Что такое экология и для чего она нужна? Почему экология играет важнейшую роль в современном мире

11.10.2019

Нас окружает природа. Повсюду. Даже те из нас, кто все свое время проводит в шумных, пыльных городах, видит редкие деревца на бульварах, гуляет иногда по тихим зеленым скверам, любуется яркими цветочными клумбами. Периодически природа напоминает о себе и собственной важности, превосходстве над всем человеческим родом катаклизмами и, как следствие, сотнями унесенными жизней. Так она хочет достучаться до нас - создателей и одновременно жертв процесса урбанизации. Впрочем, есть люди, которые каждую секунду помнят о необходимости поддержания естественной окружающей среды в первозданном состоянии и защиты ее от негативного влияния человеческого фактора. Это экологи. В мире существует немало праздников, призванных донести до общества идею совместной охраны природных ресурсов. Один из них жители планеты отмечают ежегодно 15 апреля и носит он название День экологических знаний.

История праздника

Знаменательная дата 15 апреля День экологических знаний ведет свою историю с начала 90-х гг. прошлого века. В 1992 году в Рио-Де-Жанейро состоялась конференция ООН, в рамках которой участниками обсуждались основные проблемы окружающей среды и был сделан акцент на важности экологического образования разумных обитателей и фактических хозяев земного шара как необходимого для устойчивого развития человечества фактора. Тогда кто-то и выдвинул идею об учреждении Дня экологических знаний, проведение которого имело бы мировые масштабы. По всей видимости, инициативу находчивого участника конференции коллеги восприняли с воодушевлением и энтузиазмом, иначе 15 апреля не значилось бы сегодня в реестре общественно-значимых праздников.

Россияне узнали о существовании экологической даты несколько позже. День экологических знаний пришел в нашу страну лишь спустя 4 года после своего возникновения. С инициативой регулярного проведения признанного всей планетой торжества в 1993 году выступили представители отечественных общественных природоохранных организаций Кузбасса. Интересно, что идея шагать в ногу с миром «вылилась» не просто в учреждение в России Дня экологических знаний, но в масштабную ежегодную общероссийскую акцию. Последняя, согласно распоряжению Правительства «О проведении в апреле-июне 1994 году общероссийских Дней защиты от экологической опасности» от 4 февраля 1994 года №125-р, длится с 15 апреля по 5 июня - то есть до Всемирного дня охраны окружающей среды и Дня эколога в России.

Задача акции и, собственно, праздника День экологических знаний заключается в продвижении знаний в массы, формировании и развитии экологической культуры у населения страны, информировании жителей государства о положении дел в сфере экологической безопасности. Благодаря общероссийским Дням защиты от экологической опасности у каждого из нас имеется прекрасная возможность внести свою лепту в решение проблемы глобального экологического кризиса в рамках конкретного региона. Начиная с 1996 года, когда граждане нашей страны впервые отметили День экологических знаний, 15 апреля во всех уголках нашей необъятной Родины представители природоохранных учреждений организуют интересные, познавательные мероприятия, пропагандирующие важность получения и углубления экологических знаний. Они читают лекции соответствующего содержания, украшают города плакатами, сообщающими о необходимости защиты животных, растений и природных ресурсов Земли.

Особенную активность проявляют в День экологических знаний сотрудники библиотек, научных учреждений, преподаватели учебных заведений разных уровней. В указанных организациях проходят в период с 15 апреля по 5 июня круглые столы, конференции, выставки, семинары, даже экологические концерты. Подобные мероприятия не бывают обделены вниманием СМИ, местных органов власти, представителей культурных учреждений. Все это делается для того, чтобы привлечь к экологическим проблемам внимание как можно большего числа обычных людей, пробудить в них чувство личной ответственности и желание принять участие в восстановлении и улучшении окружающей среды.

Особенности науки экологии

Давайте в общих чертах ознакомимся с основными аспектами сферы знаний, которая, собственно, и дает повод проводить ежегодно 15 апреля День экологических знаний по всему миру, в том числе в нашей стране. В переводе с греческого слово «экология» означает буквально «учение о доме» (oikos - дом, убежище, logos - учение, наука).

Данный термин в обиход ввел биолог-немец Эрнст Геккель в 1866 году. Ученый видел предмет изучения экологии в исследовании многообразия взаимоотношений человека с компонентами окружающей его среды - как органическими, так и неорганическими. Постепенно данное понятие обзавелось другими смысловыми оттенками. В итоге современная интерпретация экологии как учения звучит следующим образом: экология является наукой, изучающей взаимоотношения организмов друг с другом и непосредственно с окружающей средой. В задачи экологии входит:

систематизация практического и теоретического материала, имеющего экологический характер, сведение разрозненной информации воедино;
научное прогнозирование изменений, происходящих в природе, которые спровоцированы воздействием на естественную среду человеческой деятельностью;
обеспечение развития заповедного дела, а также восстановления биосистем, имеющих внутренние нарушения.

Какова главная цель науки экологии? Ее легко «вывести» на основе освещенных выше сведений: это приложение совместных усилий по снижению отрицательного влияния антропогенного фактора на природу-матушку. Для достижения поставленной цели понадобится ни много, ни мало - более рационально относится к использованию биоресурсов, думать не только о собственной выгоде и пользе, но - в первую очередь - о важности сохранения естественной среды обитания в целости и сохранности.

Зачем нужны экологические знания?

Вопрос, можно сказать, злободневный, ведь сегодня мы все чаще наблюдаем наплевательское отношение населения планеты к природе. Это касается не только крупных корпораций, занимающихся непосредственным использованием в личных или общественных целях природных ресурсов в пугающих масштабах, но и каждого человека в отдельности. Ведь, посудите сами: мы устраиваем пикники, выезжая на природу, и после себя оставляем горы синтетического мусора; срываем, гуляя по лесу или лугу, цветы, собираем травы, часто вырывая их прямо с корнями, совершенно не задумываясь о том, что таким образом лишаем растения способности воспроизводства; убиваем зайцев, лис, диких уток не ради желания утолить голод, а ради забавы...

Примеров потребительского, бездумного отношения к окружающей среде человека можно привести бесчисленное множество. И происходит это не только по причине отсутствия у граждан совести, но и вследствие недостаточно высокого уровня экологической образованности и культуры. Овладев же в должной мере экологическими знаниями, индивидуум в силах совершать целенаправленные изменения окружающей среды с одновременным сохранением единства природы и человечества.

Праздник 15 апреля День экологических знаний – событие поистине масштабное. Давайте будем беречь Мать-Землю! Мы сердечно поздравляем всех с этим чудесным праздником!

Как формировалась и развивалась наука экология?

Экология как наука своими корнями уходит в далекое прошлое. Постепенно человечество накапливало данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения. До 60-х гг. XIX в. происходило зарождение и становление экологии как науки. И только в 1886 г. немецкий биологЭрнст Геккель выделил экологические знания в самостоятельную область биологической науки, предложив для нее и само название - экология. Слово «экология» происходит от двух греческих слов: oikos, что означает дом, родина, иlogos - понятие, учение. В буквальном смысле экология - это «домоведение», «наука о местообитании».

