Экология учебник для вузов - А.С. Степановских. Экология

• Название: Экология
• Анкор: Экология учебник для вузов - А.С. Степановских.doc
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 21.33 Mb.
• Имя файла: Экология учебник для вузов - А.С. Степановских.doc
• Тип: Документы; #65
• Категория: Экология
• страница: 93 из 104

20. ПУТИ РЕШЕНИЯ

ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

20.1. Законы взаимоотношений

человек—природа

Ход исторических связей между природой и человеком по Н.Ф. Реймерсу (1994) приводит к одновременным переменам в природе и в формах хозяйства. Формы хозяйства, меняясь вследствие затруднений, происходящих от перемен в природе, в свою очередь, вызывают цепные реакции в природе. Постоянная обратная связь получила название закона обратной связи взаимодействия человек—биосфера П. Дансеро (1957) или закона бумеранга, иначе — четвертого закона Б. Коммонера (1974): «ничто не дается даром». Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возвращено. Платежа по этому векселю нельзя избежать. Он может быть только отсрочен. Неизбежность платежей подчеркивается и законом незаменимости биосферы. Его формулировали многие исследователи, такие, как В. И. Вернадский, Д. П. Марше, Э. Рек-лю и др. Например, В. Г. Горшков (1990) данный закон формулирует следующим образом: «Нет никаких оснований для надежд на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же степенью точности, что и естественные сообщества. Сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает устойчивости окружающую среду, которая не может быть восстановлена за счет создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству... Биосфера... представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях... Необходимо сохранять естественную природу на большей части поверхности Земли».

Незаменимая биосфера до определенного времени работала в рамках принципа Ле Шателье-Брауна (разд. 12.11), что для этой фазы эволюции сформулировано в виде закона обратимости биосферы П. Дансеро (1957): биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее. Это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития. В то же время П. Дансеро (1957) сформулировал закон необратимости взаимодействия человек— биосфера: возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а отсюда превышения возможностей их восстановления. Такова, например, фаза развития системы взаимоотношений человек—природа в наши дни. Современная цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части. Это заключение находит отражение в правиле меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие им сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции). Так как свойство и саморегуляция природных систем поддерживается двумя механизмами — соотношением экологических компонентов внутри системы и взаимодействием пространственно выраженных подсистем, относящихся к системам того же уровня, то данное правило справедливо для обоих этих механизмов.

Таким образом, из правила меры преобразования природных систем можно прийти к следующим выводам:

1. Единица (возобновимого) ресурса может быть получена лишь в некоторый, определяемый скоростью функционирования системы (и их иерархии), отрезок времени. В течение этого отрезка нельзя переходить рубежи ограничений, диктуемых всеми теориями экологии.

2. Перешагнуть через фазу последовательного развития природной системы с участием живого, как правило, невозможно.

3. Рациональное проведение хозяйственных мероприятий лишь в рамках некоторых оптимальных размеров, выход за которые в меньшую и большую стороны, снижает их хозяйственную эффективность.

4. Преобразовательная деятельность не должна выводить природные системы из состояния равновесия путем избытка какого-то из средообразующих компонентов. Если это необходимо, то требуется достаточная компенсация в виде относительно непреобразованных природных систем.

5. Преобразование природы дает локальный или региональный выигрыш за счет ухудшения каких-то показателей в смежных мест-ностях или в биосфере в целом.

6. Хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на которую оно направлено, но и ее надсистемы, которые в соответствии с принципом Ле Шателье-Брауна «стремятся» нивелировать производимые изменения. В связи с этим расходы на преобразование природы никогда не ограничиваются лишь затратами на непосредственно планируемые воздействия.

7. Природные цепные реакции никогда не ограничиваются изменениями вещества и энергии, но затрагивают динамические качества систем природы.

8. Вторичное постепенно сложившееся экологическое равновесие как правило, устойчивее, чем первичное, но потенциальный «запас преобразований» при этом сокращается.

9. Несоответствие «целей» естественно-системной регуляции в природе и пелей хозяйства может приводить к деструкции природного образования, т.е. силы природы и хозяйственных преобразований в ходе противоборства сначала «гасят» друг друга, а затем природная составляющая начинает разрушаться.

10. Технические системы воздействия в длительном интервале времени всегда менее хозяйственно эффективны, чем направляемые естественные.

Антропогенные преобразования природных систем имеют достаточно четкие ограничения. Здесь выявляются и некоторые более частные закономерности, например, нашедшие отражение в законе убывающей отдачи А. Тюрго— Т. Мальтуса: повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности (урожайности). Данный закон стал старой азбучной истиной сельскохозяйственной экологии.

Обратные связи, которые были изложены выше в законе бумеранга и правиле меры преобразования природных систем, дают подоснову закона, или правила, демографического насыщения: в глобальной или регионально изолированной совокупности количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека. Вместе с тем человечество создает давление на среду не столько биологически, сколько техногенно. С другой стороны, фактически в конце XX в. наблюдалось не демографическое насыщение, а с учетом всех потребностей человека, чрезвычайное перенасыщение. Несоблюдение правила демографического насыщения дает резкий дисбаланс в системе взаимоотношений человек—природа. К этому сдвигу равновесия может добавить и воздействие группы биоэкологических факторов, которые зависят от плотности видового населения. Не исключается ситуация, когда об ограничивающих механизма реализуются одновременно, и прозойдет демографическая катастрофа.

