Классическая экология


Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Редкий общественный или политический деятель обходится без слова «экология», включить его в лексикон стало делом чести.

В СМИ (что это такое?) и в социальных сетях часто дискутируют на тему «плохой экологии». Ультрамодное словечко разобрали на запчасти: его фрагмент «эко» широко и порой бесцеремонно используется повсюду. Экокожа, экосреда, экопродукт…

В общем, туману напущено много, и единственная возможность выбраться из него – выяснить, что такое экология, без стереотипов (что это?) и домыслов.

Экология — это…

Когда речь заходит об экологии, бросается в глаза смешение понятий и неразбериха. Обычно так обозначают состояние окружающей среды («плохая экология»), а образ эколога ассоциируется с чудаком в зеленых одеждах, борющимся за спасение столетнего дуба.

Слово «экология» греческого происхождения: οἶκος означает «жилище», «дом», «имущество», λόγος — «понятие», «учение». Оно вошло в обиход в 1866 году с легкой руки немецкого биолога Эрнста Геккеля, впервые появившись в книге «Общая морфология организмов».

Исходя из дословного перевода, экология – это учение о доме, но доме особом. Под ним подразумевается целая планета, мир и отдельные его части (образно говоря, «комнаты»). Если выражаться научным языком – надорганизменные структуры. К ним относятся:


  1. популяции (сообщества особей одного вида с единым генофондом, занимающие единую территорию);
  2. биоценозы (системы популяций);
  3. биогеоценозы (образованы биоценозами и неживыми (абиотическими) факторами среды обитания);
  4. биосфера (объединение биогеоценозов, взаимодействующих между собой и с окружающей средой).

«Учение о доме» выросло из биологии. О существовании закономерностей во взаимодействии живых организмов друг с другом и с окружающей средой люди заметили еще в древности. В те времена биология являлась частью философии.

Первыми учеными-экологами справедливо считают Аристотеля, Теофаста и Плиния Старшего, затрагивавших в своих трудах взаимосвязь жизни животных и средой их обитания. Эта же тема прослеживается на страницах «Рамаяны» и «Махабхараты», которые трудно назвать экологическими альманахами – но все же!

Когда появилась биология, экология долгое время воспринималась как ее часть.

К формированию этой науки в классическом понимании приложили руку многие ученые: Чарльз Дарвин, Юлиус Майер, Фредерик Клементс, Артур Тэнсли, Николай Северцов, Климент Тимирязев, т.д. Как самостоятельная наука экология сформировалась в начале XX века.


С 1950-х начался новый этап в развитии экологии. Из несамостоятельной дисциплины она трансформировалась в междисциплинарную науку. Ее идеи сегодня выходят далеко за пределы естествознания и носят мировоззренческий характер.

Современная экология — это интегрированная наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.

Это динамичная область знаний, изучающая не только физические и биологические явления. Она является мостом, соединяющим естественные и общественные науки.

Классическая экология

Законы экологии и что она изучает

Под модным термином, суть которого представляется большинству чем-то абстрактным, скрывается логичная наука, базирующаяся на законах.

Этот «экологический кодекс» при внимательном изучении поможет осознать, что изучает экология и чем она особенна.


  1. Все связано со всем. Под этой философской формулировкой скрывается совокупность связей между живыми организмами и их природным окружением, существующими в биосфере (что это?). Всякое изменение в природной среде не проходит бесследно, отражаясь на всем живом.
  2. Все должно куда-то деваться. Как в песне: ничто на Земле не проходит бесследно! То или иное вещество перемещается с места на место, переходит в иную молекулярную форму, влияя на жизненные процессы организмов. Для стабильности биосферы требуется замкнутый круговорот веществ – иначе никак.
  3. Ничто не дается даром. Бесплатный сыр лишь в мышеловке – в такой интерпретации закон звучит привычнее. Экосистема – это единое целое, в рамках нее всякий выигрыш сопряжен с потерями, все извлеченное из природы подлежит возмещению.

    Например, выращивая урожай, человек извлекает из почвы химические элементы, и если их не восполнять, урожайность снизится.

  4. Природа знает лучше. Здесь содержится призыв к сближению с природой (мы же ее порождение все-таки!) и одновременно предостережение: с природными системами нужно обращаться осторожно. Особенно это касается преобразовательской деятельности человека, любителя поворачивать вспять реки, строить плотины и вырубать леса.

1-й и 4-й законы – основополагающие, базис и философия экологии. 2-ой и 3-й, по сути, являются перефразированием закона сохранения вещества и энергии, известного из школьного курса физики.

Структура экологии

«Наука о доме» превратилась сегодня в целый комплекс дисциплин, разделившись на отрасли, порой далекие от изначального понимания экологии как части биологии.

Базовой считается общая экология, ведающая закономерностями взаимоотношений организмов и условий среды. Внутри нее выделяют:


  1. аутэкологию, исследующую связи отдельного организма с окружающим миром;
  2. демэкологию (изучается формирование популяций и все, что с этим связано);
  3. синэкологию, в центре внимания которой находятся многовидовые сообщества организмов и их взаимосвязи в экосистемах.

Различают теоретическую экологию (речь идет об общих закономерностях) и прикладную (переход от теории к практике).

Прикладная экология породила много ответвлений и направлений:

  1. Экология производства, изучающая влияние промышленных выбросов на окружающую среду.
  2. Сельскохозяйственная экология, рассматривающая методы выращивания сельхозпродукции без истощения природных ресурсов.
  3. Юридическая экология, разрабатывающая природозащитное законодательство.
  4. Медицинская экология – наука о человеческих недугах, связанных с загрязнением окружающей среды.
  5. Социальная экология — дисциплина о взаимодействии человеческого общества с природной средой, с «домом». Ее раздел – экология человека, рассматривающая взаимодействие «венца природы» с окружающим миром.
  6. Экология биосферы, изучающая масштабные изменения, возникающие в результате человеческой деятельности.
  7. Геоэкология, изучающая связь между биосферными и геологическими процессами.

Экология – это наука, развивающаяся по горизонтали. В ней постоянно формируются новые направления, круг охватываемых вопросов растет.

Так, относительно недавно возникла инженерная экология, изучающая взаимодействие техники и природы. Сегодня много говорят об экологии слова, подразумевая, что язык, речь – тоже среда обитания, и неблагополучие здесь (обилие ненормативной лексики, жаргонизмов, заимствований) приводит к духовной деградации (что это?).

Глобальные проблемы экологии: в шаге от пропасти

Взаимодействие человека с миром, который его окружает, весьма специфично. Он создал особенную среду обитания – человеческую цивилизацию, которая все сильнее вступает в противоречие с естественным «домом».

Человек, поставивший себя выше природы, для полноценной жизни нуждается не только в гаджетах, супермаркете в шаговой доступности и неограниченном доступе во Всемирную паутину.

Ему требуется естественная среда определенного качества (воздух, почва, т.д.).

Экологические потребности людей входят в число фундаментальных наряду с потребностями в воде, пище, жилище, т.д. Издревле они удовлетворялись автоматически: пару сотен лет назад покупка чистой питьевой воды показалась бы чистым бредом.

Прозрение наступило, когда дефицит чистого воздуха, воды и почвы стал ощущаться все острее, и стало ясно, что в доме-то не просто кран подтекает!


Уже фундамент размыло, стены в трещинах и крыша течет. К такому результату привело стремление покорять, брать, не дожидаясь «милости от природы».

Пришло осознание: если продолжать в том же духе, сам факт существования человечества ставится под вопрос. Люди столкнулись с глобальными экологическими проблемами:

  1. Разрушение озонового слоя. Расположенный на высоте 20-45 км, он поглощает львиную долю жесткого солнечного ультрафиолета, губительного для всего живого, а также играет роль теплового пояса, предотвращающего утечку тепла в космическое пространство.

    Загрязнение верхних слоев атмосферы привело к тому, что в последнюю четверть века концентрация озона снизилась в среднем на 2%. Одними из самых опасных разрушителей озонового слоя признаны хлорфторуглеводороды (ХФУ), используемые в пульверизаторах и холодильном оборудовании.

  2. Загрязнение атмосферы. По оценкам ВОЗ, в настоящее время из каждых 10 человек в мире 9 дышат загрязненным воздухом, и это приводит к 7 млн случаев смерти ежегодно. Микроскопические загрязнители, вдыхаемые с воздухом, настолько малы, что могут проникать сквозь защитные барьеры организма.

