Введение
Термин «экология» ввел в научный обиход в 19 веке немецкий биолог Эрнст Геккель (1834–1919), определив ее таким образом: «Под экологией мы понимаем… изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой как органической, так и неорганической и, прежде всего, его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт».
В настоящее время под экологией (греч. ойкос – дом, родина; логос – наука, учение) понимаю т науку о взаимоотношениях биологических систем между собой и окружающей их неживой природой.
Задачей экологии является изучение закономерностей размещения живых организмов в пространстве, изменения численности организмов, потока энергии через живые системы и круговорота вещества, который происходит при участии живых организмов.
В жизни человеческого общества экологические знания всегда были значимыми. В древности сведения об образе жизни животных, свойствах растений передавались изустно от родителей к детям. Когда возникло сельское хозяйство, стали накапливаться знания об оптимальных сроках посева семян и сбора урожая, о свойствах почв, о влиянии растений друг на друга и т.д. Но эти знания еще не были в то время научными.
Постепенно экологические знания стали относить к совокупностям
организмов – популяциям, видам, многовидовым сообществам, наконец, к живой природе в целом.
В последние десятилетия, когда угроза глобального экологического кризиса коснулась самого человека, произошло быстрое расширение экологии. Вобрав в себя проблемы окружающей среды, она не только использует достижения других разделов биологии, но и вторгается в смежные с биологией дисциплины – в науки о Земле, в физику и химию, в различные инженерные отрасли, предъявляет новые требования к информатике, находит приложения в экономике, политике, социологии, этике. Экология становится гипернаукой. Этот процесс проникновения идей и проблем экологии в другие области знания получил название экологизации. Экологизация отвечает потребности общества в объединении науки и практики для предотвращения экологической катастрофы. Экологизация отражает также важную тенденцию современной науки: переход многих ее отраслей к отказу от дальнейшей дифференциации(«мир един») и поискам синтеза, в том числе, между естественными и гуманитарными науками.
В современной экологии, как науке об окружающей среде. Сталкиваются две системы взглядов, два разных подхода к проблеме взаимоотношений Человека и Природы.
Согласно первому подходу эти взаимоотношения строятся по правилам, которые устанавливает сам человек. Овладевая законами природы, подчиняя их своим интересам, опираясь на свой разум, социальную организацию и технологическую мощь, человек считает себя свободным от давления большинства тех сил, которые действуют в живой природе. Возникшие проблемы окружающей среды представляются только как следствие неправильного ведения хозяйства. Считается, что все проблемы могут быть устранены путем технологической реорганизации и модернизации, что законы природы не могут и не должны мешать научно – техническому и социальному прогрессу человечества.
Этот подход называют антропоцентрическим, или технологическим, ставящим человека, его технологии, его «власть над природой» в центр экологических проблем. Он характерен для многих политиков, экономистов, хозяйственников и представляется естественным для большинства инженеров.
Согласно второму подходу человек как биологический вид в значительной мере остается под контролем главных экологических законов и в своих взаимоотношениях с природой вынужден и должен принимать ее условия. Развитие человеческого общества рассматривается как часть эволюции природы, где действуют законы экологических пределов, необходимости и отбора. Возникновение проблем окружающей человека среды в значительной степени опосредовано антропогенным фактором (т.е. порожденных самим человеком нарушением регуляторных функций биосферы). Последние не могут быть восстановлены или изменены технологическим путем. Прогресс человечества ограничивается экологическим императивом – требованием подчинения законам природы. Это биоцентрический, или эксцентрический подход, по существу ставящий в центр экологических проблем состояние и устойчивость живой природы. биосферы. Он характерен для относительно небольшого круга профессиональных экологов и системных аналитиков.
Выбор между этими двумя подходами или компромисс между ними во многом определяет стратегию дальнейшего развития человеческого общества.
Большинство людей пока еще склоняется к антропоцентрической точке зрения, так как она выглядит проще, оптимистичнее и отталкивается от предыдущего практического опыта человечества. Однако в настоящее время уже существуют веские аргументы в пользу эксцентризма, пренебрегать которыми нельзя.
