8. Біологічні аспекти взаємодії суспільства з природою
В еволюції біосфери, її саморегуляції основне біогеохімічне та екологічне значення має “жива речовина”. За В.І.Вернадським, еволюція біосфери – це єдиний космічний, біологічний, техногенний і соціогенний процес. Живі організми – це функція біосфери. Вони зв’язані з нею матеріально і енергетично і відіграють основну біогеохімічну роль в її еволюції. Біологічні ресурси мають також винятково важливе економічне значення для людини.
Біологічні аспекти взаємодії суспільства і природи надзвичайно важливі ще й тому, що біологічні види, які є основою функціонування живої речовини, надто чутливі до небажаних змін у природному середовищі, зокрема до хімічного, теплового, радіоактивного та інших видів забруднення. Такі зміни – причина збіднення генофонду органічного світу, зниження біологічного розмаїття у природі, а отже, й зниження еволюційного потенціалу живих істот та біосфери.
В.І.Вернадський показав, що екологічна структура і організованість біосфери – результат геохімічних функцій живої речовини. Вона діяла тривалий час на хімічні та фізико-хімічні процеси в оболонці Землі під впливом променевої енергії Сонця, що зв’язує нашу планету з Космосом. Енергетичне джерело біохімічної активності живої речовини забезпечує її автотрофний блок – зелені рослини, що вловлюють енергію Сонця (процес фотосинтезу) або джерел хімічних сполук на земні (хемосинтез), а отже, служать біоенергетичною основою всіх трофічних зв’язків у біосфері.
8.1. Багатофункціональне значення у біосфері рослинного світу та проблеми його охорони
Характерна риса зелених рослин – для себе вони самі створюють сприятливе екологічне середовище.
Завдяки фотосинтезу зелених рослин первинна атмосфера, що виникла під впливом вулканічних вивержень, збагачувалася на кисень і збіднювалася на вуглекислий газ, внаслідок чого створювалися сприятливі екологічні умови для розвитку нових форм органічного життя. У стратосфері біогенний кисень переходить в озон і утворює на висоті 20-30 км шар озону з максимальною об’ємною концентрацією біля 0,001 %, який захищає живі організми від руйнівної дії ультрафіолетових променів. Як відомо, зараз під впливом фреонів техногенного походження та інших газів тонкий озоновий шар (приблизно 3-4 мм товщиною) руйнується, що створює загрозу для життя всіх живих організмів, насамперед, для людини.
Багатогранне значення рослинного світу у біосфері показане на рис. 8.1.
Пряме значення
Непряме значення
Біосферне
Економічне
Екологічне
Суспільно корисне
-
Космічне (фотосинтезуюче); Біохімічне
“Газова” функція (поглинання СО2, постачання кисню); Грунтотворче;
Функціональне
(значення в кру-
гообігу речовин і енергії в природі);
Харчове і кор-мове;
Ресурсно-сировинне;
Енергетичне;
Фармацев-тичне;;
Грунтозахисне;
Водозахисне і водорегулююче;
Кліматорегу-лююче;
Наукове;
Дидактичне;
Санітарно-гігієнічне;
Рекреаційне;
Ландшафтно-естетичне;
Емоціональне
Рис.8.1. Багатофункціональне значення рослинного світу
Прямий вплив складається з біосферного (космічне, грунтотворче, біогеохімічне, функціональне) та економічного (харчове, кормове, ресурсо-сировинне, енергетичне, фармацевтичне).
Функції рослинного світу, безпосередньо пов’язані з еволюцією біосфери, її саморегуляцією, можна віднести до категорії біосферних. Космічна функція рослинності полягає в тому, що вона, поглинаючи енергію Сонця, є сполучною ланкою між Космосом і Землею. Біогеохімічне значення рослинного світу визначається його переважаючим впливом на поширення й міграцію хімічних елементів у біосфері.