    Основные из них – оксид и двуокись углерода, диоксид серы (ведет к формированию кислотных дождей), оксиды азота, свинец. Еще один результат загрязнения атмосферы – изменение климата планеты, смещение климатических зон, провоцирующее природные катаклизмы.


  3. Загрязнение Мирового океана, влияющего на климат планеты, поглощающего углекислый газ и являющегося источником влаги. Наиболее опасно загрязнение нефтью и нефтепродуктами, попадающими в океан при загрузке, выгрузке танкеров и авариях с их участием, а также в ходе добычи нефти с морского дна.

    Тонна «черного золота» способна загрязнить 12 км2 поверхности воды. Съемки из космоса показывают, что уже почти треть Мирового океана покрыта нефтяной пленкой.

  4. Сокращение лесной площади, ведущее к образованию территорий, подобных пустыне Сахара. Чем важны леса? Все дело в фотосинтезе, благодаря которому выделяется кислород и поглощается углекислый газ.

    Так вот, 1 га тропического леса ежегодно поставляет в земную атмосферу 28 т кислорода и поглощает серьезными объемами углекислоту, тем самым препятствуя чрезмерному развитию парникового эффекта.

  5. Рост численности населения. Есть предположение, что в ближайшие несколько десятилетий оно может удвоиться. Казалось бы, что плохого? Представители Homo sаpiеns, освобожденные от давления естественного отбора (что это такое?) и межвидовой конкуренции, сильно превысили свою видовую численность.

    Создав цивилизацию потребления, основанную на удовлетворении второстепенных потребностей, человек стремится потреблять все больше.

    Изъятие природных ресурсов (пресной воды, почвы, т.д.) достигло критической скорости и уже превысило темпы естественного воспроизводства. Остро стоит проблема мусора, особенно трудноразлагающихся полимерных отходов.


  6. Уменьшение биологического разнообразия, происходящее из-за разрушения среды обитания растений и животных, чрезмерной эксплуатации природных ресурсов. Активно изменяя свой мир, человек вмешивается в жизнь соседей по планете.

    По данным Международного союза охраны природы, начиная с 1600-го, на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида млекопитающих. Сокращение генофонда планеты резко ускорилось во второй половине XX века.

Классическая экология

Экологический кризис, к которому пришло человечество, вызван тем, что люди в своем движении в сторону технократической цивилизации нарушили все 4 закона экологии.

Пути решения экологических проблем

Пока еще все поправимо, но человеку придется понять и принять новые ориентиры и установки, взяв на вооружение:


  1. разумное самоограничение в использовании природных ресурсов, поиск альтернативных источников энергии;
  2. разработку природосберегающих технологий, в идеале – создание безотходных технологий;
  3. формирование экологического сознания: понимания природы как «дома», требующего не властного и варварского, а бережного отношения;
  4. объединения усилий всех стран для решения экологических проблем. «Дом» один на всех!

Люди должны измениться, либо им суждено исчезнуть с лица Земли – вердикт неутешителен. Пока не случится переход от идеи господства над природой к идее «партнерских» отношений с ней, проблемы экологии не решить.

Самоуверенные попытки человечества насильственно перестроить природу обходятся слишком дорого, так может быть логичнее подстроиться под нее? Ученые стали работать в этом направлении, и родилось новое понятие — пермакультура.

В 1978 году его ввел в оборот эколог Билл Моллинсон, а на практике применил австрийский фермер Зепп Хольцер. Он создал особенную систему ведения хозяйства, основанную на терпеливом, безостановочном земледелии без бесконечного рыхления и прополок, использования ядохимикатов, сжигания прошлогодней листвы и других губительных для природы мер.

Главная задача – воспроизвести на участке естественный биоценоз, детально изучив природные закономерности и создав максимально естественные условия существования для растений.


Поначалу соседи, наблюдая за Хольцером, решили, что он не в своем уме. «Мятежный фермер» был оштрафован и чуть не угодил в тюрьму за отказ выполнять правила хозяйствования (например, делать обрезку деревьев). Вопреки пессимистичным прогнозам его ферма стала успешным эко-хозяйством с низкими трудозатратами.

«Что я могу ещё усовершенствовать в Природе, где и так все превосходно работает?» – это высказывание Зеппа Хольцера может стать ответом на вопрос, как решить проблемы экологии.

Источник: KtoNaNovenkogo.ru

Экология, как научная основа охраны природы и неотъемлемая часть технологических дисциплин.

Экология – наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Экология является основной дисциплиной по защите, охране и сохранении окружающей среды от пагубных действий человека, особенно на технологических предприятиях, оказывающих вредное воздействие на природу.

Классические и новые направления экологии.

Классическая экология изучает биологические системы, т. е. занимается исследованием органического мира на уровнях особей, популяций, видов, сообществ – фундаментальная экология.

В связи с этим выделяют:

– аутэкологию (экологию особей)

– демэкологию (экологию популяций)

– эйдэкологию (экологию видов)

– синэкологию (экологию сообществ)

В настоящее время широкое распространение получили следующие новые

направления экологии —

прикладная экология:

— Глобальная экология

— Экология человека

— Социальная экология

— Урбоэкология (экология города)

— Инженерная экология

Задачи экологии в техническом ВУЗе.

Задачами являются: решение современных экологических проблем, оптимизация отношений человека и среды его обитания, создание экологически безопасных и безотходных технологических процессов, которые должны отличаться высокой степенью инженерно-экологического совершенства.

Цели и задачи промышленной экологии.

Целью и задачей является снижение загрязнения окружающей среды в процессе производства путем совершенствования технологий производства, введения новых рациональных планов производства…

Сохранение качества природной среды на основе проведения инженерных мероприятий.

К таким мероприятиям относятся создания объездных дорог, для снижения загазованности воздуха в городах; повышения экономичности двигателей и использования экологически более чистых видов топлива – это позволяет сократить выбросы вредных веществ в атмосферу; снижения токсичности отработавших газов и т.п.

Структура биосферы, биосфера и человек.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием.

Биосфера включает в себя верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы. Человек — элемент биосферы. Все природные ресурсы планеты предопределяют возможность жизни человека. Прирост населения, развитие науки и техники, привели к тому, что деятельность человека стала важным фактором для биосферы.

Учение В.И. Вернадского о биосфере.

Учение Вернадского о биосфере – это учение, связанное с проблемами сохранения и развития жизни на Земле, значащее собой новый подход к изучению планеты как развивающейся системы в прошлом, настоящем и будущем. По представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает в себя живое вещество, образованное совокупностью организмов.

Основные понятия и определения: экосистемы, экологическая ниша, биотоп, биоценоз, популяция, жизненная форма, трофические цепи и сети.

Экосистема — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп) и системы их связей.

Экологическая ниша — место, занимаемое видом в биоценозе.

Биотоп — участок суши или водоёма, занятый определённым биоценозом.

Биоценоз — это совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих определённый участок суши или водоема.

Популяция — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории.

Жизненная форма — внешний облик, отражающий приспособленность к условиям среды.

Пищевая (трофическая) цепь — ряды видов растений, животных и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель

