Термин «экология» получил признание с 1869 года благодаря одному из великих натуралистов 19 века - немецкому биологу Эрнсту Геккелю (1834-1919). Как самостоятельная наука экология оформилась к 1900 году. Слово «Экология» образовано от греч. «ойкос» — дом, жилище и «логос» —учение. В буквальном смысле экология – наука об организмах «у себя дома».

Экология - наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки, в тесной связи с другими естественными науками — химией, физикой, геологией, географией, почвоведением, математикой. Становление экологии стало возможным после того, как были накоплены обширные сведения о многообразии живых организмов на Земле и особенностях их образа жизни в различных местообитаниях и возникло понимание, что строение, функционирование и развитие всех живых существ, их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые необходимо изучать.

Главный объект изучения в экологии — экосистемы.

Предметом экологии является совокупность, или структура, связей между организмами и средой.

Экология разделяется на теоретическую или общую экологию и прикладную.

Общая экология рассматривает биологические аспекты экологии, вскрывает общие закономерности организации жизни.

В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы:

• аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (виды, особи) с окружающей его средой;

• популяционную экологию (демэкологию), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов;

• синэкологию (биоценологию) – изучающую взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

Для всех этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде.

Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу прикладной экологии составляет система общеэкологических законов, правил и принципов.

Прикладная экология включает инженерную, промышленную, сельскохозяйственную экологию, экологию энергетики и другие науки.

Задачи экологии весьма многообразны.

— исследование связей в экосистемах;

- оценка состояния экосистем;

- исследование процессов протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

- моделирование состояния экосистем и глобальных биологических процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

— прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий деятельности человека для окружающей среды;

— улучшение качества окружающей среды;

— сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

— оптимизация инженерных, экономических, организационно- правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Главная же теоретическая и практическая задача экологии — раскрыть общие закономерности организации жизни и на этой основе разработать принципы рационального использования природных ресурсов в условиях все возрастающего влияния человека на биосферу.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом, психологией, медициной, геологией, техническими и другими науками.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук современности и от ее прогресса, возможно будет зависеть само существование человека на Земле.

В последние годы человечество расширило сферу своего присутствия не только на околоземное, но и на достаточно отдаленное космическое пространство, что породило ряд совершенно новых проблем, являющихся предметом экологии космической.

В 19 веке экология возведена в ранг обобщающей науки, которая включает в себя экологические направления самых различных наук. Например, на стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие таких новых направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, агроэкология, промышленная экология, космическая экология и т. д.

Экологическими проблемами Земли как планеты занимается интенсивно развивающаяся глобальная экология, основным объектом изучения которой является биосфера как глобальная экосистема. В настоящее время появились и такие специальные дисциплины, как социальная экология, изучающая. взаимоотношения в системе «человеческое общество — природа», и ее часть — экология человека (антропоэкология), в которой рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающим миром. Одним из новых самостоятельных ответвлений экологии человека становится быстро развивающаяся отрасль – валеология, рассматривающая вопросы приобретения человеком навыков здорового образа жизни.

Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом (включая международное право), психологией и педагогикой, так как только в союзе с ними возможно преодолеть технократическую парадигму мышления и выработать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе.

Экология своими корнями уходит в далекое прошлое. Потребность в знаниях, определяющих «отношение живого к окружающей его органической и неорганической среде», возникла очень давно. Достаточно вспомнить труды Аристотеля (384— 322 до н. э.), Плиния Старшего (23—79 н. э.), Р. Бойля (1627— 1691) и др., в которых обсуждалось значение среды обитания в жизни организмов и приуроченность их к определенным местообитаниям, чтобы убедиться в этом.

Изучение общепланетарных процессов развернулось после выхода в свет в 1926 г. книги В. И. Вернадского «Биосфера», где рассмотрены свойства «живого вещества» и его функции в формировании как современного лика Земли, так и всех сред жизни на планете (водной, почвенной и воздушной). Предшественником и единомышленником В. И. Вернадского был I). В. Докучаев (1846—1903), создавший учение о почве как о естественно-историческом теле. В. И. Вернадский (1863—1945) обосновал роль живого вещества как наиболее мощного геохимического и энергетического факторов — ведущей силы планетарного развития. В его работах ясно прослеживается значение для космоса жизни на планете Земля, а также значение космических связей для биосферы. Впоследствии эта космическая линия в экологии была развита в трудах А. Л. Чижевского, основателя современной пауки гелиобиологии. В. И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и пришел к выводу, что деятельность современного человека, преобразующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. В результате стало ясно, что использование природных ресурсов планеты происходит без учета закономерностей и механизмов функционирования биосферы. Тем не менее завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы — сферы разума. Важным этапом необратимой эволюции биосферы Вернадский считал её переход в стадию ноосферы. Работам Вернадского был свойствен исторический оптимизм: в необратимом развитии научного знания он видел единственное доказательство существования прогресса. Владимир Иванович Вернадский- признанный классик естествознания. Он основал новые отрасли знаний: биогеохимию и радиологию, был одним из создателей генетической минералогии, геохимии. Никто из ученых XX века не имел соизмеримых достижений. Венцом его научного творчества стало учение о биосфере, области жизни на планете. Оно явилось синтезом идей и фактов, относящихся к десяткам наук.