К началу XX столетия стало ясно, что предметом экологии должны быть не только биологические объекты, но и вся природная среда в совокупности и активном взаимодействии всех ее компонентов. Большой вклад в становление современной экологии был сделан крупнейшим русским ученым XX в. В. И. Вернадским. Веррнадский Владимир Иванович – великий русский и советский естествоиспытатель украинского происхождения, мыслитель и общественный деятель XX века. Подробнее см.: http://ru.wikipedia.org/wiki/Биосфера

В.И. Вернадский (1863-1945)

Он первым указал на то, что живые организмы не только приспосабливаются в процессе биологической эволюции к природным условиям, но и сами в свою очередь очень сильно влияют на формирование геологического и геохимического облика Земли. Ученым было создано фундаментальное учение о биосфере см.: http://ru.wikipedia.org/wiki/Биосфера как о целостной оболочке Земли, в которой именно живые организмы обеспечивают существование биосферы.

Современное понятие «экология» имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. Всеобщее внимание к экологии повлекло расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки. В целом, экология в современном расширенном понимании далеко вышла за рамки биологической праматери - биоэкологии. Примерно с 50-х гг. XX в. экология стала превращаться вкомплексную науку, изучающую законы существования живых систем в их взаимодействии с окружающей средой.В 70-е годы стала происходить быстрая экологизация естествознания и значительной части человекознания. Возникло не менее 50 различных отраслей экологии (например - специальная экология, геоэкология, геоинформатика, прикладная экология, экология человека; эти отрасли, в свою очередь, также делятся на подотрасли). Условно направления экологии можно разделить на две главные части - общая, или фундаментальная, экология, изучающая всю живую природу в целом, и социальная экология, изучающая взаимосвязи человеческого общества с природой.Они определяют правила и приемы рационального природопользования, охраны природы и окружающей человека среды.

Как Вы полагаете, почему все люди планеты должны осознать необходимостьрационального природопользования?

Экология, как комплекс наук, тесно связана с такими науками, как биология, химия, математика, география, физика, эпидемиология, биогеохимия

Выдающийся ученый академик Н.Н. Моисеев Деятельность выдающегося ученого конца XX века Н.Н.Моисеева имеет ряд общих черт с научной и общественной деятельностью академика А.Д. Сахаров, эволюционировавший от выдающегося советского ученого-ядерщика к не менее выдающемуся общественному деятелю и правозащитнику, для которого права и свободы человека стали высшей ценностью и его гражданской позицией, так и академик. Н.Н. Моисеев постепенно перешел от теоретических разработок военной ракетной техники в советскую эпоху к естественнонаучным (математическим) и гуманитарным исследованиям состояния и прогноза развития биосферы и общества в условиях усиления антропогенного воздействия на нее и надвигающейся угрозы глобального экологического кризиса. Не без влияния Н.В. Тимофеева-Ресовского Н.Н. Моисеев начал заниматься изучением биосферы как единой целостной системы. Именно интерес к философским проблемам и вопросам экологического образования, в которых академик «видел ключ к цивилизации наступающего столетия», подвигли Н.Н. Моисеева полностью посвятить себя вопросам глобализации и энвайроментальным, политологическим и социоэкономическим проблемы современности. После многолетних эмпирических исследований в ВЦ АН СССР с использованием математических расчетов антропогенного воздействия на биосферу и на основе философских обобщений взаимодействия природы, человека и общества Н.Н. Моисеев сформулировал и ввел в научный оборот понятие «экологический императив», который обозначает «ту границу допустимой активности человека, которую он не имеет права переступать ни при каких обстоятельствах». Этот императив как закон, требование, безусловный принцип поведения имеет объективный характер, является базовой категорией и фундаментом нового историко-философского направления – философии экологии. Эффект «ядерной ночи» и, как следствие, «ядерной зимы», продемонстрированный в ВЦ АН СССР математическим моделированием при непосредственном участии Н.Н. Моисеева, предостерег политиков США и СССР от гонки ядерных вооружений вследствие невозможности применения ядерного оружия с учетом последствий этого применения. После этого проблемы антропогенного воздействия на биосферу и последствия этого для жизни человека стали профессиональным научным интересом Н.Н. Моисеева. Постоянные размышления в этом направлении выделили его среди отечественных теоретиков в области социальной экологи и экологической философии. К его экспертным заключениям и мнениям стали прислушиваться в российских правительственных и зарубежных научных кругах. Пристальное внимание ученых и общественности к личности Н.Н. Моисеева, его научному наследию объясняется тем, что он был одним из немногих видных российских ученых и общественных деятелей, удачно сочетавших активную публичную деятельность и глубокое естественнонаучное, философское и социально-экономическое осмысление «проблемы взаимодействия человека, природы и общества, т.е. экологии в ее современном понимании, как науки о собственном доме - биосфере и правилах жизни человека в этом доме». Крупные работы последнего десятилетия прошлого века и жизни самого Н.Н. Моисеева «Агония России. Есть ли у нее будущее? Попытка системного анализа проблемы выбора» (1996), «Цивилизация на переломе» (1996), «Мировое сообщество и судьба России» (1997), «Судьба цивилизации. Путь разума» (1998), «Универсум. Информация. Общество» (2001) и ряд других составили суть его научного наследия и основу экологической философии, придавшей глубокий социально-экологический, по-своему новый гуманистический смысл отечественной философии, экологии, истории, политологии и другим наукам об обществе и человеке. считал, что «сегодня понятие «экология» ближе всего к изначальному пониманию греческого термина, как науки о собственном доме, т.е. о биосфере, особенностях ее развития и роли человека в этом процессе.

Н.Н. Моисеев (1917-2000)

В настоящее время чаще всего в массовом сознании людей экологические вопросы сводятся, прежде всего, к вопросам охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»).

Наиболее общие законы экологиисформулированы американским экологом Барри Коммонером (1974) в свободной беллетристической форме, в виде афоризмов.

Первый закон Коммонера.

Все связано со всем. Это закон обо всем живом и неорганическом в биосфере. Он обращает наше внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе, предостерегает человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем. Разрушение экосистем (например, осушение болот, вырубка лесов, загрязнение водоемов и многое другое) может привести к непредвиденным последствиям

Второй закон Коммонера.

Все должно куда-то деваться. Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой должны включаться в природные процессы, не нарушая естественные круговороты веществ и энергии, не вызывая гибели экосистем.

Третий закон Коммонера .

Природа "знает" лучше. Это закон о разумном природопользовании, то есть осуществляющемся только на основе знаний о законах природы. Нельзя забывать, что человек - тоже биологический вид, что он - часть природы, а не ее властелин. Это означает, что невозможно «покорить» природу, необходимо заботиться о сохранении ее целостности, как бы сотрудничая с ней. К тому же будем помнить, что наука не имеет полной информации о многих механизмах функционирования природных процессов. А это означает, что природопользование должно быть не только научно обоснованным, но и очень осмотрительным.

Четвертый закон Коммонера. Ничто не дается даром. Это также закон о рациональном природопользовании. Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого все превращения как веществ, так и энергии подчиняются строгим математическим зависимостям. Поэтому приходится платить энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами - за ухудшение здоровья человека и т д.

