Длительные экологические опыты* или размышления о будущем – таком, каким оно видится (туманно) из прошлого

Global Change Biology (2009) 15, 2770–2778, doi: 10.1111/j.1365-2486.2009.01971.x Длительные экологические опыты* или размышления о будущем – таком, каким оно видится (туманно) из прошлого Генри Янцен Департамент сельского хозяйства и продовольствия Канады H. H. JANZEN Agriculture and Agri-Food Canada, Lethbridge, AB, Canada T1J 4B1 Краткая аннотация Длительные экологические опыты – это участки особой тишины, где мы, люди, можем остановиться, приложить ухо к земле и прислушаться к ее еле различимому пульсу. Нам будут нужны такие опыты, особенно в ближайшие десятилетия, когда экосистемы планеты начнут испытывать все возрастающее воздействие неблагоприятных факторов, в основном, по вине человека. Цель, преследуемая мною в нижеприведенных размышлениях – с помощью семи вопросов завязать с читателем разговор о том, как лучше всего оградить такие «опыты тишины» от вреда, сберечь их сегодняшнюю целостность и значимость, с тем, чтобы передать всю мудрость природы, хранимую ими, нашим будущим потомкам. H. H. Janzen: Long-term ecological sites: musings on the future, as seen (dimly) from the past. Статья получена журналом «Global Change Biology» 29 октября 2008 г.; последняя редакция получена 2 февраля 2009 г. и принята к публикации 3 февраля 2009 г. Ключевые слова для поиска по базе данных журнала: ecosystems, ecosystem services, global change, long-term. * В оригинале имеется в виду земельный участок, в границах которого заложен полевой опыт, что допускает возможность модификации во времени проводимого эксперимента. Тем не менее, в связи с отсутствием сходного специального термина в русском языке, здесь и далее перевод “site” дан как “опыт”. Сходным образом формулировки других агрохимических терминов в тексте приведены в такой форме, чтобы обеспечить точность определения. (Прим. Редактора). Введение Как я сейчас понимаю, мой интерес к теме длительных экологических опытов возник не сразу. Когда я еще только начинал карьеру исследователя в Леттбридже1, мне, как молодому сотруднику, было поручено работать исполнителем на заложенном еще в 1911 г. опыте с севооборотами под названием «Rotation ABC» (см. Рис. 1). Эти сохранившиеся из прошлого участки казались мне, новоиспеченному кандидату наук, грубым и недостойным объектом для перспективного ученого, стремившегося к самым передовым рубежам науки. Лишь со временем, научившим меня должному смирению, ко мне пришло понимание того, с каким бесценным сокровищем я тогда работал – пусть небезупречным, примитивным, но все же сокровищем. Полагаю, что то откровение, которое я испытал, все чаще и чаще постигает теперь других: пока еще только брезжащее вдали осознание того, что человеку не выжить без таких опытов – разбросанных по всей нашей планете среди пашен, лугов, пастбищ, лесов… Задумывая эту статью, я задался целью поразмыслить над будущим этих мест – длительных экологических опытов, – где бы они ни находились. Точнее, заглянуть в наше собственное будущее, на два поколения вперед, и попытаться ответить на вопрос: Что на месте этих живых, дышащих уголков природы откроется взгляду исследователей середины 21 века? Чем, получив в наследие эти земли в далеком 2050 г., помянут они нас, забытых ученых начала столетия? Поблагодарят ли за то, что мы сделали – или оставили несделанным – или с сожалением констатируют непоправимые ошибки? Написанием этой статьи я обязан смиренному принятию того незыблемого факта, что будущее любой экосистемы заложено в ее истории. Как писал поэт: «Что должны мы будущему?