Своего рода точной отсчета в существовании природоохранной деятельности, основанной на новом мышлении, следует считать резолюции Генеральной Ассамблеи ООН и ЮНЕСКО, принятые в декабре 1968 года. Из идеи были интегрированы в решения Стокгольмской конференции 1972г. («Декларация принципов»). На конференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992г.) была принята «Декларация по окружающей среде и развитию», содержащая согласованные со 179 правительствами документы, определявшие права и обязанности стран в деле обеспечения развития цивилизации и благосостояния людей. 

Охрана природы - деятельность, направленная на сохранение естественной среды обитания живых организмов и совокупности природных ресурсов в условиях техногенных, агрогенных и других антропогенных нагрузок

Начало природоохранной деятельности Советского государства совпало с рядом первых декретов, начиная с «Декрета о земле» от 26 октября 1917 г., который заложил основы природопользования в стране. Именно в этот период зарождается и получает законодательное выражение основной вид природоохранной деятельности — охрана природы.

В настоящее время стихийное развитие взаимоотношений с природой представляет опасность для существования не только отдельных объектов, территорий, стран и т. п., но и для всего человечества. Это объясняется тем, что человек тесно связан с живой природой происхождением, материальными и духовными потребностями, но, в отличие от других организмов, эти связи приняли такие масштабы и формы, что это может привести к практически полному вовлечению живого покрова планеты (биосферы) в жизнеобеспечение современного общества, поставив человечество на грань экологической катастрофы.

Объекты изучения: 5 уровней биологической организации:

- живые организмы,

- популяция,

- сообщества,

- экосистемы,

- экосфера.

Методы экологических исследований делятся на: полевые и экспериментальные исследования с использованием экосистемного, популяционного, эволюционного и исторического подходов, анализ сообществ и местообитаний.

В экосистемном подходе главными объектами изучения являются:

• поток энергии и круговорот веществ между абиотическими и биотическими компонентами;

• анализ функциональных связей между живыми организмами и окружающей средой и между собой;

• общие черты организации и функционирования сообществ;

• проблема саморегуляции и гомеостаза биологических систем;

• принципы конструирования и функционирования искусственных экосистем.

В рамках популяционного подхода:

• описываются условия роста, регуляции численности и самовоспроизводства популяций;

• создаются математические модели роста, выживаемости и смертности в популяциях;

• анализируются различные уровни взаимоотношений внутри популяций.

Эволюционный подход определяет изменения экосистем, сообществ, популяций, местообитаний во времени и пространстве; рассматриваются изменения развития жизни в хронологии Земли. Используя методы исторической экологии, изучают долговременные тенденции (изменения климата, конвергенция и дивергенция в видообразовании, процессы расселения растений и животных по планете).

Разнообразные процессы и явления в биосфере, экосистемах, сообществах, популяциях и видах изучаются не только на качественном уровне, но и в количественном отношении с применением разнообразных современных методов:

• метода радиоактивных изотопов («меченых атомов»);

• физико-химических методов (спектрометрия, колориметрия, хроматография и др.);

• автоматического мониторинга;

• аэрокосмической фотосъёмки;

• математического моделирования, и др.

Полевые методы имеют первостепенное значение. Они предполагают изучение популяций и сообществ в естественной среде (в природе) и позволяют установить воздействие на объект комплекса факторов, изучить общую картину развития и жизнедеятельности изучаемого объекта. Экспериментальные методы отличаются от полевых тем, что организмы искусственно ставятся в условия, при которых можно дозировать размер изучаемого фактора, следовательно, можно точнее, чем при обычном наблюдении, оценить его влияние. При этом выводы, полученные в лаборатории, требуют обязательной проверки в полевых условиях.

Моделирование биологических явлений, т.е. воспроизведение в искусственных системах процессов свойственных живой природе, получило широкое распространение в современной экологии.

Модели подразделяются на реальные (аналоговые) и знаковые. Примеры аналоговых моделей - аппараты искусственного кровообращения, искусственная почка. Знаковые модели представляют собой отображение оригинала с помощью математических выражений или подробного описания.

Любая модель всегда упрощена и отражает лишь общую суть процесса и имитирует реальность, но при этом моделирование позволяет исследовать процессы и явления, недоступные для непосредственного наблюдения. Модели очень полезны, т. к. позволяют интегрировать все то, что известно о моделируемой ситуации. С их помощью можно выявить неточности в исходных данных об объекте, определить новые аспекты его изучения. Моделирование экологических явлений используется для практических прогнозов их динамики; исследования взаимосвязей видов и сообществ со средой; определения воздействия факторов; выбора путей рационального вмешательства человека в жизнь природы.

Процесс перевода физических или биологических представлений о любой экосистеме в математические формулы и операции над ними называются системным анализом.

