Направления экологизации деятельности человека.
Вопросы, рассматриваемые в прикладной экологии.
Понятия и термины, применяемые в социальной и прикладной экологии.
Законы, правила, принципы, используемые в социальной и прикладной экологии.
Сделайте свой вывод по данной теме.
Что изучает социальная и прикладная экология «Социальная и прикладная экология» является естественным продолжением «Общей экологии». Ее содержание ориентировано прежде всего на рассмотрение и анализ вопросов и проблем, обусловливаемых человеческой деятельностью и особенно в тот период, когда человек, по выражению В. И. Вернадского, стал действовать как мощная геологическая сила. Этот период в геологических масштабах времени, как известно, крайне непродолжителен, но исключительно значим по результатам действия на среду, населяющие ее организмы и биосферу в целом. Он связан в основном с промышленной революцией, начавшейся 150-200 лет назад и особенно с последними 20-30 годами научно-технической и информационной революций. Именно с этого времени термин «экология» стал широко употребляемым и ориентированным на человека и среду его обитания.
В «Общей экологии» основное внимание уделяется природным (абиотическим и биотическим) факторам, их действию в естественных экосистемах. В «Социальной и прикладной экологии» рассматриваются, прежде всего, антропогенные факторы, специфика их действия в природных, природно-антропогенных и социальных системах. Задачи социальной и прикладной экологии не ограничиваются только констатацией тех изменений в окружающем мире, которые человек вольно или невольно в него привносит. Не менее важны поиски научно обоснованных путей и методов предупреждения этих изменений или их нейтрализации. Важна реальная оценка технических, организационных, экономических, нравственных и других средств, подходов и методов решения экологических проблем.
.Изложенное свидетельствует, что необходимы поиски иных, часто нетрадиционных путей решения экологических проблем и выживания человечества. Это возможно в основном через согласование человеком своей деятельности (ее экологизации) с возможностями природы по двум направлениям:
1) технологическому - через разработку новых и совершенствование имеющихся технологий соответственно экологическим законам, правилам и принципам;
2) социальному - через более совершенное (рациональное) потребление производимой продукции. При этом приоритетным критерием должно стать не столько богатство, сколько социально, биологически и экологически обоснованные нормы.
Эффективность решения этих и других вопросов прямо зависит от того, в какой степени применяемые меры согласуются с законами общей экологии. Люди должны осознать тот парадоксальный факт, что именно они - единственные разумные существа на Земле - стали угрозой жизни и существования биосферы в целом - той биосферы, функционирование и устойчивость которой в течение нескольких миллиардов лет обеспечивались согласованной деятельностью многих неразумных живых существ.
В этой связи противоречия между человеком и средой его обитания не могут быть сняты без основательных и разносторонних экологических знаний и без серьезных экономических затрат. Имеются, например, данные, что нейтрализация результатов отрицательной деятельности человека в биосфере, накопившихся только за последние 20 лет, требует затрат, уровень которых превышает ценности, производимые мировым сообществом в течение года. Такие компенсационные затраты с каждым годом увеличиваются, а круг вопросов, рассматриваемых в социальной и прикладной экологии, расширяется. В самом общем плане их можно объединить в три раздела:
1) специфика человека как биосоциального вида, его место и роль в биосфере и в экосистемах, масштабы воздействия на среду;
2) экологические проблемы, порождаемые деятельностью человека, их содержание, причины и следствия;
3) существующие и прогнозируемые пути и средства решения экологических проблем.
Некоторые понятия и термины, применяемые в социальной и прикладной экологии
В общей экологии, как отмечалось, основными объектами рассмотрения, изучения и анализа являются экосистемы.
Экология, ориентированная на деятельность человека, чаще всего имеет дело либо с измененными человеком экосистемами (природно-антропогенными), либо с искусственно созданными объектами типа агроценозов, поселений, городов, производственных комплексов и т. п. Такие творения человека, как поля, сады, огороды и другие агросистемы хотя и содержат присущие природным экосистемам звенья (продуцентов, консументов, редуцентов), однако соотношение отдельных компонентов в них сильно нарушено. Эти образования не следует называть экосистемами, так как они не обладают такими важнейшими их свойствами, как сбалансированный круговорот веществ, саморегулирование, саморазвитие, динамика, запас прочности и т. п. Их правильнее называть агросистемами, агроценозами и т. п. Существование таких систем невозможно без вложения в них энергии человеком.