/ Прошлое, то вековое знание,/ в котором мощь грядущего на смену2» (Berry, 1987). Предстоящие перемены Но прежде чем вплотную заняться тем, что будет с длительными экологическими опытами через сорок лет, для начала придется ответить на следующий вопрос: А как вообще будет выглядеть мир в середине 21 века? Ведь чтобы с наибольшей пользой передать эти земли нашим потомкам, неплохо было бы представлять, в каком мире они будут жить. Предсказывать будущее – коварная задача, и точных ответов тут ждать не приходится. Однако одно можно утверждать смело: та Земля, которую будут населять наши внуки и правнуки в середине 21 века, будет сильно отличаться от той Земли, на которой живем мы. Мы находимся в самом горниле бурных глобальных пертурбаций; потрясения, всколыхнувшие нашу планету в последние несколько десятков лет, не сравнимы ни с чем, что наблюдало человечество за всю известную историю (Moore, 2002; MEA, 2005); те, что маячат впереди, могут принести с собой перемены еще большего масштаба (Diamond, 2005; Steffen et al., 2007; Chapin et al., 2008). Часто, первое, что приходит нам в голову, когда мы думаем о глобальных изменениях – это то, как они воздействуют на атмосферу, и как страдает от этих нарушений климат планеты. Конечно, надвигающийся климатический кризис не сулит нам ничего хорошего, и тревога оправдана. Но ведь меняется не только воздух – меняется и земля (Ruddiman, 2005). Преобразования, которые испытали в результате человеческой деятельности экосистемы Земли всего за несколько последних десятилетий, оказались более радикальными и более всеохватывающими, чем когда-либо ранее (Keys & McConnell, 2005; Bennett & Balvanera, 2007), частично, ввиду необходимости обеспечить пропитание все возрастающему числу жителей планеты. Например, только за минувшие сорок лет урожаи злаков увеличились примерно вдвое, а производство мяса – в три раза (FAOSTAT, 2008), что не замедлило сказаться на почвенно-растительном покрове. Эффект от этих изменений останется надолго, да и сам процесс далек от завершения. Растущее население и его растущие аппетиты уже к 2050 году приведут к резкому подъему спроса на продукты питания (MEA, 2005, p. 105; Borlaug, 2007; Glenn et al., 2008; Miller, 2008). Удовлетворить нужды человечества становится все труднее, о чем свидетельствует беспокойство по поводу возникающих перебоев с продовольствием, между тем и без того уязвимые экосистемы подвергаются все большему стрессу (Richter et al., 2007). Но пищевые продукты – лишь один из ресурсов, нехватки которых можно ожидать через сорок лет. Человечество будет нуждаться в большем количестве питьевой воды и топлива, в более благополучной среде обитания для безопасного существования животного мира и исчезающих растительных видов, в широких просторах живой природы, на лоне которой мы могли бы забыться в далеких от быта грезах… Все это, и многое другое, может нам дать только земля – крепкая, богатая жизненными соками земля. И если мы хотим сохранить ее для тех, кто будет жить через сорок лет после нас, мы должны возродить нашу связь с нею – вернуть почти потерянное родство между человеком и землей, на которой он обитает. Рис. 1 Аэроснимок богарного опыта с севооборотами, заложенного в Леттбридже, провинция Альберта, в 1911 году. Эти участки входили в состав земель, обрабатываемых в порядке масштабного проекта, запущенного почти сразу после первоначального возделывания естественных кормовых угодий. Возможно, толчок к развитию проекта дали длительные опыты Ротамстеда (Rothamsted)3, Великобритания. Впрочем, спустя несколько десятилетий большая часть участков в Леттбридже была заброшена. В архивах остались подробные данные наблюдений и почвенные образцы, собиравшиеся еще с 1910 года. (Более детальное описание леттбриджских севооборотов и их недостатков можно найти в Janzen (1995, 2001, 2005)). Glasby (2002) высказывает предположение, что «21 век станет определяющим периодом в истории [нашей] жизни на этой планете». Находясь на пороге грядущих испытаний, что можем мы узнать, присмотревшись к длительным экологическим опытам? Что предложат они нам, стоящим перед лицом сокрушительных ударов от возмущенной бешеным вихрем перемен биосферы? Если говорить просто, длительные экологические опыты могут дать нам нечто самое ценное, нечто незаменимое: Временнỳю перспективу. Любые важные перемены, по определению, наступают не сразу. А в экосистемах изменения часто происходят очень медленно, почти неуловимо, так что измерить их становится возможным только по прошествии большого периода времени. У экологов принято говорить о так называемом «долгом настоящем» («long now») (Carpenter, 2002); под этим подразумевается, что