Экологический мониторинг - один из главных методов изучения динамики экоси-стем (биогеоценозов), происходящей под воздействием естественных и антропогенных факторов. Под мониторингом понимается специальное длительное слежение за состояни-ем одних и тех же экосистем. Подобные исследования сопряжены с большими время- и трудозатратами, так как предусматривают детальное описание и изучение всех компонен-тов, составляющих биогеоценоз, и потому возможны лишь при организации стационар-ных работ с закладкой как временных, так и постоянных пробных площадей.

В последнее время, в изучении экологических связей и явлений широкое распространение получил социологический метод. В рамках, которого, осуществляется: опрос населения (массовый, групповой, индивидуальный); анкетирование; беседы с отдельными людьми для сбора экологических данных; анализ многолетних материалов здравоохранения, образования и т.п.

Экологические исследования имеют большое значение в решении многих теоретических и практических задач существования природы, человека и общества. При этом необходимо рациональное сочетание различных методик, которые должны взаимно дополнять и контролировать друг друга.

Методическую основу экологии как современной науки составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования. Экологическая практика охватывает собой множество приемов и методов исследований, адекватных многообразию направлений экологии и потому здесь перечислены лишь некоторые из них.

Как правило, в экологических исследованиях эти и другие применяемые методы исследований используются совместно или комплексиpуются.

Концепции экологии

В процессе формирования современных экологических взглядов К.М. Петров (1997) выделяет 5 периодов, которым соответствует пять последовательно сменявшихся концепций (систем взглядов и трактовки процессов, явлений, взаимодействий):

1. С момента формирования экологии как самостоятельной научной дисциплины (1866 г. – появление термина «экология») основным объектом изучения являлись взаимосвязи организмов с окружающей средой.

2. С начала ХХ века исследования охватили биотические сообщества. Впервые были сформулированы такие фундаментальные понятия экологии как «биосфера», «трофические связи», «пирамида энергии» и др.

3. К 1940-м гг. были разработаны понятия «биогеоценоза» и «экосистемы», которые стали рассматриваться в качестве основных объектов исследования. Возник комплексный системный подход ко всем видам взаимодействий между окружающей средой и населяющими её живыми организмами.

4. В 1960-х гг. с выходом человека в космос был осознан факт единства и целостности биосферы как совокупности всех планетарных экосистем. Человек получил возможность взглянуть на Землю со стороны и осознать уникальность живого мира, в котором все мы живём.

5. Основным положением современной концепции экологии является признание главенствующей роли человека в биосфере и вместе с тем – его ответственности за судьбу и будущее планеты. Принцип разумного взаимодействия человека и природы подразумевает исключение возможности приближения биосферы к опасной черте экологической катастрофы.

Отличительными чертами современной экологии являются:

1. Синтетический и комплексный подход к изучению природных процессов, объектов и явлений.

2. Признание невозможности раздельного изучения организма и окружающей среды.

3. Основным объектом изучения являются экосистемы различного масштаба как устойчивый комплекс живых организмов и биотопов.

4. Функциональная взаимосвязь наук о Земле, каждая из которых изучает свой фрагмент биосферы, но в рамках междисциплинарного подхода образует разнообразные связи со всеми остальными направлениями научного познания.

Современное развитие экологии предусматривает углубление прикладной направленности науки: изучение основных биогеохимических циклов и продуктивности в экосистемах, возможностей управления качеством среды обитания, рационального природопользования и др.

Однако при всех обстоятельствах необходимо понимать, что именно устойчивое функционирование биосферы как целостной и саморегулирующейся системы обеспечивает условия существования человека. Будущее человечества зависит от того, какой станет в ближайшие десятилетия окружающая среда, и смогут ли приспособиться к ней люди. В далёком прошлом биосфера обходилась без человека, а вот человек прожить вне биосферы не сможет.

Правила, принципы, законы экологии и охраны окружающей среды

За полтора века своего существования в экологии сформулировано более 400 основных законов, принципов, правил и гипотез.

Законы б. Коммонера

В 1970-х гг. американским экологом Б. Коммонером в виде афоризмов были сформулированы четыре постулата глобальной экологии, пятый добавился к ним в конце 1980-х гг.:

1. «Все связано со всем» — правило всеобщей связи процессов в биосфере

2. «Все должно куда-то деваться» - правило безотходности биосферных технологий

3. «Природа знает лучше» - правило рациональности природных веществ и соединений

4. «За все надо платить», «ничто не дается даром» правило целостности и рациональности построения биосферы

Помимо формулировок Б.Коммонера, современные экологи вывели еще один «закон» экологии – «на всех не хватит» (закон ограниченности ресурсов). Очевидно, что масса питательных веществ для всех форм жизни на Земле конечна и ограничена. Ее не хватает на всех появляющихся в биосфере представителей органического мира, поэтому значительное увеличение численности и массы каких-либо организмов в глобальном масштабе может происходить только за счет уменьшения численности и массы других.