Человек гордо назвал себя homo sapiens, что, как известно, означает Человек разумный. Однако разумно ли сегодня его взаимодействие с природой? Человек способен и должен осознать свою огромную ответственность за всех живущих на Земле. Таково его предназначение: сохранение жизни на планете. Главная задача нашего времени - это забота о здоровье и целостности всей системы «природа-человек». Эта задача по силам только всему человечеству. Планета у нас общая, и человек обязан обеспечить совместное существование и развитие (коэволюцию) со всем живущим на ней. Н.Н. Моисеев писал, что будущность человечества определяется многими обстоятельствами. Однако определяющими среди них являются два.

Первое: люди должны знать законы развития биосферы, знать возможные причины ее деградации, знать то, что людям «дозволено» и где та роковая черта, которую человек не должен переступать ни при каких обстоятельствах. Другими словами, экология - точнее, та совокупность наук, которой она является, должна разработать Стратегию во взаимоотношении Природы и человека, этой Стратегий должны владеть все люди.

Такой образ поведения людей Н.Н. Моисеев назвал коэволюцией Природы и общества. Это понятие является синонимом развития общества, которое согласовано с законами развития биосферы. Необходимым условием при этом является информированность общества о реальном состоянии дел, лишение его возможных иллюзий и экологического просвещение.

Сейчас много говорят и пишут о необходимости воспитания экологической культуры людей. Как Вы понимаете смысл понятия «экологическая культура»?

Второе, не менее важное обстоятельство, без которого говорить о будущности человечества бессмысленно, состоит в необходимости утверждения на планете такого общественного порядка, который был бы способен реализовать эту систему ограничений, это второе условие относится уже к гуманитарной сфере. Его выполнение потребует особых усилий общества и новой его организации.

О том же предупреждал В.И. Вернадский еще в начале XX века. Он с тревогой говорил о том, что однажды наступит время, когда людям придется взять на себя ответственность за дальнейшее развитие и Природы, и человека. Такое время наступило.

Чтобы создать общество, способное к такой ответственности, необходимо соблюдение жестких правил и ряда запретов - так называемого экологического императива. Понятие о нем было предложено и развито Н.Н. Моисеевым. Экологический императив имеет безусловным приоритетом сохранение живой природы, видового разнообразия планеты, защиту окружающей среды от чрезмерного загрязнения, несовместимого с жизнью. Введение экологического императива означает, что некоторые виды человеческой деятельности и степень воздействия человека на окружающую среду в целом должны быть строго ограниченными и контролируемыми.

Вырубка тропических лесов

Таким образом, человечество поставлено перед острой необходимостью найти такой способ своего развития, посредством которого можно было бы согласовывать потребности человека, его активную деятельность с возможностями биосферы.

Почему всем людям на планете необходимо изучать основы экологии?

Это связано с остротой глобальных проблем, зависимостью состояния природы от каждого жителя Планеты, а также стремительным приростом информации, быстрым устареванием знаний.

Как писал Н.Н. Моисеев, «утверждение образования, в основе которого лежит ясное понимание места человека в Природе, есть в действительности главное, что предстоит сделать человечеству уже в ближайшее десятилетие» (1). Моисеев Н.Н. Думая о будущем, или напоминание моим ученикам о необходимости единства действий, чтобы выжить // В кн.: Моисеев Н.Н. Заслон средневековью. – М.: Тайдекс Ко, 2003.- 312 с. (Библиотека журнала «Экология и жизнь»).

Какие возможности Вы видите в своей повседневной жизни, чтобы следовать принципу экологического императива?
Подумайте, почему реализация ограничений и запретов экологического императива встречает в обществе существенные препятствия?

Некоторые ученые и журналисты отмечают, что в последнее время в России понятие "экология" и все, что с ним связано, оказалось дискредитированным. Ухудшение состояния среды обитания и серьезные экологические проблемы, как это ни парадоксально, постепенно теряют в общественном сознании свою актуальность, перестают волновать и тревожить людей. С чем может быть связана такая тенденция?

В течение многих лет человек слышит, что он живет в условиях не просто критических, а практически "несовместимых с жизнью", когда катастрофы подстерегают его на каждом шагу, это зачастую порождает равнодушие. Оно появляется как естественная реакция на привычную информацию. Это усугубляется тем, что резкие изменения происходят незаметно для каждого человека (или человек их не замечает). Все случается где-то "не здесь" и "не с ним".

Насколько разумно ведется освещение экологических проблем средствами массовой информации?

Зачастую экологическая проблематика представлена в качестве случайной, обрывочной, необъективной и зачастую противоречивой информации, которой нас исправно снабжают СМИ, а реакция сводится к недоумению и вялому интересу (дескать, о чем это они там опять?). А прослушав очередную новость, можно спокойно от нее отмахнуться и вернуться к своим повседневным делам, не задумываясь о том, что экологическое неблагополучие бывает не только где-то далеко.

Отношение к экологической проблематике со стороны СМИ зачастую недостаточно серьезное и продуманное. Приведем фрагмент беседы с гостем телевизионной программы «Экологические проблемы сегодняшнего дня» ученым-экологом Т. А. Пузановой. Вот лишь маленький фрагмент беседы с гостем телевизионной программы «Экологические проблемы сегодняшнего дня» ученым-экологом Т. А. Пузановой.
Видео 1.

Развязно-небрежная реакция ведущих программы весьма типична для иллюстрации отношения как СМИ, так и значительной части населения к освещению экологической тематики.

Публикации на экологическую тему обычно появляются волнами - в связи с бедствием, в связи с экологической датой, в связи с акциями протеста и т.д. Скажем, о трагедии Чернобыля, как правило, раз в год: в годовщину катастрофы, или в связи с социальными проблемами ликвидаторов аварии (2) Орехова И. «Экологические проблемы в информационном поле»: см.: http://www.index.org.ru/journal/12/orehova.html

Сделаем выводы.

Более чем за 100 лет своего развития экология превратилась в одну из самых актуальных современных наук. За этот период в результате хозяйственной деятельности человека наша планета по ряду ключевых экологических параметров вышла за пределы той природной изменчивости, которая происходила в течение последнего полумиллиона лет. Изменения, происходящие в настоящее время - по масштабам и темпам беспрецедентны.
Видео 2.

Экология позволяет не только оценить масштабы грозящей Земле катастрофы, но и выработать рекомендации и правила, которые помогут ее избежать. Экология - наука, устремленная в будущее, она нацелена на передачу Природы, нашего общего дома детям и внукам в таком состоянии, чтобы в нем сохранилось все необходимое для жизни людей.

Для этого важно как дальнейшее развитие экологии, так и широкое экологическое просвещение людей во всем мире.

Экология – это наука о взаимодействии растительного, животного мира и человечества между собой и окружающей средой.

Что изучает экология ? Объектами изучения экологии могут быть отдельные популяции, роды, семейства, биоценозы и т.д. При этом исследуются взаимоотношения разных организмов и их действие на природные системы.

Проблемы экологии

Главными проблемами экологии являются:

Истребление флоры и фауны;
нерациональная добыча полезных ископаемых;
загрязнение мирового океана и атмосферы;
истощение озонового слоя;
сокращение плодородных земель;
уничтожение природных ландшафтов.