“Газова” функція рослинного світу полягає в тому, що змінюючи газове середовище у біосфері, зелені рослини впливають таким чином на еволюцію органічного світу, змінюють фізичний стан земної оболонки і покращують умови життя на суходолі, в гідросфері та атмосфері.
У наш час газові функції рослинного покриву надзвичайно важливі у зв'язку з порушенням хімічного складу атмосфери внаслідок спалювання органічних речовин. Без глобальних газових функцій рослинності, особливо тропічних і тайгових лісів, а також поверхні Світового океану неможливе підтримання киснево-вуглекислого балансу у біосфері.
Зелені рослини складають автотрофний блок біосфери. Шляхом фотосинтезу вони утворюють органічні сполуки з неорганічних, забезпечують людину харчовими продуктами, тваринний світ – кормовими продуктами, а промисловість – рослинною сировиною.
Надзвичайно важливою у біосфері є грунтотворча функція рослин, зокрема лісових формацій. Ґрунтовий покрив є загальнопланетарним акумулятором органічної речовини й унікальним екраном, що затримує найважливіші хімічні елементи – азот, фосфор, калій, кальцій, запобігаючи вилуговуванню їх.
Функціональне значення рослинного світу виявляється у тому, що завдяки його екологічній ролі у біосфері, трофічним і консорційним зв’язкам в екосистемах він сприяв коеволюції гетеротрофних компонентів. Так, птахи, ссавці, численні групи комах могли поширитися в біосфері лише після масового розвитку квіткових рослин з властивими їм морфологічно різноманітними квітками, суцвіттями та біохімічно різноманітними плодами. В нинішніх умовах при індивідуальній охороні біологічних видів та забезпеченні нормального функціонування екосистем також слід враховувати консорційні зв’язки між рослинним і тваринним світом, як у природних, так і в антропогенно-природних екосистемах.
Основне економічне значення рослинного світу – у продукуванні харчової, кормової та технічної сировини. Однак слід відзначити, що людина ще далеко не повністю освоїла для своїх потреб світовий генофонд рослин (використовується менше 1 % видового складу вищих рослин), практично не використовуються у промислових масштабах рослинні ресурси Світового океану та нижчих рослин.
Непряме значення рослинного світу (як екологічне, так і суспільно-корисне) полягає в його потенційній здатності підтримання екологічно збалансованого стану природних і окультурених ландшафтів, оптимізації життєвих умов суспільства, у можливості розв’язання різних біологічних та екологічних проблем у взаємовідносинах людини з природою.
Найбільш виразним екологічним проявом техногенного впливу людини на довкілля є активний процес денатуралізації природних ландшафтів. Він стає причиною кількісних і якісних змін у структурі рослинного покриву, які призводять до збіднення видового складу флори і фауни та порушення функцій природних екосистем. Площа повністю деградованих земель, так званих “белендів” (еродовані, засолені й заболочені землі, занедбані гірські розробки тощо) становить у світі близько 3 % площі суші. Така критична екологічна ситуація загрожує нормальному функціонуванню біосфери, оскільки знижує еволюційний потенціал живої речовини на Землі.
Структура природних ландшафтів та рослинного покриву змінюється і в Україні. Так, на Поліссі, територія якого 120 тис.км2 (19 % території України), природна рослинність збереглася на площі близько 50 % (лісом покрито лише 29 %). В лісостепу з площею 202 тис.км2 (41 % території України) природна рослинність займає 16 % території (13 % - ліси, 2 % - луки, 1 % - степові екосистеми і болота). У степовій зоні, що становить 40 % території, 80 % земель розорано, а лісистість складає тут лише 4 %. Степові фітоценози збереглися тут лише в заповідниках (Асканія-Нова, Кам’яні могили, Хомутовський степ), старих ярах, балках.
