Учебное пособие по УР 2013

11

нальную роль в экосистеме, т. е. принадлежащих к одной трофической группировке, образует следующую, промежуточную, подсистему (ассоциация, однотипное сообщество). Наконец, совокупность организмов разных трофических группировок завершает структурный ансамбль полной экологической системы.

В соответствии с этими градациями различают: экологию популяций, экологию ассоциаций (простых сообществ) и экологию биоценозов.

Рис. 1.1. Иерархия систем в составе экосферы (приводится по [2])

Однако полнота всех естественных проявлений жизни представлена на экосистемном и биосферном уровнях, так как ни один организм, ни один вид, ни одно сообщество не могут существовать без множества других организмов, видов, сообществ и создаваемых ими условий среды.

На уровне организма осуществляется обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой; на уровне популяции к этому добавляется воспроизведение вида, его эволюция и участие в многовидовых сообществах; на уровне экосистемы поддерживается устойчивый круговорот веществ и формирование общей среды сообщества организмов; на уровне биосферы – глобальный круговорот, кооперативное взаимодействие и жизнеобеспечение всех экосистем, создание планетарной среды жизни.

Влияние техносферы и еѐ элементов проявляется на каждом системном уровне биосферы, и именно оно является содержанием многих энвайронментальных учебных дисциплин. Данный учебный курс рассматривает экологические проблемы, возникающие на глобальном уровне вследствие «столкновения» между техносферой и биосферой в целом, столкновения, в котором техносфера играет активную, агрессивную роль. Если пользоваться экологической терминологией, речь идет о процессе конкурентного вытеснения биосферы

12

техносферой, о количественной экспансии человеческой цивилизации. Вытеснение биосферы техносферой обостряют проблемы в социосфере. Поскольку техносфера, социосфера и биосфера находятся в общем пространстве, а их элементы – в постоянном взаимодействии, то мы имеем дело с реальной, единой макросистемой, которую назовем экосфера4 (см. рис. 1.2).

Итак, экосфера представляет собой сочетание совместно функционирующих подсистем: биосферы, техносферы и социосферы, обладающее новыми эмерджентными5 свойствами:

экосфера = современная биосфера + социосфера + техносфера.

Таким образом, экосфера (другое название – система «Природа - Общество» [63-69]) предстает как арена взаимодействий человека и природы, на которой сосредоточены все современные экологические проблемы и коллизии, а

современная энвайронментология на глобальном уровне становится учением об экосфере.

Рис. 1.2. Схема связей между главными компонентами экосферы. Пунктирными стрелками обозначены слабые связи.

Именно глобальный уровень (масштаб) взаимодействия биосферы, техносферы и является предметом изучения данной учебной дисциплины, а объекта-

4Автор термина Л. Кол (Со1е) в 1958 году обозначил им совокупность всего живого на Земле вместе с его окружением и ресурсами. В большинстве работ,

где используется этот термин, вмешательство человека подразумевается, но не в виде четкого включения техносферы.

5Эмерджентность (эмергентность, лат. emergere – появляться, возникать) как степень несводимости свойств системы к свойствам отдельных элементов, из которых она состоит.

13

ми изучения дисциплины являются биосфера, техносфера и социосфера в их взаимодействии и развитии.

Именно такой, макроэкологический подход, реализующий принцип целостности, холизм (от лат. holos англ. whole – целое), очень важен для понимания современных проблем и все больше влияет на теоретическое осмысление взаимоотношений человека и природы. На наших глазах экология приобретает черты всеобъемлющего и очень актуального мировоззрения. По существу, она получает право совместного рассмотрения законов и истории природы и общества в духе идей таких «космистов» как К.Э. Циолковский, В.И. Вернадский, А.Л. Чижевский в естествознании, Н.Ф. Федоров, И.В. Киреевский, В.С. Соловьев, П.А. Флоренский в философии. В наше время подобные идеи содержатся в работах Л.Н. Гумилева, Н.Н. Моисеева, Н.Ф. Реймерса. Примечательно, что эту возможность предсказал еще К. Маркс: «Сама история является действи-

тельной частью истории природы, становления природы человеком. Впоследствии естествознание включит в себя науку о человеке в такой же мере, в какой наука о человеке включит в себя естествознание; это будет одна наука»6..

