Основные законы экологии. Законы Барри Коммонера. Экологические законы Коммонера Барри: суть и значение

Экологические законы, изложенные во многих литературных источниках, и ознакомиться с ними не составляет большого труда. Для простоты и удобства мы здесь излагаем их по Г.А.Билявскому и др.(1993). Основные законы приводятся в алфавитном порядке.

1.ЗАКОН БИОГЕННОЙ МИГРАЦИИ АТОМОВ (или закон Вернадского). Основой миграции является преобладающее влияние живого вещества организмов. Живое вещество либо принимает участие в биохимических процессах непосредственно, либо создает соответствующую, обогащенную кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами среду. Закон имеет большое теоретическое и практическое значение. Понимание всех химических процессов невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности, - эволюционных. Сейчас человек влияет на функционирование всего. Негативное влияние его становится глобальным, неуправляемым (опустынивание, деградация, вымирание).

Этот закон позволяет "сознательно и активно упреждать развитие негативных явлений, управлять биохимическими процессами, используя мягкие экологические методы".

2.ЗАКОН ВНУТРЕННЕГО ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ..

Вещество, энергия, информация тесно связаны между собой. Изменение одного вызывает изменение всех, но при этом сохраняются общие качества системы: вещественно-энергетические, информационные и динамические.

Следствия действия закона - после любых изменений обязательно развиваются цепные реакции, которые стремятся нейтрализовать эти изменения. Необходимо помнить, что незначительное изменение одного показателя может вызвать сильное отклонение у других и во всей экосистеме. Они могут быть необратимыми, перейти в глобальные. Изменения вызывают ответные реакции, которые обуславливают относительное постоянство эколого-экономического потенциала? Искусственный рост эколого-экономического потенциала ограничен термодинамической устойчивостью природных систем. Это ответ на вопрос конечен ли рост эколого-экономического потенциала. Это один из самых главных законов в природопользовании. Он показывает, что работает свойство саморегулирования, свойство восстанавливаться, но при "соблюдении" закона экологического императива. Превышение требований экологического императива влечет за собой непредвиденные изменения на локальном, региональном и глобальном уровнях.

3.ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ.

Все живое генетически разное и имеет устойчивую тенденцию к увеличению биологического разнообразия. Это важно в сфере биотехнологии (генная инженерия, биопрепараты) потому, что, благодаря этому закону, всегда можно предвидеть результат нововведений во время выращивания новых микрокультур через возникающие мутации, либо распространения действия на те виды организмов, на которые они были рассчитаны.

4.ЗАКОН ИСТОРИЧЕСКОЙ НЕОБХОДИМОСТИ.

Развитие биосферы и человечества как целого не происходит от более поздних фаз к начальным, общий процесс развития однонаправленный. Повторяются лишь отдельные элементы социальных отношений (рабство) или типы хозяйствования. Этот закон вероятнее всего социальный, а не экологический. Целесообразно проанализировать действия с действиями этого закона в природе.

5.ЗАКОН КОНСТАНТНОСТИ: (сформулированный В.Вернадским).

Количество живого вещества биосферы (за определенное биологическое время) является величиной постоянной. Этот закон тесно связан с законом внутреннего равновесия. По закону константности любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неизбежно приводит к таким же по объему изменениям вещества в другом регионе, но с противоположным знаком. Следствием действия закона есть правило обязательного заполнения экологических ниш.

6.ЗАКОН КОРРЕЛЯЦИИ (сформулированный Ж.Кювье).

В организме, как в целостной системе все части соответствуют друг другу как по строению, так и по функциям. Изменения одной части неизбежно вызывают изменения в других.

7.ЗАКОН МАКСИМИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ (сформулированный Г.Ю.Одумом и дополнен Н.Реймерсом).

В конкуренции с другими системами сохраняется та из них, которая больше всего способствует поступлению энергии и информации и использует максимальное их количество и наиболее эффективно. Максимизация - это повышение шансов на выживание. По этому закону система создает хранилище (накопители) высококачественной энергии, которая должна обеспечить: а)поступление новой энергии; б) нормальный круговорот; в) создает механизм регулирования, поддержания; г) устойчивость системы и ее способность приспосабливаться к изменениям; д) налаживание обмена с другими системами.

8.ЗАКОН МАКСИМУМА БИОГЕННОЙ ЭНЕРГИИ (закон Вернадского-Бауэра).

Любая биологическая и "бионесовершенная" система с биотой, которая пребывает в состоянии "устойчивого неравновесия" (динамически подвижного равновесия с окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на среду. По Вернадскому выживают те, которые увеличивают биогенную геохимическую энергию. По мнению Бауэра все живые системы никогда не бывают в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, которого требуют законы физики и химии при существующих внешних условиях. Этот закон является основой для разработки стратегии природопользования.

9.ЗАКОН МИНИМУМА (сформулированный Ю.Либихом).

