Главная › Тормозная система › Экологические законы все связано со всем пример. Все должно куда-то деваться

Экологические законы все связано со всем пример. Все должно куда-то деваться

Вследствие большой сложности объектов изучения экологи в ней очень много законов, принципов и правил. Следовательно, их нельзя свести к нескольким, даже выделив среди них главные. Известный американский эколог Барри Коммонер в 1974 сформулировал свой, максимально сокращен и упрощенный вариант законов экологии. Б. Коммонер выразил пессимистическую мысль: “Если мы хотим выжить, мы должны понять причину приближающейся катастрофы”. Законы экологии он сформулировал в виде четырех афоризмов:

o Все связано со всем – это утверждение повторяет известное диалектическое положение о всеобщей связи вещей и явлений.

o Все должно куда-то деваться – это неформальное перефразирование фундаментального физического закона сохранения материи.

o Природа знает лучше – это положение распадается на две относительно независимые тезиса: первая связывается с лозунгом “назад к природе”; вторая – с призывом к осторожности в общении с ней.

«В книге «Замыкающийся круг» Барри Коммонер предлагает четыре закона, сформулированных им в виде афоризмов.

Мы их приведём и кратко прокомментируем, показав, что по своему существу это известные законы природы наиболее общего и фундаментального уровня.

Закон 1. Всё связано со всем.

Этот закон постулирует единство Мира, он говорит нам о необходимости искать и изучать природные истоки событий и явлений, возникновение связующих их цепочек, устойчивость и изменчивость этих связей, появление в них разрывов и новых звеньев, стимулирует учиться эти разрывы залечивать, а также предсказывать ход событий.

Закон 2. Всё должно куда-то деваться.

Нетрудно увидеть, что это, по существу, просто перефразировка известных законов сохранения. В наиболее примитивном виде эту формулу можно трактовать так: материя не исчезает. […]

Законы 1 и 2 в качестве следствия определяют концепцию замкнутости (закрытости) природы как экологической системы самого высокого…

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,…

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, в настоящее время, 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 101000до 1050 при пока не осуществленном быстродействии ЭВМ - 10"° операций в сек. -- и работе невероятного числа (1050) машин операция вычисления одномоментной задачи варианта из 1050 разностей займет 1030 с, или 3х1021 лет, что почти в 1012 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 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 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.

Рассмотрим главнейшие, экологические законы, они приведены в алфавитном порядке.

Закон биогенной миграции атомов (или закон Вернадского): миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется под превосходящим влиянием живого вещества, организмов. Так происходило и в геологическом прошлом, миллионы лет назад, так происходит и в современных условиях. Живое вещество или принимает участие в биохимических процессах непосредственно, или создает соответствующую, обогащенную кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами, среду. Этот закон имеет важное практическое и теоретическое значение. Понимание всех химических процессов, которые происходят в геосферах, невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности - эволюционных. В наше время люди влияют на состояние биосферы, изменяя ее физический и химический состав, условия сбалансированной веками биогенной миграции атомов. В будущем это послужит причиной очень отрицательных изменений, которые приобретают способность саморозвиваться и становятся глобальными, неуправляемыми (опустынивание, деградация грунта, вымирание тысяч видов организмов). С помощью этого закона можно сознательно и активно предотвращать развитие таких отрицательных явлений, руководить биогеохимическими процессами, используя «мягкие» экологические методы.

: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных естественных систем и их иерархии очень тесно связанные между собою, так что любое изменение одного из показателей неминуемое приводит к функционально-структурным изменениям других, но при этом сохраняются общие качества системы - энергетические, информационные и динамические. Следствия действия этого закона обнаруживаются в том, что после любых изменений элементов естественной среды (вещественного состава, энергии, информации, скорости естественных процессов и т.п.) обязательно развиваются цепные реакции, которые стараются нейтрализовать эти изменения. Следует отметить, что незначительное изменение одного показателя может послужить причиной сильных отклонений в других и в всей экосистеме.