Данная учебная дисциплина рассматривает основные постулаты такой зарождающейся науки – макроэкологии (наука об экосфере), которая изучает общие закономерности трансформации вещества, энергии и информации в экономике природы7 и в экономике человеческого общества на основе формирующейся теории устойчивого развития. Создание такой теории является главным заданием этой новой науки на данном этапе.

1.2. Логическая схема построения курса и его основные задачи

Исходя из предыдущего материала, можно сделать вывод: макроэкология – это наука о взаимоотношениях общества и природы и принципах их сбаланси-

рованного сосуществования. С помощью системного подхода эта наука должна исследовать эти взаимоотношения как на глобальном, так и на локальном уровне, при этом на глобальном уровне объектом исследования является экосфера в целом, а на локальном - эколого-экономическая система. Естественно, что исследование этих взаимоотношений не может быть предметом изучения только одной науки. Макроэкология базируется как на фундаментальных и прикладных науках, так и на практике человеческой деятельности. Она должна рассматриваться как предмет междисциплинарного изучения (рис. 1.3).

6Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 42. – с. 124.

7Выдающийся немецкий биолог Эрнст Геккель писал в своей «Всеобщей морфологии организмов» (1866): «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономии природы (курсив — наш): изучение всех взаимоотношений животного с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно его дружественные или враждебные отношения с животными и растениями, с которыми оно вступает в контакт. Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование».

14

Нечеткая очерченность области исследования говорит о еѐ, несомненно, междисциплинарном характере и достаточно широкой компетентности, затрагивающей различные области как гуманитарного, так и естественнонаучного знания.

Современная макроэкология зарождается на стыке нескольких дисциплин, среди которых ведущее место занимают экология, экономика и общая теория систем.

Рис. 1.3. Система разделов науки и практики, на которых базируется макроэкология

Главный постулат макроэкологии – это постулат о закономерности разви-

тия сложных систем: организационные системы, создаваемые человеком, подчиняются (должны подчиняться) объективно существующим законам природы. Эти законы познаваемы, они могут быть выявлены и целенаправленно использованы при определении тенденций развития отношений между обществом и природой, а также при решении практических задач соизмерения природных и производственных потенциалов территорий.

В сущности, макроэкология требует соразмерности между ростом природоѐмкости всего человеческого хозяйства с возможностями фундамента, на котором это хозяйство развивается.

На примере макроэкологии мы видим, как широкая область предмета сужается до основной, главной задачи – задачи соизмерения природных и производственных потенциалов в исследуемой территории. Таким образом, макроэкология – это область научного знания об общих закономерностях образования, функционирования и развития сложных динамических систем, имеющих главной целью экологически допустимое развитие экономики человека в экономике природы.

15

Основная цель курса – развитие системного подхода к анализу взаимодействия составных частей экосферы и тенденций их развития.

Задачи курса:

•обосновать необходимость нового, в большей части экоцентрического, подхода к проблеме взаимоотношений общества и природы;

•развить системный подход и дать системные знания об организации эко- лого-экономических систем;

•научить использовать полученные знания в практической деятельности.

Результатом изучения дисциплины должны стать знания о возможных путях будущего развития человечества, основных организационных формах, которые помогут осуществить новый путь – путь сбалансированного экологоэкономического развития на принципах устойчивого развития.

1.3. Роль и место человека в экосфере

Прежде чем перейти к изучению современных глобальных социальноэкологических проблем, рассмотрим с точки зрения биологических и социальных наук роль и место человека как венца биологической эволюции и одновременно, творца техносферы – источника возникновения этих проблем.

Место человека в экосфере определяется прежде всего тем, что именно человек из-за отчуждения от остальной живой природы, создания им техносферы и колоссального надбиологического потребления природных ресурсов стал, по существу, главной причиной нарушения равновесия в природе. Вместе с тем, сохраняя множество генетических связей с природой, человечество оказалось в ситуации острого противоречия между своей биологической сущностью и антибиологическим поведением по отношению к окружающей природе, а через нее – и к самому себе. При рассмотрении взаимоотношений человека с окружающей природой, при попытках выстроить концепцию будущего развития недостаточно констатировать лишь масштабы антропогенных воздействий. Необходимо понять, почему человечество оказалось в такой ситуации, к чему она ведет и каков может быть выход из нее.