Устойчивость организма определяется наиболее слабым звеном в цепи его экологических потребностей. При удовлетворении минимума количества и качества экологических факторов организм выживает, если минимума нет, то система разрушается. Поэтому всегда нужно искать наиболее слабое звено.

10.ЗАКОН ОГРАНИЧЕННОСТИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ.

Все ресурсы исчерпаемы. Планета является природно-ограниченным телом и на ней не могут существовать бесконечные составные части.

11.ЗАКОН ОДНОНАПРАВЛЕННОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ.

Энергия, которую получает экосистема и которая усваивается продуцентами, рассеивается либо с биомассой необратимо передвигается консументам I, II и III порядков, а затем редуцентами. На каждом трофическом уровне происходят большие потери (не более 0,25% начальной энергии возвращается в обратную сторону). Именно поэтому, термин "круговорот энергии" является достаточно условным.

12.ЗАКОН ОПТИМАЛЬНОСТИ.

Ни одна система не может сужаться или расширяться до бесконечности. Ни одни организм не может превышать определенные размеры, которые обеспечивают поддерживание его энергетики. Размеры зависят от условий питания и факторов существования. В природопользовании - это размеры участков полей, выращиваемых животных, растений. Несоблюдение закона приводит к неестественному однообразию на больших территориях (монокультурность), вызывает нарушения функционирования экосистем, экологические кризисы.

13.ЗАКОН ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИИ (сформулирован Р.Линдеманом).

С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходит в основном не более 10% энергии. Этот закон - основа планирования обеспечения населения продовольственными и другими ресурсами.

14.ЗАКОН РАВНОЗНАЧНОСТИ УСЛОВИЙ ЖИЗНИ.

Все природные условия среды необходимые для жизни играют равнозначные роли. Из этого следует другой закон - закон совместного действия экологических факторов, который часто игнорируется.

15.ЗАКОН РАЗВИТИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

Любая природная система развивается лишь за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды.

Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно - это вывод из закона термодинамики. Следствие закона:а)абсолютно безотходное производство невозможно; б)более высокоорганизованная биотическая система является постоянной угрозой для менее организованных, поэтому в биосфере не возможно повторное зарождение жизни - оно будет уничтожено уже существующими организмами; в)биосфера Земли как система развивается за счет внутренних и космических ресурсов.

16.ЗАКОН УМЕНЬШЕНИЯ ЭНЕРГООТДАЧИ В ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ.

В процессе получения от природной системы полезной продукции со временем (в историческом аспекте на ее изготовление в среднем затрачивается все больше энергии) увеличиваются энергетические затраты на одного человека.

Сейчас в 60 раз больше расходы энергии за сутки, чем во времени на ших далеких предков, т.е. несколько тысяч лет назад. Бесконечно ли это? Это можно и следует рассчитывать, планируя свои отношения с природой в целях их гармонизации.

17.ЗАКОН СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ (закон Митчерлиха - Тинемана - Бауле).

Объем урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно. Закон имеет силу при определенных условиях - когда влияние монотонно и максимально проявляется каждый фактор при неизменности других в той совокупности, которая рассматривается.

18.ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ (закон Шелфорда).

Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень устойчивости (толерантности) организма к данному фактору. По этому закону любое чрезмерное количество вещества или энергии в экосистеме становится ее врагом, загрязнителем.

19.ЗАКОН ПОЧВОУТОМЛЕНИЯ. (уменьшения плодородия): постепенное снижение природного плодородия почв происходит из-за длительного их использования и нарушения природных процессов почвообразования, а также длительного выращивания монокультур (это накопление токсичных веществ, выделяемых растениями, остатки пестицидов и минеральных удобрений).

20.ЗАКОН ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ЕДИНСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА (сформулированный В.Вернадским). Все живое вещество Земли имеет единую физико-химическую природу. Это означает, что вредное для одного живого вещества является вредным и для другого, но в различной степени. Здесь есть лишь устойчивость видов к действию того или иного агента. Устойчивость к физико-химическому воздействию, скорость отбора по устойчивости популяции к вредному агенту прямо пропорциональна вредности размножения организма и чередования поколений. Это означает, что длительное употребление пестицидов нецелесообразно, поскольку вредители быстро приспосабливаются и возникает необходимость увеличивать количество внесения пестицидов.

21.ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕЛЯЦИИ: в экосистеме, как и в любой другой все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально соответствуют друг другу. Выпадение одной части системы (вида) неизбежно приводит к исключению другой части и к функциональным изменениям.

22.ЗАКОН НЕОГРАНИЧЕННОСТИ ПРОГРЕССА. Он определяется неограниченным развитием от простого к сложному в пределах биологической формы движения материи. Суть закона состоит в том, что все живое в своем вечном непрерывном и абсолютном движении стремится к относительной независимости от условий среды существования. Но при этом понятно, что ничто не может освободиться от среды жизни.

Американский ученый Б.Коммонер дал определение 4 известным законам экологии:1) все связано со всем; 2)все должно куда-нибудь деваться; 3)природа лучше "знает"; 4)ни что не происходит бесследно (за все нужно платить).

