Дефаунизация
Дефаунизация — это глобальное, локальное или функциональное исчезновение популяций или видов животных из экологических сообществ[1]. Рост в сочетании с развитием технологий добычи привёл к более интенсивной и эффективной эксплуатации окружающей среды[2]. Это привело к истощению крупных позвоночных в экосистемах, что получило название «пустой лес»[3][2][4]. Дефаунизация отличается от вымирания: она включает как исчезновение видов, так и сокращение их численности[5]. Впервые эффекты дефаунизации были обозначены на симпозиуме по взаимодействию растений и животных в Университете Кампинаса (Бразилия) в 1988 году в контексте неотропических лесов[6]. С тех пор термин получил широкое распространение в биологии охраны природы как глобальное явление.[1][6]
По оценкам, за последние 40 лет было утрачено более 50 % всей дикой природы[7]. В 2016 году было подсчитано, что к 2020 году будет утрачено 68 % мировой дикой природы[8]. В Южной Америке потери оцениваются в 70 %[9]. Исследование 2021 года показало, что только около 3 % поверхности суши планеты остаются экологически и фаунно нетронутыми, с устойчивыми популяциями местных видов животных и минимальным человеческим воздействием[10][11].
В ноябре 2017 года более 15 000 учёных со всего мира опубликовали второе предупреждение человечеству, в котором, среди прочего, призвали к разработке и внедрению мер по прекращению «дефаунизации, кризиса браконьерства и эксплуатации и торговли исчезающими видами»[12].
Движущие силы
Чрезмерная эксплуатация
Интенсивная охота и сбор животных угрожают исчезновению позвоночных по всему миру[13][2]. Охотничьи позвоночные считаются ценным ресурсом тропических лесов и саванн. В бразильской Амазонии ежегодно убивают 23 миллиона позвоночных[14]; крупные приматы, тапиры, белобородые пекари, гигантские броненосцы и черепахи — одни из наиболее чувствительных к добыче животных[15]. Чрезмерная охота может сократить местную популяцию таких видов более чем наполовину, а также снизить плотность популяции. Популяции, находящиеся ближе к деревням, значительно больше подвержены истощению[15]. Численность местных охотничьих видов снижается по мере увеличения плотности поселений, таких как деревни[16].
Охота и браконьерство могут привести к локальному сокращению численности или исчезновению некоторых видов[18]. Большинство затронутых видов испытывают давление сразу из нескольких источников, однако научное сообщество до сих пор не до конца понимает сложность этих взаимодействий и их обратные связи[1][19].
В одном исследовании в Панаме была обнаружена обратная зависимость между интенсивностью браконьерства и численностью 9 из 11 изученных видов млекопитающих[20]. Кроме того, предпочитаемые охотничьи виды испытывали более сильное сокращение численности и большую пространственную изменчивость.[20]
Разрушение и фрагментация среды обитания
Рост численности населения приводит к изменению землепользования, что может привести к фрагментации, изменению или уничтожению природных мест обитания[2]. Крупные млекопитающие часто более уязвимы к вымиранию, чем мелкие животные, поскольку им требуется большая территория, и они сильнее страдают от последствий обезлесения. Крупные виды, такие как слоны, носороги, крупные приматы, тапиры и пекари, первыми исчезают во фрагментированных дождевых лесах.[21]
В исследовании из Амазонии (Эквадор) были проанализированы два подхода к управлению нефтяными дорогами и их влияние на местные сообщества животных. Вдоль дороги со свободным доступом леса были вырублены и фрагментированы, а на участке с контролируемым доступом — минимально нарушены. Вдоль первой дороги было обнаружено меньше видов, а плотность животных была почти на 80 % ниже, чем на втором участке[22]. Это говорит о том, что нарушения влияют на готовность и способность животных перемещаться между участками.