Специфика деятельности человека связана также с тем, что он не всегда согласует ее с границами экосистем. Последние часто заменяются административно-государственными (селение, город, область, страна) границами. В них иногда выделяют техногенно-природные комплексы (ТПК), в основе которых лежат преобладающие виды хозяйственной деятельности, обеспеченность ресурсами. В качестве ТПК можно назвать топливно-энергетические, например Канско-Ачинский в Красноярском крае на базе колоссальных запасов бурых углей; горнорудно-металлургический в Центральной России на базе руд Курской магнитной аномалии; лесопромышленные комплексы на севере и востоке страны - в районах интенсивного изъятия и переработки древесины и т. п.
В социальной и прикладной экологии широко используются понятия, относящиеся к природным объектам, превышающим ранг элементарных экосистем. Они часто выделяются в границах географических районов. К ним относятся природные зоны (тундровая, лесная, степная и др.) и их отдельные элементы (водоразделы, долины рек, речные террасы, склоны определенной экспозиции и т. п.). Если в системе закономерно сочетаются различные природные компоненты, ее рассматривают как ландшафт или природно-территориальный комплекс (ПТК)
Положения (законы, правила, принципы), используемые в социальной и прикладной экологии
1. Принцип целостного (комплексного) рассмотрения явлений,
Известный американский эколог Б. Коммонер считает, что сложность решения экологических проблем, в конечном счете, связана с тем, что происходящие в экосфере (экосистемах, биосфере) процессы выходят за рамки наших обычных представлений. Человек привык рассматривать отдельно взятые единичные события, каждое из которых имеет, как правило, единственную причину. В экосфере же каждое событие - это одновременно и причина для возникновения других. Например, отходы животноводства - это пища для бактерий, а продукты жизнедеятельности бактерий включаются в питание растений, растения поедают животные, и круг замыкается. В техносфере такие циклы, как правило, отсутствуют. Производимый продукт используется один раз, а в дальнейшем он не участвует в его повторном получении.
Такими действиями люди «.. разомкнули круг жизни, превратив его бесчисленные циклы в линейные цепи искусственных событий...» Результат этого - отходы и загрязнения.
2.Принцип природных цепных реакций. Под природной ценной реакцией понимается ряд природных явлений, каждое из которых ведет к изменению связанных с ним других явлений. Цепные реакции могут вызываться различными вмешательствами в экосистемы. Их вероятность и отрицательные последствия резко усиливаются под влиянием антропогенных факторов. Напомним, что любое жесткое вмешательство в природные процессы неизбежно сопровождается цепными реакциями. Их понимание - краеугольный камень научного природопользования.
Приведем некоторые примеры природных цепных реакций:
- исчезновение насекомого-опылителя делает невозможным плодоношение определенных видов растений. Это, в свою очередь, ведет к нарушению жизнедеятельности или исчезновению животных, питающихся данными растениями, а следовательно, и других видов, входящих в цепи питания (хищников, паразитов и т. п.). Конечный результат - разрушение цепей питания, обеднение экосистем, снижение их устойчивости;
- тепличные газы вызывают потепление климата. За этим следует высвобождение жидкой воды из вечных льдов и повышение уровня Мирового океана. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение площади суши, изменение циркуляции воздушных масс, нарушение гидрологических и других процессов в биосфере: иссушение (аридизацию) или увлажнение территорий, изменение видового состава сообщества, интенсификацию динамики и других свойств экосистем и т. п.;
3. Закон внутреннего динамического равновесия. Цепные реакции являются результатом нарушения закона внутреннего динамического равновесия в соответствии, с которым вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархия взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает перемены в других. По Коммонеру - это принцип или закон - «все связано со всем».
4. 3акон снижения энергетической эффективности природопользования. Чем сильнее система выводится из состояния экологического равновесия, тем больше требуется энергетических затрат на ее восстановление. Следовательно, с течением времени по мере возрастания разбалансированности систем получение из них одних и тех же объемов продукции требует все больших затрат энергии. Это значит, что жесткое вмешательство в природные процессы (распашка земель, рубки леса на больших площадях, нарушение влагооборотов и химизма вод и др.) практически всегда сопровождается экологическим и экономическим ущербом. Хотя на первых порах удается получить кратковременный, а по сути своей мнимый положительный экономический эффект.
5. Принцип неполноты информации об экосистемах. Согласно данному принципу, наши знания об экосистемах практически всегда недостаточны. Это объясняется многокомпонентностью экосистем, большим числом связей и взаимозависимостей, динамикой процессов и т. п. В результате этого каждая экосистема по-своему индивидуальна. По этим же причинам к экосистемам практически не применим принцип аналогий. При осуществлении любого проекта обязательно требуются дополнительные исследования, выявляющие специфические свойства экосистем.