Источник: studopedia.ru

  Экосистема (биогеоценоз) – сложная природная система, объединяющая на основе обмена веществ и энергии совокупность живых организмов (биоценоза) с неживыми компонентами (биотопом). Экосистема – это сочетание биоценоза и биотопа (рис. 1).  Самая большая экосистема – Земля, или биосфера Земли, за глобальной системой – макросистемы (континенты, океаны), мезосистемы (лес, пруд, озеро), микросистемы (ствол дерева и т.д.), т.е. крупные системы включают более мелкие системы. Общее – процесс передачи энергии от одного звена экосистемы к другому, что поддерживает биотический круговорот веществ.   1.2. Структура экологии   Современная экология, бурно развиваясь в течение последней четверти прошлого века, разделилась на множество ветвей – отдельных наук и включает свыше 60 направлений и разделов (Реймерс, 1994), которые можно объединить в следующие группы.  Общая экология (теоретическая, математическая), включая биоэкологию (популяции, биоценозы), геоэкологию (природные зоны, регионы и т. д.).  Социальная экология (социальные группы, человечество).  Прикладная экология (промышленная, строительная, сельско- хозяйственная, химическая, медицинская и т. д.).  Основные разделы современной экологии в данном учебном пособии объединены в три группы: общая экология, экология социальная, экология прикладная.  Экология общая – это наука об общих закономерностях взаимоотношений организмов с окружающей средой. Ее ядром является биологическая (классическая) экология. Главная ее часть – теоретическая экология, экология естественных биологических систем: особей, видов (аутэкология), популяций (демэкология), биоценозов (синэкология).  Аутэкология – отрасль биоэкологии, изучающая взаимоотношения представителей одного и того же вида живых организмов с окружающей средой. Изучаются пределы устойчивости и предпочтения живыми организмами отдельных экологических условий, воздействие окружающей среды на морфологию, физиологию и поведение организма. Главный закон аутэкологии называется законом минимума. Он был установлен Либихом в 1840 г. (см. с. 54).     11    Демэкология и синэкология – отрасли биоэкологии, которые изучают отношения между особями, относящимися к различным видам биоценоза, а также между ними и окружающей средой.  Демэкология изучает динамику популяций, т.е. колебания численности различных видов во времени и пространстве. В случае отсутствия ограничений на пищевые ресурсы и пространство рост популяции выражается экспоненциальной кривой (геометрическая прогрессия). Для человеческой популяции годовой прирост теоретически может составить 1 молодую особь на одного взрослого, а для некоторых видов насекомых – от сотен миллионов до триллионов. Конкуренция между видами и внутри видов, ограничения пространства и пищевых ресурсов сдерживают рост популяций.  Синэкология изучает отношения между особями, относящимися к различным видам биоценоза, а также между ними и окружающей средой. Основными задачами синэкологии является изучение экосистем, а также роли конкуренции и эволюции живых организмов, заселение экологических ниш, охрана и воспроизводство естественных экосистем. Одним из основных принципов синэкологии является принцип Гаузе, согласно которому при одинаковых потребностях один из двух видов обязательно вытесняется другим из экологической ниши (обезьяну вытеснили кроманьонцы и т.д.).  Другие важные принципы синэкологии – это:  принцип разнообразия: чем выше разнообразие биотопа (экотопа), тем выше разнообразие и биоценоза;  принцип отклонения условий: чем больше отклонение условий биотопа от средних, т. е. чем экстремальнее условия экотопа, тем меньше разнообразие видов биоценоза, но тем выше численность имеющихся видов.  Экология социальная – научная дисциплина, которая рассматривает взаимоотношения в системе «общество – природа». Экология человека – комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивидуума (биологической особи, социального субъекта) с окружающей его природой и социальной средой. Сюда же относится экологическая демография, которая изучает динамику человеческой популяции. Экология человеческого общества – наука молодая. Пока не изучены многие взаимосвязи глобальной деятельности человека и планеты Земля. Но результатом взаимодействия человечества с окружающей средой должно быть оформление ноосферы (области действия человека разумного) и антропоэкосистем как ее компонентов.  Экология прикладная включает большой комплекс дисциплин. В зависимости от специфики решаемых экологических задач существуют  12   ее разнообразные прикладные направления: инженерная, медицинская, химическая, космическая, экология городов и т. д.  Н.Ф. Реймерс отмечает, что экология представлена в 70 лицах (научных дисциплинах). Это междисциплинарная наука, где в основе изучаемых явлений – все живое. Из приведенного выше перечня видно, что экологизации подверглись многие науки и сферы практической деятельности. Все науки начали решать задачи учета экологических последствий при реализации тех или иных инновационных технологических проектов. Не приведет ли эта излишняя «экологизация» к профанации науки экологии как таковой?  Экологизация – проникновение идей и проблем экологии в другие области знания. В их пограничных зонах возникают новые дисциплины. Через такое проникновение, как подчеркивает Н.Ф. Реймерс, не происходит «размывания» предмета «экология», но взаимное обогащение наук; по его выражению, экология «выросла из коротких штанишек, надетых на нее Э. Геккелем, но еще не удостоилась «нового костюма» – научного и практического признания».  За истекший период развития экологии как науки сформировалось четыре основных представления о том, что такое экология.  С точки зрения биологов, экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и с окружающей средой.  Для географов экология – это наука об изменениях экосистем Земли в ходе естественной эволюции и в результате деятельности человечества.  Для экономистов, социологов, маркетологов, архитекторов экология – это наука об естественной и искусственной среде обитания человека.  Для химиков, физиков и специалистов технических дисциплин экология – это наука, изучающая воздействие человека на природу.  Для объединения всех вышеперечисленных представлений предлагается сформулированное выше расширенное понятие экологии как науки о взаимодействии любой сложной системы (биосфера, биоценоз) с экотопом (биотопом). Поэтому к основным разделам экологии могут быть отнесены экология живой природы (общая), экология человека (социальная), специальная (прикладная). Таким же образом построена структура книги.      13    Николай Федорович Реймерс  (1931–1993)  Доктор биологических наук, профессор, –  выдающийся российский биолог-эколог. Он внес  большой вклад в разработку теоретических основ  современной экологии. Он обобщил законы и  принципы экологии. В его трудах экология  представлена как вершина естествознания –  мегаэкология, вокруг которой концентрируются  другие научные дисциплины      Таким образом, в формировании современной концепции экологии можно выделить четыре этапа:  1. Биологические исследования связей организмов между собой и окружающей средой – начало XX столетия.  2. Исследование сообществ организмов (трофические связи, «пирамида чисел») – 20-е годы XX столетия.  3. Разработка понятия «экосистема» и «биогеоценоз» как основных единиц научных исследований, включающих все взаимодействия между окружающей средой и обитающими в ней организмами, – 50-е годы XX столетия.  4. Активизация процесса становления ответственности человека за судьбу биосферы. Биосфера – совокупность всего живого на Земле. Биосфера, человеческие сообщества – это сложно организованные системы, взаимодействующие с другими системами (космическими). Познание взаимосвязей в живых организмах может стать основой для понимания социально-природных причинно-следственных связей. Экология относится к быстроразвивающимся отраслям естествознания, оказывающим огромное влияние как на технические, так и на гуманитарные науки. С различием в представлениях об экологии связаны и различные определения задач экологии.    1.3. Цель и основные задачи экологии   Рассмотренная выше структура экологии позволяет понять цель и многообразие ее задач.  Цель экологии – сформулировать концепцию выживания и дальнейшего развития человечества в условиях неблагоприятных изменений окружающей среды. Учитывая закономерности развития   14   природы, наука определяет научно обоснованные способы воздействия на неѐ, разумного природопользования, экологизации общественного сознания. Достижение этой цели предполагает шесть этапов по созданию условий непрерывного устойчивого ее развития.  1. Проведение наблюдений за состоянием и изменениями окружающей среды (экологический мониторинг).  2. Экологический анализ и синтез полученных данных, необходимый для определения порога чувствительности (выносливости) живой природы по отношению к техногенной нагрузке (сколько можно изымать биологических ресурсов, загрязнять среду, чтобы в ней не начались необратимые процессы).  3. Экологический прогноз на основе выявленных тенденций еще не наступивших изменений в биосфере при воздействии на нее человека.  4. Разработка рекомендаций по предотвращению негативных изменений окружающей среды, а также предложений по защите от уже существующих негативных воздействий.  5. Передача экологической информации обществу через средства массовой информации и образовательные программы для управления и реализации эффективных экологических решений в общих интересах общего блага.  6. Формирование новой стратегии поведения каждого члена общества, т.е. формирование гуманной, фундаментально и профессионально образованной личности; становление экологической этики – как обязательное условие устойчивого развития биосферы.  Каковы возможные экологические стратегии человечества? На переломном этапе осознания экологической ситуации были сформулированы научно обоснованные рекомендации в экологическом манифесте, разработанном Н.Ф. Реймерсом, который подчеркнул: «Не природе нужна наша защита. Это нам необходимо ее покровительство. Природа была и всегда будет сильнее человека, ибо она его породила. Он лишь миг в ее жизни. Она же вечна и бесконечна. А потому – не навреди». Воплощение в жизнь принципа «не навреди» и осознание необходимости жить в согласии с природой – единственный путь развития человечества.      15    Контрольные вопросы   1. Чем отличаются первоначальное и современное  определения экологии как науки? Чем обусловлены эти отличия?  