История развития экологии

На вопрос: «Что такое экология?» пытались ответить еще задолго до нашей эры, когда впервые люди начали задумываться об окружающем мире и взаимодействии человека с ним. Эту тему затрагивали в своих трактатах древние ученые Аристотель и Гиппократ.

Термин «экология» предложил в 1866 году немецкий ученый Э.Геккель, который описывал взаимоотношения живой и неживой природы в своем труде «Всеобщая морфология».

Этапы развития

Выделяют 4 этапа развития экологии

Этап I . Первый этап связан с работами древних философов и их учеников, которые собирали информацию об окружающем мире, изучали основы морфологии и анатомии.

Этап II . Второй этап начался с приходом в науку термина «экология», в этот период активно трудился Дарвин, с его эволюционной теорией, природным отбором, которые стали центральными вопросами для экологической науки тех времен.

Этап III . Третий этап характеризуется накоплением информации, ее систематизацией. Вернадский создает учение о биосфере. Появляются первые учебники и брошюры по экологии.

Этап IV . Четвертый этап продолжается до сих пор и связан с массовым распространением экологических принципов и законов во всех странах. Проблемы экологии стали насущным вопросом международного значения. Сейчас экология занимается изучением этих проблем и поиском оптимального решения.

Основные экологические законы были сформулированы Барри Коммонером, и звучат так:

Первый закон — все связано со всем.

Действия человека всегда отражаются на состоянии окружающей среды, принося вред или пользу. В дальнейшем по закону обратной связи это влияние скажется и на человеке.

Второй закон — все должно куда-то деваться.

Очень остро стоит вопрос об утилизации отходов. Этот закон подтверждает, что недостаточно просто создать свалки для мусора, нужно разрабатывать технологии для его переработки иначе последствия будут непредсказуемы.

Третий закон — природа «знает» лучше.

Не нужно пытаться перестроить природу под себя, массовые вырубки деревьев, высушивание болот, попытки управлять природными явлениями не приводят ни к чему хорошему. Все, созданное до человека, прошло немало испытаний на пути эволюции и только немногие смогли дожить до наших дней, поэтому не стоит всякий раз вмешиваться в окружающий мир для удовлетворения своих потребностей.

Четвертый закон — ничто не дается даром.

Этот закон напоминает человеку, что нужно рационально использовать природные ресурсы. Экономя на охране окружающей среды, человечество обречено на болезни, которые вызваны ухудшением качества воды, воздуха, еды.

Задачи экологии

Изучение влияния окружающей среды на жизнь организмов, которые в ней обитают.
Изучение роли человека и его антропогенного воздействия на природные системы.
Исследование адаптационных механизмов к меняющимся условиям среды.
Сохранение целостности биосферы.
Разработка рациональных планов по использованию природных ресурсов.
Составление прогноза неблагоприятных последствий для окружающей среды при антропогенном влиянии.
Защита природы и возобновление утраченных природных систем.
Пропаганда среди населения культуры поведения, бережливого отношения к природе.
Разработка технологий, которые смогут решить основные проблемы экологии – загрязнение воздуха, водоемов, накопление не переработанного мусора.

Как влияет экология на человека?

Существует три вида влияния окружающей среды на человеческий организм:

Абиотическое – действие неживой природы.
Биотическое – влияние живых существ.
Антропогенное – последствия человеческого воздействия.

Благоприятное воздействие на человека оказывает свежий воздух, чистая вода, умеренное количество ультрафиолета. Наблюдение за животными, дружба с ними приносит эстетическое удовольствие.

Неблагоприятное влияние в основном связано с деятельностью самого человека. Загрязненный химическими, токсическими веществами воздух наносит весомый ущерб здоровью. Удобрение почвы, уничтожение вредителей культур ядовитыми средствами, внесение стимуляторов роста негативно сказываются на состоянии почвы, как следствие мы употребляем продукты с высоким содержанием токсинов, что ведет к развитию патологии ЖКТ.

Почему нужно сохранять экологию?

Нас окружает современная техника, которая делает жизнь легче и комфортнее. Каждый день мы пользуемся транспортом, мобильными телефонами и многими другими вещами, которые постепенно разрушают окружающую среду. В дальнейшем это сказывается на здоровье населения и продолжительности жизни.

Сегодня экология находится в тяжелом состоянии: природные ресурсы на исходе, многие виды животных и растений на гране вымирания, все чаще идут кислотные дожди, увеличивается число озоновых дыр и т.д.

Такая неблагоприятная обстановка ведет к изменениям в экосистемах, целые ареалы стают непригодными для проживания людей и животных. Растет количество онкозаболеваний, сердечных патологий, расстройств нервной системы, органов дыхания. Все чаще рождаются дети с врожденными пороками, хроническими заболеваниями (бронхиальная астма, аллергии).

Человечество должно задуматься как можно скорее о своем вредоносном влиянии на окружающий мир и начать решать глобальные экологические проблемы. Человек не может прожить без кислорода и пяти минут, но каждый день воздух все больше загрязняется людьми: выхлопными газами, отходами от промышленных предприятий.

Водный дефицит приведет к вымиранию всего животного и растительного мира, изменению климата. Чистая вода необходима и человеку, который может умереть от обезвоживания или возбудителей серьезных заболеваний, что передаются через воду.

Поэтому каждому человеку необходимо заботится об окружающей среде, начиная с уборки двора, улицы, проверки технического состояния автомобиля, соблюдения правил утилизации отходов. Люди должны перестать разрушать свой собственный дом, иначе угроза исчезновения жизни на планете станет реальной.

Академик Российской АН Н. МОИСЕЕВ.

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.

Участок Большого барьерного рифа Австралии.

Полная противоположность рифу - пустыня. З

Пена синтетических моющих средств в одном из сточных каналов Чикаго. В отличие от мыла детергенты не подвержены разлагающему действию бактерий и сохраняются в воде в течение многих лет.

Сернистый газ, содержащийся в дыме, выбрасываемом производством, полностью уничтожил растительность на этой горе. Сейчас научились эти газы улавливать и использовать для промышленных нужд.

Добытая из земных недр вода оросила безжизненные барханы. И в пустыне Мойав вырос новый город.

Бой быков бизонов в брачный период - свидетельство того, что эти еще недавно почти полностью вымершие животные сейчас усилиями человека возродились и чувствуют себя вполне хорошо.

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.

Экология

ЭКОЛО́ГИЯ -и; ж. [от греч. oikos - дом, жилище и logos - учение]

1. Наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой. Э. растений. Э. животных. Э. человека.

2. Экологическая система. Э. леса.

3. Природа и вообще среда обитания всего живого (обычно о плохом их состоянии). Заботы об экологии. Нарушенная э. Удручающее состояние экологии. Э. северо-запада России.

◁ Экологи́ческий (см.).

эколо́гия

(от греч. óikos - дом, жилище, местопребывание и ...логия), наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем. Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С середины XX в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» - более широкий смысл. С 70 -х гг. XX в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы её охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (например, экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порождённые современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зелёные» и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и других отрицательных последствий научно-технического прогресса.