Существует несколько обстоятельств, определяющих особое место и особую роль человека, человеческого сообщества в функциональной структуре экосферы. Главные из них:

•скорость эволюции за счет возникновения и развития интеллекта, материальной и информационной культуры;

•быстрое расширение экологической ниши человека и ускорение роста энергетических потребностей и затрат;

•беспрецедентная видовая численность Homo sapiens и следствия этой численности;

•рост надбиологических потребностей.

Скорость эволюции человека как вида. Человек – один из самых моло-

дых видов биологических существ на Земле. В тоже время, в отличие от других биологических видов, в процессе эволюции человек не столько приспосабли-

16

вался к окружающему его миру, сколько приспосабливал окружающий мир к себе.

Эволюция человека беспрецедентна по скорости для крупных млекопитающих, особенно на последних этапах антропогенеза. Быстрый переход от преимущественно растительной пищи к смешанному питанию, высокая потребность в животной пище, преобразование репродуктивной функции (на каком-то этапе антропогенеза была утрачена сезонность половой возбудимости самок и связанная с ней сезонность размножения) и, наконец, возникновение культуры

– совокупности средств создания материальных ценностей, орудий, речевой и знаковой передачи информации и обучения на основе подражания и сигнальной памяти. Культура стала доминирующим фактором эволюции человека, ослабляя давление факторов естественного отбора. Благодаря обучению, пе-

редаче навыков, умения и знания от одного поколения людей к другому возникло культурное наследование, традиция. Тем самым человек в своей эволюции как бы преодолел запрет природы на наследование приобретенных признаков. Культура, культурное наследование стали главными источниками возник-

новения общества и цивилизации.

Усвоение культурной информации в обществе происходило неизмеримо быстрее, чем передача по наследству генетической информации. Поэтому темпы общественного прогресса и развития материальной культуры не только опередили биологическую эволюцию человека, но и в силу ослабления естественного отбора замедлили еѐ. Можно полагать, что вслед за распадом первобытного рода прогрессивное развитие интеллектуальных задатков человека замедлилось, а затем и прекратилось. Потому что перестал действовать естественный «отбор на ум»: самые одаренные перестали быть наиболее приспособленными и генетически доминантными. Можно говорить, что эволюция человека перешла из биологической в социальную сферу.

Обладание интеллектом и культурой сделало человека первым и един-

ственным биологическим видом, способным к искусственному созданию и переработке надбиологической информации – так сказать, «информационным» видом, для которого чисто информационные потребности стали такими же важными, как и материальные. Они в значительной мере освободили человека от биологических ограничений естественного отбора и обусловили его прорыв в сферу надбиологических потребностей и надбиологической деятельности. Суммарный запас культурной информации современной цивилизации (= информации техносферы) оценивается величиной 1015 бит. По порядку величины он совпадает с запасом генетической информации всей биоты биосферы. Однако «информационные скорости» биологической эволюции и развития цивилизации резко различны: по некоторым оценкам, для биологической эволюции – 0,1 бит/с, для цивилизации – 3×106 бит/с. Таким образом, скорость развития цивилизации (социосферы) более чем на 7 порядков выше скорости эволюции биоты, что объясняет беспрецедентную конкурентоспособность человека в отношении возможностей разрушения биосферы по сравнению со всеми остальными видами.

17

Следствием этого стали, во-первых, формирование совершенно особых экологических ниш человеческих популяций и видовой экологической ниши; во-вторых, беспрецедентная демографическая характеристика вида.