Н.Реймерс указывает, что первый закон Коммонера близок по сути к закону внутреннего динамического равновесия; второй - к этому же закону и к закону развития природной системы за счет окружающей среды; третий - предостерегает нас от самоуверенности; четвертый - эту проблему рассматривает закон внутреннего динамического равновесия, законы константности и развития природной системы. По четвертому закону Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем от нее, иначе катастрофа неизбежна.

Таким образом, за последние тридцать-сорок лет экология стала многогранной комплексной наукой, главной целью которой является разработка научных основ спасения человечества и среды его существования - биосферы планеты, рациональное природопользование и охрана природы. Поэтому сейчас, когда экологическим воспитанием охвачены все массы населения на планете, знание экологических законов поможет человечеству найти правильные пути к выходу из экологического кризиса. Знание экологических законов позволит взвешенно, обдуманно предвидеть далекую перспективу.

Все выше приведенное свидетельствует о том, что одна часть приведенных выше законов является типичными для традиционной (геккелевской) экологии и служит фундаментальной базой для неоэкологии, другая - несомненно является неоэкологической, и, наконец, третья часть являются актуальной и для традиционной экологии и для неоэкологии.

Правила в общем виде можно трактовать как эмпирические следствия из различных экологических законов.

Эколого-термодинамическое правило Г.Одума, сформулировано автором в 1967 году, он опирался на концепции А.Лотки (1925) и Э.Шредингера (1945) относительно взаимоотношений между термодинамикой и экологией - в любой сложной системе реально существующего мира первостепенную важность имеет поддержание процессов, идущих против температурного градиента (по Дедю, 1990, стр.364).

Правило неизбежности цепных реакций (следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило нелинейности внутренних взаимодействий (второе следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило необратимости нарушений (третье следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило постоянства эколого-экономического потенциала (четвертое следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило 10% процентов (см.закон Линдемана или закон пирамиды энергий).

Правило "мягкого" управления. Мягкое, значит - опосредованное, направляющее, восстанавливающее природный баланс, а жесткое - это технологическое. Его можно назвать правилом целесообразного преобразования природы. Это восстановление бывшей естественной продуктивности или ее повышения на основе объективных законов.

Правило 1% процента - изменение энергетики природных систем в пределах 1% выводит природные системы из равновесного (квазистационарного) состояния. Когда происходит переход величины суммарной энергии за 1% от энергии солнечного излучения, это приводит к существенным аномалиям - резким климатическим аномалиям (мощным циклонам, извержениям вулканов и т.д.), переменам в характере растительности, крупным пожарам и т.д.

Принципы направленности эволюции (Л.Онсагера) или закон минимальной диссипации (рассеивания) энергии и другие эволюционные теоремы экологии. Эволюция всегда направлена на снижение рассеивания энергии, на ее неравномерное распределение. Этот принцип среди других принципов экологии и природопользования служит для расшифровки закона оптимальности.

Принцип катастрофического толчка - резкие изменения среды сначала ведут к снижению разнообразия, а затем к взрыву формообразования.

Принцип сукцессионного замещения - биотические сообщества формируют закономерный ряд ЭС, ведущий к наиболее устойчивой в данных условиях природной системе. Это следствие из систематического закона.

Принцип Ле Шателье-Брауна - при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект воздействия ослабляется. Он, в числе других в значительной мере объясняет причины действия закона снижения энергетической эффективности природопользования - чем больше отклонение от состояния экологического равновесия, тем значительнее должны быть энергетические затраты для ослабления противодействия природных систем этому отклонению.

Принцип обманчивого благополучия - первые успехи (или неудачи) в природопользовании по преобразованию природы или управлению ею объективно оцениваются лишь после выявления хода и результатов природных цепных реакций (10-30 лет) в пределах естественного природного цикла (молодой лес сначала может иссушать землю, а затем ведет к повышенному увлажнению территории).

Принцип Реди - живое происходит только от живого, между живым и не живым веществом существует непроходимая граница. Принцип был заново сформулирован В.И.Вернадским в 1924 году.

В начале 70-х годов американский эколог Барри Коммонер сформулировал четыре предложения, раскрывающие суть рационального природопользования. Эти положения стали называть “законами”, хотя правильнее было бы называть их “экологическими поговорками”: ведь любая поговорка отражает опыт и чему-то учит неопытного.

Вот эти “законы”:

Все связано со всем. Этот закон об экосистемах и биосфере.

Все надо куда-то девать. Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и последующем захоронении этих отходов.

3. За все надо платить. Это всеобщий закон рационального природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением – за повышение урожая, санаториями и лекарствами – за ухудшение здоровья человека.

4. Природа знает лучше. Этот закон означает, что нельзя пытаться покорять природу, а нужно сотрудничать с ней, используя биологические механизмы и для очистки стоков, и для повышения урожая культурных растений. И не забывать о том, что сам человек – тоже биологический вид, что он часть природы, а не ее властелин.