корни того «настоящего», которое мы наблюдаем сегодня, уходят глубоко в историю, в то время как ветви его тянутся далеко в будущее. Длительные экологические опыты – это своеобразное окно, позволяющее нам взглянуть на «долгое настоящее». Без этого окна, без перспективы, открывающейся из него нашему пристальному и внимательному взгляду, как удастся нам уловить медленное и едва уловимое прикосновение времени? Как нам увидеть, развиваются и крепнут ли наши экосистемы – или постепенно уходят в небытие? Как за «непредсказуемыми движениями одного суетного мгновения» разглядеть «широкое полотно, рисуемое кистью совсем другого масштаба» (Gould, 1998)? Экология, как и исторический анализ, дала нам достаточно опыта, чтобы понимать: «В конечном итоге, права всегда перспектива» (Braudel, 1949). Общий принцип Итак, каким же образом мы могли бы лучше всего использовать наши длительные экологические опыты и исследовать, хотя бы на ощупь, то самое «долгое настоящее» – иными словами, узнать «отрезвляющую науку будущего» (Ackermann, 1967)? Приглашая в это путешествие, я предлагаю нам всем поразмыслить над семью вопросами. У некоторых из них пока нет ответов – по крайней мере, я не претендую на то, чтобы знать их, – но начать мы можем хотя бы с того, чтобы сформулировать основные проблемы (Orr, 2006). Рис. 2 Число функций, выполняемых экосистемами и рассматриваемых как критерии при изучении длительных экологических опытов. Этот гипотетический пример имеет основное приложение для сельскохозяйственных земель, однако, похожие графики могут быть использованы для участков в большинстве биомов. Я выдвигаю следующий обобщающий принцип для организации наших рассуждений, а именно, понятие «задач», выполняемых экосистемами – «говоря коротко, неких функций, которые обеспечивают чистый воздух и чистую воду, зеленую землю и баланс живых существ; функций, которые позволяют человеку получать пропитание, волокно, энергию и все то, что необходимо для удовлетворения материальных нужд и выживания» (Westman, 1977). У подобной концепции есть несколько преимуществ. Во-первых, таким образом мы сможем позволить себе не концентрироваться на узких областях знания, изучаемых отдельными обособленными дисциплинами, и не рассматривать вопросы под каким-то одним углом зрения. Мы многого ожидаем от наших экосистем; они не только поддерживают наше физическое существование, но также питают наш разум и дух (Daily, 1997). Следовательно, чтобы постичь всю ценность наших экосистем и иметь возможность следить за их жизнеспособностью, мы должны принимать во внимание всю совокупность выполняемых ими функций. Во-вторых, такая концепция заставляет нас быть честными с самим собой и не забывать о тех компромиссах, на которые нам иногда приходится идти – например, увеличивая нагрузку на одну из функций (скажем, получение пищи), мы должны держать в голове вероятность того, что придется пожертвовать чем-то другим (допустим, средой обитания диких животных и растений). И в-третьих, понятие задач экосистем не ограничивается лишь каким-то одним из биомов – эта концепция распространяется равно как на луга и болота, так и на леса и сельскохозяйственные предприятия, что дает возможность лесникам говорить на одном языке с фермерами, а зоологам – с экологами, изучающими луговые угодья. Мы лишь недавно напрямую задумались о длительных экологических опытах с точки зрения функций, выполняемых экосистемами. Но оглядываясь назад, мы видим, что, похоже, уже давно – хотя, возможно, и неосознанно – наблюдали за все большим числом функций экосистем в наших исследованиях этих опытов (см. Рис. 2). А теперь – к вопросам… Вопрос №1: Можем ли мы найти более точные параметры определения здоровья экосистемы? Почти сто лет назад, в книге «Святая земля»4, Bailey (1915) выражал беспокойство по поводу того, что «Мы почти разучились слушать; так велик и так непрестанен шум, что маленькие голоса теряются в нем, и наши уши не слышат их более». Недавно похожую мысль высказал Berry (1988): «То, что от нас требуется – это способность услышать, что говорит нам земля».5 А Moore (2002) сформулировал эту озабоченность в виде вопроса: «Что сейчас