С небольшой задержкой проверим, не скрыл ли videopotok свой iframe setTimeout(function() { if(document.getElementById("adv_kod_frame").hidden) document.getElementById("video-banner-close-btn").hidden = true; }, 500); } } if (window.addEventListener) { window.addEventListener("message", postMessageReceive); } else { window.attachEvent("onmessage", postMessageReceive); } })();

ЭКОЛОГИЯ

ЭКОЛО́ГИЯ (от греч. oikos - дом, жилище, местопребывание и логос - слово, учение), наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой.
Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем (см. ГЕККЕЛЬ Эрнст) . Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С сер. 20 в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значенние как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» - более широкий смысл.
С 70-х гг. 20 в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (напр., экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порожденные современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зеленые» (см. ЗЕЛЕНЫЕ (движение)) и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и др. отрицательных последствий научно-технического прогресса.
* * *
ЭКОЛО́ГИЯ (от греч. oikos - дом, жилище, местопребывание и...логия ), наука, изучающая взаимосвязи организмов с окружающей средой, т. е. совокупностью внешних факторов, влияющих на их рост, развитие, размножение и выживаемость. До некоторой степени условно факторы эти можно разделить на «абиотические», или физико-химические (температура, влажность, длина светового дня, содержание минеральных солей в почве и др.), и «биотические», обусловленные наличием или отсутствием других живых организмов (в том числе, являющихся объектами питания, хищниками или конкурентами).
Предмет экологии
В центре внимания экологии - то, что непосредственно связывает организм с окружающей средой, позволяя жить в тех или иных условиях. Экологов интересует, например, что потребляет организм и что выделяет, как быстро он растет, в каком возрасте приступает к размножению, сколько потомков производит на свет, и какова вероятность у этих потомков дожить до определенного возраста. Объектами экологии чаще всего являются не отдельно взятые организмы, а популяции (см. ПОПУЛЯЦИЯ) , биоценозы (см. БИОЦЕНОЗ) , а также экосистемы (см. ЭКОСИСТЕМА) . Примерами экосистем могут быть озеро, море, лесной массив, небольшая лужа или даже гниющий ствол дерева. Как самую большую экосистему можно рассматривать и всю биосферу (см. БИОСФЕРА) .
В современном обществе под влиянием средств массовой информации, экология часто трактуется как сугубо прикладное знание о состоянии среды обитания человека, и даже - как само это состояние (отсюда такие нелепые выражения как «плохая экология» того или иного района, «экологически чистые» продукты или товары). Хотя проблемы качества среды для человека, безусловно, имеют очень важное практическое значение, а решение их невозможно без знания экологии, круг задач этой науки гораздо более широкий. В своих работах специалисты-экологи стараются понять, как устроена биосфера, какова роль организмов в круговороте различных химических элементов и процессах трансформации энергии, как разные организмы взаимосвязаны между собой и со средой своего обитания, что определяет распределение организмов в пространстве и изменение их численности во времени. Поскольку объекты экологии - это, как правило, совокупности организмов или даже комплексы, включающие наряду с организмами неживые объекты, ее определяют иногда как науку о надорганизменных уровнях организации жизни (популяциях, сообществах, экосистемах и биосфере), или как науку о живом облике биосферы.
История становления экологии
Термин «экология» был предложен в 1866 году немецким зоологом и философом Э. Геккелем (см. ГЕККЕЛЬ Эрнст) , который, разрабатывая систему классификации биологических наук, обнаружил, что нет никакого специального названия для области биологии, изучающей взаимоотношения организмов со средой. Геккель определял также экологию как «физиологию взаимоотношений», хотя «физиология» понималась при этом очень широко - как изучение самых разных процессов, протекающих в живой природе.
В научную литературу новый термин входил довольно медленно и более или менее регулярно стал использоваться только с 1900-х годов. Как научная дисциплина экология формировалась в 20-м столетии, но предыстория ее восходит к 19, и даже к 18 веку. Так, уже в трудах К. Линнея (см. ЛИННЕЙ Карл) , заложившего основы систематики организмов, было представление об «экономии природы» - строгой упорядоченности различных природных процессов, направленных на поддержание некоторого природного равновесия. Понималась эта упорядоченность исключительно в духе креационизма (см. КРЕАЦИОНИЗМ) - как воплощение «замысла» Творца, специально создавшего разные группы живых существ для исполнения разных ролей в «экономии природы». Так, растения должны служить пищей травоядным животным, а хищники должны не позволять травоядным размножаться в слишком большом количестве.
Во второй половине 18-го в. на смену представлениям естественной истории, неотделимым от церковных догматов, стали приходить новые идеи, постепенное развитие которых привело к той картине мира, которая разделяется и современной наукой. Важнейшим моментом был отказ от чисто внешнего описания природы и переход к выявлению внутренних, порой скрытых, связей, определяющих ее естественное развитие. Так, И. Кант (см. КАНТ Иммануил) в своих лекциях по физической географии, прочитанных в университете Кенигсберга, подчеркивал необходимость целостного описания природы, которое учитывало бы взаимодействие процессов физических и тех, что связаны с деятельностью живых организмов. Во Франции, в самом начале 19 в. Ж. Б. Ламарк (см. ЛАМАРК Жан Батист) предложил свою, в значительной мере умозрительную концепцию круговорота веществ на Земле. Живым организмам при этом уделялась очень важная роль, поскольку предполагалось, что только жизнедеятельность организмов, приводящая к созданию сложных химических соединений, способна противостоять естественным процессам разрушения и распада. Хотя концепция Ламарка была довольно наивной и не всегда соответствовала даже тогдашнему уровню знаний в области химии, в ней были предугаданы некоторые идеи о функционировании биосферы, получившие развитие уже в начале 20-го столетия.
Безусловно, предтечей экологии можно назвать немецкого естествоиспытателя А. Гумбольдта (см. ГУМБОЛЬДТ Александр) , многие работы которого сейчас с полным правом считаются экологическими. Именно Гумбольдту принадлежит заслуга в переходе от изучения отдельных растений к познанию растительного покрова, как некоторой целостности. Заложив основы «географии растений (см. ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ) », Гумбольдт не только констатировал различия в распределении разных растений, но и пытался их объяснить, связывая с особенностями климата.
Попытки выяснить роль тех иных факторов в распределении растительности предпринимались и другими учеными. В частности, этот вопрос исследовал О. Декандоль (см. ДЕКАНДОЛЬ) , подчеркнувший важность не только физических условий, но и конкуренции между разными видами за общие ресурсы. Ж. Б. Буссенго (см. БУССЕНГО Жан Батист) заложил основы агрохимии (см. АГРОХИМИЯ) , показав, что все растения нуждаются в азоте почвы. Он же выяснил, что для успешного завершения развития растению необходимо определенное количество тепла, которое можно оценить, суммируя температуры за каждый день для всего периода развития. Ю. Либих (см. ЛИБИХ Юстус) показал, что разные химические элементы, необходимые растению, являются незаменимыми. Поэтому если растению не хватает какого-либо одного элемента, например, фосфора, то недостаток его никак не может быть компенсирован добавлением другого элемента - азота или калия. Данное правило, ставшее потом известным как «закон минимума Либиха», сыграло важную роль при внедрении в практику сельского хозяйства минеральных удобрений. Свое значение оно сохраняет и в современной экологии, особенно при изучении факторов, ограничивающих распределение или рост численности организмов.