6. Принцип обманчивого благополучия. В соответствии с этим принципом результаты вмешательства человека в природные процессы и системы могут существенно различаться на начальном и последующих этапах. Первые успехи сменяются неудачами. Реальные результаты обычно проявляются лишь после периода прохождения цепных реакций. Продолжительность периодов цепных реакций зависит от степени динамичности факторов среды, продолжительности жизни видов и создаваемых сообществ, а также от других факторов.
Особенно показательны в этом отношении примеры со степным лесоразведением. Хороший рост молодых растений здесь нередко сменяется резким его ухудшением и даже гибелью в более старшем возрасте (чаще всего 15-20-летнем). Этот возраст получил название «критического». Исследования показали, что причины неудач связаны с недоучетом свойственной степным условиям высокой динамичности влагообеспеченности. Она относительно благоприятна в первые годы жизни растений, когда их потребность во влаге невелика, и резко ухудшается с момента перехода растений от индивидуальной жизни к сообществу. Последнее имеет место при смыкании надземных и подземных органов. К этому времени используются резервные запасы влаги из почв, а потребность растений в ней достигает значений, близких к максимальным.
7.Правила одного и десяти процентов. Эти правила, несмотря на их относительность и большое количество исключений, могут использоваться в качестве определенных придержек в природопользовании и при оценке различных видов антропогенных воздействий на среду и экосистемы.
В соответствии с правилом одного процента, человек не должен высвобождать и рассеивать в окружающую среду энергию больше той, которая связывается при фотосинтезе в высокопродуктивных экосистемах (не более 1% от солнечной энергии, достигающей поверхности Земли). Подмечено, например, что в регионах Земли, которые по тем или иным причинам получают дополнительную энергию в значениях, близких к 1 % от солнечной, имеют место ураганы, смерчи, цунами, наводнения и другие стихийные бедствия. Превышение одного процента в масштабах планеты соответствует повышению среднегодовой температуры на 2-2,5°С, что приравнивается к катастрофическому пределу.
8.Правило десяти процентов. Это правило распространено на природопользование из общей экологии, в соответствии с которым с более низкого на более высокий трофический уровень переходит в среднем около 10% энергии (если животное потребляет с пищей 100 ккал энергии, то только 10 ккал можно найти сконцентрированными в теле животного, а 90% энергии рассеивается). Применительно к природопользованию это значит, что из экосистем нельзя единовременно, обычно за год, изымать более 10% возобновимого ресурса: из рек - годового стока воды, из лесов - биомассы, из популяций - численности особей и т. п. Повторное изъятие массы возможно только после восстановления ее до исходных значений. Это правило в ряде случаев имеет очень относительный характер.
Например, при взрыве численности особей в популяциях их можно изымать в несколько раз больше, чем 10%, а в период низкой численности, или депрессий, потребление должно быть нулевым.
9. Принцип оптимальности. В соответствии с этим принципом любая система, в том числе и экологическая, с наибольшей эффективностью функционирует в определенных пространственно-временных пределах. Иначе - никакая система не может сужаться и расширяться до бесконечности. Размер должен соответствовать функциям. Чтобы рожать живых детенышей, млекопитающее не может быть ни микроскопически малым, ни чрезмерно большим. И то и другое ведет к срывам, невозможности рождения жизнеспособного потомства. Это же относится и к экосистемам. Гигантские однородные системы менее устойчивы, чем несколько систем более мелких на этом же пространстве.
Например, более вероятна гибель от пожаров, насекомых или грибных болезней экосистем (лесных, луговых и др.), представленных крупными однородными массивами, чем экосистем, представленных чередованием разных сообществ на этих же площадях: лесных, травянистых.
По этой же причине в крупных городах (системах) функциональные срывы, например стрессы, намного вероятнее, чем в малых. Существует прогностический афоризм - «Любой гигантизм - начало конца». В качестве других примеров можно назвать распад империй, вымирание динозавров, низкую устойчивость предприятий-гигантов и др.
10. Правило островного измельчания видов. Это правило отражает закономерность, согласно которой обитающие на небольших островах особи одних и тех же видов мельче, чем особи на материках.
Из этого следует важный прикладной аспект: территории для охраны или восстановления численности видов или популяций, заповедники, заказники и другие охраняемые объекты должны иметь такие размеры, чтобы они не вели к измельчению видов, а следовательно, и к потере ими жизнестойкости.