говорят нам небо, земля и море? И слышим ли мы их?» Длительные экологические опыты – это опыты особой тишины, (Janzen, 2007), где мы, остановившись в послушном внимании, можем приложить ухо к земле и прислушаться к ее пульсу. Но что именно мы надеемся услышать? Одним из самых очевидных «признаков жизни» (Orr, 1992, p 93; Keeling, 2008) – показателей жизнедеятельности экосистемы – являются колебания в запасах углерода, которые отражают количество сохраняемой солнечной энергии. Та экосистема, которая «набирает» углерод – это живая, развивающаяся экосистема; та, что теряет его – теряет и жизненные силы (Janzen, 2005). Этот показатель, возможно, наиболее важен, поскольку, в исторической перспективе, мы не всегда разумно относились к углероду. Более того, «именно наша неспособность правильно распорядиться углеродом угрожает всему будущему человечества» (Orr, 2007). Другими подобными «признаками жизни» могут быть потоки и запасы азота. Есть определенные основания говорить, что вмешательство человека в азотный баланс, в глобальном масштабе, сравнимо с воздействием, оказываемым на содержание углерода (Smil, 2002, p 248). А ведь уровень азота очень тесно связан со многими различными функциями экосистем – производством пищи, энергии, биомассы – и непосредственно связан с показателями чистоты воздуха, воды и почв (Erisman & Sutton, 2008; Galloway et al., 2008). Мы уже научились легко распознавать и измерять эти сигналы, но можно ли «настроить аппаратуру» так, чтобы слышать их более отчетливо? Или, что даже еще более важно, может быть, мы могли бы придумать новые способы уловить эти сигналы, разработать новые параметры для оценки здоровья экосистем? Есть ли они, эти новые приборы – новые методы в биологии, новые сенсоры, новые подходы в математике, – которые могли бы помочь нам услышать тихий шелест тех маленьких голосов, что наше ухо не улавливало раньше? Вопрос №2: Можем ли мы измерять показатели экологического здоровья глобально? Воздействие, которому подвергается биосфера, – явление глобальное. Чтобы понять, как оно происходит, нам нужно взглянуть на всю большую картину, а не на отдельные разбросанные фрагменты, выбрать достаточно удаленный пункт наблюдения, чтобы увидеть просторы нашей планеты во всей их целокупности (Gruber et al., 2004). «В этой великой цепи причины и следствия», сказал Von Humboldt (1807; cited by Nicolson, 1987), «ничто нельзя рассматривать в отрыве от другого».6 «[Н]и один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится. Все эти организмы неразрывно и непрерывно связаны…» (Vernadsky, 1945)7. И все же раны, наносимые биосфере, – это «точечные удары», сражающие одно поле за другим, дерево за деревом, родник за родником (Eldredge, 1995; Foley et al., 2005). И увидеть и почувствовать, как переносит эти удары земля, можно только находясь рядом с нею – в конкретном месте, в конкретный момент времени. Так как же нам разрешить эту дилемму – как распознать глобальную динамику, изучая локальные изменения? Ответ, по-видимому, заключается в том, чтобы отслеживать показатели здоровой жизнедеятельности во многих местах одновременно, а затем «сплетать» разрозненные ниточки информации воедино, в одно цельное, глобальное полотно (Автор неизвестен, 2007; Nisbet, 2007). Таким образом, длительные экологические опыты – «места особой тишины» – будут для нас чем-то вроде разноцветных лоскутков, смысл которых будет сокрыт, пока мы не сошьем их в один пестрый ковер, и тогда рисунок станет понятным, как только мы взглянем на него с расстояния. Все это хорошо теоретически, но как достичь этого в реальности? Вот несколько возможных способов, некоторые из которых уже применяются на практике: Создание общедоступных баз данных. Массивы данных, выкладываемых для просмотра в сети Интернет (e.g., Smith et al., 2002; Richter et al., 2008), позволяют пользователям изучать глобальную динамику. Объединение данных также поможет обнаруживать пробелы – недостаток информации по отдельным опытам – в общей картине текущей динамики. Сбор образцов для общедоступных архивов. После создания такой «библиотеки» специалисты смогут извлекать подмножества образцов для