Изменения в больших экосистемах могут иметь необратимый характер, а любые локальные преобразования природы вызовут в биосфере планеты (то есть в глобальном масштабе) и в ее наибольших подразделах реакции ответа, которые предопределяют относительную неизменность эколого-экономического потенциала. Искусственное возрастание эколого-экономического потенциала ограниченное термодинамической стойкостью естественных систем.

Закон внутреннего динамического равновесия - один из главнейших в природопользовании. Он помогает понять, что в случае незначительных вмешательств в естественную среду ее экосистемы способны саморегулироваться и восстанавливаться, но если эти вмешательства превышают определенные границы (которые человеку следует хорошо знать) и уже не могут «угаснуть» в цепи иерархии экосистем (охватывают целые речные системы, ландшафты), они приводят к значительным нарушениям энерго- и биобаланса на значительных территориях и в всей биосфере.

Закон генетического разнообразия: все живое генетическое разное и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности.

Закон имеет важное значение в природопользовании, в особенности в сфере биотехнологии (генная инженерия, биопрепараты), если не всегда можно предусмотреть результат нововведений во время выращивания новых микрокультур через возникающие мутации или распространение действия новых биопрепаратов не на те виды организмов, на которые они рассчитывались.

Закон исторической необратимости: развитие биосферы и человечества как целого не может происходить от более поздний фаз к начальным, общий процесс развития однонаправленный. Повторяются лишь отдельные элементы социальных отношений (рабство) или типы хозяйничанья.

Закон константности (сформулированный В. Вернадским): количество живого вещества биосферы (за определенное геологическое время) есть величина постоянная. Этот закон тесно связан с законом внутреннего динамического равновесия. По закону константности любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неминуемое приводит к такой же по объему изменения вещества в другом регионе, только с обратным знаком.

Следствием этого закона есть правило обязательного заполнения экологических ниш.

Закон корреляции (сформулированный Ж. Кювье): в организме как целостной системе все его части отвечают одна другой как за строением, так и за функциями. Изменение одной части неминуемо вызовет изменения в других.

Закон максимизации энергии (сформулированный Г. и Ю. Одумами и дополненный М. Рэймерсом): в конкуренции с другими системами сохраняется та из них, которая наибольшее оказывает содействие поступлению энергии и информации и использует максимальную их количество наиэффективнее. Для этого такая система, большей частью, образовывает накопители (хранилища) высококачественной энергии, часть которой тратит на обеспечение поступления новой энергии, обеспечивает нормальный кругооборот веществ и создает механизмы регулирования, поддержки, стойкости системы, ее способности приспосабливаться к изменениям, налаживает обмен с другими системами. Максимизация - это повышение шансов на выживание.

Закон максимума биогенной энергии (закон Вернадского-Бауэра): любая биологическая и «бионесовершенная» система с биотой, которая находится в состоянии «стойкого неравновесия» (динамично подвижного равновесия с окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на среду.

В процессе эволюции видов, твердит Вернадский, выживают те, которые увеличивают биогенную геохимическую энергию. По мнению Бауера, живые системы никогда не находятся в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, которого требуют законы физики и хими за существующих внешних условий.

Вместе с другими фундаментальными положениями закон максимума биогенной энергии служит основой разработки стратегии природопользования.

Закон минимума (сформулированный Ю. Либихом): стойкость организма определяется самым слабым звеном в цепи ее экологических потребностей. Если количество и качество экологических факторов близкие к необходимому организму минимума, он выживает, если меньшие за этот минимум, организм гибнет, экосистема разрушается.

Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнение экспертиз очень важно определить слабое звено в жизни организмов.

Закон ограниченности естественных ресурсов: все естественные ресурсы в условиях Земли исчерпаемые. Планета есть естественно ограниченным телом, и на ней не могут существовать бесконечные составные части.

Закон однонаправленности потока энергии: энергия, которую получает экосистема и которая усваивается продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго, третьего и других порядков, а потом редуцентам, что сопровождается потерей определенного количества энергии на каждом трофическом уровне в результате процессов, которые сопровождают дыхание. Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) попадает очень мало начальной энергии (не большее 0,25%), термин «кругооборот энергии» есть довольно условным

Закон оптимальности: никакая система не может суживаться или расширяться к бесконечности. Никакой целостный организм не может превысить определенные критические размеры, которые обеспечивают поддержку его энергетики. Эти размеры зависят от условий питания и факторов существования.

