Причины современных противоречий между обществом и природой

Можно выделить несколько общих причин обострения противоречий между обществом и природой в конце 20 века: демографический взрыв, проблема ресурсов, экологическая незрелость экономики, вовлечение в глобальный круговорот веществ, чуждых природе и представляющих угрозу здоровью человека.

Демографический взрыв. Значительным отклонением от закономерностей равновесия в живой природе стал ускоряющийся рост народонаселения Земли. По биологическим законам число особей какого-либо вида зависит от потенциала размножения, продолжительности жизни, широты приспособительных возможностей и регулируется естественным отбором – совокупностью экологических факторов. Мелкие животные, как правило, более многочисленны, чем крупные. Для многих видов существуют как бы нормативные границы колебаний их наиболее вероятной численности в природе. В соответствии с этим считается, что число особей одного вида африканских четвертичных гоминид – предков человека при благоприятных условиях вряд ли могло превышать 500000 и, скорее всего, было намного меньше. Трудно сказать, когда произошло превышение этой "нормы". Hо оно произошло, так как первобытный человек сам расширил свои приспособительные возможности и ослабил пресс естественного отбора. Уже в историческое время, приблизительно до начала XVIII в., человечество увеличивалось медленно, со средней скоростью около одного процента за столетие, что соответствует удвоению численности за тысячу лет. Затем скорость прироста начинает увеличиваться, а d середине XX в. прирост достигает величины 1,9 % в год, что соответствует удвоению численности всего за 36 лет. В конце 1992 г. население Земли достигло 5,6 млрд. чел. Сейчас каждый день население планеты увеличивается на 240 – 250 тыс. чел. [8]. Этот стремительный рост назван демографическим взрывом, рис. 1.

Основными причинами его считают социальные перемены, связанные с ликвидацией колониальной системы и быстрым развитием стран третьего мира. Улучшение питания и медицинского обслуживания, распространение средств и навыков гигиены повлияли на рост населения благодаря значительному снижению детской смертности. Большую роль сыграли также победы над грозными инфекционными заболеваниями, такими, как малярия, оспа, холера, полиомиелит и другие. Все это имеет очень серьезные социально-биологические, экономические и экологические последствия.

Что происходит с качеством людей при столь быстром возрастании их количества? Социальные и биологические критерии качества человека не совпадают, но и не так уж далеки друг от друга.

По крайней мере, из трех главных критериев – здоровья, одаренности и воспитанности – два первых имеют определенные биологические корни.

Человек сумел избавить себя от жестокости естественного отбора, но изобрел такие невиданные в природе формы «внутривидовой конкуренции», которые вовсе не гарантируют повышенную вероятность выживания и процветания для лучших представителей рода человеческого, особенно если иметь в виду войны и революции.

Успехи медицины, подмена защитных сил организма лекарствами, сохранение жизни людей с отягощенной наследственностью, гиподинамия при избытке информации, загрязнение среды, стрессы, алкоголь и наркотики никак не способствуют сохранению здорового видового генофонда. Человечество накопило опасный генетический груз за счет мутаций, большинство из которых при действии естественного отбора не сохранилось бы. Перечень наследственных и генетически обусловленных заболеваний человека превысил 2000 наименований. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), частота патологий беременности и дефектов развития за последние годы в мире удвоились.