На противоречие между скоростью размножения и ограниченностью ресурсов питания применительно к народонаселению планеты впервые обратил внимание английский экономист Т.Р.Мальтус (1798 г.), который именно этим пытался обосновать неизбежность социальной конкуренции. В свою очередь Ч.Дарвин заимствовал у Мальтуса понятие «борьба за существование» для объяснения механизма естественного отбора в живой природе.

«На всех не хватит» – источник всех форм конкуренции, соперничества и антагонизма в природе и, к сожалению, в обществе. И сколько бы ни считали классовую борьбу, расизм, межнациональные конфликты чисто социальными явлениями – все они своими корнями уходят во внутривидовую конкуренцию, принимающую иногда гораздо более жестокие формы, чем у животных. Существенное различие в том, что в природе в результате конкурентной борьбы выживают лучшие, а в человеческом обществе – это отнюдь не так.

Правила

Правило одного процента. Согласно правилу одного процента изменение энергетики природной системы в пределах 1% выводит природную систему из равновесного (квазистационарного) состояния. Все крупномасштабные явления на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов, процесс глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую I % от энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты. Искусственное внесение энергии в биосферу не должно превышать этого предела. Переход энергетики процесса за это значение (1%) обычно приводит к существенным аномалиям: резким климатическим отклонениям, переменам в характере растительности, крупным лесным и степным пожарам.

Правило десяти процентов (закон пирамиды энергии). В соответствии с •законом пирамиды энергии, с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии.

Трофический уровень – совокупность всех живых организмов, принадлежащих к одному звену пищевой цепи. Первый трофический уровень – это всегда продуценты, создатели органических веществ, необходимых для всех живых организмов. Растительноядные консументы (фитотрофы или фитофаги) относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные (хищники), живущие за счет фитофагов, принадлежат к третьему трофическому уровню; потребляющие других плотоядных соответственно относятся к четвертому и т.д.

Зеленые растения, потребляя солнечную энергию и неорганические вещества из внешней среды, путем фотосинтеза образуют органические вещества, т.е. производят биологическую продукцию, которую часто называют первичной продукцией или валовой продукцией продуцентов. Вторичной продукцией является биомасса, создаваемая консументами.

В процессе своей жизнедеятельности растения расходуют часть первичной продукции на дыхание, на образование новых клеток и тканей, на рост. Если вычесть из первичной продукции ту продукцию, которую израсходовали продуценты на свои нужды, то оставшаяся часть представляет собой то, что называют «чистой продукцией». Чистая продукция в виде биомассы и перемещается непрерывно с одного трофического уровня на другой. Чистая первичная продукция, захваченная консументами в виде корма, также расходуется ими на процессы жизнедеятельности и на построение вторичной продукции т.е. биомассы фитофагов), а часть возвращается в абиатическую среду в виде экскрементов, выделений и трупов. В свою очередь, запасенные в фитофагах биомасса и энергия в количестве примерно 10% передаются следующему уровню потребителей, обеспечивая их существование, разнообразие и численность.

Закон пирамиды энергии позволяет делать расчеты необходимой земельной площади для обеспечения населения продовольствием и другие эколого-экономические подсчеты.

Среднемаксимальный переход энергии (или вещества в энергетическом выражении) с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой составляет 10%, может колебаться от 7 до 17%. Эта величина не приводит к неблагоприятным для экосистемы последствиям и поэтому может быть принята за норму для природопользования в хозяйственной деятельности человека. Превышение же этой величины недопустимо, так как в этом случае могут произойти полные исчезновения популяций. Закон пирамиды энергий и правило десяти процентов служат общим ограничением в природопользовании для хозяйственной деятельности человека.

Правило обязательности заполнения экологических ниш. Пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Экологическая ниша как функциональное место вида в экосистеме позволяет форме, способной выработать приспособительные особенности, заполнить эту нишу, но иногда это требует значительного времени.

Примечание. Вероятным примером правила обязательности заполнения экологических ииш служит возникновение новых заболеваний, например, СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита). Он был гипотетически предсказан более чем за 10 лет до выявления болезни как гриппоподобный вирус с высокой летальностью заболевших. Основанием для предсказания служило то, что победа над многими инфекционными болезнями человека высвободила экологические ниши, которые неминуемо должны были быть заполнены. Поскольку при экологическом дублировании, как правило, смена идет в направлении от более крупных по размерам и высокоорганизованных форм к менее крупным и организованным, было предположено, что одна из экологических ниш будет заполнена именно вирусом с высокой степенью изменчивости. Таким образом, гипотеза, видимо оправдалась.

Правило неизбежных цепных реакций («жесткого» управления природой). «Жесткое» техническое управление природными системами и процессами чревато цепными природными реакциями, значительная часть которых экологически, социально и экономически не приемлема в длительном интервале времени. Пример с Аральской катастрофой. Переброска вод северных рек привела бы к нежелательным экологическим эффектам (затопление громадной площади земель, гибель лесных, нефтяных, газовых месторождений и др.)

Правило «мягкого» управления природой. «Мягкое» (опосредованное) управление природой вызывает желательные для человека цепные реакции.