В таблице 1.1. показано, как нужно учитывать “ законы” Барри Коммонера при использовании человеком различных экосистем.

Таблица 1.1.

“Законы” Б. Коммонера и использование человеком различных экосистем.

Видный американский эколог Барри Коммонер обобщил системность в экологии в виде четырех законов под названием "коммонера", которые в настоящее время приводятся практически в любом пособии по экологии. Их соблюдение - обязательное условие любой деятельности человека в природе. Эти законы являются следствием тех основных принципов общей теории жизни.

1 законы Коммонера:

Все связано со всем. Любое изменение, совершаемые человеком в природе, вызывает цепь последствий, как правило, неблагоприятных.

По сути дела, это одна из формулировок принципа единства Вселенной. Надежды на то, что какие-то наши действия, особенно в сфере современного производства, не вызовут серьезных последствий, если мы проведем ряд экозащитных мероприятий, во многом утопичны. Это способно лишь несколько успокоить ранимую психику современного обывателя, отодвигая в будущее более серьезные изменения в природе. Так мы удлиняем трубы наших ТЭЦ, считая, что при этом вредные вещества более равномерно рассеются в атмосфере и не приведут к серьезным отравлениям среди окрестного населения. И действительно, кислотные дожди, вызванные повышенной концентрацией в атмосфере соединений серы, могут пройти совсем в другом месте и даже в другой стране. Но нашим домом является вся планета. Рано или поздно мы столкнемся с ситуацией, когда длина трубы уже не будет играть существенной роли.

2 законы Коммонера:

Все должно куда-то деваться. Любое загрязнение природы возвращается к человеку в виде "экологического бумеранга". Энергия не исчезает, а куда-то переходит загрязнители, попадающие в реки, в конечном счете, оказываются в моря и океанах и с их продуктами возвращаются к человеку.

3 законы Коммонера:

Природа знает лучше. Действия человека должны быть направлены не на покорение природы и преобразование ее в своих интересах, а на адаптацию к ней. Это одна из формулировок принципа оптимальности. В совокупности с принципом единства Вселенной он приводит к тому, что Вселенная в целом предстает как единый живой организм. То же можно сказать и о системах более низких иерархических уровней, таких как планета, биосфера, экосистема, многоклеточное существо и т.п. Любые попытки внести изменения в отлаженный организм природы, чреваты нарушением прямых и обратных связей, посредством которых реализуется оптимальность внутренней структуры данного организма. Деятельность человека только тогда будет оправдана, когда мотивация наших поступков будет определяться в первую очередь той ролью, для выполнения которой мы были созданы природой, когда потребности природы будут иметь для нас большее значение, чем личные нужды, когда мы будем в состоянии во многом безропотно ограничить себя во благо процветания планеты.

4 законы Коммонера:

Ничего не дается даром. Если мы не хотим вкладывать средства в охрану природы, то придется платить здоровьем, как своим, так и потомков.

Вопрос об охране природы очень сложен. Ни одно наше воздействие на природу не проходит бесследно, даже если выполнены, казалось бы, все требования экологической чистоты. Хотя бы потому, что развитие экозащитных технологий требует высококачественных источников энергии, и высококачественные исполняемые законы. Даже если сама энергетика перестанет загрязнять атмосферу и гидросферу вредными веществами, все равно остается нерешенным вопрос теплового загрязнения. Согласно второму закону термодинамики, любая порция энергии, претерпев ряд превращений, рано или поздно перейдет в тепло. Пока еще мы не в силах состязаться с Солнцем по количеству поставляемой на Землю энергии, но наши силы растут. Мы горим желанием открыть новые источники энергии. Как правило мы высвобождаем энергию, накопленную когда-то разными формами вещества. Это гораздо дешевле, чем улавливать рассеянную энергию Солнца, но напрямую ведет к нарушению теплового баланса планеты. Не случайно средняя температура в городах на 2-3 (а иногда и больше) градуса выше, чем за пределами города в той же местности. Рано или поздно этот "бумеранг" к нам вернется.

Разделы экологии (по Н.Ф. Реймерсу)

Структура современной экологии (по Н.Ф. Реймерсу)

Экология города - научная дисциплина, изучающая закономерности взаимодействия человека с городской средой. Во всем мире интенсивно идет процесс урбанизации, который коснулся и России. В настоящее время в российских городах проживает 109 млн чел. (или 74%).

Экология прикладная - раздел экологии, результаты исследования которого направлены на решение практических проблем охраны окружающей среды (защита от загрязнения среды токсикантами, рациональное использование природных ресурсов, совершенные технологии в различных отраслях хозяйства и др.). В настоящее время в прикладной экологии довольно успешно развиваются следующие направления: промышленная (инженерная), технологическая, сельскохозяйственная, медицинская, химическая, рекреационная и др.