Выдающуюся роль в подготовке научного сообщества к восприятию в дальнейшем экологических идей имели работы Ч. Дарвина (см. ДАРВИН Чарлз Роберт) , прежде всего его теория естественного отбора как движущей силы эволюции. Дарвин исходил из того, что любой вид живых организмов может увеличивать свою численность в геометрической прогрессии (по экспоненциальному закону, если пользоваться современной формулировкой), а поскольку ресурсов для поддержания растущей популяции вскоре начинает не хватать, то между особями обязательно возникает конкуренция (борьба за существование). Победителями в этой борьбе оказываются особи, наиболее приспособленные к данным конкретным условиям, т. е. сумевшие выжить и оставить жизнеспособное потомство. Теория Дарвина сохраняет свое непреходящее значение и для современной экологии, нередко задавая направление поиска определенных взаимосвязей и позволяя понять суть разных «стратегий выживания», используемых организмами в тех или иных условиях.
Во второй половине 19 века исследования, которые по сути своей были экологическими, стали проводиться во многих странах, причем как ботаниками, так и зоологами. Так, в Германии, в 1872 г. выходит капитальный труд Августа Гризебаха (1814-1879), впервые давшего описание основных растительных сообществ всего земного шара (эти работы были изданы и на русском языке), а в 1898 г. - крупная сводка Франца Шимпера (1856-1901) «География растений на физиологической основе», в которой приведено множество подробных сведений о зависимости растений от различных факторов среды. Еще один немецкий исследователь - Карл Мебиус (см. МЕБИУС Карл Август) , изучая воспроизводство устриц на отмелях (так называемых устричных банках) Северного моря, предложил термин «биоценоз (см. БИОЦЕНОЗ) », которым обозначил совокупность различных живых существ, обитающих на одной территории и между собой тесно взаимосвязанных.
На рубеже 19 и 20 столетий само слово «экология», почти не использовавшееся в первые 20-30 лет после того, как оно было предложено Геккелем, начинает употребляться все чаще и чаще. Появляются люди, называющие себя экологами и стремящиеся развивать именно экологические исследования. В 1895 г. датский исследователь Й. Э. Варминг (см. ВАРМИНГ Йоханнес Эугениус) публикует учебное пособие по «экологической географии» растений, вскоре переведенное на немецкий, польский, русский (1901 г.), а потом и на английский языки. В это время экология чаще всего рассматривается как продолжение физиологии, только перенесшей свои исследования из лаборатории непосредственно в природу. Основное внимание уделяется при этом изучению воздействия на организмы тех или иных факторов внешней среды. Иногда, однако, ставятся совсем новые задачи, например, выявить общие, регулярно повторяющиеся черты в развитии разных природных комплексов организмов (сообществ, биоценозов).
Важную роль в формировании круга проблем, изучаемых экологией, и в становлении ее методологии сыграло, в частности, представление о сукцессии (см. СУКЦЕССИЯ) . Так, в США Генри Каульс (1869-1939) восстановил детальную картину сукцессии, изучая растительность на песчаных дюнах около озера Мичиган. Дюны эти образовались в разное время, и потому на них можно было найти сообщества разного возраста - от самых молодых, представленных немногими травянистыми растениями, которые способны расти на зыбучих песках, до наиболее зрелых, являющих собой настоящие смешанные леса на старых закрепленных дюнах. В дальнейшем концепцию сукцессии детально разрабатывал другой американский исследователь - Фредерик Клементс (1874-1945). Сообщество он трактовал как в высшей мере целостное образование, чем-то напоминающее организм, например, как и организм, претерпевающее определенное развитие - от молодости до зрелости, а потом и старости. Клементс полагал, что если на начальных этапах сукцессии разные сообщества в одной местности могут сильно различаться, то на более поздних они становятся все более и более сходными. В конце концов, оказывается так, что для каждой области с определенным климатом и почвой характерно только одно зрелое (климаксное) сообщество.
Растительным сообществам немало внимания уделялось и в России. Так, Сергей Иванович Коржинский (1861-1900), изучая границу лесной и степной зон, подчеркнул, что помимо зависимости растительности от климатических условий, не менее важно и воздействие самих растений на физическую среду, их способность делать ее более пригодной для произрастания других видов. В России (а потом и в СССР) для развития исследований растительных сообществ (или иначе говоря - фитоценологии) важное значение имели научные труды и организаторская деятельность В. Н. Сукачева (см. СУКАЧЕВ Владимир Николаевич) . Сукачев одним из первых начал экспериментальные исследования конкуренции и предложил свою классификацию разных типов сукцессии. Он постоянно разрабатывал учение о растительных сообществах (фитоценозах), которые трактовал как целостные образования (в этом был близок к Клементсу, хотя идеи последнего очень часто критиковал). Позже, уже в 1940-х годах, Сукачев сформулировал представление о биогеоценозе (см. БИОГЕОЦЕНОЗ) - природном комплексе, включающем не только растительное сообщество, но также почву, климатические и гидрологические условия, животных, микроорганизмы и т. д. Исследование биогеоценозов в СССР нередко считали самостоятельной наукой - биогеоценологией. В настоящее время биогеоценология обычно рассматривается как часть экологии.
Для превращения экологии в самостоятельную науку очень важными были 1920-1940-е годы. В это время публикуется ряд книг по разным аспектам экологии, начинают выходить специализированные журналы (некоторые из них существуют до сих пор), возникают экологические общества. Но самое главное - постепенно формируется теоретическая основа новой науки, предлагаются первые математические модели и вырабатывается своя методология, позволяющая ставить и решать определенные задачи. Тогда же оформляются два достаточно разных подхода, существующие и в современной экологии: популяционный - уделяющий основное внимание динамике численности организмов и их распределению в пространстве, и экосистемный - концентрирующийся на процессах круговорота вещества и трансформации энергии.
Развитие популяционного подхода
Одной из важнейших задач популяционной экологии было выявление общих закономерностей динамики численности популяций - как отдельно взятых, так и взаимодействующих (например, конкурирующих за один ресурс или связанных отношениями «хищник-жертва»). Для решения этой задачи использовались простые математические модели - формулы, показывающие наиболее вероятные связи между отдельными, характеризующими состояние популяции величинами: рождаемостью, смертностью, скоростью роста, плотностью (числом особей на единицу пространства), и др. Математические модели позволяли проверять следствия разных допущений, выявив необходимые и достаточные условия для реализации того или иного варианта популяционной динамики.
В 1920 г. американский исследователь Р. Перль (1879-1940) выдвинул так называемую логистическую модель популяционного роста, предполагающую, что по мере увеличения плотности популяции скорость ее роста снижается, становясь равной нулю при достижении некоторой предельной плотности. Изменение численности популяции во времени описывалось таким образом S-образной кривой, выходящей на плато. Перль рассматривал логистическую модель как универсальный закон развития любой популяции. И хотя вскоре выяснилось, что это далеко не всегда так, сама идея о наличии некоторых основополагающих принципов, проявляющихся в динамике множества разных популяций, оказалась очень продуктивной.