2. С какими небиологическими научными дисциплинами  связана современная экология? Приведите пример практической  связи.  3. Почему в современной экологии особенно важен  системный подход? (Схема экосистемы).  4. Назовите цель и основные задачи экологии.    Список литературы  1. Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. – М.: Изд-во «Россия молодая», 1994. – 366 с.  2. Одум Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1975. – 740 с.  3. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ, 1998. – 455 с.   Глава 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ БИОСФЕРЫ   2.1. Биосфера Земли   Понятие о биосфере было введено еще в XIX веке австрийским геологом Эдуардом Зюссом. Современное учение о биосфере создал великий ученый В.И. Вернадский. Учение о биосфере объединяет общий мировоззренческий стержень – представление об организованности биосферы, материально-энергетической целостности составляющих ее живых, косных и биокосных тел. Учение о «сфере жизни» было разработано В.И. Вернадским в лекциях в Карловском университете (г. Прага) и в Сорбоне (г. Париж) в 1923–1924 гг., а затем обобщено в его монографии (Вернадский, 1967). По его определению, биосфера – наружная оболочка (сфера) Земли, область распространения жизни (bios).  Биосфера – это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которые заселены живыми организмами и находятся под их воздействием и влиянием продуктов их жизнедеятельности. С одной стороны, биосфера – это среда жизни, с другой – результат жизнедеятельности живых организмов.  По Вернадскому, биосфера – сфера единства живого и неживого. Каждый организм может существовать в тесной связи с другими организмами и неживой природой. Поэтому биосферу следует  16   рассматривать не как случайное сочетание жизни, а как единый живой организм.  Биосфера не образует сплошного слоя с четкими границами. Она как бы «пропитывает» различные геосферы Земли, проникая в нижнюю часть атмосферы (25 км), во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы (2–3 км).  Неживая природа включает атмосферу (верхний этаж), гидросферу (средний этаж) и литосферу (нижний этаж) – оболочки планеты, состоящие из веществ в газообразном, жидком и твердом состояниях, соответственно (рис. 2). По последним данным, толщина биосферы 40– 50 км. Важнейшими компонентами биосферы являются: живое вещество (растения, животные и микроорганизмы); биогенное вещество (органические и органоминеральные продукты, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории, – каменный уголь, нефть, торф и др.); косное вещество (горные породы неорганического происхождения и вода); биокосное вещество (продукт синтеза живого и неживого, т.е. осадочные породы, почвы, илы) (Вернадский, 1967).   о3  10 км на полюсе  15–20 км на экваторе (озон)   А ВЕРХНИЙ     Г  СРЕДНИЙ  2–3 км  Л  Р  НИЖНИЙ  ис. 2. Схема границ и «этажей» биосферы:  Л – литосфера, Г – гидросфера, А – атмосфера   Вернадский доказал, что все три оболочки Земли – атмосфера, гидросфера, литосфера – связаны с живым веществом, которое оказывает непрерывное воздействие на неживую природу.  Определяющая особенность биосферы состоит в ее целостности, проявленной единством взаимосвязи живого вещества и косной материи. Живое вещество Земли представляет собой самую мощную силу в   17   биосфере, материально и энергетически определяющую ее функции. В результате непрерывного взаимодействия (обмена) между компонентами биосферы под влиянием живого вещества изменяются как населяющие биосферу организмы, так и среда, в которой они живут. Благодаря живому веществу поддерживается взаимосвязь и взаимообусловленность всех компонентов в биосфере. Эта многосторонняя и разнообразная связь определяет биосферу как гигантскую экологическую систему, в которой человек является, с одной стороны, биологической частицей этой системы, а с другой – активным ее преобразователем. C тех пор как окружающая нас природная среда – этот важнейший элемент биосферы – стала испытывать на себе влияние бурно развивающейся производственной деятельности, человечество не покидает тревога за судьбу биосферы.  Конечная цель человека – управление всеми процессами в биосфере, реальный путь ее достижения – ноосфера (сфера разума). В этой ситуации первостепенное значение приобретают наши знания о функционировании биосферы как глобальной экологической системы, о пределах ее устойчивости.  Присутствие живого вещества в биосфере обусловлено следующими особенностями:  1) на нее падает мощный поток солнечной энергии;  2) только в земной биосфере содержится вода в жидком состоянии;  3) в биосфере проходят поверхности раздела между веществами, находящимися в трех фазовых состояниях – твердом, жидком и газообразном.  В современной литературе применяется термин экосфера. Это часть биосферы, где сосредоточены живые организмы. Ее верхняя граница расположена на высоте нескольких метров (менее 30 м) над поверхностью суши или океана, нижняя – на уровне залегания грунтовых вод (максимальное проникновение корней растений и животных). В океане граница экосферы ограничена слоем проникновения солнечных лучей (не более 100 м). За этими пределами остается ничтожная часть живых организмов, но находятся огромные массы продуктов их жизнедеятельности: в атмосфере – газы, пары воды, в гидросфере – растворенная и взвешенная органика.  Таким образом, биосфера является ареной жизни живых существ, а значит, жизни и хозяйственной деятельности человека.   2.2. Свойства биосферы   Главный объект изучения в экологии – биосфера, как совокупность экологических систем.  18    Перечислим основные свойства биосферы как сложной глобальной системы: 1) организованность; 2) устойчивость; 3) эмержентность; 4) разнообразие видов.  1. Организованность. Биосфера – саморегулирующаяся система. Что это означает? В биосферу постоянно проникает солнечная радиация, т.е. биосфера аккумулирует и трансформирует энергию солнца. В результате, как было сказано выше, происходит постоянный обмен веществом и энергией. Здесь важную роль играет живое вещество. Такой постоянный вещественно-энергетический обмен между Землей и Космосом и между внешними оболочками Земли (рельеф, вода, почва, растительный и животный мир) представляет подвижное динамическое равновесие.  Системы, элементы которых взаимосвязаны переносами (потоками) вещества, энергии и информации, носят название динамических. Любая живая система представляет собой динамическую и, следовательно, открытую систему, но не всегда равновесную. Жизнь и движение (динамика) неразрывно связаны. Живое только потому и остается живым, что в нем ни на мгновение не останавливаются всевозможные процессы. Эти процессы незаметны и быстротечны. Так, в течение секунд и минут происходит деление клеток микроорганизмов, за несколько минут или часов может произойти гибель растений, животных и т.д. Несколько дней или недель достаточно, чтобы мелкие грызуны или насекомые после зимовки расплодились, увеличив свою численность в 10 или 100 раз.  Существование биосферы немыслимо без поступления энергии извне, прежде всего – энергии Солнца. Это говорит о том, что биосфера – открытая система.  Впервые представления о влиянии солнечной активности на живые организмы разработаны А.Л. Чижевским (1897–1964 гг.). Он доказал, что многие явления на Земле тесно связаны с активностью Солнца. Все больше накапливается данных, свидетельствующих о том, что резкое увеличение численности отдельных видов или популяций («волны жизни») – результат изменения солнечной активности. Высказывается мнение, что солнечная активность оказывает влияние на многие геологические процессы, как следствие – катаклизмы, а также на социальную активность человеческого общества. На многие процессы в живой природе влияют: вращение Земли вокруг своей оси, обращение Земли вокруг Солнца, циклы солнечной активности. Например, в XX в. максимумы солнечной активности наблюдались в 1905, 1917, 1928, 1937, 1989 гг., очень «знаковых» для России.  2. Устойчивость. Преобладание в динамической системе внутренних взаимодействий над внешними определяет ее устойчивость и  19   способность к самосохранению. В настоящее время устойчивость системы называют гомеостазом.  Гомеостаз – это совокупность механизмов, устраняющих факторы, нарушающие внутреннее динамическое равновесие системы. Они способствуют возвращению системы в устойчивое положение. Поэтому возможен самостоятельный возврат природной системы к состоянию динамического равновесия, из которого она была выведена воздействием природных или техногенных сил. Гомеостатические механизмы поддерживают стабильность экосистем.  Биосфера за свою историю пережила ряд катастроф, многие из которых были значительными по масштабам (извержение вулканов, встречи с астероидами, глобальные оледенения, землетрясения и т. д.), но справлялась с ними. Отдельные региональные (крупные) экологические катастрофы она, как видим, гасить уже не всегда в силах, как следствие – распад экосистем (опустынивание земель), появление неустойчивых урбанизированных мегаполисов, исчезновение многих видов растительного и животного мира и т. д.  3. Эмерджентность (от анг. еmergent – внезапно возникающий) – наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам. Это особое свойство системы, которое отсутствует у ее частей. Невозможно постичь свойства системы лишь на основании свойств составляющих ее частей, решающее значение при этом имеет взаимодействие между элементами. Например, водород и кислород, находящиеся на атомарном уровне, при соединении образуют молекулу воды. Она обладает совершенно новыми свойствами. Принцип эмерджентности имеет весьма важное значение для экологического мышления: одно дерево не может составить леса; лес возникает лишь при определенных условиях – достаточной густоте древостоя, соответствующей флоре и фауне, сформированных биоценозах и других условиях. Экосистема определенного вида сохраняется лишь при определенном сочетании экологических компонентов. Эмерджентные свойства необходимо учитывать при экологической экспертизе и прогнозировании; она лишает смысла однокомпонентного подхода к природным явлениям.  4. Разнообразие. Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие обусловливается многими факторами. Это и разные условия среды жизни, разнообразие географических зон, геохимических провинций и т. д., где существует около 2 млн видов (1.5 млн животных, 0.5 млн растений). Многообразие видов возникло как результат присущей организмам изменчивости, микро- и макроэволюционных процессов. Дарвин заключает свою теорию  20     