Для первобытных людей территория Земли была неисчерпаемым ресурсом. Одаако сегодня, когда продолжается рост населения, а планета имеет ограниченные размеры, становится очевидным, что на Земле не может быть ничего бесконечного, так как часть не может быть больше целого, а отсюда для человека нет неисчерпаемых природных ресурсов. Растущая часть — человечество со все возрастающими потребностями может легко исчерпать ресурсы любой емкости. Территория планеты для современного человечества становится исчезающе малой при всей ее огромной величине. Ресурсы, которые считались неисчерпаемыми (поток солнечной энергии и другие мощные природные явления) по сравнению с энергопотреблением человечества, оказываются резко ограниченными из-за лимитов востребования. Приходится признать действие закона ограниченности (исчерпаемости) природных ресурсов: все природные ресурсы и естественные условия Земли конечны. Ограниченность природных ресурсов оказывает воздействие на производительные силы общества, а через них на социальные отношения. Наблюдается соответствие между развитием производительных сил и природно-ресур-сным потенциалом общественного прогресса.

Экологические кризисы и революции происходили многократно (см. рис. 13.20,13.21 и 20.1).

Древнейшим экологическим кризисом являлся кризис перепромысла крупных животных-консументов. Кризис продуцентов был эпохой перепромысла растительного материала. Современный экологический кризис оказался кризисом редуцентов, которые не могут разложить загрязнители, производимые человечеством, в первую очередь тех, которые не имеют природных аналогов, а следовательно, и организмов для их утилизации и превращения в исходные химические элементы.

Рис. 20.1. Уничтожение гигантских представителей

млекопитающих Евразии в доисторическое время (по Ф. Рамаду, 1981):

1 — европейский бизон; 2 — азиатский лев (древний ареал); 3, 4, 5 — сайгак (3 — древний ареал, 4 — современный, 5 — места существования еще в 1920 г.); 6 — яванский носорог (древний ареал)
Существует и действует 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 экологическую систему в целом (рис. 20.2).

Конкурентное использование ресурсов затрагивает как отдельные компоненты, так и все стороны природных систем. В основном эта конкуренция носит натуральный и локально-экономический характер. Мирового «экологического» рынка или рынка природных ресурсов все еще нет, что в условиях глобальности воздействий человечества на природу нельзя считать нормальным. В силу закона падения природно-ресурсного потенциала такой рынок, несомненно, сформируется, что уже и происходит. При приближении природно-ресурсного потенциала к общественно неприемлемому уровню сменится технология и изменится общественная реакция или окончательно сформируется новая общественно-экономическая формация.


Рис. 20.2. Схема интегрального ресурса (по Н. Ф. Реймерсу, 1994)
В рамках закона падения природно-ресурсного потенциала действует закон снижения энергетической эффективности природопользования. С ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу затрачивается все больше энергии, а энергетические расходы на жизнь одного человека все время возрастают. Так, на одного человека в каменном веке расход энергии (в ккал за сутки) был равен 4 тыс., в аграрном обществе — 12 тыс., в индустриальную эпоху — 70 тыс., а в передовых развитых странах конца XX в.— 230—250 тыс., или в 58—62 раза больше, чем у наших далеких предков.

С начала XX в. количество энергии, которое затрачивалось на единицу сельскохозяйственной продукции, в развитых странах мира возросло в 8—10 раз, на единицу промышленной продукции — в 10—12 раз. Общая энергетическая эффективность сельскохозяйственного производства в промышленно развитых странах примерно в 30 раз ниже, чем при примитивном земледелии. Нередко увеличение затрат энергии на обработку полей, удобрения в десятки раз, приводит к незначительному (10—15%) повышению урожайности. Это связано с необходимостью одновременно с улучшением агротехники учитывать общую экологическую обстановку, налагаемые ею ограничения. Отсюда вывод: рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Можно рассчитать вероятный момент неизбежного перехода на новые технологии промышленного и сельскохозяйственного производства, таким образом избежав теплового (термодинамического) кризиса и ослабив ход современного экологического кризиса.

Н.Ф. Реймерс (1994) делает вывод, что экологический кризис в 90-х гг. XX в. явно усиливается. Не соблюдая закон оптимальности и вытекающее из него правило меры преобразования природных систем, люди вызывают к жизни правило неизбежных цепных реакций «жесткого» управления природой. «Жесткое», большей частью техническое, управление природными процессами влечет цепные природные реакции, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически не-приемлимой в длительном интервале времени. Техногенные изменения вызывают действие закона внутреннего динамического равновесия и увеличения энергетических затрат. Экономические цели, к которым стремятся люди, нередко оказываются в тени мощных цепных реакций. Так, если бы была осуществлена переброска части стока северных рек Сибири в Среднюю Азию, то закон внутреннего динамического равновесия и другие законы были бы нарушены настолько глубоко, что могла бы произойти широкорегиональная катастрофа.

В настоящее время положение весьма зыбкое, и многие ученые полагают, что человечество, если оно хочет сохранить цивилизацию, должно решить экологические проблемы в ближайшее время.