Рисунок 1 – Рост населения Земли

Установлено, что в каждом поколении 50% оплодотворенных яйцеклеток или гибнут, или возникшие из них организмы не оставляют потомства: в 20% случаев беременность прерывается спонтанно абортами по генетическим причинам; около 10% новорожденных получают тот или иной компонент генетического груза в виде физических и психических дефектов. В развитых странах разные формы пограничной патологии, связанной с генетическим грузом, охватывают до 15% населения [8]. Кроме этого возросшую опасность представляют злокачественные новообразования, вызываемые мутациями соматических клеток и онкогенными вирусами, а также изменения иммунной системы, сделавшие возможными поражения ее такими агентами, как вирус иммунодефицита человека. СПИД – это намек на то, что природа далеко не исчерпала арсенал, который она может противопоставить человечеству, позволяющему себе нарушать ее законы. Быстрый, на несколько порядков, рост населения Земли, не может не сказаться на биотическом равновесии в природной среде обитания. Но это только часть опасности. Это не явилось бы причиной экологического кризиса, если бы люди ограничились удовлетворением только первичных, в основном биологических потребностей, но современным обществом в производство и потребление вовлекается такое количество веществ и энергии, которое в десятки раз, превосходит чисто биологические потребности человека. Ежедневно всем людям Земли требуется около 2 млн. т пищи, 10 млн. м3 питьевой воды, 2 млрд. м3 кислорода для дыхания. Но, помимо этого, всеми отраслями человеческого хозяйства ежедневно добывается и перерабатывается почти 300 млн. т веществ и материалов, сжигается около 30 млн. т топлива, используется 2 млрд. м 3 воды и 65 млрд. м 3 кислорода (8). А так как все это сопровождается расходованием природных ресурсов и колоссальным загрязнением среды, то главной причиной противоречий между обществом и природой является высокий уровень и быстрое нарастание совокупной антропогенной нагрузки на природу.

Но дело не только в неограниченном росте населения планеты, но и в неравномерном экономическом развитии стран. Рост душевого потребления происходит далеко не во всех странах. Из общего прироста народонаселения планеты за последние 20 лет в 1,7 млрд. чел. 1,5 млрд. или 88 % приходится на развивающиеся страны [70]. Их общее население сейчас составляет 3/4 населения планеты, а потребляет оно всего менее 1/3 общемировой продукции, причем разрыв в потреблении на душу населения между развитыми и развивающимися странами продолжает расти. Например, национальный доход Японии с населением 120 млн. скоро превысит доход 3,8 млрд. человек, проживающих в развивающихся странах [70]. Совершенно ясно, что эта тенденция не может сохраняться долго. "Катастрофа, к которой мы медленно приближаемся, давно бы уже наступила, если бы все жители планеты потребляли столько же энергии, сколько жители развитых стран Запада, если бы повсюду накапливалось такое же количество мусора, а в атмосферу выбрасывалось столько же вредных веществ" [75].

Проблемы ресурсов. Природные ресурсы обычно подразделяются на две категории по критерию возобновимости.

К возобновимым относятся "все природные ресурсы, находящиеся в пределах биосферного круговорота веществ, способные к самовосстановлению. Это вода дождя и снега и, следовательно, все пресные воды, энергия ветра и течений, растения и животные, пища, древесина, хлопок, шерсть и т. д. Hаконец, сам человек.

К невозобновимым ресурсам относятся горные материалы, руды, почва, нефть, минералы – вещества, возникшие на определенных этапах необратимых геологических процессов, а также выпавшие из биосферного круговорота – осадочные породы и ископаемое топливо.

Для оставшихся в недрах угля, руды или алмазов безразлично, сколько их до этого было извлечено на поверхность. Hо для почвы, леса, животных и растений, всего живого мира, количество изъятого имеет огромное значение. У живых систем биосферы есть пределы нарушений, за которыми наступает гибель популяций, видов, сообществ или изменение их качества – обеднение биоценозов, оскудение ландшафтов, потеря продуктивности, причем многие из этих изменений могут оказаться необратимыми.

Очень болезненный ущерб природным ресурсам наносится исчезновением видов, обеднением генетического фонда природы. К середине нашего столетия совершенно исчезли 65 видов млекопитающих (1,5 %) и 140 видов птиц (2,3 %). В настоящее время около 600 видов позвоночных животных находится на грани истребления. Из 250 тыс. видов высших растений Земли десятая часть находится в угрожаемом положении. Подобные потери абсолютно невосполнимы [52].