Источник: window.edu.ru

Продолжаем цикл статей академика Никиты Николаевича Моисеева, начатый журналом в конце прошлого года. Это раздумья ученого, его философические заметки «О необходимых чертах цивилизации будущего», опубликованные в № 12, 1997 года. В первом номере нынешнего года академик Моисеев выступил со статьей, которую он сам определил, как размышления пессимистического оптимиста «Можно ли говорить о России в будущем времени?». Этим материалом журнал открыл новую рубрику «Взгляд в XXI век». Здесь мы публикуем следующую статью, ее тема — одна из острейших проблем современного мира — защита природы и экология цивилизации.

Рождение дисциплины

Cегодня термин «экология» стал применяться очень широко, по самым различным поводам (по делу и не по делу). И процесс этот, по-видимому, необратим. Однако чрезмерное расширение понятия «экология» и включение его в жаргон все же недопустимо. Так, например, говорят, что в городе «плохая экология». Выражение бессмысленное, ибо экология — научная дисциплина и она одна для всего человечества. Можно говорить о плохой экологической обстановке, о неблагоприятных экологических условиях, о том, что в городе отсутствуют квалифицированные экологи, но не о плохой экологии. Это так же нелепо, как сказать, что в городе плохая арифметика или алгебра.

Я попытаюсь свести известные толкования этого слова в некую схему методологически связанных между собой понятий. И показать, что это может стать отправной позицией для вполне конкретной деятельности.

Термин «экология» возник в рамках биологии. Его автором был профессор Йенского университета Э. Геккель (1866 год). Экология первоначально рассматривалась как часть биологии, изучающая взаимодействие живых организмов, в зависимости от состояния окружающей среды. Позднее на Западе появилось понятие «экосистема», а в СССР — «биоценоз» и «биогеоценоз» (ввел академик В. Н. Сукачев). Эти термины почти идентичные.

Так вот — первоначально термин «экология» означал дисциплину, которая изучает эволюцию фиксированных экосистем. Даже теперь в курсах общей экологии основное место занимают проблемы главным образом биологического плана. И это тоже неверно, потому что крайне суживает содержание предмета. Тогда как сама жизнь существенно расширяет круг проблем, решаемых экологией.

Новые проблемы

Промышленная революция, начавшаяся в Европе в XVIII веке, внесла существенные изменения во взаимоотношения Природы и человека. До поры до времени человек, как и другие живые существа, был естественной составляющей своей экосистемы, вписывался в ее кругообороты веществ и жил по ее законам.

Начиная со времен неолитической революции, то есть с той поры, когда было изобретено земледелие, а затем и скотоводство, взаимоотношения человека и Природы стали качественно меняться. Сельскохозяйственная деятельность человека постепенно создает искусственные экосистемы, так называемые агроценозы, живущие по собственным законам: для своего поддержания они требуют постоянного целенаправленного труда человека. Без вмешательства человека они существовать не могут. Человек все больше и больше извлекает из земных недр полезных ископаемых. В результате его активности начинает меняться характер кругооборота веществ в природе, меняется характер окружающей среды. По мере того как растет население и растут потребности человека, свойства среды его обитания изменяются все больше и больше.

Людям при этом кажется, что их деятельность необходима для того, чтобы адаптироваться к условиям обитания. Но они не замечают, или не хотят замечать, что эта адаптация носит локальный характер, что далеко не всегда, улучшая на какое-то время условия жизни для себя, они при этом улучшают их для рода, племени, деревни, города, да и для самих себя в будущем. Так, например, выбросив отходы со своего двора, вы загрязняете чужой, что в конечном итоге оказывается вредным и для вас самих. Такое происходит не только в малом, но и в большом.

Однако до самого последнего времени все эти изменения происходили столь медленно, что о них никто серьезно не задумывался. Человеческая память, конечно, фиксировала крупные перемены: Европа еще в средние века была покрыта непроходимыми лесами, бескрайние ковыльные степи постепенно превращались в пашни, реки мелели, зверья и рыбы становилось меньше. И люди знали, что всему этому причина одна — Человек! Но все эти изменения происходили медленно. Явно заметными они оказывались лишь по прошествии поколений.

Ситуация стала стремительно меняться с началом промышленной революции. Главными причинами этих изменений сделались добыча и использование углеводородного топлива — угля, нефти, сланцев, газа. А затем — добыча в огромных количествах металлов и других полезных ископаемых. В кругооборот веществ в природе начали включаться вещества, запасенные былыми биосферами — находившиеся в осадочных породах и уже вышедшие из кругооборота. О появлении в биосфере этих веществ люди стали говорить как о загрязнении воды, воздуха, почвы. Интенсивность процесса такого загрязнения нарастала стремительно. Условия обитания начали зримо меняться.

Первыми этот процесс почувствовали растения и животные. Численность и, главное, разнообразие живого мира стали быстро сокращаться. Во второй половине нынешнего века процесс угнетения Природы особенно ускорился.

Меня поразило письмо к Герцену, написанное одним из жителей Москвы в шестидесятых годах прошлого столетия. Привожу его почти дословно: «Оскудела наша Москва-река. Конечно, пудового осетра и сейчас еще можно выловить, но вот стерлядочки, которой мой дед любил потчевать приезжих, уже не выловишь». Вот так! А прошло-то всего лишь столетие. На берегах реки пока еще можно увидеть рыболовов с удочками. И кое-кому удается выловить случайно выжившую плотвичку. Но она уже так пропитана «продуктами производственной деятельности человека», что ее отказывается есть даже кошка.

Перед человеком во весь рост поднялась проблема изучения влияния на его здоровье, на условия его жизни, на его будущее тех изменений природной среды, которые вызваны им самим, то есть неконтролируемой деятельностью и эгоизмом самого человека.

Промышленная экология и мониторинг

Итак, человеческая активность меняет характер окружающей среды, причем в большинстве (не всегда, но в большинстве) случаев, эти изменения оказывают негативное влияние на человека. И нетрудно понять, почему: за миллионы лет его организм приспособился к вполне определенным условиям обитания. Но в то же время любая деятельность — промышленная, сельскохозяйственная, рекреационная — источник жизни человека, основа его существования. Значит, человек неизбежно и дальше будет менять характеристики окружающей среды. А потом — искать способы приспосабливаться к ним.

Отсюда — одно из главных современных практических направлений деятельности экологии: создание таких технологий, которые в наименьшей степени влияют на окружающую среду. Технологии, обладающие этим свойством, называются экологичными. Научные (инженерные) дисциплины, которые занимаются принципами создания таких технологий, получили общее название — инженерная или промышленная экология.

По мере развития промышленности, по мере того, как люди начинают понимать, что существовать в среде, созданной из собственных отбросов, они не могут, роль этих дисциплин все время растет, и почти в каждом техническом вузе сейчас существуют кафедры промышленной экологии, ориентированные на те или иные производства.

Заметим, что отбросов, загрязняющих окружающую среду, будет тем меньше, чем лучше мы научимся использовать отходы одного производства в качестве сырья для другого. Так рождается идея «безотходных» производств. Такие производства, вернее, такие цепочки производств, решают и еще одну чрезвычайно важную задачу: они экономят те природные ресурсы, которые использует человек в своей производственной деятельности. Ведь мы живем на планете с очень ограниченным количеством полезных ископаемых. Об этом нельзя забывать!

Сегодня промышленная экология охватывает очень широкий круг проблем, причем проблем весьма различных и уже совсем не биологического плана. Тут уместнее говорить о целом ряде инженерных экологических дисциплин: экология горнодобывающей промышленности, экология энергетики, экология химических производств и т. д. Может показаться, что использование слова «экология» в сочетании с этими дисциплинами не вполне правомочно. Однако это не так. Подобные дисциплины — очень разные по своему конкретному содержанию, но они объединяются общей методологией и общей целью: предельно сократить влияние промышленной деятельности на процессы кругооборота веществ в Природе и загрязнения окружающей среды.