Экология социальная - раздел экологии, исследующий отношения между человеческим обществом и окружающей географически пространственной, социальной и культурной средой, прямое и побочное влияние производственной деятельности на состав и свойства окружающей среды, экологическое воздействие антропогенных факторов на здоровье человека и на генофонд человеческих популяций. Внутри социальной экологии различают: экологию личности, экологию культуры, этноэкологию и др. Так, экология культуры занимается сохранением и восстановлением различных элементов культурной среды, созданной человечеством на протяжении его истории (памятников архитектуры, парков, музеев и др.). Этноэкология изучает взаимосвязь населения с географической средой, формирующей этнос в ходе исторического процесса. Экология народонаселения рассматривает связи между процессами, возникающими в человеческих популяциях под влиянием меняющейся природной и социально-экономической среды в более коротком интервале времени. Более подробнее можно ознакомиться в книге Д. Марковича "Социальная экология" (М., 1991).

Экология человека (антропоэкология ) - комплексная наука (часть социальной экологии), изучающая взаимодействие человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с постоянно усложняющейся средой обитания. Важнейшей её задачей является раскрытие закономерностей производственно-экономического, целевого освоения и преобразовывания природных ландшафтов под воздействием деятельности человека. Термин введен амер. учеными Р. Парком и Э. Бюргессом (1921).

Глобальная экология - комплексная научная дисциплина, изучающая основные закономерности развития биосферы в целом, а также возможные её изменения под влиянием деятельности человека. Глобальная экология призвана изучать взаимоотношения человечества с окружающей средой в планетарном масштабе. Это связано с тем, что возникли негативные экологические последствия воздействия антропогенных факторов на биосферу Земли.

Значительный вклад в разработку понятийного аппарата современной экологии внес Н.Ф. Реймерс. В его капитальном труде Экология теории, законы, правила, принципы и гипотезы 1994 собраны вместе все известные автору теоремы, законы, аксиомы и гипотезы, относящиеся к этой области знания. Однако, на наш взгляд, работа эта не является завершенной, так как многие из приведенных в ней законов и теорем повторяют друг друга и не составляют единой системы, характерной для сложившейся науки, такой, какой, например, стали физика или математика. Но эта дело времени и будущих исследований и исследователей.

Н.Ф. Реймерс предлагает такую классификацию биоэкологии:

• 1. Эндоэкология:
  • - молекулярная экология, в том числе экологическая генетика, а возможно, и геноэкология как генетическая взаимосвязь всего живого
  • - экология клеток и тканей морфологическая экология
  • - физиологическая экология индивида с разделами экологии питания, дыхания и т.п. наоборот, физиология, экологическая физиология, экологическая этология и т.д. будут уже частями физиологии, этологии и других соответствующих наук.
• 2. Экзоэкология:
  • - аутоэкология особей и организмов как представителей вида
  • - демэкология экология малых групп
  • - популяционная экология
  • - специоэкология экология вида
  • - синэкология экология сообществ
  • - биоценология экология биоценозов
  • - биогеоценология учение об экосистемах различного иерархического уровня организации
  • - учение о биосфере биосферология
  • - экосферология глобальная экология.

Современные экологические проблемы

Основные экологические проблемы

Изначально проблемы экологии разделяют по условиям масштаба: они могут быть региональными, локальными и глобальными.

Примером локальной экологической проблемы является завод, который не очищает промышленные стоки перед тем, как сбросить их в реку. Это приводит к гибели рыб и вредит человеку.

В качестве примера региональной проблемы можно взять Чернобыль, а точнее - почвы, которые к нему прилегают: они радиоактивны и представляют угрозу для любых биологических организмов, находящихся на этой территории. Далее мы уделим внимание глобальным экологическим проблемам.

Глобальные экологические проблемы человечества: характеристика

Этот ряд проблем экологии имеет огромные масштабы и влияет непосредственно на все экологические системы, в отличие от локальных и региональных.

Экологические проблемы: потепление климата и озоновые дыры

Потепление ощущается жителями Земли по мягким зимам, которые раньше были редкостью. С тех пор, как проводился первый международный год геофизики, температура приземистого воздушного слоя возросла на 0,7 °С. На Северном полюсе нижние слои льда начали подтаивать из-за того, что вода потеплела на 1°С.

Некоторые ученые придерживаются мнения, что причина этого явления - так называемый "парниковый эффект", который возник из-за большого количества сжигания топлива и скопления углекислого газа в атмосферных слоях. Из-за него нарушается отдача тепла, и воздух охлаждается медленнее.

Другие же считают, что потепление связано с солнечной активностью и человеческий фактор здесь не играет существенной роли.

Озоновые дыры - еще одна проблема человечества, связанная с техническим прогрессом. Известно, что жизнь зародилась на Земле только после того, как возник защитный озоновый слой, который оберегает организмы от сильного излучения УФ.

Но в конце 20 века ученые обнаружили, что над Антарктидой крайне малое содержание озона. Такое положение сохраняется и до сих пор, поврежденная площадь при этом приравнивается к размерам Северной Америки. Такие аномалии обнаружены и в других областях, в частности, озоновая дыра есть над Воронежем. Причина этого - активные запуски ракет и спутников, а также самолетов.