В природопользовании закон оптимальности помогает найти оптимальные с точки зрения производительности размеры для участков полей, выращиваемых животных, растений. Игнорирование закона - создание огромных площадей монокультур, выравнивание ландшафта массовыми застройками и т.п. - привело к неприродной однообразности на больших территориях и вызвало нарушение в функционировании экосистем, экологические кризы.

Закон пирамиды энергий (сформулированный Р. Линдеманом): с одного трофического уровня экологической пирамиды на другого переходит в среднем не более 10 % энергии.

По этому закону можно выполнять расчеты земельных площадей, лесных угодий с целью обеспечения население продовольствием и другими ресурсами.

Закон равнозначности условий жизни: все естественные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначные роли. Из него вытекает другой закон-совокупного действия экологических факторов. Этот закон часто игнорируется, хотя имеет большое значение.

Закон развития окружающей среды: любая естественная система развивается лишь за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно - это вывод из законов термодинамики.

Очень важными являются следствия закона:

1. Абсолютно безотходное производство невозможное.

2. Любая более высокоорганизованная биотическая система в своем развитии есть потенциальной угрозой для менее организованных систем. Поэтому в биосфере Земли невозможно повторное зарождение жизни - оно будет уничтожено уже существующими организмами

3. Биосфера Земли, как система, развивается за счет внутренних и космических ресурсов.

Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании: в процессе получения из естественных систем полезной продукции с течением времени (в историческом аспекте) на ее изготовление в среднем расходуется все больше энергии (возрастают энергетические затраты на одного человека). Так, ныне затраты энергии на одного человека за сутки почти в 60 раз большие, чем во времена наших далеких предков (несколько тысяч лет тому) . Увеличение энергетических затрат не может происходить бесконечно, его можно и следует рассчитывать, планируя свои отношения с природой с целью их гармонизации.

Закон совокупного действия естественных факторов (закон Митчерлиха-Тинемана-Бауле): объем урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно. Частицу каждого фактора в совокупном действии ныне можно подсчитать. Закон имеет силу при определенных условиях - если влияние монотонное и максимально обнаруживается каждый фактор при неизменности других в той совокупности, которая рассматривается.

Закон толерантности (закон Шелфорда): лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору. Соответственно закону любой излишек вещества или энергии в экосистеме становится его врагом, загрязнителем.

Закон грунтоистощения (уменьшение плодородия): постепенное снижение естественного плодородия почв происходит из-за продолжительного их использования и нарушения естественных процессов почвообразования, а также вследствие продолжительного выращивания монокультур (в результате накопления токсичных веществ, которые выделяются растениями, остатков пестицидов и минеральных удобрений).

Закон физико-химического единства живого вещества (сформулированный В. Вернадским): все живое вещество Земли имеет единую физико-химическую природу. Из этого явствует, что вредное для одной части живого вещества вредит и другой его части, только, конечно, разной мерой. Разность состоит лишь в стойкости видов к действию того ли другого агента. Кроме того, через наличие в любой популяции более или менее стойких к физико-химическому влиянию видов скорость отбора за выносливостью популяций к вредному агенту прямо пропорциональная скорости размножения организмов и дежурство поколений. Через это продолжительное употребление пестицидов экологически недопустимое, так как вредители, которые размножаются значительно более быстро, более быстро приспосабливаются и выживают, а объемы химических загрязнений приходится все более увеличивать. Закон экологической корреляции: в экосистеме, как и в любой другой системе, все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально отвечают один другому. Выпадание одной части системы (вида) неминуемо приводит к выключению связанных с ею других частей экосистемы и функциональных изменений.

Научной общественности широко известны также четыре закона экологии американского ученого Б. Коммонера:

1) все связанное со всем;

2) все должно куда-то деваться;

3) природа «знает» лучше;

4) ничто не проходится напрасно (за все надо платить).