Быстрое расширение экологической ниши человека. Каждый биологи-

ческий вид в природе не только занимает определенную экологическую нишу, но и создает еѐ, формируя свою экологическую среду. Ниши разных видов вливаются в общую среду экосистем и всей биосферы, где они множественными связями, в том числе и конкурентными, сочетаются с нишами других видов. При этом конкуренция как форма борьбы за существование, как правило, не приводит к уменьшению числа видов. Наоборот, она способствует видообразованию и увеличению биологического разнообразия. В природе нет видового монополизма. Для вида Homo sapiens, человечества, ставшего лидером эволюции, дело обстоит по-иному. Обладая исключительной средообразующей активностью, человечество превратило значительную часть своей экологической ниши в глобальную техносферу. Техносфера объективно обладает колоссальным потенциалом подавления других форм жизни. Она стала проявлением монополизма одного вида, угрозой установления «авторитарно-тоталитарного режима» в экосфере. Н.Н. Моисеев [100] формулирует утверждение, совершенно тривиальное с точки зрения популяционной динамики: «...никакой новый жи-

вой вид, сделавшись монополистом в своей экологической нише, не способен избежать экологического кризиса. И он может иметь только два исхода: либо вид начнет деградировать, либо он, надлежащим образом изменившись (изменив стандарты своего поведения и взаимоотношения с природой), сформирует новую экологическую нишу. А человечество уже давно перешагнуло все подобные рубежи и обречено на монополизм». Однако человечество, в абсолютном своем большинстве, пока не осознало этого простого факта и продолжает вести себя похуже «слона в посудной лавке».

Ускорение роста энергетических и ресурсных потребностей и затрат человека – главная причина экологического кризиса. Каждый способ энерго-

обеспечения, в частности, получения энергии с продуктами питания для длительного существования популяции, можно рассматривать как энергетический эквивалент экологической ниши.

Двоякая история техногенеза – история достижений человеческого гения и история разрушения природной среды – может быть проиллюстрирована многими более или менее сопряженными графиками мировой динамики. Но наиболее рельефно этапы техногенеза отображаются вовлечением в экономику энергетических ресурсов и все более мощных преобразователей энергии. На рис. 1.4 представлена последовательность роста антропогенной энергии для получения пищи.

Если в период первобытных собирателей и рыболовов на человека приходилось около 150 Вт, то при современной организации человеческого хозяйства на каждого человека в среднем расходуется уже до 25 000 Вт [238]. Энергоемкость цивилизации возросла более чем в 100 раз. Полное уничтожение отдельных видов, экосистем и увеличение темпов опустынивания делает человека неразумным потребителем.

18

С увеличением количества используемой энергии в хозяйственных целях принципиально изменяются отношения между человечеством и природой.

Рис. 1.4. Исторические изменения количества энергии, необходимой для обеспечения одного человека пищей и пищевым пространством:

кривая Э – удельные энергозатраты (Вт/чел.); кривая S – площадь прокорма, га/чел.

По вертикали – количество энергии в Вт на 1 чел., по горизонтали – длительность периода хозяйства данного типа: 1 – собирательство, первобытная охота и рыболовство; 2 – первобытное пастбищно-кочевое скотоводство и подсечно-огневое земледелие; 3 – традиционное пастбищное скотоводство и земледелие с использованием рабочего скота; 4 – стойловое скотоводство и современное земледелие.

Частные нарушения равновесия в биосфере приобретают качественно иной характер и совершенно иной темп: ниша первобытных собирателей и рыболовов с минимальным биологическим энергопотреблением длилась около 200 тыс. лет; в нишах примитивного земледелия, скотоводства и охоты человек находился около 10 тыс. лет; в нише традиционного земледелия – около 1000 лет; в нише индустриального мира – всего 100 лет, при этом с 20-кратным ростом энергопотребления. Каждый из этих этапов заканчивался кризисом и сопровождался существенным расширением экологической ниши человечества8.

Беспрецедентно высокая численность вида Homo sapiens – это еще одна из причин обострения кризиса во взаимоотношениях его с природой. К 2000 г. численность человечества перевалила за 6 млрд. чел. В природе для относительно крупных млекопитающих (к которым относится и человек) такая численность беспрецедентна. Одним из важнейших признаков экологической

8 Об экологических кризисах и революциях в истории цивилизации см. подробнее в работах М.И. Будыко [14], В.И. Данилова-Данильяна [38], Т.А. Акимовой и В.В. Хаскина [2, 3, 183].

19

устойчивости вида является постоянство численности и постоянное сбалансированное взаимодействие с другими видами экосистемы и компонентами окружающей среды. Человечество как биологический вид не отвечает этому требованию. Вид Homo sapiens становится самым многочисленным из всех видов наземных позвоночных животных!