ВВЕДЕНИЕ

Замечательный американский эколог Барри Коммонер является автором ряда книг и известным социальным и политическим активистом. Коммонер родился в 1917 году. Он учился в Гарвардском университете и получил степень доктора в области биологии в 1941 году. Основной темы своей работы, Коммонер как биолог, избрал -- проблему разрушение озонового слоя.

В 1950, Коммонер будучи противником атмосферных испытаний ядерного оружия, пытался обратить на эту проблему внимание общественности. В 1960 году он принимал участие в решении других экологических проблем, включая проблемы охраны окружающей среды и исследования источников энергии. Им написано множество книг: Science and Survival (1967), The Closing Circle (1971), Energy and Human Welfare (1975), The Poverty of Power (1976), The Politics of Energy (1979), and Making Peace with the Planet (1990).

Сочетание социалистических убеждений и решение проблем окружающей среды легли в основу его предвыборной президентской кампании в 1980 году. После неудачной попытки баллотироваться в президенты США, он возглавил Центр Биологии и Природных Систем (Center for the Biology of Natural Systems) при колледже Квинз (Queens college) в Нью-Йорке (New York City).

По мнению Коммонера, сегодняшние промышленные методы и добыча ископаемого топлива, приводят к активному загрязнение окружающей среды. Он твердо убежден, что стремление к максимальной прибыли, сегодня, имеет приоритет над экологией планеты. По мнению Коммонера только возмещение ущерба нанесенного природе - бессмысленно. Мы должны, в первую очередь, сосредоточиться на предотвращении уничтожения природы в будущем; по большей части, решение экологических проблем кроется, в сохранении окружающей среды. Именно в книгах Science and Survival (1967) и The Closing Circle (1971), Коммонер одним из первых среди ученых обратил наше внимание на высокую экологическую стоимость нашего технического развития и вывел 4 своих знаменитых «закона» экологии.

Спустя 20 лет Коммонер делает обзор наиболее важных попыток оценки нанесенного природе вреда в своей книге Making Peace with the Planet (1990), и демонстрирует нам, почему, несмотря на миллиарды долларов, истраченных на защиту окружающей среды, мы находимся сейчас на очень опасном этапе. Это книга жестоких фактов и цифр, вывод из которых один: экологическое загрязнение - это неизлечимое заболевание, которое можно предотвратить лишь фундаментальным переосмыслением производства товаров.

Коммонер достаточно радикален в выборе решения многих проблем загрязнения окружающей среды. Он является решительным сторонником использования возобновляемых источников энергии, особенно солнечной энергии, которая может децентрализовать энергопотребление предприятий, и использовать солнечный свет в качестве альтернативного источника энергии для большинства потребителей энергии.

Коммонер указывает на серьезность социальных причин, влияющих на сложившуюся экологическую ситуацию. Он утверждает, что, устранение разрыва экономического развития между развитыми странами и странами, так называемого «третьего мира», списание экономических долгов, должно привести к уменьшению проблемы перенаселения. Так же, это может компенсировать ущерб, нанесенный такими странами природе, за предыдущие десятилетия. Также, Коммонер призывает к перераспределению мировых богатств.

1. Все связано со всем

Первый закон (все связано со всем) обращает внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе. Этот закон является узловым положением в природопользовании и свидетельствует, что даже небольшие изменения человеком в одной экосистеме могут привести к большим отрицательным последствиям в других экосистемах. Первый закон называется также законом внутреннего динамического равновесия. Например, вырубка лесов и последующее уменьшение свободного кислорода, а также выбросы в атмосферу оксида азота и фреона привели к истощению озонового слоя в атмосфере, что, в свою очередь, увеличило интенсивность ультрафиолетового излучения, достигающего земли и губительно действующего на живые организмы. Известна притча о Дарвине, который на вопрос своих земляков о том, что им делать для увеличения урожая гречихи, ответил: «Разведите кошек». И напрасно крестьяне обиделись. Дарвин, зная, что в природе «все связано со всем», рассудил так - кошки переловят всех мышей, мыши перестанут разорять гнезда шмелей, шмели будут опылять гречиху и крестьяне получат хороший ее урожай.

2. Все должно куда-то деваться

Второй закон (все должно куда-то деваться) базируется на результатах возникновения и развития жизни на земле, на естественном отборе в процессе эволюции жизни. Он связан с биотическим (биологическим) круговоротом: продуценты - консументы - редуценты. Так, для любого органического вещества, вырабатываемого организмами, в природе существует фермент, способный это вещество разложить. В природе ни одно органическое вещество не будет синтезировано, если нет средств для его разложения. В этом круговороте непрерывно, циклично, но неравномерно во времени и пространстве происходит перераспределение вещества, энергии и информации, сопровождающееся потерями.