Как отмечает М. Реймерс, первый закон Б. Коммонера близкий по смыслу к закону внутреннего динамического равновесия, второй - к этому же закону и закону развития естественной системы за счет окружающей среды, третий - предостерегает нас от самоуверенности, четвертый - снова затрагивает проблемы, которые обобщают закон внутреннего динамического равновесия, законы константности и развития естественной системы. По четвертому закону Б. Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем у нее, иначе катастрофа с течением времени неминуемая.

Следует вспомнить также важные экологические законы, сформулированные в работах известного американского эколога Д. Чираса в 1991-1993 гг. Он подчеркивает, что Природа существует вечно (с точки зрения человека) и сопротивляется деградации благодаря действию четырех экологических законов: 1) рецикличности или повторного многоразового использования важнейших веществ; 2) постоянного восстановления ресурсов; 3) консервативного потребления (если живые существа потребляют лишь то (и в таком количестве), что им необходимо, не больше и не меньше); 4) популяционного контроля (природа не допускает «взрывного» роста популяций, регулируя количественный состав того ли другого вида путем создания соответствующих условий для его существования и размножения). Важнейшей задачей экологии Д. Чирас считает изучение структуры и функций экосистем, их уравновешенности, или неуравновешенности, то есть причин стабильности и разбалансирования экосистем.

Таким образом, круг задач современной экологии очень широкий и охватывает практически все вопросы, которые затрагивают взаимоотношения человеческого общества и естественной среды, а также проблемы гармонизации этих отношений. Из сугубо биологической науки, которой была экология всего каких-то 30 - 40 лет тому, сегодня она стала многогранной комплексной наукой, главной целью которой есть разработка научных основ спасения человечества и среды его существование - биосферы планеты, рационального природопользования и охраны природы. Ныне экологическим воспитанием охватываются все слои населения на планете. Познание законов гармонизации, красоты и рациональность природы поможет человечеству найти верные пути выхода из экологического кризиса. Изменяя и в дальнейшем естественные условия (общество не может жить иначе), люди будут вынуждены делать это обдуманно, взвешенно, предусматривая далекую перспективу и опираясь на знание основных экологических законов.

Вследствие большой сложности объектов изучения экологи в ней очень много законов, принципов и правил. Следовательно, их нельзя свести к нескольким, даже выделив среди них главные. Известный американский эколог Барри Коммонер в 1974 сформулировал свой, максимально сокращен и упрощенный вариант законов экологии. Б. Коммонер выразил пессимистическую мысль: "Если мы хотим выжить, мы должны понять причину приближающейся катастрофы". Законы экологии он сформулировал в виде четырех афоризмов:

o Все связано со всем - это утверждение повторяет известное диалектическое положение о всеобщей связи вещей и явлений.

o Все должно куда-то деваться - это неформальное перефразирование фундаментального физического закона сохранения материи.

o Природа знает лучше - это положение распадается на две относительно независимые тезиса: первая связывается с лозунгом "назад к природе"; вторая - с призывом к осторожности в общении с ней.

o Ничто не дается даром - это экологический закон якобы "объединяет" три предыдущих.

Первый закон "Все связано со всем" обращает внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе и человеческом обществе. По значению он близок к закону внутреннего динамического равновесия: изменение одного из показателей системы, как правило, вызывает структурно-функциональные количественные и качественные изменения; при этом сама система сохраняет общую сумму вещественно-энергетических качеств.

Экология рассматривает биосферу нашей планеты как сложную систему с многими взаимосвязанными элементами. Эти связи реализуются на принципах обратной отрицательной связи (например, в системе "хищник - жертва"), прямых связей, а также благодаря разнообразным взаимодействиям. За счет этих связей формируются гармоничные системы круговорота веществ и энергии. Любое вмешательство в работу сбалансированного механизма биосферы вызывает ответ сразу по многим направлениям, что делает прогнозирование в экологии чрезвычайно сложным делом.