углубленного анализа по всему спектру изучаемых опытов. Принятие унифицированных протоколов для сбора образцов. Если не ради себя, то хотя бы ради потомков, которые пойдут по нашим стопам через сорок лет, могли бы мы договориться об общих для всех принципах отбора и хранения проб и ведения записей по сопутствующим данным, с тем, чтобы избежать существующего на сегодняшний день головокружительного разнообразия в работе с образцами, являющегося результатом личных предпочтений исследователей? Проведение совместных исследований сразу по целым сериям опытов. Например, мы могли бы осуществлять одновременные исследования на основе взятия проб на нескольких опытах; исследования по разложению органических отходов с помощью 13С; исследования по содержанию азота, с применением 15N; или проводить микрополевые опыты с монолитами различных почв? Постановка вопросов, одновременно касающихся нескольких опытов. Например, рассматривая сразу целую серию длительных опытов, мы могли бы обсуждать проблемы «вынужденных компромиссов», , возникающие перед нами, таких как «утечка выбросов»8 (Lee et al., 2007) и «выделенное землепользование»9 (Balmford et al., 2005; Green et al., 2005; Fischer et al., 2008), в тех случаях, когда практика, применяемая в пределах одного земельного участка, способна оказать воздействие на благополучие другого, находящегося, возможно, вообще на другом конце света. Движение к таким целям, охватывающим сразу несколько длительных опытов, вряд ли обойдется без препятствий, одним из которых может стать вполне объяснимое царствующими в академических кругах мотивами конкуренции нежелание ученых делиться своими находками, образцами, призрачными перспективами славы. Но совместные цели могут принести щедрые плоды: Они покажут, как взаимосвязаны все экосистемы; они подтолкнут нас к смирению, доказав нам, как мало мы знаем об экосистемах, существующих вдали от нас (и может быть, даже о тех, что находятся рядом с нами); и, сопровождая нас на дорогах невежества, выведут, наконец, к познанию.

Похожие:

	Листы дневника Великими Законами Космоса. Его очерки это размышления о прошлом, настоящем и будущем человечества. Философское наследие Н. К. Рериха...		П. А. Красовский в своей статье в журнале «Экономика и право», №1... Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...
	Паронимы слова одной и той же части речи, обычно однокоренные, близкие... Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Что ожидает каждого учителя на уроке? Каким ему видится урок? Прохождения ли программного материала при абсолютной тишине и повиновении...
	Домашнее задание Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...		Подлежащее, сказуемое Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...
	Доминанты в сочинительной конструкции Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...		Например: осень-осенний Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...
	Цель: решите задачу и определите цель урока Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...		Панина Елена Валерьевна, учитель русского языка и литературы Цели урок Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...
	Программа работы по преодолению нарушений письма у младших школьников... Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...		Удк 811. 512. 145′ 367 Мирсиапова Л. Р. Синтаксические особенности обобщающих слов Но каким бы оно ни было, утро вселяет в человека самые радужные, светлые надежды. Каждое утро – это что-то новое, неразгаданное,...
	Стихи Эта профессия вечная. Как бы ни менялось общество, как бы далеко ни уходило оно в своем развитии, без учителя оно никогда не обойдется....		Реферат Размышления о насущном Размышления о насущном всегда актуальны. Размышления о насущном ─ «лекарство против морщин»
	Елена Калашникова Встреча в тереме Солнца и Луны или астроэкологические... Калашникова Е. «Встреча в тереме Солнца и Луны, или астроэкологические размышления о солнечном затмении 11 августа 1999 года. Книга...		Реферат Предмет География Ученики, получившие определенные экологические представления, будут бережнее относиться к природе. В будущем это может повлиять на...