Основные законы и принципы экологии

Способность человека мыслить позволила ему временно преодолеть действие обычных лимитирующих факторов, к которым относятся пища, вода, хищники и паразиты, место обитания и конкуренция с другими видами. Человек поддерживает собственное существование за счет эксплуатации водных, почвенных иэнергетических ресурсов, существенно влияя на планетарный круговорот веществ, резко ускоряя его. Возникший в процессе производственной деятельности новый обмен веществ носит техногенный характер и называется антропогенным обменом веществ. Но биологический обмен веществ между человеком иприродой остается постоянным условием жизни.

Антропогенный обмен веществ принципиально отличается от биотического круговорота своей незамкнутостью, носит открытый, линейный характер, то есть лишен " круговорота" жизни. На вводе антропогенного обмена веществ – природные ресурсы, а на выводе – производственные ибытовые отходы. Загрязнения окружающей среды подразделяют на природные, вызванные какими-то естественными, обычно катастрофическими причинами (извержение вулкана, селевой поток и т.п.), и антропогенные, возникающие в результате деятельности человека.

Экологическое несовершенство состоит и в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов очень низок и составляет, например, в отношении полезных ископаемых лишь 2– 10 %. Ресурсы быстро истощаются, население Земли растет (в 1960 г. население достигло 3 миллиардов человек, в 1975 г. – 4 миллиардов, в 1987 г, – 5 миллиардов, в 1999 г. – 6 миллиардов человек). Вместе с тем, гигантские отходы производства ухудшают среду обитания: они не разлагаются на исходные вещества, вновь поступающие в производство. В сложной иерархической организации живой природы заложены огромные резервы саморегуляции, но для вскрытия этих резервов необходимо грамотное вмешательство в процессы, протекающие в биосфере. Всю производственную деятельность необходимо планировать со строгим учетом возможных экологических последствий.

С учетом накопленных предшественниками знаний о фундаментальных законах природы современные ученые-экологи установили общие закономерности и принципы взаимодействия человеческого общества с природной средой, которые в литературе часто именуются законами экологии. Значение этих законов состоит в регламентации характера и направленности человеческой деятельности в пределах экосистем различного уровня. Среди законов экологии, сформулированных разными авторами, наибольшую известность благодаря ярким формулировкам получили четыре закона-афоризма (закона-поговорки) американского ученого-эколога Б. Коммонера (1974):

♦ все связано со всем (о всеобщей связи вещей и явлений в природе);

♦ все должно куда-то деваться (закон сохранения);

♦ ничто не дается даром (о цене развития);

♦ природа знает лучше (о главном критерии эволюционного отбора).

Из закона всеобщей связи (" все связано со всем") вытекает несколько следствий.

♦ Закон больших чисел: совокупное действие большого числа случайных факторов приводит к результату, почти не зависящему от случая, то есть имеющему системный характер. Так, Мириады бактерий в почве, воде, в телах живых организмов создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого. Или другой пример: случайное поведение большого числа молекул в некотором объеме газа обусловливает вполне определенные значения температуры и давления.

♦ Принцип Ле Шателье(Брауна): при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экосистем к саморегуляции.

♦ Закон оптимальности: любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.

♦ Любые системные изменения в природе оказывают прямое или опосредованное воздействие на человека – от состояния индивидуума до сложных общественных отношений.

Из закона сохранения массы вещества (" все должно куда-то деваться") вытекают, по меньшей мере, два постулата, имеющих практическое значение.

♦ Закон развития системы за счет окружающей ее среды гласит: любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

♦ Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства: образующиеся в процессе производственной деятельности отходы неустранимы бесследно, они могут быть лишь переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве, а их действие может быть растянуто во времени. Этот закон исключает принципиальную возможность безотходного производства и потребления в современном обществе. Материя не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую, оказывая влияние на жизнь.

Утверждение " ничто не дается даром" означает, что любое новое приобретение в эволюции экосистемы обязательно сопровождается утратой какой-то части прежнего достояния и возникновением новых, все более сложных проблем. К примеру, с появлением многоклеточных организмов (грибов, растений, животных) и выходом их на сушу во много раз увеличилось биоразнообразие планеты, началось освоение экологических ниш и формирование биосферы Земли. Но вместе с " многоклеточностью" к живым существам пришли старость и болезни, в том числе инфекции, злокачественные опухоли, паразитизм. У этого закона имеются три следствия.

Закон необратимости эволюции (однонаправленности развития): большие системы эволюционируют только в одном направлении – от простого к сложному; инволюция, регресс могут относиться исключительно к отдельным частям или отдельным периодам развития системы.

Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации систем темпы эволюции возрастают. Это правило в равной степени может быть отнесено и к сменяемости видов в эволюции органического мира, и к человеческой истории, и к развитию техники.

Не существует бесплатных ресурсов – еще одно следствие данного закона: пространство, энергия, солнечный свет, вода, какими бы неисчерпаемыми они ни казались, неукоснительно оплачиваются любой расходующей их системой.

Б. Коммонер писал: "...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 возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать; он может быть только отсрочен. Нынешний кризис окружающей среды говорит о том, что отсрочка очень затянулась" ².

Закон " природа знает лучше" определяет, прежде всего, то, что может и что не должно иметь места в биосфере. Все в природе – от простых молекул до человека – прошло жесточайший конкурс, в котором приз – право на существование. Сегодня планету населяет лишь одна тысячная часть испытанных эволюцией видов растений и животных. Главный критерий этого эволюционного отбора – вписанность в глобальный биотический круговорот, заполненность всех экологических ниш. У любого вещества, выработанного организмами, должен существовать разлагающий его фермент, и все продукты распада должны вновь вовлекаться в круговорот. С каждым биологическим видом, который нарушал этот закон, эволюция рано или поздно расставалась.

Человеческая индустриальная цивилизация грубо нарушает замкнутость биотического круговорота в глобальном масштабе, что не может остаться безнаказанным. В этой критической ситу­ации должен быть найден компромисс, что под силу только че­ловеку, обладающему разумом и стремлением к этому.

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 в 1798 г. обратил внимание английский экономист Т.Р. Мальтус, 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 – не всегда.

Свою обобщенную классификацию экологических законов представил известный российский ученый Н.Ф. Реймерс³. Им даны следующие формулировки:

♦ закон социально-экологического равновесия (необходимости сохранения равновесия между давлением на среду и восстановлением этой среды, как природным, так и искусственным);

♦ принцип культурного управления развитием (наложение ограничений на экстенсивное развитие, учет экологических ограничений);

♦ правило социально-экологического замещения (необходимость выявления путей замещения человеческих потребностей);

♦ закон социально-экологической необратимости (невозможность поворота эволюционного движения вспять, от сложных форм к более простым);

♦ закон ноосферы В.И. Вернадского (неизбежность трансформации биосферы под влиянием мысли и человеческого труда в ноосферу – геосферу, в которой разум становится доминирующим в развитии системы человек– природа).

Соблюдение этих законов возможно при условии осознания человечеством своей роли в механизме поддержания стабильности биосферы. Известно, что в процессе эволюции сохраняются лишь те виды, которые способны обеспечивать устойчивость жизни и окружающей среды. Только человек, используя силу своего разума, может направить дальнейшее развитие биосферы по пути сохранения дикой природы, сохранения цивилизации и человечества, создания более справедливой социальной системы, перехода от философии войны к философии мира и партнерства, любви и уважения к будущим поколениям. Все это – составляющие нового биосферного мировоззрения, которое должно стать общечеловеческим.