Приведем типичный пример. В водной экосистеме для каждой биологической звена характерна своя скорость реакции, которая зависит от скорости метаболических процессов и размножения соответствующих организмов. Для появления нового поколения рыб необходимо несколько месяцев, водорослей - несколько дней, бактерии-розкладачи способны размножаться за несколько часов. Скорость метаболизма этих организмов (т.е. скорость, с которой они усваивают питательные вещества, используют кислород или продуцируют отходы жизнедеятельности), связана обратной зависимостью с их размерами. То есть, если скорость метаболизма рыбы принять за единицу, то для водорослей эта скорость будет равняться около 100, а для бактерий - около 10 000 единицам.

Для того, чтобы вся циклическая система оставалась в равновесии, необходимо, чтобы общая скорость ее внутренних процессов руководствовалась наиболее медленной звеном, в нашем случае - ростом и метаболизмом рыб. Любой внешнее воздействие, что ускоряет часть цикла и тем самым заставляет какую-то одну часть работать быстрее, чем система в целом, приводит к неблагоприятным последствиям. Если система находится в равновесном состоянии, кислород производится водорослями и поступает из атмосферы. Предположим, что скорость поступления в систему органических отходов резко возросла (например, за счет сброса сточных вод - бактерии увеличили свою активность, в результате скорость потребления кислорода бактериями-розкладачамы может превысить скорость его выработки водорослями (а также скорость его поступления из атмосферы), тогда содержание кислорода в воде приблизится к нулю, и система погибнет.

Б. Коммонер писал: "Все это является следствием простого факта: все связано со всем. Система стабилизируется благодаря своим динамическим свойствам, и эти же свойства под воздействием внешних нагрузок могут привести к драматическому последствия: сложность экосистемы и скорость ее круговорота определяют степень нагрузки, которое она может выдержать, то есть небольшой сдвиг в одном месте может вызвать отдаленные, значительные и долговременные последствия ".

И природа, и общество находятся в единой сети системных взаимодействий. Любое изменение в природе, вызванная человеком, вызывает цепь последствий - нарушение одного звена этой цепи приводит к соответствующим нарушениям в других звеньях. Биосфера Земли является равновесной экосистемой, в которой все отдельные звенья взаимосвязаны и дополняют друг друга. Нарушение какого-либо звена приводит к изменению в других звеньях. Например, одним из последствий вмешательства человека в природу стало исчезновение видов и уменьшение видового разнообразия.

Второй закон "Все должно куда-то деваться" близок к рассматриваемому выше, а также в закон развития природной системы за счет окружающей среды. Этот закон является неформальным перефразировкой фундаментального закона физики - материя никуда не исчезает. Его можно назвать законом сохранения массы вещества, и он является одной из важнейших требований рационального природопользования. В отличие от общественного производства и быта живая природа в целом почти безотходная - в ней нет мусора. Углекислый газ, который выделяют животные как отходы дыхания, является питательным веществом для зеленых растений. Растения "выбрасывают" кислород, который используется животными. Органические остатки животных служат пищей для редуцентов, а уже их отходы (неорганические вещества - азот, фосфор, углекислый газ) становятся пищей для водорослей. То есть в природе продукты жизнедеятельности одних организмов является «сырьем» для других. Это свидетельствует о высоком уровне замкнутости круговорота веществ в биосфере.

На примере биологического круговорота видно, как остатки и продукты жизнедеятельности одних организмов в природе источником существования для других. Человек пока еще не создала такого гармоничного кругооборота в своей хозяйственной деятельности. Любое производство постоянно производит по крайней мере две вещи - необходимую продукцию и отходы. Отходы сами собой не исчезают: они накапливаются, снова вовлекаются в круговорот веществ и приводят к непредсказуемым последствиям. Технологические отходы общества часто "не вписываются" в природные экосистемы, они никуда не исчезают и становятся загрязнителями. С точки зрения живой природы человечество производит в основном мусор и яд. Любое загрязнение природы возвращается к человеку в виде "экологического бумеранга".