Фрагментация снижает численность популяций и увеличивает риск вымирания при уменьшении площади оставшейся среды обитания[23]. Чем больше неразделённая территория, тем больше местообитаний для разнообразных видов. Крупные участки также могут поддерживать больше видов с большими территориями. Однако при уменьшении размера участка увеличивается число изолированных фрагментов, которые могут оставаться незанятыми местной фауной. Если это продолжается, виды могут исчезнуть в данной местности[23].
В исследовании обезлесения в Амазонии рассматривались два типа фрагментации среды обитания: «рыбья кость» на мелких участках и другой, безымянный, на крупных. Крупные участки содержали меньше фрагментов, чем мелкие с рисунком рыбьей кости. Результаты показали, что более высокая степень фрагментации в рыбьей кости приводит к утрате видов и снижению разнообразия крупных позвоночных[24]. Влияние человека, такое как фрагментация лесов, может привести к утрате способности поддерживать биоразнообразие и экосистемные функции из-за потери ключевых экологических процессов[25]. Это может привести к изменениям в среде и смещению эволюционных процессов[6].
В Северной Америке популяции диких птиц сократились на 29 %, или примерно на три миллиарда, с 1970 года, в основном из-за антропогенных причин, таких как утрата среды обитания для нужд человека, широкое применение неоникотиноидных инсектицидов и распространение домашних кошек, свободно гуляющих на улице.[26]
Инвазивные виды
Влияние человека, такое как колонизация и сельское хозяйство, привело к распространению видов за пределы их естественных ареалов[2]. Фрагментация также оказывает каскадные эффекты на местные виды, помимо сокращения среды и ресурсов; она делает территории уязвимыми для вторжения чужеродных видов. Инвазивные виды могут вытеснять или поедать местные виды, а также изменять среду так, что местные виды больше не могут выживать.[2][22][27]
Среди вымерших видов животных, для которых известна причина вымирания, более 50 % пострадали от инвазивных видов. Для 20 % вымерших видов инвазивные виды — единственная зафиксированная причина исчезновения. Инвазивные виды — вторая по значимости причина вымирания млекопитающих[28].
Глобальные закономерности
Тропические регионы наиболее подвержены дефаунизации[1][2][6]. К ним относятся Бразильская Амазония, бассейн Конго в Центральной Африке и Индонезия, где наблюдаются самые высокие темпы чрезмерной эксплуатации и деградации среды обитания.[5] Однако причины различны, и регионы с одной группой исчезающих видов (например, птицы) не обязательно совпадают с регионами, где исчезают другие группы (млекопитающие, насекомые, амфибии)[29].
Обезлесение в бразильской Амазонии приводит к фрагментации среды обитания и чрезмерной эксплуатации. Охотничье давление в амазонских лесах усилилось с переходом от традиционных методов охоты к современному оружию, например, дробовикам[2][30]. Дороги, построенные для добычи полезных ископаемых и лесозаготовок, фрагментируют лесной ландшафт и позволяют охотникам проникать в ранее нетронутые районы[30]. Торговля мясом диких животных в Центральной Африке стимулирует чрезмерную эксплуатацию местной фауны[2]. В Индонезии наибольшее число исчезающих видов животных в мире.[31] Международная торговля дикими животными, а также масштабные лесозаготовки, добыча полезных ископаемых и сельское хозяйство приводят к сокращению и исчезновению многих видов[31].
Экологические последствия
Генетические потери
Инбридинг и утрата генетического разнообразия часто происходят в популяциях исчезающих видов, поскольку их численность мала и/или сокращается. Потеря генетического разнообразия снижает способность популяции адаптироваться к изменениям среды и может привести к гомогенности особей. В этом случае животные становятся более уязвимыми к болезням и другим воздействиям, нацеленным на определённый геном. Без генетического разнообразия одна болезнь может уничтожить целый вид. Инбридинг снижает воспроизводство и выживаемость. Считается, что эти генетические факторы способствуют риску вымирания у исчезающих видов[32].