Такі зміни в структурі природних ландшафтів не могли не вплинути на видовий склад флори і фауни. За даними Світового фонду охорони дикої природи в середині 80-х років ХХ століття на плінті під загрозою зникнення було 14120 видів рослин. Найгірша фітосозологічна (фітосозологія – науковий напрям, що займається охороною фітогенофонду та фітоценофонду) ситуація склалася в індустріальних країнах Західної та Центральної Європи (в Англії зникло 1,1 % видів всієї флори, Бельгії – 4,5 %, Німеччині – 2,3 %, Чехії та Словаччині – 4,4, Угорщині – 1 %), в індустріальних районах України, яка завдяки сприятливому географічному положенню та різноманітним типам ландшафтів, а також гірських екосистем, відзначається багатою за видовим складом рослинністю. На території України відомо близько 400 ендемів та субендемів, які за її межами не ростуть або ж трапляються дуже рідко (ендеми – види, роди, поширення яких обмежене певною територією). Тому проблема охорони генофонду України має не лише національне, а й загальноєвропейське значення і вимагає спеціальних екологічних та організаційних заходів.
Причини раритетності рослин, тобто їх рідкісності, визначаються як природні та антропогенні (рис.8.2). Однак природні причини не є для них небезпечними, оскільки природні зміни відбуваються дуже повільно, а стихійні явища трапляються періодично. Значно не безпечнішими є антропогенні, зокрема, техногенні причини. Особливо загрозливими є хімічні і радіоактивні забруднення, які порушують генетичну структуру біологічних видів.
Дуже важливо з генетичної та народногосподарської точок зору зберегти диких родичів культурних рослин, які є цінним генофондом для покращення генетичної структури плодових дерев, сільськогосподарських рослин, які мають вузьку генетичну основу, низький імунітет до захворювань.
Залежно від стану рідкісних і зникаючих рослин та їхнього наукового і народногосподарського значення, визначаються сім фітосозологічних категорій (ФСК) рослин: І ФСК – види, які зникли з території країни, або про їх місцезнаходження немає достовірних даних; ІІ ФСК – види, включені в Червону книгу рослин Європи; ІІІ ФСК – дуже рідкісні і зникаючі вузько ендемічні та реліктові види, що знаходяться в критично загрозливому стані; ІУ ФСК – дуже рідкісні і зникаючі інші види рослин, що також знаходяться у критично загрозливому стані; У ФСК – рідкісні ендеми та релікти, що знаходяться у загрозливому стані; УІ ФСК – рідкісні дикі родичі культурних рослин та зникаючі цінні лікарські рослини; УІІ ФСК – решта рідкісних видів рослин, фітосозологічний статус поки що не з’ясований.
Природні
Антропогенні
Звичайні
Стихійні
Господарські
Техногенні
Фітоісторичні; Флорогенетичні; Хорологічні (вплива-ють на поширення диз’юнктивно-ареаль-них, погранично-аре-альних видів); Біологічні (біологічна специфіка виду, зни-жена вітальність його популяцій); Екстремальні екологічні умови збе-реження виду; Ценотичні (знижена ценотична стабіль-ність виду); |
|
Екстремальні кліматичні умовии (низькі темпера--тури, засухи, по--вені, пилові бурі); Природні піроген--ні; Лавинні; Біогенні (інвазія ентомошкідників, епіфітотії);
|
|
Сельбіщні; Пасторальні; Агрикультурні; Пірогенні; Ексцизійні (рубка лісу); Урбанізація; Зміна гідрологічного режиму; Монокультурне господарство; Антропогенна зміна видового складу флори; Рекреаційний прес; |
|
Геохімічні (ки-слі дощі, емісії промислових підприємств); Геофізичні (пилове і радіо-активне та інші види забруд-нення); Індустріальний вплив (руйнування біотопів); Беллоїдний вплив (зв’яза-ний з воєнними діями) |
Рис.8.2. Причини, що зумовлюють раритетність
та загрозливий стан популяцій рослин
Кожна із названих фітосозологічних категорій вимагає спеціальних превентивних та прямих заходів охорони (рис.8.3).
Правова охорона рослинності здійснюється у відповідності з прийнятим у 1999 році Законі України “Про рослинний світ”.