Внедрение в практику экологии математических моделей началось с работ Альфреда Лотки (1880-1949). Свой метод он сам называл «физической биологией» - попыткой упорядочить биологическое знание с помощью подходов, обычно применяемых в физике (в том числе - математических моделей). В качестве одного из возможных примеров он предложил простую модель, описывающую сопряженную динамику численности хищника и жертвы. Модель показала, что если вся смертность в популяции жертвы определяется хищником, а рождаемость хищника зависит только от обеспеченности его кормом (т. е. числа жертв), то численность и хищника, и жертвы совершает правильные колебания. Затем Лотка разработал модель конкурентных отношений, а также показал, что в популяции, увеличивающей свою численность по экспоненте, всегда устанавливается постоянная возрастная структура (т. е. соотношение долей особей разного возраста). Позднее им же были предложены методы расчета ряда важнейших демографических показателей. Примерно в эти же годы итальянский математик В. Вольтерра (см. ВОЛЬТЕРРА Вито) , независимо от Лотки, разработал модель конкуренции двух видов за один ресурс и показал теоретически, что два вида, ограниченных в своем развитии одним ресурсом, не могут устойчиво сосуществовать - один вид неизбежно вытесняет другой.
Теоретические исследования Лотки и Вольтерры заинтересовали молодого московского биолога Г. Ф. Гаузе (см. ГАУЗЕ Георгий Францевич) . Он предложил свою, гораздо более понятную биологам, модификацию уравнений, описывающих динамику численности конкурирующих видов, и впервые осуществил экспериментальную проверку этих моделей на лабораторных культурах бактерий, дрожжей и простейших. Особенно удачными были опыты по конкуренции между разными видами инфузорий. Гаузе удалось показать, что виды могут сосуществовать только в том случае, если они ограничены разными факторами, или, иначе говоря, - если они занимают разные экологические ниши. Данное правило, получившее название «закона Гаузе», долгое время служило отправной точкой в обсуждении межвидовой конкуренции и ее роли в поддержании структуры экологических сообществ. Результаты работ Гаузе были опубликованы в ряде статей и книге «Борьба за существование» (1934), которая при содействии Перла вышла на английском языке в США. Книга эта имела громадное значение для дальнейшего развития теоретической и экспериментальной экологии. Она несколько раз переиздавалась и до сих пор часто цитируется в научной литературе.
Изучение популяций происходило не только в лаборатории, но и непосредственно в полевой обстановке. Важную роль в определении общей направленности таких исследований сыграли работы английского эколога Чарлза Элтона (1900-1991), особенно его книга «Экология животных», опубликованная впервые в 1927, а потом не раз переиздававшаяся. Проблема динамики численности выдвигалась в этой книге как одна из центральных для всей экологии. Элтон обратил внимание на циклические колебания численности мелких грызунов, происходившие с периодом в 3-4 года, а, обработав многолетние данные о заготовке пушнины в Северной Америке, выяснил, что зайцы и рыси тоже демонстрируют циклические колебания, но пики численности наблюдаются примерно раз в 10 лет. Много внимания Элтон уделял изучению структуры сообществ (предполагая, что структура эта строго закономерна), а также цепям питания и так называемым «пирамидам чисел» - последовательному уменьшению численности организмов по мере перехода от нижних трофических уровней к более высоким - от растений к травоядным, а от травоядных к хищникам. Популяционный подход в экологии долгое время развивался преимущественно зоологами. Ботаники же больше исследовали сообщества, которые чаще всего трактовали как целостные и дискретные образования, между которыми довольно легко провести границы. Тем не менее, уже в 1920-е годы отдельные экологи высказывали «еретические» (для того времени) взгляды, согласно которым разные виды растений могут по-своему реагировать на определенные факторы внешней среды, а их распределение вовсе не обязательно должно совпадать с распределением других видов того же сообщества. Из этого следовало, что границы между разными сообществами могут быть весьма размытыми, а само выделение их условно.
Наиболее четко такой, опережающей свое время, взгляд на растительное сообщество был развит российским экологом Л. Г. Раменским (см. РАМЕНСКИЙ Леонтий Григорьевич) . В 1924 в небольшой статье (ставшей потом классической) он сформулировал основные положения нового подхода, подчеркнув, с одной стороны, экологическую индивидуальность растений, а с другой - «многомерность» (т. е. зависимость от многих факторов) и непрерывность всего растительного покрова. Неизменными Раменский считал только законы сочетаемости разных растений, которые и следовало изучать. В США совершенно независимо сходные взгляды примерно в те же годы развивал Генри Аллан Глисон (1882-1975). В его «индивидуалистической концепции», выдвинутой в качестве антитезы представлениям Клементса о сообществе как об аналоге организма, также подчеркивалась независимость распределения разных видов растений друг от друга и непрерывность растительного покрова. По-настоящему работы по изучению популяций растений развернулись только в 1950-х и даже 1960-х годах. В России бесспорным лидером этого направления был Тихон Александрович Работнов (1904-2000), а в Великобритании - Джон Харпер.
Развитие экосистемных исследований
Термин «экосистема» был предложен в 1935 видным английским экологом-ботаником Артуром Тенсли (1871-1955) для обозначения естественного комплекса живых организмов и физической среды, в которой они обитают. Однако исследования, которые с полным основанием можно назвать экосистемными, начали проводиться значительно раньше, а бесспорными лидерами здесь были гидробиологи. Гидробиология, а особенно - лимнология (см. ЛИМНОЛОГИЯ) с самого начала были комплексными науками, имевшими дело сразу со многими живыми организмами, и с их средой. Изучались при этом не только взаимодействия организмов, не только их зависимость от среды, но и, что не менее важно, - влияние самих организмов на физическую среду. Нередко объектом исследований для лимнологов был целый водоем, в котором физические, химические и биологические процессы теснейшим образом взаимосвязаны. Уже в самом начале 20-го века американский лимнолог Эдвард Бердж (1851-1950) с помощью строгих количественных методов изучает «дыхание озер» - сезонную динамику содержания в воде растворенного кислорода, которая зависит как от процессов перемешивания водной массы и диффузии кислорода из воздуха, так и от жизнедеятельности организмов. Существенно, что среди последних как производители кислорода (планктонные водоросли), так и его потребители (большинство бактерий и все животные). В 1930-х годах большие успехи в изучении круговорота вещества и трансформации энергии были достигнуты в Советской России на Косинской лимнологической станции под Москвой. Возглавлял станцию в это время Леонид Леонидович Россолимо (1894-1977), предложивший так называемый «балансовый подход», уделяющий основное внимание круговороту веществ и трансформации энергии. В рамках этого подхода начал свои исследования первичной продукции (т. е. создания автотрофами органического вещества) и Г. Г. Винберг (см. ВИНБЕРГ Георгий Георгиевич) , используя остроумный метод «темных и светлых склянок». Суть его в том, что о количестве образовавшегося при фотосинтезе органического вещества судят по количеству выделившегося кислорода.
Спустя три года аналогичные измерения были осуществлены в США Г. А. Райли. Инициатором этих работ был Джордж Эвелин Хатчинсон (1903-1991), который своими собственными исследованиями, а также горячей поддержкой начинаний многих талантливых молодых ученых, оказал значительное влияние на развитие экологии не только в США, но и во всем мире. Перу Хатчинсона принадлежит «Трактат по лимнологии» - серия из четырех томов, представляющая собой самую полную в мире сводку по жизни озер.