В то же время хозяйственная деятельность, общее химическое загрязнение среды и появление множества искусственных мутагенов, региональные очаги повышенной радиации способствовали образованию новых форм вирусов, микробов, низших грибов, растений и животных, опасных своей повышенной устойчивостью, непредсказуемой изменчивостью и непредвиденным вредным действием.

Самые серьезные последствия влечет ущерб, наносимый трем важнейшим природным ресурсам – земле, воде и лесу, состояние которых неутешительное: продолжается сокращение продуктивных сельскохозяйственных земель и лесных площадей, темп наступления пустынь достиг 55 – 70 тыс. км2 в год. По мнению экспертов ООН, к 2000 году для сельскохозяйственного производства было потеряно до 650 – 700 млн. га земель. Скорость вырубки лесов, особенно наиболее ценных влажных лесов тропического пояса, такова, что к 2000 году с лица Земли навсегда исчезли тропические леса на территории около 450 тыс. кв. миль [52].

Химическое загрязнение природной среды. В течение последних десятилетий технологии общественного производства и сфера потребления все больше удалялись от использования природных материалов, от циклов естественного круговорота веществ в природе. Современная промышленность прямо и посредством сельского хозяйства, транспорта, коммунального хозяйства и торговли вносит в окружающую среду огромные количества таких материалов и веществ, которые чужды биогеохимии экологических систем и природных ландшафтов. Масса таких ксенобиотиков ("чуждых жизни", от гpеч. "ксенос" – чужой) – синтетических пластиков, фреонов, пестицидов и множества других веществ - постоянно возрастает. Одновременно в среду, в почву и водоемы попадают и биогенные (необходимые для поддержания жизни) элементы, но в таких количествах и сочетаниях, которые часто превосходят самоочищающую способность природных систем. Это приводит к различным неблагоприятным последствиям.

Одной из форм уменьшения ксенобиотизма производства является внедрение биотехнологических процессов в различные его отрасли и замена возможно большего числа синтетических ксенобиотиков натуральными и экологически чистыми продуктами и материалами.

Экологическая незрелость экономики. Из всего комплекса взаимоотношений между общественным производством и природой экономика интересуется лишь вопросами потребления природных ресурсов. Это традиционный (потребительский) взгляд на природу. Конечно, это неверно. Дело не только в том, что к экономическим категориям относятся все богатства и ресурсы, за использование или порчу которых приходится рано или поздно, прямо или косвенно платить, но и в том, что соизмерение масштабов и качества производства с экологическим резервом или ассимиляционной емкостью природных экосистем, становится все более серьезным фактором экономики [32].

Современное состояние проблемы требует именно экономического анализа взаимоотношений производства и природной среды, ведь одним из результатов стихийного развития экономики стала пространственная, географическая неравномерность антропогенных воздействий, обусловленная размещением производительных сил. Концентрация промышленности совпадает с концентрацией населения, что усугубляется интенсивной урбанизацией – быстрым ростом городов. В результате большое количество людей оказываются в зонах повышенного экологического риска, связанного с разносторонним загрязнением окружающей среды. Именно эти обстоятельства привели к возникновению экологии городов (уpбоэкологии) и новых аспектов экологии человека (рис. 1.1).

До сих пор в России по существу не было государственной экологической политики. Да и сейчас она не соответствует тем требованиям, которые предъявляет общество к качеству среды обитания и сохранению природных систем. Обеспечение экологической безопасности не стало еще первоочередной задачей государства. В то же время проблемы экологической безопасности играют для нас особое значение. Оно определяется неудовлетворительной экологической обстановкой в наиболее населенных районах РФ, почти во всех городах с населением более 100 тыс. человек содержание вредных веществ в атмосфере превышает ПДК, а около 40 млн. человек проживает в районах, где уровень концентраций вредных веществ в атмосфере превышает ПДК в 10 и более раз [55].

Выход из создавшегося положения, как и у всех стран мира, один – переход к устойчивому эколого-экономическому развитию, для этого у России есть необходимый природно-экологический и интеллектуальный потенциалы.