Вопреки этому закону человек создал (и продолжает создавать) химические соединения, которые, попадая в природную среду, не разлагаются, накапливаются и загрязняют ее (полиэтилен, ДДТ и др.). То есть биосфера не работает по принципу безотходности, в ней всегда накапливаются выбывающие из биотического круговорота вещества, формирующие осадочные породы. Отсюда вытекает следствие: абсолютно безотходное производство невозможно. Поэтому мы можем рассчитывать только на малоотходное производство. Действие этого закона - одна из главных причин кризиса окружающей среды. Огромные количества вещества, например, нефти и руды извлечены из земли, преобразованы в новые соединения и рассеяны в окружающей среде.

В связи с этим при развитии технологий необходимы: а) малая энерго- и ресурсоемкость, б) создание производства, в котором отходы одного производства являются сырьем другого производства, в) организация разумного захоронения неминуемых отходов. Этот закон предупреждает нас о необходимости разумного преобразования природных систем (строительство плотин, переброска стока рек, мелиорация и многое другое).

3. Природа «знает» лучше

В третьем законе (природа «знает» лучше) Коммонер говорит о том, что, пока нет абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы, подобно человеку, незнакомому с устройством часов, но желающему их починить, легко вредим природным системам, пытаясь их улучшить. Он призывает к предельной осторожности. Преобразование природы пагубно экономически и опасно экологически. В конечном итоге могут быть созданы условия, не пригодные для жизнедеятельности. Существующее мнение об улучшении природы без указания экологического критерия улучшения лишено всякого смысла. Иллюстрацией третьего «закона» экологии может служить то, что один лишь математический расчет параметров биосферы требует безмерно большего времени, чем весь период существования нашей планеты как твердого тела. (Потенциально осуществимое разнообразие природы оценивается числами с порядком от 10 1000 до 10 50 при пока не осуществленном быстродействии ЭВМ - 10"° операций в сек. -- и работе невероятного числа (10 50) машин операция вычисления одномоментной задачи варианта из 10 50 разностей займет 10 30 с, или 3х10 21 лет, что почти в 10 12 раз дольше существования жизни на Земле). Природа пока «знает» лучше нас.

Можно привести примеры об отстреле в свое время волков, которые оказались «санитарами леса», или об уничтожении в Китае воробьев, которые якобы губят посевы, но никто не подумал, что посевы без птиц будут погублены вредными насекомыми.

4. Ничто не дается даром

Четвертый закон (ничто не дается даром) имеет еще трактовку «за все нужно платить». Этот закон Коммонера вновь касается тех проблем, которые обобщает закон внутреннего динамического равновесия и закон развития природной системы за счет окружающей ее среды. Глобальная экологическая система, т. е. биосфера, представляет собой единое целое, в рамках которого любой выигрыш сопряжен с потерями, но, с другой стороны, все, что извлечено из природы, должно быть возмещено. Коммонер так разъясняет свой четвертый «закон» экологии: «...глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать: он может быть только отсрочен». Например, при выращивании зерна, овощей мы извлекаем из пашни химические элементы (азот, фосфор, калий и др.), и если в нее не вносить удобрения, то урожай постепенно начинает снижаться.

Обратимся опять к печально известной истории Аральского моря. Для восстановления экосистемы моря необходимы значительные денежные средства. К июню 1997 г. государства Центральной Азии направили на ликвидацию последствий экологического бедствия на Арале свыше 2 млрд. долл., однако восстановить Аральское море не удалось. В 1997 г. было решено сформировать Международный фонд спасения Арала. Начиная с 1998 г., взносы в этот фонд осуществляются по принципу: 0,3% от доходной части бюджета Казахстана, Туркмении, Узбекистана и по 0,1% - Киргизии и Казахстана. В Докладе Европейского агентства по вопросам окружающей среды за 2003 г. обращено внимание, что вследствие «парникового эффекта» произошло учащение природных катаклизмов, экономические потери от которых составляют в среднем 11 млрд. евро в год.

Человек склонен думать, что его минуют неприятности, что это произойдет с кем-то другим, но не с ним. Вот еще один всем известный печальный пример. Чернобыльская авария перевернула точку зрения многих людей на атомную энергетику. Иллюстрацией четвертого экологического закона является та страшная цена, которую заплатили и продолжает выплачивать украинский, белорусский и русский народы за “самую дешевую электроэнергию”.