Одновременно с такой инженерной деятельностью возникает и проблема ее оценки, что составляет второе направление практической деятельности экологии. Для этого необходимо научиться выделять значимые параметры окружающей среды, разработать способы их измерений и создать систему норм допустимых загрязнений. Напомню, что незагрязняющих производств не может быть в принципе! Потому и родилась концепция ПДК — предельно допустимых норм концентрации вредных веществ в воздухе, в воде, в почве…

Это важнейшее направление деятельности принято называть экологическим мониторингом. Название не совсем удачное, поскольку слово «мониторинг» означает измерение, наблюдение. Конечно, очень важно научиться мерить те или иные характеристики окружающей среды, еще важнее свести их в систему. Но самое важное — понять, что надо мерить в первую очередь, ну и, конечно, разработать и обосновать сами нормы ПДК. Надо знать, как те или иные значения параметров биосферы влияют на здоровье человека и его практическую деятельность. И тут еще очень много нерешенных вопросов. Но нить Ариадны уже намечена — здоровье человека. Именно оно и есть конечный, Верховный судья всей деятельности экологов.

Защита Природы и экология цивилизации

Во всех цивилизациях и у всех народов издавна существует представление о необходимости бережного отношения к Природе. У одних — в большей степени, у других — в меньшей. Но то, что земля, реки, лес и обитающее в нем зверье — это непреходящая ценность, может быть, главная ценность, которой обладает Природа, человек понял давно. И заповедники возникли, вероятно, задолго до того, как появилось само слово «заповедник». Так, еще Петр Великий, который вырубил для строительства флота весь лес в Заонежье, запретил прикасаться топором к лесам, которые находятся в окрестностях водопада Кивач.

Долгое время основные практические задачи экологии сводились именно к охране окружающей среды. Но в ХХ веке этой традиционной бережливости, которая начала к тому же постепенно угасать под давлением развивающейся промышленности, уже оказалось недостаточно. Деградация Природы стала превращаться в угрозу самой жизни общества. Это привело к появлению специальных природоохранных законов, к созданию системы заповедников вроде знаменитой Аскании-Нова. Родилась, наконец, и специальная наука, изучающая возможность сохранения реликтовых участков Природы и исчезающих популяций отдельных живых видов. Постепенно люди стали понимать, что только богатство Природы, разнообразие живых видов обеспечивают жизнь и будущее самого человека. Сегодня этот принцип сделался основополагающим. Природа без человека жила миллиарды лет и теперь сможет жить без него, но человек вне полноценной биосферы существовать не может.

Перед человечеством во весь рост поднимается проблема его выживания на Земле. Под вопросом будущность нашего биологического вида. Человечеству может грозить судьба динозавров. С той лишь разницей, что исчезновение бывших властителей Земли было вызвано внешними причинами, а мы можем погибнуть от неумения разумно использовать свое могущество.

Именно эта проблема и есть центральная проблема современной науки (хотя, может быть, это и не всеми пока еще осознано).

Изучение собственного дома

Точный перевод греческого слова «экология» и означает изучение собственного дома, то есть биосферы, в которой мы живем и частью которой являемся. Для того чтобы решить проблемы выживания человечества, надо, прежде всего, знать собственный дом и научиться в нем жить! Жить долго, счастливо! А то понятие «экология», которое родилось и вошло в язык науки еще в прошлом веке, оно относилось лишь к одной из сторон жизни обитателей нашего общего дома. Классическая (точнее — биологическая) экология — лишь естественная составляющая часть той дисциплины, которую мы теперь называем экологией человека или современной экологией.

Изначальный смысл любого знания, любой научной дисциплины — постигнуть законы собственного дома, то есть того мира, той окружающей среды, от которой зависит наша общая судьба. С этой точки зрения вся совокупность наук, рожденных человеческим Разумом, есть составная часть некой общей науки о том, как человеку следует жить на Земле, чем он должен руководствоваться в своем поведении для того, чтобы не только сохранить самого себя, но и обеспечить будущее своим детям, внукам, своему народу и человечеству в целом. Экология — наука, устремленная в будущее. И она строится на принципе, что ценности будущего не менее важны, чем ценности настоящего. Это наука о том, как передать Природу, наш общий дом нашим детям и внукам, чтобы им в нем было жить лучше и удобнее, чем нам! Чтобы в нем сохранилось все необходимое для жизни людей.

Наш дом един — все в нем взаимосвязано, и надо уметь объединить знания, накопленные в разных дисциплинах, в единую целостную конструкцию, которая и есть наука о том, как человек должен жить на Земле, и которую естественно называть экологией человека или просто экологией.

Итак, экология — наука системная, она опирается на множество других дисциплин. Но это не единственное ее отличие от традиционных наук.

Физики, химики, биологи, экономисты изучают множество самых разных феноменов. Изучают ради того, чтобы понять природу самого феномена. Если угодно, из интереса, ибо человек, решая ту или иную задачу, сначала просто стремится понять, как она решается. А уж затем начинает думать о том, к чему бы приспособить изобретенное им колесо. Очень редко заранее думают о применении полученных знаний. Разве при рождении ядерной физики кто-нибудь помышлял об атомной бомбе? Или Фарадей предполагал, что его открытие приведет к тому, что планета покроется сетью электростанций? И эта отстраненность исследователя от целей исследования имеет глубочайший смысл. Он заложен самой эволюцией, если угодно, механизмом рынка. Главное познать, а дальше жизнь сама отберет то, что необходимо человеку. Ведь и развитие живого мира происходит именно так: каждая мутация существует сама по себе, она — лишь возможность развития, лишь «прощупывание путей» возможного развития. А дальше отбор делает свое дело: из бесчисленного множества мутаций отбирает только те единицы, которые оказываются для чего-то полезными. Так же и в науке: сколько невостребованных томов книг и журналов, содержащих мысли и открытия исследователей, пылятся в библиотеках. И однажды некоторые из них могут оказаться нужными.

Экология в этом совсем не похожа на традиционные дисциплины. В отличие от них она имеет вполне определенную и заранее заданную цель: такое изучение собственного дома и такое изучение возможного поведения в нем человека, которое позволило бы человеку жить в этом доме, то есть выжить на планете Земля.

В отличие от многих других наук, экология имеет многоярусную конструкцию, и каждый из этажей этого «здания» опирается на целое множество традиционных дисциплин.

Верхний этаж

В период перестройки, провозглашенной в нашей стране, мы начали говорить о необходимости избавиться от идеологии, от ее тотального диктата. Конечно, человеку для того, чтобы раскрылся его потенциал, заложенный Природой, необходима свобода поиска. Его мысль не должна быть стесненной никакими рамками: должно быть доступно видению все многообразие путей развития, чтобы иметь широкие возможности выбора. А рамки в процессе мышления, какими бы они ни были, — всегда помеха. Однако ничем не стесненной и сколь угодно революционной может быть только мысль. А действовать следует осмотрительно, опираясь на проверенные принципы. Вот почему жить без идеологии тоже нельзя, вот почему свободный выбор всегда должен опираться на мировоззрение, а оно формируется опытом многих поколений. Человек должен видеть, осознавать свое место в мире, во Вселенной. Он должен знать, что ему недоступно и запрещено — погоня за фантомами, иллюзиями, за призраками во все времена была одной из главных опасностей, подстерегающих человека.

Мы живем в доме, имя которому — биосфера. Но она, в свою очередь, лишь малая частица Великого Мироздания. Наш дом — крошечный уголок необъятного космоса. И человек обязан чувствовать себя частицей этой безграничной Вселенной. Он должен знать, что возник не в силу чьей-то потусторонней воли, а в результате развития этого бесконечно огромного мира, и как апофеоз этого развития он обрел Разум, способность предвидеть результаты своих действий и влиять на события, которые происходят вокруг него, а значит, и на то, что происходит во Вселенной! Вот эти принципы мне и хочется называть основой, фундаментом экологического мировоззрения. А значит, и основой экологии.

Любое мировоззрение имеет много источников. Это и религия, и традиции, и опыт семьи… Но все же одна из важнейших его составляющих — это конденсированный опыт всего человечества. И его мы называем НАУКОЙ.