«Мягкое» управление более предпочтительно, чем «жесткое» техногенное решение, несмотря на большие первоначальные затраты. Это правило целесообразного преобразования природы. В отличие от «жесткого» управления (см. Правило цепных реакций при «жестком» управлении) «мягкое» управление, основанное на восстановлении бывшей естественной продуктивности экосистем или её повышении путем целенаправленной и основанной на использовании объективных законов природы серии мероприятий, позволяет направлять природные цепные реакции в благоприятную для хозяйства и жизни людей сторону. Примером может служить сопоставление двух форы ведения лесного хозяйства — сплошнолесосечных («жесткое» воздействие) и выборочных рубок («мягкое» воздействие). Считается экономически более рентабельной сплошная рубка, при которой в один прием забирается вся древесина. При выборочной рубке возникает много осложнений технического порядка, и поэтому себестоимость заготовки древесины оказывается дороже. При этом предполагается, что на сплошных лесосеках лес можно и нужно восстанавливать путем его массовой посадки (и это мероприятие обходится в целом недорого). Однако при сплошных рубках постепенно теряется сама лесная среда, что ведет к падению уровня рек, в других местах - к заболачиванию, зарастанию лесосеки нелесными видами растений, препятствующим росту леса, возникновению очагов размножения вредителей леса и др. неблагоприятным последствиям. Более низкие начальные затраты «жесткого» мероприятия дают цепь ущербов, требующих затем больших расходов на их ликвидацию. Наоборот, при выборочных рубках восстановление леса облегчается из-за сохранения лесной среды. Повышенные начальные затраты постепенно окупаются в результате предотвращения экологических ущербов.

Переход от «мягкого» к «жесткому» управлению целесообразен лишь при одновременной замене экстенсивных форм хозяйства предельно интенсивными и, как правило, в пределах относительно коротких интервалов времени. В долгосрочной перспективе эффективно только «мягкое» управление природными процессами. См. также Принципы преобразования природы.

Правило «экологично-экономичное». Нельзя противопоставлять экономику и экологию. Нельзя снижать темпы индустриализации - это будет означать своего рода экономический утопизм, точно также нельзя снижать усилия в области экологии — это будет экологический экстремизм. Решение вопроса находится где-то посередине.

Правило интегрального ресурса. Конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом. Например, в водном хозяйстве гидроэнергетика, транспорт, коммунальное хозяйство, орошаемое земледелие и рыбная промышленность связаны таким образом, что в наименее выигрышном положении оказывается промысел рыбы. Чем полнее гидроэнергетическое использование вод, тем сложнее ведение других отраслей водного хозяйства: развитие водного транспорта осложняет другие способы использования воды, а орошение вызывает затруднения в сопряженных формах эксплуатации вод.

Правило демографического насыщения. В глобальной или регионально изолированной совокупности количество народонаселения соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека.

По сути, данное правило гласит, что человек, как и любой другой биологический вид, будет увеличивать свою численность до максимально возможных размеров, которые определяются емкостью среды, и не более. Однако человечество создает давление на среду не столько биологически, сколько техногенно. Фактически сейчас в мире наблюдается не демографическое насыщение, а с учетом всех потребностей человека, а техническое перенасыщение. Несоблюдение правила демографического насыщения дает резкий дисбаланс в системе взаимоотношений «человек-природа». Теоретически возможна ситуация, когда реализуются ограничивающие механизмы в произойдет демографическая катастрофа (резкое снижение численности популяции человека).

Принципы, или правила, законы охраны природы и закономерности социальной психологии людей по отношению к природе

На первый взгляд при планировании природоохранных мероприятий достаточно придерживаться одного принципа - необходимости сохранения природного наследия как естественной основы материального и духовного благополучия нынешнего и последующих поколений людей. Однако в ходе его реализации возникает множество противоречивых моментов. Поэтому для определения стратегических направлений охраны природы сформулирован ряд дополнительных принципов, среди которых принцип историчности, системности, биосферизма, планетарного единства, приоритета экологической безопасности, уникальности, разумной достаточности и допустимого риска, неполноты информации, адаптации, устойчивого развития и ряд других.

Наиболее общим принципом или правилом охраны природы можно считать закон шагреневой кожи: глобальный исходный природно-ресурсный потенциал, в ходе исторического развития непрерывно истощается, что требует от человечества научно-технического совершенствования, направленного на более широкое и глубокое использование этого потенциала. Человечество в отличие от любого другого вида живых организмов живет не только за счет возобновимых ресурсов, но и абсолютно невосстанавливаемого и незаменимого их запаса, к тому же чем дальше, тем в большей степени. Для жизни каждого человека в год необходимо 200 т твердых веществ, которые он с помощью порядка 800 т воды и в среднем 10³ Вт энергии превращает в полезный для себя продукт. При этом часть твердого вещества меняет свою физическую и химическую структуру необратимо, энергия, накапливаясь в приземных слоях атмосферы и воздействуя на вышележащие слои, меняет всю геофизику и геохимию планеты, а дисперсные в естественных условиях вещества опасно для жизни концентрируются, отравляя среду жизни. Эти процессы идут по всей иерархии природных систем, и скорость сжимания природной шагреневой кожи прямо зависит от числа людей, «проедающих» ее.