Системные законы макроэкологии
Современная экология располагает совокупностью правил и законов. Рассмотрим наиболее крупные обобщения, связанные с фундаментальными законами природы. Мы воспользуемся широко известными содержательными аксиомами – поговорками американского эколога Б. Коммонера (1974):
· Все связано со всем;
· Все должно куда-то деваться;
· Ничто не дается даром;
· Природа знает лучше.
Сам ученый называл их законами экологии. Они не претендуют на системологическую строгость, но выражают важные закономерности.
1. О всеобщей связи вещей и явлений в природе и в человеческом обществе.
В мире живых существ всеобщность связей проявляется особенно ярко. Все живое на Земле подчинено космическим силам, единому потоку солнечной энергии, его ритмам. Глобальные круговороты веществ, ветры. Океанические течения, реки. Трансконтинентальные и трансокеанические миграции птиц и рыб, переносы семян и спор, деятельность человека и влияние антропогенных факторов – все это в той или иной степени связывает пространственно удаленные природные комплексы и придает биосфере признаки единой коммуникативной системы.
Можно отметить несколько важных для экологии следствий всеобщей связи:
· Закон больших чисел – большое число случайных факторов приводит, при некоторых общих условиях, к результату, почти не зависящему от случая, т.е. имеющему системный характер (Случайное поведение большого числа молекул в некотором объеме газа обуславливает вполне определенные значения давления и температуры. Мириады бактерий в почве, воде, в телах растений и животных создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого).
· Принцип Ле Шателье – при внешнем воздействии, выводящем систему из равновесия, это равновесие смещается в сторону, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне этот принцип реализуется в виде способности экологических систем к саморегуляции. (Любые изменения в природе оказывают прямое или опосредованное воздействие на человека).
2. О законах сохранения («Все должно куда-то деваться»)
Закон сохранения массы вещества одновременно является одним из важнейших требований рационального природопользования. В отличие от человека, живая природа в целом почти безотходна, в ней нет такой вещи как мусор. Все опавшие листья, экскременты и трупы животных становятся пищей для других организмов, разлагаются ими до простых соединений и в таком виде рано или поздно вновь потребляются растениями. При этом в целом соблюдается количественный баланс масс и равенство скоростей синтеза и распада. Это означает высокую степень замкнутости круговорота веществ в биосфере.
Деятельность человека привела к изменениям химической среды на поверхности планеты, к возникновению необычных для поверхности земли, воды и воздуха высоких концентраций ряда элементов, к появлению ряда стойких синтетических соединений, чуждых химизму живых организмов – ксенобиотиков (от греч. ксенос – чужой). Некоторые из этих веществ являются сильными ядами. Поскольку из колоссального объема материалов и веществ, извлекаемых из недр, перерабатываемых и синтезируемых человеком, в природный круговорот попадает лишь малая часть, то с точки зрения живой природы человечество производит в основном мусор и отраву. При этом существенно нарушается замкнутость круговорота веществ.
Этой мощной загрязняющей деятельности природа противопоставляет по существу только функцию разбавления, рассеивание в атмосфере, на большой площади суши, растворение в воде природных резервуаров.
Существуют различные технологии очистки и нейтрализации производственных и бытовых отходов. Но все, что остается в золе и шлаках, в тепловыделяющих элементах ядерных реакторов, все. Что накапливается в очистных устройствах – на фильтрах, в сорбентах, в осадках – тоже должно куда-то деваться. Существующие способы изоляции конечных продуктов не гарантируют от дальнейшего загрязнения, а лишь растягивают его во времени, отодвигая негативные эффекты в будущее. Дезактивация рассеянных ядовитых веществ в большинстве случаев невозможна.
Экологическая интерпретация законов сохранения включает. По меньшей мере два постулата, имеющих практическое значение:
· Закон развития системы за счет окружающей среды гласит: любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материально – энергетических и информационных возможностей окружающей среды, абсолютно изолированной саморазвитие невозможно.
· Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства. Этот закон исключает принципиальную возможность безотходного производства и потребления в современном обществе.
О цене развития («Ничто не дается даром»)