В 1942 в журнале «Эколоджи» вышла статья ученика Хатчинсона, молодого и, к сожалению, очень рано умершего эколога - Раймонда Линдемана (1915-1942), в которой была предложена общая схема трансформации энергии в экосистеме. В частности, было теоретически продемонстрировано, что при переходе энергии с одного трофического уровня на другой (от растений к травоядным животным, от травоядных - к хищникам) количество ее уменьшается и организмам каждого последующего уровня оказывается доступной только малая часть (не более 10%) от той энергии, что была в распоряжении организмов предыдущего уровня.
Для самой возможности проведения экосистемных исследований очень важным было то, что при колоссальном разнообразии форм организмов, существующих в природе, число основных биохимических процессов, определяющих их жизнедеятельность (а следовательно - и число основных биогеохимических ролей!), весьма ограничено. Так, например, самые разные растения (и цианобактерии (см. ЦИАНОБАКТЕРИИ) ) осуществляют фотосинтез (см. ФОТОСИНТЕЗ) , при котором образуется органическое вещество и выделяется свободный кислород. А поскольку конечные продукты одинаковы, то можно суммировать результаты активности сразу большого числа организмов, например, всех планктонных водорослей в пруду, или всех растений в лесу, и таким образом оценить первичную продукцию пруда или леса. Ученые, стоявшие у истоков экосистемного подхода, хорошо это понимали, а разработанные ими представления легли в основу тех крупномасштабных исследований продуктивности разных экосистем, которые получили развитие в разных природных зонах уже в 1960-1970-х годах.
К экосистемному подходу примыкает по своей методологии и изучение биосферы. Термин «биосфера» для обозначения области на поверхности нашей планеты, охваченной жизнью, был предложен в конце 19-го века австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831-1914). Однако в деталях представление о биосфере, как о системе биогеохимических циклов, основной движущей силой которых является активность живых организмов («живого вещества»), было разработано уже в 1920-30-х годах российским ученым Владимиром Ивановичем Вернадским (1863-1945). Что касается непосредственных оценок этих процессов, то их получение и постоянное уточнение развернулось только во второй половине 20-го века, и продолжается до сих пор.
Развитие экологии в последние десятилетия 20-го века
Во второй половине 20-го в. завершается становление экологии как самостоятельной науки, имеющей собственную теорию и методологию, свой круг проблем, и свои подходы к их решению. Математические модели постепенно становятся более реалистичными: их предсказания могут быть проверены в эксперименте или наблюдениями в природе. Сами же эксперименты и наблюдения все чаще планируются и проводятся так, чтобы полученные результаты позволяли принять или опровергнуть заранее выдвинутую гипотезу. Заметный вклад в становление методологии современной экологии внесли работы американского исследователя Роберта Макартура (1930-1972), удачно сочетавшего в себе таланты математика и биолога-натуралиста. Макартур исследовал закономерности соотношения численностей разных видов, входящих в одно сообщество, выбор хищником наиболее оптимальной жертвы, зависимость числа видов, населяющих остров, от его размера и удаленности от материка, степень допустимого перекрывания экологических ниш сосуществующих видов и ряд других задач. Констатируя наличие в природе некой повторяющейся регулярности («паттерна»), Макартур предлагал одну или несколько альтернативных гипотез, объясняющих механизм возникновения данной регулярности, строил соответствующие математические модели, а затем сопоставлял их с эмпирическими данными. Свою точку зрения Макартур очень четко сформулировал в книге «Географическая экология» (1972), написанной им, когда он был неизлечимо болен, за несколько месяцев до своей безвременной кончины.
Подход, который развивали Макартур и его последователи, был ориентирован прежде всего на выяснение общих принципов устройства (структуры) любых сообществ. Однако, в рамках подхода, получившего распространение несколько позже, в 1980-х гг., основное внимание было перенесено на процессы и механизмы, в результате которых происходило формирование этой структуры. Например, при изучении конкурентного вытеснения одного вида другим, экологи стали интересоваться прежде всего механизмами этого вытеснения и теми особенностями видов, которые предопределяют исход их взаимодействия. Выяснилось, например, что при конкуренции разных видов растений за элементы минерального питания (азот или фосфор) победителем часто оказывается не тот вид, который в принципе (при отсутствии дефицита ресурсов) может расти быстрее, а тот, который способен поддерживать хотя бы минимальный рост при более низкой концентрации в среде этого элемента.
Особое внимание исследователи стали уделять эволюции жизненного цикла и разным стратегиям выживания. Поскольку возможности организмов всегда ограничены, а за каждое эволюционное приобретение организмам приходится чем-то расплачиваться, то между отдельными признаками неизбежно возникают четко выраженные отрицательные корреляции (так называемые «трейдоффы»). Нельзя, например, растению очень быстро расти и в то же время образовывать надежные средства защиты от травоядных животных. Изучение подобных корреляций позволяет выяснить, как в принципе достигается сама возможность существования организмов в тех или иных условиях.
В современной экологии по-прежнему сохраняют свою актуальность некоторые проблемы, имеющие уже давнюю историю исследований: например, установление общих закономерностей динамики обилия организмов, оценка роли разных факторов, ограничивающих рост популяций, выяснение причин циклических (регулярных) колебаний численности. В этой области достигнут значительный прогресс - для многих конкретных популяций выявлены механизмы регуляции их численности, в том числе и тех, которые порождают циклические изменения численности. Продолжаются и исследования взаимоотношений типа «хищник-жертва», конкуренции, а также взаимовыгодного сотрудничества разных видов - мутуализма.
Новым направлением последних лет является так называемая макроэкология - сравнительное изучение разных видов в масштабах больших пространств (сопоставимых с размерами континентов).
Громадный прогресс в конце 20-го столетия достигнут в изучении круговорота веществ и потока энергии. Прежде всего это связано с совершенствованием количественных методов оценки интенсивности тех или иных процессов, а также с растущими возможностями широкомасштабного применения этих методов. Примером может быть дистанционное (со спутников) определение содержания хлорофилла в поверхностных водах моря, позволяющее составить карты распределения фитопланктона для всего Мирового океана и оценить сезонные изменения его продукции.
Современное состояние науки
Современная экология - это быстро развивающаяся наука, характеризующаяся своим кругом проблем, своей теорией и своей методологией. Сложная структура экологии определяется тем, что объекты ее относятся к очень разным уровням организации: от целой биосферы и крупных экосистем до популяций, причем популяция нередко рассматривается как совокупность отдельных особей. Масштабы пространства и времени, в которых происходят изменения этих объектов, и которые должны быть охвачены исследованиями, также варьируют чрезвычайно широко: от тысяч километров до метров и сантиметров, от тысячелетий до недель и суток. В 1970-е гг. формируется экология человека. По мере давления на окружающую среду возрастает практическое значение экологии, ее проблемами широко интересуются философы и социологи.