Шагреневая (мягкая, шероховатая)кожа – рассказ О. Бальзака. Бедный поэт Рафаэль Валантен, отчаявшись в жизни, на грани самоубийства, случайно забрел в антикварную лавку, где увидел кусок черной блестящей шагреневой кожи с оттиском печать царя Соломона и надписью «Обладая мной, ты будешь обладать всем, но жизнь твоя будет принадлежать мне. желания будут исполнены. Но соизмеряй свои желания со своей жизнью. Она – здесь. При каждом желании я буду убывать, как твои дни».

Закон неустранимости отходов и/или побочных воздействий производства (хозяйства): в любом хозяйственном цикле образующиеся отходы и возникающие побочные эффекты неустранимы, они могут быть лишь переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве. Если бы была реальная возможность избавиться от отходов, это было бы нарушением законов сохранения массы и энергии. Суммарное количество отходов в виде вещества, энергии и побочных эффектов (изменения динамических качеств природных систем — их устойчивости, надежности и т. п.) фактически постоянно: в производственных циклах меняется лишь место их возникновения, время образования и физико-химическая или биологическая форма.

Поэтому закон неустранимости отходов может быть дополнен законом постоянства количества отходов в технологических цепях. Например, перевод транспорта на электротягу требует производства электроэнергии, а потому добычи первичного энергоносителя (угля, нефти, ядерного топлива и т. п.), строительства электростанций, электросетей, подстанций, станций зарядки или контактных сетей и т. п. Этот "ряд" по количеству отходов не лучше и не хуже "ряда" получения и переработки нефти в бензин. И если в одном случае загрязнители поступают в атмосферу из выхлопной трубы автомобиля, то в другом - из трубы теплоэлектростанции. Получение электроэнергии от солнечных батарей требует энергоемких и трудоемких производств и материалов для них. Таким образом, безотходное производство - это миф. Однако это не значит, что при разумном планировании производственного процесса невозможно получить экологический "выигрыш". Выигрыш можно получить при прямом использовании газа как топлива для транспорта, поскольку в этом случае исключаются промежуточные этапы производственного цикла, а сам цикл короче. Получение электроэнергии от солнечных батарей требует энергоемких и трудоемких производств этих батарей, материалов для них, а гидроэнергия в связи с кавитацией делает воды, проходящие через турбины, мертвыми, плотины задерживают твердый сток и т. д. и т. п., в результате чего резко меняется экологическая обстановка. Для ее восстановления необходимы сложные природные процессы — длинные природные цепные реакции, которые весьма ресурсоемки и идут с потреблением значительной энергии. Просто работа перекладывается человеком на природные системы.

Очистка, как всего лишь изменение физико-химической формы вещества, и перемещение загрязняющего начала в пространстве, может дать очень малый общий эффект, так как требует резкого возрастания энергетических расходов. Локально она весьма полезна, но следует помнить, что широко регионально и глобально в длительном интервале времени она неэффективна: выигрыш, получаемый в одном месте, погашается проигрышем, возникающим в других местах. Проблема может быть решена только снижением давления общества на среду жизни, через депопуляцию.

Принцип историчности. Организация природоохранной деятельности требует изучения истории природных объектов и систем. Так, в конце 70-х годов прошлого столетия вследствие игнорирования данного принципа наблюдалась бедственная ситуация в Прикаспии, во многом обусловленная тем, что хозяйственная деятельность в этом регионе была ориентирована на необратимое снижение уровня Каспия. Начавшаяся в 1978 году трансгрессия -за 5 лет уровень моря поднялся почти на 2 м - нанесла значительный ущерб, которого можно было, по крайней мере, частично избежать. В зоне затопления оказались места сброса токсичных отходов и пониженные участки, загрязненные нефтепродуктами. Между тем подобные колебания уровня Каспийского моря неоднократно наблюдались и в прошлом.

Древние цивилизации Мессопотамии и Средиземноморского региона развивались по общему сценарию; рост населения - >истощение ресурсов -экспансии - > милитаризация - > тоталитаризм - > сверхнагрузка на ресурсы (итальянские леса пошли на строительство римского флота) - > деградация природы - > духовная деградация - > развал государственной системы. Современное общество следует тем же путем с небольшими отклонениями. Зная и учитывая уроки прошлого, можно избежать кризиса или существенно уменьшить негативные последствия.

Принцип Ле Шателье-Брауна. При внешнем воздействии, выводящем систему из устойчивого равновесия, это равновесие смешается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Изначально он был сформулирован в химии, но оказался универсальным для систем любой природы. Иногда этот принцип в отношении сложных систем называют законом адаптации. Реализация данного принципа в экосистемах осуществляется с помощью механизма отрицательных обратных связей. Действие принципа Ле Шателье — Брауна в рамках биосферы в наши дни глубоко нарушено. Если в конце прошлого века еще происходило увеличение биологической продуктивности и биомассы в ответ на возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере, то с начала нашего века это явление не обнаруживается. Наоборот, биота выбрасывает углекислый газ, а биомасса ее автоматически снижается. Поскольку биосфера имеет лишь одно устойчивое состояние, единственным способом восстановить действие принципа Ле Шателье — Брауна будет сокращение площадей антропогенно измененных земель.