На фоне этого рождаются "смелые" проекты утилизации наших отходов, особенно радиоактивных, например в космосе, на других планетах, предлагают даже отправлять их на Солнце. К счастью, в этих проектов есть много оппонентов, ведь второй закон Коммонера никто не отменял. Мы пока еще даже не представляем, какими могут быть конкретные механизмы "экологического бумеранга" в случае попытки "загрязнить" Солнце. Лучше даже не пытаться. Итак, ничто в природе не исчезает, а лишь переходит из одной формы существования материи в другую.

Третий закон "Природа знает лучше" указывает на то, что пока нет абсолютно достоверной информации о механизмах и функции природы, люди почти неизбежно вредят естественным системам. Б. Коммонер для лучшего понимания этого закона проводил аналогию: когда человек, не знакомый с устройством часов, желает его починить, часы вряд ли заработает. Любая попытка наугад изменить что-либо обречена на неудачу. Закон Коммонера в этом случае можно перефразировать так: "часовщик знает лучше". Подобно часов живой организм, на который влияют "слепые" случайные изменения, почти наверняка будет не улучшенный, а сломан.

"Живое состоит из многих тысяч различных органических соединений, - писал Б. Коммонер, - и порой кажется, что по крайней мере некоторые из них могут быть улучшены, если их заменить каким-то искусственным вариантом природной субстанции. Третий закон экологии утверждает, что искусственное введение органических веществ, которые не существуют в природе, а созданные человеком, но участвуют в живой системе, скорее всего нанесет вреда ". Одним из самых удивительных фактов в химии живых веществ является то, что для любой органической субстанции, производимой живыми существами, в природе есть фермент, способный эту субстанцию разложить. Поэтому, когда человек синтезирует новую органическое соединение, которое по структуре значительно отличается от природных веществ, вполне вероятно, что для нее нет розкладального фермента, и это вещество будет накапливаться в природе.

Поэтому этот закон призывает к осторожности во взаимоотношениях с природой. Недаром сам Б. Коммонер через два года дополнил формулировка этого закона: "Природа знает лучше, что делать, а люди должны решать, как сделать это как можно лучше".

Человечество прошло гораздо более короткий путь развития, чем биосфера Земли. За многие миллионы лет существования биосферы полностью сформировались связи и механизмы ее функционирования. Необдуманное, безответственное вмешательство людей в природу может привести (и приводит) к уничтожению отдельных связей между звеньями экосистем и к невозможности возврата экосистем в первоначальное состояние. Человек, самоуверенно желая "улучшить" природу, нарушает ход естественных процессов. Действительно, в природе все очень целесообразно и функционально. И это можно понять, ведь у нее было достаточно времени, чтобы отбросить все неудачные варианты и оставить только выверенные.

В 1991 г.. Группа американских исследователей проводила эксперимент, получивший название "Биосфера-2". В пустынном районе штата Аризона был построен комплекс изолированных от внешней среды помещений со стеклянной крышей и стенами (извне поступала только солнечная энергия), в которых созданы пять соединенных друг с другом экосистем: влажный тропический лес, саванна, пустыня, болото и море (бассейн глубиной 8 м с живым коралловым рифом).

В "Биосферу-2" было переселено 3 800 представителей фауны и флоры, причем основным критерием их отбора была польза, которую они могли приносить людям (потребляться как еда, очищать воздух, давать лекарства и др.). В "Биосферу-2" были внесены и техносфера, которая имела жилые и рабочие помещения, рассчитанные на восемь человек, спортзал, библиотеку, город и многочисленное техническое оборудование (дождевальные установки, насосы для циркуляции воды и воздуха, компьютер с множеством датчиков, который должен был вести мониторинг жизненно важных параметров комплекса).

Целью эксперимента, рассчитанного на два года, было создание замкнутой экосистемы, своеобразной мини-биосферы, которая функционировала на основе самообеспечения и была независимой от "Биосферы-1" (так авторы называли биосферу Земли). В эту ми-ни-биосферу должна органично войти минитехносфера с исследователями. Авторы мечтали достичь искусственно поддерживаемого в системе гомеостаза, т.е. стабильности основных жизненно важных параметров (температуры, влажности и т.п.). Отходы биоты одной экосистемы должны были служить ресурсами для другой.