Заключение

Известный американский ученый-эколог Б. Коммонер сводит основные законы экологии к следующему:

1. первый закон экологического развития Коммонера (все связано со всем) обращает внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе и близок по смыслу к закону внутреннего динамического равновесия: изменение одного из показателей системы вызывает функционально-структурные количественные и качественные перемены, при всём этом сама система сохраняет общую сумму вещественно-энергетических качеств. Этот закон отражает существование колоссальной сети связей в биосфере между живыми организмами и природным окружением. Любое изменение качества природной среды по существующим связям передается как внутри биогеоценозов, так и между ними, влияет на их развитие;

2. второй закон (все должно куда-то деваться) говорит о том, что ничто в природе не исчезает бесследно, то или иное вещество просто перемещается с места на место, переходит из одной молекулярной формы в другую, влияя при всём этом на жизненные процессы живых организмов;

3. третий закон (природа «знает» лучше) свидетельствует о том, что мы не имеем достоверной информации о механизме и функциях природы, поэтому легко вредим природным системам, стараясь их, как нам кажется, улучшить;

4. четвертый закон (ничто не дается даром) доказывает нам то, что глобальная экологическая система, т. е. биосфера, представляет собой единое целое, в рамках которого любой выигрыш сопряжен с потерями, но, с другой стороны, все, что извлечено из природы, должно быть возмещено.

Основываясь на этих законах, можно предложить альтернативу - экологическую целесообразность, что означает совместимость технологических процессов с процессами эволюции биосферы. Из всех видов технологий только один соотносится с логикой развития биосферы - это экологические технологии (экотехнологии). Они должны быть построены по типу природных процессов, а иногда даже становится их прямым продолжением. Формулировать принципы построения экотехнологий необходимо на основе тех механизмов, которыми живая природа поддерживает свое равновесие, продолжает развиваться. Один из таких принципов - совместимость по веществу. Все отходы и выбросы (в идеале) должны быть переработаны микроорганизмами, а также не причинить вреда всему живому. Поэтому в биосферу в конечном итоге мы должны выбрасывать только то, что может быть переработано микроорганизмами. Это и будет совместимостью по веществу.

Из этого следует, что вновь создаваемые химические и другие технологии должны оперировать только экологически целесообразными веществами, получаемыми в качестве отходов. Тогда природа сама сможет справиться с утилизацией отходов и загрязнений.

Список использованной литературы

1. Дмитриенко П.К. Природа знает лучше // Химия и жизнь-21 век. - №8. - 1999. - С.27-30.

2. Коммонер Б. Замыкающийся круг. - Л., 1974. - С.32.

3. Концепции современного естествознания. Курс лекций. -- Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 250 с.

4. Масленникова И.С., Горбунова В.В. Управление экологической безопасностью и рациональным использование ресурсов: Учебное пособие. - СПб.: СПбТИЗУ, 2007. - 497с.

5. Природа и мы. Экология от А до Я // АиФ детская энциклопедия. - №5. - 2004. - С.103.

6. Реймс Н.Ф. Экология. Теория, законы, правила, принципы и гипотезы. - М.: Россия Молодая, 1994. - С.56-57.

ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ КОММОНЕРА

ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ КОММОНЕРА сформулированные американским экологом Б. Коммонером (1974) в свободной беллетристической форме законы (не в том строгом смысле, как это принято в естествознании): 1) “Все связано со всем”; это означает, что живая динамика сложных и разветвленных экологических цепей образует, в конечном итоге, единую высокосвязанную систему; в абстрактном варианте это утверждение повторяет известное диалектико-материалистическое положение о всеобщей связи вещей и явлений; на более конкретном уровне оно выступает как обобщение кибернетического характера; 2) “Все должно куда-то деваться”; это неформальная перефразировка фундаментального физического закона сохранения материи; здесь Коммонер ставит одну из труднейших проблем прикладной экологии - проблему ассимиляции биосферой отходов человеческой цивилизации; 3) “Природа знает лучше”; этот закон вызывает в литературе наибольшую критику; это положение распадается на два относительно независимых тезиса: первый, солидаризирующийся с известным неоруссоистским лозунгом “Назад к природе”, который сегодня не может быть принят как нереалистичный; второй, связанный с призывом к осторожности в обращении с природными экосистемами, важен и конструктивен; 4) “Ничто не дается даром”; этот экологический закон объединяет в себе три предыдущих закона; по Коммонеру, “глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может явиться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платы по этому векселю нельзя избежать; она может быть только отсрочена”.

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ КОММОНЕРА сформулированы в начале 70-х годов XX в. американским ученым Б. Коммонером.
Первый закон. Все связано со всем. Это закон об экосистемах и биосфере, обращающий внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе. Он призван предостеречь человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что модет привести к непредвиденным последствиям. (например, осушение болот приводит к обмелению рек).
Второй закон. Все должно куда-то деваться. Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которых неизбежны, и потому необходимо думать как об уменьшении их количества, так и о последующем их использовании.
Третий закон. Природа "знает" лучше. Это закон разумного, сознательного природопользования. Нельзя забывать, что человек - тоже биологический вид, что он - часть природы, а не ее властелин. Это означает, что нельзя пытаться покорить природу, а нужно сотрудничать с ней. Пока мы не имеем полной информации о механизмах и функциях природы, а без точного знания последствий преобразования природы недопустимы никакие ее "улучшения".
Четвертый закон. Ничто не дается даром. Это закон рационального природопользования. "...Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения". Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами - за ухудшение здоровья человека и т д.

Экологический словарь , 2001