Принцип системности. В природопользовании мы имеем дело со сложными системами, компоненты которых взаимосвязаны положительными и отрицательными обратными связями.

Системность природных объектов требует рассмотрения каждой проблемы как части более общей, каждого отдельного фактора - во взаимосвязи с другими факторами, так или иначе модифицирующими его действие.

Например, рассматривая проблему глобального потепления, инициированного увеличением выбросов в атмосферу парниковых газов, в целях разработки программы по предотвращению его последствий следует учитывать все многообразие природных процессов, которые участвуют в изменении климатических показателей.

Так, при увеличении выбросов углекислого газа процессы потепления могут ограничиваться его растворением в поверхностных водах, усвоением растительностью, увеличением облачности, отражающей солнечные лучи (отрицательные обратные связи). В то же время другие процессы: таянье ледников, увеличение минерализации гумуса и торфов, выделение тепла и др., усиливающиеся при потеплении, способствуют, глобальному потеплению (положительные обратные связи). При этом суммарное воздействие этих процессов предсказать крайне сложно.

Принцип биосферизма. Человек является одним из множества биологических видов и может сохраниться только в системе биосферы.

Самоутверждая себя как господствующий вид, человек разрывает системные связи, вне которых его существование невозможно. Осознавая себя как разумное существо, обладающее сознанием, человек, в то же время, не должен ставить себя выше природы, считать вправе брать на себя управление биосферными процессами. Только понимая, что он является частью глобальной системы, и последствия его деятельности оказывают влияние на него самого, человек может устойчиво развиваться, не подвергая себя опасностям экологических катастроф, имеющих, чаще всего, антропогенное происхождение.

Принцип адаптации. В процессе эволюции виды приобретают особенности, позволяющие более эффективно использовать ресурсы природной среды, противостоять воздействиям и сохранять оптимальную численность (то есть адаптироваться к среде). Адаптация является движущей силой эволюционного прогресса, а развитие жизни в целом носит адаптивный характер.

Человек на биологической стадии своего развития следовал принципу адаптации. Однако в ходе технической эволюции возобладала тенденция к преобразованию природной среды, ее приспособлению к потребностям общества. В результате возникают негативные обратные связи. Они выглядят как сопротивление среды, нарастающее с усилением воздействий. Так, от загрязнения окружающей среды, возникающего вследствие антропогенной деятельности, больше всего страдает сам человек, так как он часто является конечным звеном в трофической сети и максимально накапливает токсиканты. Преобразование среды в конечном итоге может привести к вырождению человека.

В общем случае отношения биосферы и техносферы должны строиться не по принципу преобразования первой, а по принципу уподобления (адаптации) последней. Копирование оказывается оптимальной стратегией и в отдельных областях природопользования (например, лесозаготовки, имитирующие естественные нарушения, наносят меньший ущерб генофонду, чем традиционные рубки главного пользования).

Принцип планетарного единства. Биосфера - это целостная система, поэтому, при всех различиях в экономических и политических сферах, народонаселение Земли имеет общие экологические интересы, которые должны служить объединяющим началом.

Даже локальные воздействия на природу, в силу особенностей биосферных потоков, проявляются далеко за пределами источника. Сейчас остро стоит проблема трансграничных загрязнений воздуха, рек, протекающих через территории нескольких государств, приграничных лесных массивов, мигрирующих животных и т.д. Глобальные изменения носят общепланетарный характер и затрагивают все человечество, независимо от того, какая страна внесла больший вклад в их развитие.

Принцип приоритета экологической безопасности. Обеспечение экологической безопасности (благоприятного состояния факторов экологической среды) должно быть признано приоритетом общественного развития.

Декларативное признание важности экологических проблем далеко не всегда сопровождается адекватными практическими действиями. Озабоченность экономическими проблемами систематически отодвигает охрану природы на дальний план. Между тем развитие общества ценой разрушения природного наследия, истощения ресурсов не может достичь процветания.

Цель развития общества состоит в повышении качества жизни - понятие, включающее, наряду с поднятием уровня доходов, благоприятную экологическую среду, физическое здоровье, психическое равновесие и возможность передачи этих качеств потомству. Экологические факторы действуют на все показатели качества жизни. В практическом плане этот принцип означает, что социальные и экономические программы должны иметь экологическое обоснование. Этот принцип находит применение в сфере природоохранного законодательства, регламентации хозяйственной деятельности и экологической экспертизы.

Принцип устойчивого развития. Отношения между человеком и природой, должны строиться с учетом обеспечения возможности сохранения и расширения перспектив развития в обозримом будущем. То есть, необходимо снять конфликт между интересами настоящего и последующего поколений.