*Ассимиляционная емкость экосистемы - показатель максимальной динамической вместимости количества загрязняющего вещества, которое может быть за единицу времени накоплено, разрушено, трансформировано и выведено за пределы экосистемы без нарушения нормальной ее деятельности. Величина А.е.э. зависит от множества природных и антропогенных факторов, физических и химических свойств загрязняющего вещества; однако решающую роль при этом играют биологические процессы. Напр., при практической оценке А.е.э. океана можно выделить три основных процесса: гидродинамику, микробиологическое окисление органических загрязняющих веществ, биоседиментацию. (32)

Глава 1 Общая экология

1. 1 Предмет, задачи и структура современной экологии

Экология – этот термин появился в конце 19 века, слово состоит из двух частей (гpеч. "oikos" – дом, родина и "logos" – слово, учение). Автор термина – немецкий биолог Э. Геккель, который в 1866 г дал следующее определение экологии:

«Это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременные неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словом, экология – это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование» [8].

Изначально экология – это биологическая наука, исследующая структуру и функционирование системы: популяций, сообществ организмов, экосистем и биосферы в целом. В основу экологии положены энергетический и балансовый принципы существования экосистем, теория трофических (пищевых) уровней и пищевых цепей, обеспечивающих возможность изучения потоков вещества, энергии и информации в экосистемах, изменение их структуры и функционирования под влиянием факторов среды, в том числе и вызванных деятельностью человека.

Сейчас экологию понимают как науку о взаимоотношениях живых организмов (включая человека) со средой их обитания[5].

Есть и другое определение: «Экология- это дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня».

В настоящее время экология распалась на ряд отраслей и дисциплин, иногда далеких от ее первоначального понимания как биологической науки.

По размерам объектов изучения разделяют экологию на аутэкологию (организм и его среда), популяционную экологию (популяция и ее среда), синэкологию (экосистема и ее среда), ландшафтную (крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и их среда), глобальную (метаэкология, учение о биосфере Земли).

По отношению к предметам изучения она подразделяется на экологию микроорганизмов, грибов, растений, животных и человека, сельскохозяйственную, промышленную (инженерную) и общую (как теоретически обобщающую дисциплину).

По средам и компонентам различают экологию суши, пресных водоемов, морскую, Крайнего Севера, высокогорий, химическую (геохимическую, биогеохимическую).

С точки зрения фактора времени рассматривают историческую и эволюционную (в том числе археоэкологию) экологию.

Предлагается деление экологии на теоретическую и прикладную. В настоящее время экология, основанная на отраслях биологии (физиологии, генетики, биофизики) и связанная с прогрессом смежных биологических наук – ботаники, микробиологии, зоологии, – опирается на небиологические науки – математику, физику, химию, геологию, географию. Происходит постоянное расширение сферы исследований экологии, в том числе и в связи с расширением среды обитания человека. Появилась математическая, географическая, космическая экология (рис. 1.1).

На рисунке 1.1 показано проникновение экологии в различные области науки и практики. В последние годы изменился взгляд на экологию как на естественную науку: после включения в число ее объектов человека, она автоматически перестает быть только естественной наукой, и соединяется с экономикой, философией, социологией и другими общественными дисциплинами.

Рисунок 1.1 - Подразделения современной экологии (по Н. Ф. Реймерсу, 1992 г. с сокращениями) [69]

Ученые экологи считают, что цель современной экологии - создание научных основ выживания человечества.

1.2 "Законы экологии" Б. Коммонера

Современная экология имеет собственные законы, правила, эмпирические (гpеч. empeiria – опыт, основанные на опыте) обобщения. Основные проблемы взаимодействия общества и природы в какой-то мере отражают четыре положения, которые сформулировал американский биолог Барри Коммонер в книге "Замыкающийся круг". Он назвал их "законами экологии", именно в кавычках [35].