Владимир Иванович Вернадский использовал словосочетание «эмпирическое обобщение». Этим термином он называл любое утверждение, которое не противоречит нашему прямому опыту, наблюдениям или то, которое можно вывести строгими логическими методами из других эмпирических обобщений. Так вот, в основе экологического мировоззрения лежит следующее утверждение, впервые четко сформулированное датским физиком Нильсом Бором: мы можем считать существующим лишь то, что является эмпирическим обобщением!

Только такая основа может защитить человека от неоправданных иллюзий и ложных шагов, от непродуманных и опасных действий, только она способна закрыть доступ в юные головы различным фантомам, которые на развалинах марксизма начинают путешествовать по нашей стране.

Человеку предстоит решать проблему огромной практической значимости: как выжить на оскудевающей Земле? И только трезвое рационалистическое миропредставление может служить путеводной нитью в том страшном лабиринте, куда нас загнала эволюция. И помочь справиться с теми трудностями, которые ожидают человечество.

Значит, экология начинается с мировоззрения. Я бы даже сказал больше: мировоззрение человека в современный век начинается с экологии — с экологического мышления, а воспитание и образование человека — с экологического воспитания.

Биосфера и человек в биосфере

Биосфера — это часть верхней оболочки Земли, в которой существует или способно существовать живое вещество. К биосфере принято относить атмосферу, гидросферу (моря, океаны, реки и другие водоемы) и верхнюю часть земной тверди. Биосфера не находится и никогда не находилась в состоянии равновесия. Она получает энергию Солнца и, в свою очередь, излучает определенное количество энергии в космос. Эти энергии разного свойства (качества). Получает Земля коротковолновое излучение — свет, который, трансформируясь, нагревает Землю. А в космос от Земли уходит длинноволновое тепловое излучение. И баланс этих энергий не соблюдается: Земля излучает в космос несколько меньше энергии, чем получает от Солнца. Эту разность — небольшие доли процента — и усваивает Земля, точнее, ее биосфера, которая все время накапливает энергию. Этого небольшого количества накапливаемой энергии оказывается достаточно для того, чтобы поддерживать все грандиозные процессы развития планеты. Этой энергии оказалось достаточно для того, чтобы однажды на поверхности нашей планеты вспыхнула жизнь и возникла биосфера, чтобы в процессе развития биосферы появился человек и возник Разум.

Итак, биосфера — живая развивающаяся система, система, открытая космосу — потокам его энергии и вещества.

И первая основная, практически очень важная задача экологии человека — познать механизмы развития биосферы и тех процессов, которые в ней происходят.

Это сложнейшие процессы взаимодействия атмосферы, океана, биоты — процессы принципиально неравновесные. Последнее означает, что все кругообороты веществ здесь не замкнутые: какая-то материальная субстанция непрерывно добавляется, а что-то выпадает в осадок, образуя со временем огромные толщи осадочных пород. И планета сама по себе не инертное тело. Ее недра все время выбрасывают в атмосферу и океан различные газы, прежде всего — углекисло ту и водород. Они включаются в кругооборот веществ в природе. Наконец, и сам человек, как сказал Вернадский, оказывает решающее влияние на структуру геохимических циклов — на кругооборот веществ.

Изучение биосферы, как целостной системы, получило название глобальной экологии — совершенно новое направление в науке. Существующие методы экспериментального изучения Природы для него непригодны: биосферу нельзя, как бабочку, изучать под микроскопом. Биосфера — объект уникальный, существует в единственном экземпляре. И к тому же сегодня она не такая, какой была вчера, а завтра не будет такой, как сегодня. И поэтому какие-либо эксперименты с биосферой недопустимы, просто в принципе недопустимы. Мы можем лишь наблюдать происходящее, думать, рассуждать, изучать компьютерные модели. И уж если проводить эксперименты, то только локального характера, позволяющие изучать лишь отдельные региональные особенности биосферных процессов.

Вот почему единственный путь изучения проблем глобальной экологии — это методы математического моделирования и анализ предшествующих этапов развития Природы. На этом пути уже сделаны первые значительные шаги. И за последние четверть века многое понято. А самое главное — необходимость такого изучения стала общепризнанной.

Взаимодействие биосферы и общества

Вернадский первым, еще в самом начале ХХ века, понял, что человек становится «основной геологообразующей силой планеты» и проблема взаимодействия человека и Природы должна войти в число основных фундаментальных проблем современной науки. Вернадский не случайное явление в череде замечательных отечественных естествоиспытателей. У него были учители, были предшественники и, главное, были традиции. Из учителей надо вспомнить прежде всего В. В. Докучаева, который раскрыл тайну наших южных черноземов и заложил основу почвоведения. Благодаря Докучаеву мы сегодня понимаем, что основа всей биосферы, ее связующее звено — это почвы с их микрофлорой. Та жизнь, те процессы, которые происходят в почвах, определяют все особенности круговорота веществ в природе.

Учениками и последователями Вернадского были В. Н. Сукачев, Н. В. Тимофеев-Ресовский, В. А. Ковда и многие другие. Виктору Абрамовичу Ковде принадлежит очень важная оценка роли антропогенного фактора на современном этапе эволюции биосферы. Так, он показал, что человечество производит по крайней мере в 2000 раз больше отбросов органического происхождения, чем вся остальная биосфера. Отходами или отбросами условимся называть вещества, которые надолго исключаются из биогеохимических циклов биосферы, то есть из кругооборота веществ в Природе. Другими словами, человечество кардинальным образом меняет характер функционирования основных механизмов биосферы.

Известный американский специалист в области вычислительной техники, профессор Массачусетского технологического института Джей Форрестер в конце 60-х годов разработал упрощенные методы описания динамических процессов с помощью компьютеров. Ученик Форрестера Медоуз применил эти подходы для изучения процессов изменения характеристик биосферы и человеческой активности. Свои расчеты он опубликовал в книге, которую назвал «Пределы роста».

Используя очень простые математические модели, которые никак нельзя было отнести к числу научно обоснованных, он провел расчеты, позволяющие сопоставить перспективы промышленного развития, роста населения и загрязнения окружающей среды. Несмотря на примитивность анализа (а может быть, именно благодаря этому), расчеты Медоуза и его коллег сыграли весьма важную положительную роль в становлении современного экологического мышления. Впервые на конкретных числах было показано, что человечеству уже в самом ближайшем будущем, вероятнее всего, в середине наступающего столетия, грозит глобальный экологический кризис. Это будет кризис продовольствия, кризис ресурсов, кризисная ситуация с загрязнением планеты.

Сейчас уже точно можно сказать, что расчеты Медоуза во многом ошибочны, но основные тенденции он уловил правильно. А еще важнее то, что благодаря своей простоте и наглядности результаты, полученные Медоузом, привлекли внимание мировой общественности.

По-иному развивались исследования в области глобальной экологии в Советском Союзе. В Вычислительном центре Академии наук была построена компьютерная модель, способная имитировать протекание основных биосферных процессов. Она описывала динамику крупномасштабных процессов, идущих в атмосфере, в океане, а также взаимодействие этих процессов. Специальный блок описывал динамику биоты. Важное место занимало описание энергетики атмосферы, образования облачности, выпадения осадков и т. д. Что касалось человеческой деятельности, то она была задана в форме различных сценариев. Так появлялась возможность оценить перспективы эволюции параметров биосферы в зависимости от характера деятельности человека.

Уже в конце 70-х годов с помощью подобной вычислительной системы, иными словами, на кончике пера, впервые удалось оценить так называемый «тепличный эффект». Его физический смысл достаточно прост. Некоторые газы — водяной пар, углекислота — пропускают идущий к Земле солнечный свет, и он нагревает поверхность планеты, но эти же газы экранируют длинноволновое тепловое излучение Земли.

Активная промышленная деятельность ведет к непрерывному возрастанию концентрации углекислоты в атмосфере: в ХХ веке она возросла на 20 процентов. Это служит причиной повышения средней температуры планеты, что в свою очередь меняет характер циркуляции атмосферы и распределение осадков. А эти изменения отражаются на жизнедеятельности растительного мира, меняется характер полярного и материкового оледенения — ледники начинают таять, уровень океана поднимается и т. д.

Если сохранятся современные темпы роста промышленного производства, то к тридцатым годам наступающего столетия концентрация углекислоты в атмосфере удвоится. Как все это может сказаться на продуктивности биоты — исторически сложившихся комплексов живых организмов? В 1979 году А. М. Тарко с помощью компьютерных моделей, которые к этому времени были уже разработаны в Вычислительном центре АН, впервые провел расчеты и анализ этого явления.