Распространение семян
Влияние на растения и структуру леса
Последствия дефаунизации могут затронуть растительные сообщества. Существуют три не взаимоисключающих вывода о последствиях для растительных сообществ тропических лесов:
- Если агенты распространения семян становятся объектом охоты, эффективность и объём распространения семян для этих видов растений снижаются[6][33]
- Видовой состав сеянцев и саженцев изменяется под влиянием охоты[6]
- Селективная охота на средних/крупных животных вместо мелких приводит к изменению структуры хищничества на семена, с акцентом на более мелкие семена[6][34]
Недавнее исследование анализировало плотность и состав сеянцев в двух районах — Лос-Тукстлас и Монтес-Асулес. В Лос-Тукстлас, где влияние человека выше, плотность сеянцев была выше, а среднее число видов — меньше, чем в другом районе. Результаты показывают, что отсутствие позвоночных-распространителей семян может изменить структуру и разнообразие лесов[35]. В результате растительное сообщество, зависящее от животных для распространения семян, может иметь изменённое биоразнообразие, доминирование, выживаемость, демографию, пространственную и генетическую структуру[36].
Браконьерство, вероятно, изменяет состав растений, поскольку взаимодействие между охотничьими и растительными видами различается по силе. Некоторые охотничьи виды сильно, слабо или вовсе не взаимодействуют с определёнными растениями. Изменение видового состава растений, скорее всего, связано с тем, что суммарный эффект удаления охотничьих видов различается для разных растений[20].
Влияние на мелких распространителей семян и хищников
По мере утраты крупных позвоночных из сетей распространения семян мелкие распространители (летучие мыши, птицы, жуки-навозники) и хищники семян (грызуны) также страдают. Дефаунизация приводит к снижению видового разнообразия.[37][38] Это связано с ослаблением конкуренции: мелкие виды обычно конкурируют с крупными позвоночными за пищу и другие ресурсы. По мере дефаунизации доминирующие мелкие виды вытесняют другие схожие виды, что приводит к общему снижению разнообразия[34]. Утрата видового разнообразия отражает более широкую утрату биоразнообразия, что влияет на поддержание экосистемных услуг.[2]
Качество физической среды также может ухудшаться. Птицы и летучие мыши (многие из которых — мелкие распространители семян) зависят от mineral licks как источника натрия, который отсутствует в их рационе. В дефаунизированных районах западной Амазонии такие места сильнее заросли растительностью и имеют меньшую доступность воды. Летучие мыши значительно реже посещают эти деградированные участки.[30] Деградация таких участков негативно сказывается на здоровье и размножении популяций летучих мышей[30].
Дефаунизация также негативно влияет на сети распространения семян. В западной Амазонии птицы и летучие мыши имеют разные рационы и формируют отдельные гильдии в сети.[39] Предполагается, что крупные позвоночные, являясь всеядными, соединяют разные гильдии, создавая устойчивую устойчивую сеть. Дефаунизация приводит к высоко модульной сети, где специализированные фруктиворы становятся основными связующими узлами[39].
Пищевые сети
Согласно исследованию 2022 года, опубликованному в журнале Science, связи в наземных пищевых сетях млекопитающих сократились на 53 % за последние 130 000 лет в результате роста человеческой популяции и сопутствующей дефаунизации[40].
Экосистемные услуги
Изменения в динамике хищничества, поедании и распространении семян, удалении падали, экскрементов, вытаптывании растительности и других экосистемных процессах в результате дефаунизации могут влиять на поддерживающие и регулирующие экосистемные услуги, такие как круговорот питательных веществ и разложение, опыление сельскохозяйственных культур, контроль вредителей и качество воды[1].