Численность вида животных в природе ограничивается емкостью среды и на протяжении длительной эпохи мало меняется, колеблясь около некоторого относительно постоянного уровня. Как правило, виды мелких животных имеют большую численность и больший размах ее колебаний по сравнению с видами крупных животных. Для видов млекопитающих существует достаточно выраженная корреляция между массой тела и числом особей (рис. 1.5). Рангу массы тела от 10 до 100 кг, к которому относится человек, соответствует максимальный размах значений видовой численности в пределах от 104 до 106.

На рис. 1.5 заштрихованная фигура – поле корреляций между средней массой тела взрослых особей вида млекопитающих (М, г) и их средней ориентировочной численностью (N), Исключены виды разводимых животных, редкие и исчезающие виды, Стрелкой между двумя точками показано, насколько современная численность вида Homo sapiens превзошла начальную численность предков человека, предписываемую законами естественного отбора.

Рис. 1.5. Зависимость между массой тела и численностью видов млекопитающих

(по Акимовой, Хаскину, [2])

«Законная» биологическая численность Homo sapiens как вида высших приматов составляет около 500 тыс. Сейчас она превышена на 4 порядка, т.е. более чем в 10 тыс. раз! На протяжении последних четырех столетий рост народонаселения мира происходил по гиперболическому закону. В XX в. он приобрел характер «демографического взрыва» – увеличения населения Земли почти в 4 раза. Ничего подобного у высших млекопитающих никогда не

20

наблюдается. Их видовая численность (разумеется вне случаев вмешательства человека) на протяжении больших периодов относительно стабильна.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что основной причиной современного экологического кризиса является именно количественная экспансия человеческого общества – непомерный уровень и быстрое нарастание совокупной антропогенной (техногенной) нагрузки на природу. Однако с позиций экологии человека не менее важны и качественные аспекты проблемы. Что происходит с качеством людей при столь большом их количестве и быстром росте чис-

ленности? Насколько человечество влияет само на себя, изменяет свои свойства. С этими вопросами связана оценка экологического потенциала выживания человечества.

В ходе эволюции и развития цивилизации человечество как вид избавилось от конкурентов и многих врагов, смогло значительно ослабить давление инфекций, паразитов и дефицита биоресурсов. Оно многократно расширило ем-

кость своей среды. За счет приспособления к среде и приспособления среды к себе, благодаря технологии жизнеобеспечения и выживания, люди сумели многократно увеличить свою численность и удлинить индивидуальную жизнь. Но отключение большинства механизмов естественного отбора, успехи гигиены и медицины, спасение большинства больных, подмена защитных сил организма лекарствами и процедурами, сохранение жизни людей с отягощенной наследственностью, загрязнение окружающей среды, стрессы, курение, алкоголь, наркотики, гиподинамия при избыточной информации – все это никак не способствовало сохранению здорового видового генофонда.

Человечество накопило опасный генетический груз за счет мутаций, большинство из которых не сохранилось бы, если бы естественный отбор продолжал действовать так, как он действует в природных популяциях животных. По данным медицинской генетики, наследственная отягощенность современной популяции людей в среднем составляет более 6%. При этом 0,7% всех новорожденных страдают хромосомными болезнями, более 1,5% новорожденных имеют заболевания, обусловленные генными мутациями, и более 3,8% детей рождаются с наследственным предрасположением к хроническим заболеваниям. Число выявленных форм наследственных болезней увеличивается с каждым годом: в настоящее время их описано более 4000. Установлена наследственная предрасположенность к гипертонии, диабету, ожирению, аллергическим заболеваниям, шизофрении, глаукоме, ревматизму, язвенной болезни, подагре, к некоторым формам рака и ко многим другим болезням. Наследственные болезни составляют только часть многочисленных недугов человека. Наш иммунитет все чаще не справляется с новыми вызовами окружающей среды. А ее всепроникающий микромир к тому же не перестает одаривать человека такими «изобретениями», как вирус иммунодефицита (СПИД), лихорадка Эбола или прионовая инфекция.

Даже без обзора мировой или национальной медицинской статистики ясно, что с точки зрения эволюционной экологии человека качество людей по критериям здоровья очень низкое и продолжает падать. Человечество оказывается во все большей зависимости от медицинской помощи и применения искусствен-