Оказалось, что общая продуктивность биоты практически не изменится, но произойдет перераспределение ее продуктивности по различным географическим зонам. Так, например, резко возрастет засушливость районов Средиземноморья, полупустынь и опустыненных саванн в Африке, кукурузного пояса США. Пострадает и наша степная зона. Урожаи здесь могут снизиться на 15-20, даже на 30 процентов. Зато резко возрастет продуктивность таежных зон и тех районов, которые мы называем нечерноземьем. Земледелие может продвинуться на север.

Таким образом, уже первые расчеты показывают, что производственная деятельность человека в ближайшие десятилетия, то есть при жизни нынешних поколений, может привести к значительным климатическим сдвигам. Для планеты в целом эти изменения будут отрицательными. Но для Севера Евразии, а значит, и для России, последствия парникового эффекта могут оказаться и положительными.

Однако в нынешних оценках глобальной экологической ситуации еще много дискуссионного. Окончательные выводы делать очень опасно. Так, например, по расчетам нашего вычислительного центра, к началу следующего столетия средняя температура планеты должна повыситься на 0,5-0,6 градуса. Но ведь и естественная климатическая изменчивость может колебаться в пределах плюс-минус один градус. Климатологи спорят: является ли наблюдаемое потепление результатом естественной изменчивости, или это проявление усиливающегося тепличного эффекта.

Моя позиция в данном вопросе весьма осторожная: тепличный эффект существует — это бесспорно. Учитывать его, я полагаю, безусловно надо, но говорить о неизбежности трагедии не следует. Человечество может еще очень многое предпринять и смягчить последствия происходящего.

К тому же хочется обратить внимание на то, что существует немало других крайне опасных последствий человеческой деятельности. Среди них такие непростые, как утончение озонового слоя, сокращение генетического разнообразия человеческих рас, загрязнение окружающей среды… Но и эти проблемы не должны вызывать панику. Только их ни в коем случае нельзя оставлять без внимания. Они должны быть предметом тщательного научного анализа, поскольку неизбежно станут основой для выработки стратегии промышленного развития человечества.

Опасность одного из таких процессов предвидел еще в конце XVIII века английский монах Мальтус. Он высказал гипотезу о том, что человечество растет быстрее, чем способность планеты создавать продовольственные ресурсы. Долгое время казалось, что это не совсем так — люди научились повышать эффективность сельского хозяйства.

Но в принципе Мальтус прав: любые ресурсы планеты ограничены, пищевые — прежде всего. Даже при самой совершенной технологии производства продуктов питания Земля может прокормить лишь ограниченное количество населения. Теперь этот рубеж, по-видимому, уже пройден. В последние десятилетия количество пищи, производимой в мире на душу населения, стало медленно, но неотвратимо уменьшаться. Это грозный признак, требующий незамедлительной реакции всего человечества. Подчеркиваю: не отдельных стран, а всего человечества. И думаю, что одним лишь совершенствованием технологии сельскохозяйственного производства здесь не обойтись.

Экологическое мышление и Стратегия Человечества

Человечество подошло к новому рубежу своей истории, на котором стихийное развитие производительных сил, неконтролируемый рост населения, отсутствие дисциплины индивидуального поведения могут поставить человечество, то есть биологический вид homo sapiens, на край гибели. Мы стоим перед проблемами новой организации жизни, новой организации общества, нового миропредставления. Сейчас возникло словосочетание «экологическое мышление». Оно призвано прежде всего напомнить нам, что мы дети Земли, не ее покорители, а именно дети.

Все возвращается на круги своя, и нам следует, подобно нашим далеким кроманьонским предкам, охотникам доледникового периода, снова воспринимать себя как часть окружающей Природы. Мы должны относиться к Природе, как к матери, как к собственному дому. Но есть огромное принципиальное отличие человека, принадлежащего современному обществу, от нашего доледникового предка: у нас есть знания, и мы способны ставить себе цели развития, у нас есть потенциальная возможность следовать этим целям.

Около четверти века назад я начал использовать термин «коэволюция человека и биосферы». Он означает такое поведение человечества и каждого человека в отдельности, которое способно обеспечить совместное развитие и биосферы, и человечества. Сегодняшний уровень развития науки и наших технических возможностей делает принципиально реализуемым этот режим коэволюции.

Вот только одно важное замечание, предохраняющее от разнообразных иллюзий. Сейчас часто говорят о всесилии науки. Наши знания об окружающем мире действительно невероятно расширились за последние два века, однако наши возможности остались пока еще весьма ограниченными. Мы лишены способности предвидеть развитие природных и общественных явлений на более или менее отдаленные времена. Поэтому я всегда опасаюсь широких, далеко идущих планов. В каждый конкретный период надо уметь вычленить то, что заведомо достоверно, и на это опираться в своих планах, действиях, «перестройках».

А наиболее достоверными чаще всего бывают знания о том, что именно приносит заведомый вред. Поэтому главная задача научного анализа, главная, но, конечно, далеко не единственная, — сформулировать систему запретов. Это, вероятно, было понято еще во времена нижнего палеолита нашими человекоподобными предками. Уже тогда начали возникать различные табу. Вот и нам без этого не обойтись: должна быть разработана новая система запретов и рекомендаций — как эти запреты реализовать.

Экологическая стратегия

Для того, чтобы жить в нашем общем доме, мы должны выработать не только некие общие правила поведения, если угодно — правила общежития, но и стратегию своего развития. Правила общежития носят в большинстве случаев локальный характер. Они сводятся чаще всего к разработке и внедрению малоотходных производств, к очищению окружающей среды от загрязнений, то есть — к охране Природы.

Чтобы удовлетворить этим локальным требованиям, нет необходимости в каких-либо сверхкрупных мероприятиях: все решается культурой населения, технологической и, главным образом, экологической грамотностью и дисциплиной местных чиновников.

Но тут же мы сталкиваемся и с более сложными ситуациями, когда приходится думать о благополучии не только своем, но и далеких соседей. Пример тому река, пересекающая несколько областей. В ее чистоте заинтересовано уже множество людей, и заинтересовано очень по-разному. Жители верховий не очень-то склонны заботиться о состоянии реки в ее низовьях. Поэтому, чтобы обеспечить нормальную совместную жизнь населения всего речного бассейна, уже требуются регламентации на государственном, а иногда и на межгосударственном уровне.

Пример с рекой — это тоже лишь частный случай. Ведь существуют и проблемы планетарного характера. Они требуют общечеловеческой стратегии. Для ее выработки мало одной культуры и экологической образованности. Мало и действий грамотного (что бывает чрезвычайно редко) правительства. Появляется необходимость создания общечеловеческой стратегии. Она должна охватить буквально все стороны жизнедеятельности людей. Это и новые системы промышленных технологий, которые должны быть безотходными и ресурсосберегающими. Это — и сельскохозяйственные технологии. Причем не только более совершенные обработка почв и использование удобрений. Но, как показывают труды Н. И. Вавилова и других замечательных представителей агрономической науки и растениеводства, здесь главный путь развития — это использование растений, имеющих наибольший коэффициент полезного использования солнечной энергии. То есть энергии чистой, не загрязняющей окружающую среду.

Такое кардинальное решение сельскохозяйственных задач имеет особую важность, поскольку они напрямую связаны с проблемой, которую, я убежден, неизбежно придется решать. Речь идет о численности населения планеты. Человечество уже сейчас поставлено перед необходимостью жесткой регламентации рождаемости — в разных районах Земли по-разному, но везде — ограничение.

Для того, чтобы человек и дальше вписывался в естественные циклы (кругооборот) биосферы, население планеты, при сохранении современных потребностей, должно быть уменьшено раз в десять. А это невозможно! Регламентация роста народонаселения, конечно, не даст десятикратного сокращения численности обитателей планеты. Значит, наряду с умной демографической политикой, необходимо создавать новые биогеохимические циклы, то есть новый кругооборот веществ, в который войдут прежде всего те виды растений, которые более эффективно используют чистую солнечную энергию, не приносящую планете экологический вред.

Решение проблем такого масштаба доступно только человечеству в целом. А это потребует изменения всей организации планетарного сообщества, иными словами, новой цивилизации, перестройки самого главного — тех систем ценностей, которые утверждались веками.

Принцип необходимости формирования новой цивилизации продекларирован Международным зеленым крестом — организацией, создание которой было провозглашено в 1993 году в японском городе Киото. Основной тезис — человек должен жить в согласии с Природой.

Источник: www.nkj.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.