Стратегия устойчивого развития в качестве основных принципиальных направлений включает:

• приоритетность качественных показателей (качества жизни) перед количественными (численностью, потреблением);

• противостояние энтропийным процессам (милитаризации экономики, росту отходов в т.д.);

• сохранение биологического и культурного разнообразия; согласование программ природопользования с эволюционной периодичностью природных процессов;

• предпочтение устойчивости (чем изменению условий, непредвиденным осложнениям) извлечения максимальной прибыли.

Принцип уникальности. Неповторимое и не повторяющееся заслуживает особой охраны. Любой уголок природы уникален и неповторим. Любое творение человеческих рук в принципе воспроизводимо. Оценивать природу только по стоимости ее материальных богатств - все равно, что оценивать полотна великих художников по их миражу или по затратам на холст, краски и раму.

Принцип разумной достаточности и допустимого риска. Расширение любых действий человека не должно приводить к социально-экономическим а экологическим катастрофам, подрывающим возможность существовании людей.

Примером нарушения этого принципа служит развитие атомной промышленности. Изначально неизвестны способы безопасного хранения отходов АЭС. Отсюда как будто бы следовала необходимость ограничения строительства таких станций до момента, когда станет ясно, что можно делать с этими отходами и как их безопасно и экономически приемлемо хранить. Но пошли по пути неограниченного расширения строительства, по экспоненте усиливая опасность радиоактивного загрязнения мест хранения отходов. Абсолютно опасный предел еще не достигнут. Но следует ли к нему стремиться? Чем больше число объектов, тем выше опасность аварии на одном из них: стандартизировать сверхвысокий уровень безопасности невозможно по техническим причинам и из-за роста значимости человеческого фактора. С увеличением количества объектов растет привычка к ним, снижается бдительность, сама выучка кадров с ростом их числа делается неравномерной. Аварии на «Три Майл Айленд» и на Чернобыльской АЭС резко замедлили количественное развитие атомной энергетики, потому что стало ясно несоблюдение принципа разумной достаточности и допустимого риска. Принцип одинаково объективен как для сторонников, так и для противников АЭС. Теоретическая вероятность крупной аварии с периодичностью 1 раз в 5 лет делает отрасль социально бесперспективной, а нерешенность проблемы захоронения отходов — по-прежнему экологически недопустимой. Принцип разумной достаточности в развитии атомной промышленности явно нарушен, и последствия этого явления не могут не сказаться. Однако каковы будут эти последствия, сказать довольно трудно. Аварии на АЭС хотя бы теоретически можно предотвратить. А последствия концентрации на поверхности земли радиоактивных веществ, в природе естественно рассеянные и рассредоточенные, трудно предсказать прежде всего из-за скудности знаний.

При планировании хозяйственной деятельности необходимо сопоставлять получаемый выигрыш с возможными негативными последствиями. И только если первый существенно перевешивает его, а последний не приводит к глобальным последствиям, хозяйственная деятельность может считаться допустимой.

Принцип обманчивого благополучия или эйфории первых успехов связан с излишней поспешностью суждений — первые успехи или неудачи в природопользовании могут быть кратковременными: успех мероприятия по преобразованию природы или управлению ею объективно может быть оценен лишь после выяснения хода и результатов природных цепных реакций в пределах естественного природного цикла (от немногих лет до их десятков) и лишь после возникновения нового уровня экологического баланса. Нередко допинговая реакция принимается за норму, а явно аномальный временный сдвиг экологического равновесия — за желательное, устойчивое состояние. Примеров тому великое множество. Самый разительный — трагедия Арала и Приаралья, в начале которой, не замечая ее, усиленно подсчитывали выигрыш. Почти все попытки акклиматизации промысловых животных (прежде всего ондатры, енотовидной собаки, Дальневосточной пчелы) в СССР потерпели фиаско, хотя порождали первичную эйфорию. То же следует сказать о строительстве волжского каскада ГЭС и о многих других осуществленных проектах, вначале казавшихся полезными.

Принцип удаленности события. Явления, отдаленные во времени и пространстве, психологически кажутся менее существенными. Человек, как правило, считает, что любую возникающую проблему в природопользовании можно решить, если не сейчас, то по мере развития научно-технического прогресса. Например, трудно представить себе физика, который бы был уверен в возможности безопасного захоронения атомных отходов. Тем не менее это не останавливает атомщиков. Предполагается, что когда-то будут найдены способы приемлемой дезактивации, а последствия атомного заражения планеты скажутся еще не скоро, что научно-технический прогресс исправит положение, а потомки что-то придумают. Эта наивная вера основана на технократическом, только в рамках техники справедливом подходе к событиям. Технические усовершенствования почти неограниченны и тем радикальнее, чем длиннее их ряд. Но в отношениях с природой следует учитывать и правила ее поведения. Как шахматист должен следить за игрой соперника, а не только строить свои собственные планы, так и специалист в области природопользования и охраны среды обязан строить практическую стратегию с сознанием всего спектра неминуемых последствий своих действий.