Законы и принципы экологии

Законы  и принципы экологии  
 

Способность человека мыслить позволила ему временно преодолеть действие обычных лимитирующих факторов. К ним относятся пища, вода, хищники и паразиты, место  обитания и конкуренция с другими  видами. Человек поддерживает собственное существование за счет эксплуатации водных, почвенных и энергетических 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 и природой 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 и бытовые отходы. Загрязнение 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 году население достигло 3 миллиардов человек, в 1975 – 4 миллиарда, в 1987 – 5 миллиардов, в 1999 – 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 г.): 

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 создает 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, согласно которому 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. 

Из этого закона следуют: 

закон необратимости  эволюции (однонаправленности развития): большие системы эволюционируют только в одном направле-

нии – от простого к сложному; инволюция, регресс могут  относиться только 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. 

Еще одно следствие  закона «ничто не дается даром» – не существует бесплатных ресурсов: 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.». 

Принцип «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 на право существования. 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 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. 

Свою обобщенную классификацию экологических законов  представил известный советский  ученый Н.Ф.Реймерс. 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  только 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.