Первый «закон» экологии: все связано со всем

Этот закон отражает существование тесных связей в биосфере между живыми организмами и физико-химическими свойствами окружающей природной среды. Любое изменение в качестве физико-химического состояния природной среды передается как внутри экосистемы, так и между ними, влияет на их развитие и биосферы в целом.

В качестве примера можно привести ситуацию, сложившуюся в экосистеме Азовского моря. Всего полвека назад продуктивность Азовского моря была в 1,5 раза выше, чем Северного, в 8 раз – Балтийского и в 25 раз – Черного. Кроме того, в Азовском море вылавливали ценные осетровые породы рыб. Но в связи с использованием стока Дона и Кубани для орошения и других хозяйственных нужд возросла соленость воды. Это привело к нашествию черноморских медуз, которых раньше здесь вообще не было. Это нарушило экологическое равновесие Азовского моря. Медузы поедали планктон, которым раньше питалась мелкая рыба, бывшая, в свою очередь, пищей для гораздо более крупных рыб. Уловы ценных пород упали с обычных 90000 т до 5700 т. [52].

Второй «закон» экологии: все должно куда- то деваться

Действие этого закона - одна из главных причин экологического кризиса.
Огромные количества веществ извлекаются из недр Земли, преобразуются в новые соединения, которые рассеиваются в окружающей природной среде, включаясь в биохимические круговороты. Некоторые их них, химически активные, способны вступать в реакцию с белками, замещать биогенные элементы, влиять на развитие живых организмов. Они очень опасны. Б. Коммонер рассматривает это на примере ртути, содержащейся в использованной батарейке или транзисторе, которая проходит свой путь в окружающей среде: «мусорный контейнер – мусоросжигательная фабрика – атмосфера – водоем – метилирующие ртуть бактерии – зоопланктон – рыба – человек». До конца доходит небольшое количество ртути, но все же доходит, накапливается и оказывает свое воздействие.

Не менее опасны многие сотни органических соединений – ксенобиотиков, которые рассеяны в биосфере, включились в глобальный круговорот, накапливаются во все новых поколениях рыб, птиц, зверей, людей. Например, ДДТ, его содержание в микроводорослях и бактериях в 20 – 100 раз больше, чем в воде, в теле рыб – в 5 - 12 тыс. раз, в теле водоплавающих птиц, питающихся рыбой, – в 30 - 100 тыс. раз. В начале 80-х г. жители разных стран Земли содержали в своем теле от 2 до 5 мг ДДТ на каждый кг веса тела [8].

Третий «закон» экологии: природа знает лучше

Этот закон базируется на результатах возникновения и развития жизни на Земле, на естественном отборе в процессе эволюции жизни. Главный критерий этого отбора – вписанность в биотический круговорот. У любого вещества, выработанного организмами, должен существовать разлагающий его фермент. Человек же вопреки этому закону создал вещества, материалы, изделия, которые не подвержены биологическим повреждениям, биокоррозии и не могут быть обезврежены природой (например, полиэтилен, ДДТ и др.).

Таким образом, человечество, воздействуя на биосферу как мощная "геологическая сила" вызывает в ней необратимые процессы, которые могут перерасти в глобальный кризис. Выход один – найти приемлемый для природы и достойный для человечества компромисс. Б. Коммонер в своей лекции "Экология и социальные действия" внес дополнение в формулировку закона: "Природа знает лучше, что делать, а люди должны решить, как сделать это возможно лучше" [по 8].

Четвертый «закон» экологии: ничто не дается даром

Б. Коммонер пишет: "Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которой ничто 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. Нынешний кризис окружающей среды говорит о том, что отсрочка слишком затянулась" [35].

Б. Коммонер не стал приводить доказательств этого закона, он основан на многовековом опыте человечества. Глобальная экосистема, т.е. биосфера, представляет собой единое целое, в рамках которого любой выигрыш сопровождается потерями, но в другом месте. Например, при выращивании зерна, из почвы извлекаются химические элементы, и если в нее не вносить удобрения, то урожаи снижаются.