Охрана природы
Меры против дефаунизации включают экодуки[41]. и прибрежные коридоры[42]. Оба эти механизма известны как переходы для диких животных. Экодуки специально предназначены для защиты многих видов животных от дорог[41]. Они широко используются в разных странах и доказали свою эффективность в сохранении видов и восстановлении связности лесов[41]. Экодуки выглядят как мосты, покрытые лесом, которые пересекают дороги, подобно пешеходным мостам для людей, позволяя животным мигрировать с одной стороны леса на другую, если дорога разорвала исходную связность[41]. В исследовании Пелла и Джонса, посвящённом использованию этих коридоров птицами в Австралии, было показано, что многие птицы действительно используют эти коридоры для перемещения, хотя не проводят в них много времени.[41] Прибрежные коридоры аналогичны экодукам, но располагаются на ровной поверхности, а не на мостах, и также служат связующими «мостами» между фрагментированными участками леса. В одном исследовании была установлена связь между коридорами, средой обитания птиц и распространением семян.[42]. Выводы этого исследования показали, что некоторые виды птиц сильно зависят от таких коридоров как связующих между лесами, поскольку перелёт через открытые пространства нежелателен для многих видов[42]. В целом оба исследования согласны, что для поддержания здоровья лесных экосистем необходима связность между фрагментами, и что такие меры действительно эффективны[41][42].
Морская дефаунизация
Дефаунизация в океане началась позже и протекает менее интенсивно, чем на суше. Относительно небольшое число морских видов было полностью истреблено. Однако многие виды подверглись локальному, экологическому и коммерческому исчезновению.[43]. Большинство крупных морских животных всё ещё существуют, так что размерный состав глобальных сообществ изменился мало с плейстоцена, но средний размер особей уменьшился, а перелов привёл к снижению генетического разнообразия. Большинство вымираний и сокращений численности до сих пор вызваны чрезмерной эксплуатацией человеком[44].
Перелов сократил популяции океанических акул и скатов на 71 % с 1970 года, причём более трёх четвертей видов находятся под угрозой исчезновения[45][46].
Последствия
Морская дефаунизация оказывает широкий спектр воздействий на структуру и функции экосистем. Утрата животных может иметь как нисходящие (каскадные), так и восходящие эффекты[47][48], а также последствия для биогеохимических циклов и стабильности экосистем.
Две из важнейших экосистемных услуг, находящихся под угрозой из-за морской дефаунизации, — это обеспечение продовольствием и защита побережий от штормов[43].
Примечания
Литература
- Benítez-López, A.; Alkemade, R.; Schipper, A. M.; Ingram, D. J.; Verweij, P. A.; Eikelboom, J. A. J.; Huijbregts, M. A. J. (2017-04-14). “The impact of hunting on tropical mammal and bird populations” (PDF). Science. 356 (6334): 180—83. Bibcode:2017Sci...356..180B. DOI:10.1126/science.aaj1891. HDL:1874/349694. S2CID 19603093.
- Finn, Catherine; Grattarola, Florencia; Pincheira-Donoso, Daniel (2023). “More losers than winners: investigating Anthropocene defaunation through the diversity of population trends”. Biological Reviews. 98 (5): 1732—1748. DOI:10.1111/brv.12974.
- Fricke, Evan C; Ordonez, Alejandro; Rogers, Haldre S; Svenning, Jens-Christian (2022). “The effects of defaunation on plants' capacity to track climate change”. Science. 375 (6577): 210—214. Bibcode:2022Sci...375..210F. DOI:10.1126/science.abk3510. S2CID 245933147.
- Young, Hillary S.; McCauley, Douglas J.; Galetti, Mauro; Dirzo, Rodolfo (2016). “Patterns, Causes, and Consequences of Anthropocene Defaunation”. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 47: 333—358. DOI:10.1146/annurev-ecolsys-112414-054142.
Ссылки
- Mongobay.com: «Дефаунизация, как и обезлесение, угрожает глобальному биоразнообразию: интервью с Родольфо Дирзо» (архивировано 13 июля 2009)