного отбора) и видовом (видообразование) уровнях с последующим увеличением биоразнообразия на биоценотическом и биосферном уровнях

. Обычно биоразнообразие рассматривают на видовом уровне, для чего разработаны специальные методы измерения, в т. ч. в единицах информации. Практическое применение показатели биоразнообразия находят при контроле за процессами, протекающими в живой природе (мониторинг), и при решении вопросов её охраны, т. к. богатые видами сообщества устойчивее бедных, а антропогенное воздействие (см. Антропогенные факторы) ведёт к снижению видового богатства и изменению его характера.

Описано 1,75 млн. видов живых организмов, но, по мнению учёных-систематиков, их реальное число составляет не менее 10–35 млн. Особую ценность как центры видового разнообразия на Земле представляют влажные тропические леса – основные хранители генофонда земной флоры и фауны.

Биологическое разнообразие сообществ может оцениваться по соотношению различных структурно-функциональных элементов. В качестве таких элементов могут выступать экологические или эколого-ценотические группы видов, а также видовые популяции с разными свойствами.

Оценка биологического разнообразия может проводиться на нескольких уровнях:

a-разнообразие – богатство видами конкретных сообществ (разнообразие внутри местообитания или одного сообщества). В качестве показателей a-разнообразия чаще всего используются видовое богатство – общее число видов в сообществе и видовая насыщенность – среднее число видов на единицу площади.

b-разнообразие – изменчивость a-разнообразия при переходе от одного типа сообщества к другому (разнообразие между местообитаниями), оценивается индексами сходства и гетерогенности.

g-разнообразие оценивается по общему числу видов на исследуемой территории. Этот показатель принято относить к крупным территориям, соответствующим ландшафту или его части [10].

В настоящее время предложено более 40 показателей или индексов, которые предназначены для оценки биоразнообразия.

На всех уровнях они должны отвечать определенным требованиям:

- появление и исчезновение редких видов не должны влиять на величину индекса;

- индекс должен относиться ко всем видам равноценно;

- индекс должен обладать приемлемыми статистическими свойствами (простотой в понимании и расчетах);

- вклад отдельных видов в величину индекса должен быть пропорционален их обилию [8].

Человек на протяжении сотен тысяч лет своего существования активно воздействовал на окружающую его живую природу: уничтожал естественные экосистемы и заменял их сельскохозяйственными угодьями, а затем и городами с их пригородными зонами. Такие экосистемы, нередко более продуктивные, чем естественные, а их биоразнообразие может быть довольно велико.

В том числе и благодаря созданному человеком биоразнообразию растений.

Часть биологических форм растений, которые используются в урбанизированных экосистемах, целенаправленно были созданы человеком путем селекции, отбора, а в настоящем и методами генной инженерии. При этом их аналоги не встречаются и не могут появиться в естественных местообитаниях (например, нектарины, грейпфруты, тритикале).

Существует теория, согласно которой рост разнообразия напрямую связан с увеличением продуктивности. В более продуктивном и разнообразном по составу естественном растительном сообществе, скорее всего, фауна фитофагов будет богаче. Но в условиях урбанизированных территорий, когда повышенная продуктивность обусловлена усиленным поступлением ресурсов («помощью», или «опекой» человека), а не естественным расширением ассортимента растительности в ходе сукцессионной серии, также возможно и сокращение видового богатства системы.

На первом этапе оценки биологического разнообразия растительноядных членистоногих в лесных экосистемах на урбанизированных территориях представляется необходимым оценить их b-разнообразие.

Чем меньше общих видов в соседних сообществах, тем выше b-разнообразие. Самый простой способ оценки b-разнообразия двух участков – расчет безразмерных показателей – коэффициентов сходства или индексов общности. При этом списки видов могут быть представлены как конечные множества, элементами которых будут составляющие их виды.

В этом случае возможно использование индексов общности, основанные на качественных данных (присутствие/отсутствие видов в списках). Поскольку число видов зависит от площади, то в данном случае (как и при рассмотрении иных индексов и проведения иных исследований) следует придерживаться принципа приблизительного равенства территорий. Большинство индексов общности учитывает положительные совпадения. Их них наиболее часто в биоценологических, фаунистических и биогеографических работах используются индекс Жаккара:

К1 = с / (a + b – c)

Банальности сообщества (Шимкевича – Симпсона)

K8 = с / (a + c) а — количество видов, имеющихся в первом сообществе, но отсутствующих во втором; b — количество видов, имеющихся во втором сообществе, но отсутствующих в первом; с — количество видов, имеющихся в обоих сообществах