Проект был призван осуществить (пусть и в небольшом масштабе) мечту В.И. Вернадского о переходе к управлению человеком всеми процессами в биосфере.

Эксперимент закончился неудачно: менее чем за полгода исследователей эвакуировали из "Биосферы-2" обратно в родной "Биосферы-1". Желаемого управляння процессами и сбалансированности техносферы и "Биосферы-2" достичь не смогли; более того, основные параметры системы, в частности содержание в воздухе углекислого газа, состав микроорганизмов в почве и т.д., вышли из-под контроля. Когда содержание С02 в воздухе достиг опасного для здоровья людей уровня и никакими способами снизить его не удалось, эксперимент был прекращен.

Крах эксперимента "Биосфера-2" наглядно доказал, что полная сбалансированность всех процессов, круговорот веществ и энергии, поддержания гомеостаза возможны лишь в масштабах Земли, где эти процессы отрабатывались в течение многих миллионов лет. И никакие компьютеры не способны взять на себя руководство системой, сложность которой намного выше их собственной. Подтвердилась также справедливость принципа, сформулированного математиком Дж. Нейманом: "Организация системы ниже определенного минимального уровня приводит к ухудшению ее качества".

Итак, как всеобъемлющее управление "Биосферой-1", так и создание искусственных биосфер типа "Биосферы-2" сегодня (и в ближайшем будущем) не под силу человеку. Усилия человечества должны быть направлены на сохранение общепланетного биосферы - очень сложной, сбалансированной системы, устойчивость которой сейчас нарушается техносферой. Нам необходимо стараться не "брать на себя руководство биосферой", а действовать так, чтобы "не мешать природе", которая, по закону Б. Коммонера, "знает лучше".

Трагический эгоцентризм в крайнем своем проявлении выраженный известным селекционером 30-х годов XX в. В.И. Мичуриным: "Мы не можем ждать мил остей от природы; взять их у нее - наша задача». Деятельность человека только тогда будет оправдана, когда мотивация ее поступков будет определяться в первую очередь той ролью, для выполнения которой она была создана природой, когда потребности природы будут иметь для человека большее значение, чем личные. Человечество должно научиться жить в гармонии с природой.

Четвертый закон "За все надо платить, или ничто не дается даром" вновь касается тех проблем, которые обобщают закон внутреннего динамического равновесия и закон развития природной системы за счет ее окружения. Б. Коммонер так объяснял этот закон: "... Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может быть объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещены. Платеж по этому векселю нельзя избежать, он может быть только отсрочен. Нынешний кризис окружающей среды говорит лишь о том, что отсрочка очень затянулась ". И дополнил: "Мы разомкнули круг жизни, превратив его в бесчисленные циклы, в линейные цепи искусственных событий".

Четвертый закон подтверждает: природные ресурсы не бесконечны. Человек в процессе своей деятельности берет у природы в "долг" часть ее продукции, оставляя под залог те отходы и загрязнения, которым не может или не хочет предотвратить. Этот долг будет расти до тех пор, пока существование человечества не окажется под угрозой и люди вполне НЕ осознают необходимость устранения негативных последствий своей деятельности. А это устранение потребует очень больших затрат, которые и станут уплатой этого долга. Действительно, неразумная эксплуатация природных ресурсов и природных благ грозит расплатой, что придет рано или поздно.

На современном этапе развития науки и техники человечество, кажется, уже меньше зависит от природы, но зависимость эта сохранилась, и не просто сохранилась, а усложнилась, поскольку изменилась только относительная роль законов природы. Человечество, как и раньше, зависит от энергетических, минерально-сырьевых, биологических, водных и других природных ресурсов. Поэтому законы экологии Барри Коммонера, так же, как и все другие очень важные законы, отражающие общие системные закономерности функционирования и развития объективной реальности, следует помнить и учитывать в своей повседневной деятельности.

ВВЕДЕНИЕ

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.

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

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.

4. Ничто не дается даром

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;

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.

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.