11. Принцип накопления загрязнителей в цепях питания («накопительный эффект», «биоаккумуляция»). Влияние загрязняющих веществ на организмы и экосистемы во многом обусловливается таким явлением, как «накопительный эффект в цепях питания». Механизм его в общих чертах связан с тем, что объем поедаемой организмом пищи в течение всей жизни или отдельных периодов значительно превышает объем самого организма. Загрязняющие же вещества не во всех случаях полностью выводятся из организмов. Поэтому в их телах на каждом следующем трофическом уровне создаются более высокие концентрации загрязняющих веществ.
Биоаккумуляция - это одно из проявлений концентрационной функции живых организмов (живого вещества, по В. И. Вернадскому). Прогрессирующая биоаккумуляция связана также с тем, что с повышением трофических уровней, как правило, увеличиваются размеры организмов и продолжительность их жизни. Вместе с тем замедляются процессы обмена веществ (вспомним правило соотношения объемов и поверхностей), а следовательно, и скорость их выведения из организма. В наибольшей степени «накопительный эффект» свойственен стойким загрязнителям - тяжелым металлам, хлорорганическим и другим соединениям. Так, особенно много данных имеется по биоаккумуляции ДДТ. Если концентрацию этого ядохимиката в водной среде принять за единицу, то в микроводорослях и бактериях она составляет 20-100 единиц, в теле личинок комара 500-1000 единиц, в рыбах -5-12 тыс. единиц, а в птицах, питающихся рыбой -30-100 тыс. единиц.
Поскольку человек значительное количество пищи получает с конечных звеньев цепей питания, то он выступает четко выраженным потребителем и биоаккумулятором загрязняющих веществ. Такое явление образно называют «экологическим бумерангом». Он выражается в том, что, загрязняя среду, человек в наибольшей степени и получает продукты этого загрязнения.
Наиболее интенсивен «накопительный эффект» у водных организмов и у организмов, питающихся гидробионтами. Такое явление связано с тем, что гидробионты, например рыбы, получают загрязняющие вещества не только с пищей, но и из воды в процессе дыхания.
Интенсивная биоаккумуляция загрязнителей часто связана с отдельными органами и тканями. Так, ДДТ и другие хлорорганические соединения интенсивно накапливаются в жировых тканях (подкожной клетчатке, мозге, половых железах). По мере использования жировых отложений (похудения) концентрация загрязнителей заметно увеличивается. Накапливаясь в половых железах, загрязнители могут не оказывать существенного отрицательного влияния на взрослые особи, но прерывать размножение и приводить к гибели целые популяции. Установлено, например, что под действием ДЦТ в крови птиц может снижаться содержание стероидных гормонов, ответственных за образование яичной скорлупы, что нарушает ее прочность и является препятствием для высиживания птенцов. По этой причине в США совершенно перестал размножаться сокол сапсан.
12. Принцип самоочищения экосистем. Экосистемы и свойственная им среда способны к самоочищению. Эту способность обычно характеризуют через потенциал разложения. Под ним понимают свойство экосистем или среды без саморазрушения разлагать чужеродные природные или антропогенные вещества и включать их в круговороты. Самоочистительная способность свойственна всем элементам среды: воздуху, водам и почвам.
13. Понятие о предельно допустимых концентрациях (ПДК) загрязнения сред. Под предельно допустимой концентрацией (ПДК) понимают такое количество любого загрязнителя, которое не оказывает па человека и его потомство отрицательного прямого или косвенного воздействия, не ухудшает работоспособности, самочувствия, а также не изменяет санитарно-бытовых условий жизни. К настоящему времени разработаны ПДК основных загрязняющих веществ для воздуха, вод, производственных и бытовых помещений, продуктов питания, почв, многих строительных и других материалов, с которыми контактирует человек. Ведется разработка ПДК для растений (растительности) и животного мира.
Для воздуха различают обычно максимальные разовые (кратковременные) и среднесуточные значения ПДК. Первые заметно превышают вторые, иногда на порядок и более.
В отдельных странах ПДК нередко существенно различаются. Это свидетельствует о значительном субъективизме при подходе к их установлению. Имеются совершенно справедливые высказывания, что для некоторых наиболее опасных загрязнителей (канцерогенов, мутагенов и др.) значения ПДК не должны ничем отличаться от естественного содержания этих веществ в среде.
Наряду с национальными ПДК существуют международные, рекомендуемые Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Они близки к усредненным межнациональным.
По мере накопления сведений о тех или иных загрязняющих веществах значения ПДК время от времени пересматриваются и изменяются, как правило, в сторону ужесточения.