История возникновения экологии

Экологические знания, представления о взаимосвязях между организмами и окружающей их средой развивались с давних времен. В древних египетских, индийских, китайских и европейских письменных источниках, в научных трудах греческих философов - Анаксимандра Милетского (ок. 610-546 до н.э.), Ксенофана, Эмпедокла (ок. 490 - ок. 430 до н.э.), Гиппократа, Аристотеля - нашли отражение теории о происхождении растений и животных, идеи о влиянии среды на здоровье люде й. 11

В эпоху Возрождения в трудах Роджера Бэкона (1214-1294) было указано, что живые и неживые тела построены из одних и тех же материальных частиц и что живые существа находятся в тесной зависимости от окружающей среды. В монографии Альберта Великого (1206-1280) описаны известные в то время виды живых существ, приведены факты селекции культурных растений, высказывается идея об изменяемости растений под воздействием среды.

В начале XVII в. Антони ван Левенгук изучал не только строение простейших организмов, бактерий и клеток крови, но и пищевые цепи, регулирование численности популяции, что впоследствии стало предметом изучения экологии.

В XVIII в. ботанические и зоологические наблюдения предыдущих лет были обобщены в работах, посвященных проблемам проис-

хождения видового разнообразия. Были предприняты попытки систематизировать животный и растительный мир.

В 1866 г. немецкий философ и естествоиспытатель Эрнст Генрих Геккель (1843-1919) дал определение экологии как науки. Под экологией он понимал общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, к которой ученый относил в широком смысле все «условия существования».

В первой половине XX в. появились исследования надорганизменных биологических систем. Их основой послужило формирование концепции биоценозов как многовидовых сообществ живых организмов, функционально связанных друг с другом.

В монографии русского ученого Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945) «Биосфера» (1926) впервые была показана планетарная роль совокупности всех видов живых организмов - «живого вещества».

С 60-х годов XX в. в экологических исследованиях начали широко применять мощные ЭВМ, что позволило разработать методы моделирования динамических систем и развить методологию системного экологического анализа.

В настоящее время антропогенное воздействие на окружающую среду выражается в ускоренном росте негативных тенденций во взаимоотношениях природы и общества и в увеличении социальной напряженности в самом обществе. Конфликт с природой, сопровождаемый ростом числа экологических проблем и их глобализацией, ставит вопрос о сохранении устойчивости сложной системы биосферы и, как следствие, о выживании человечества как вида.

Различают следующие неблагоприятные глобальные процессы антропогенного происхождения:

- повышение температуры земной поверхности вследствие загрязнения атмосферы и изменения ее газовой структуры;

- резкое сокращение площади ненарушенных природных ландшафтов и уменьшение биологического разнообразия;

- ухудшение качества воды и почвы;

- истощение запасов минеральных и топливно-энергетических ресурсов;

- загрязнение Мирового океана и сокращение в нем живых организмов.

Экологические проблемы, помимо естественной компоненты, включают и социальную составляющую, которая тесно связана с человеческой жизнедеятельностью: ростом потребления природных ресурсов при сокращении их запасов, увеличением численности на 12-

селения планеты при сокращении территорий, пригодных для проживания людей, деградацией основных компонентов биосферы.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Однако с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился его объем, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленного и бытового происхождения.

Прогрессирует накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию к повышению среднегодовой температуры на планете. Глобальное потепление уже привело к повышению средней температуры на Земле в 2005 г. на 2 °С по сравнению с доиндустриальным временем. К 2030 г. она может повыситься на 4,5 °С. Глобальное потепление будет сопровождаться повышением уровня Мирового океана и затоплением таких стран, как Нидерланды, Египет, Индонезия, Мальдивы, Мозамбик, Пакистан, Таиланд, Гамбия, Суринам, что создаст угрозу для жизни 800 млн человек.

Кислотные дожди или, более правильно, кислотные осадки (так как выпадение вредных веществ может происходить как в виде дождя, так и в виде снега, града), наносят экологический, экономический и эстетический ущерб. В результате выпадения кислотных осадков нарушается равновесие в экосистемах.

Районы кислых почв не знают засухи, но из-за кислотных осадков их естественное плодородие снижается и становится неустойчивым, они быстро истощаются, урожаи снижаются, ржавеют металлические конструкции, разрушаются здания, сооружения, памятники архитектуры и т.д. Диоксид серы адсорбируется на листьях, проникает в растения и принимает участие в окислительных процессах. Это влечет генетические и видовые изменения растений. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод.

Все большее беспокойство вызывает загрязнение Мирового океана из-за аварий танкеров, разливов нефти и нефтепродуктов, достигшее уже ¹/₅ его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких

размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Наиболее загрязнены Средиземное, Северное, Балтийское, Японское моря, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.

Для своих нужд человечество использует главным образом пресные воды. Их объем составляет чуть больше 2% гидросферы, причем водные ресурсы распределены по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает из года в год во всем мире. Известно, например, что с 2000 г. потребление пресных вод возросло в 6 раз, а в ближайшие несколько десятилетий возрастет еще, по меньшей мере, в 1,5 раза.

Недостаток воды усугубляется ухудшением ее качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и быту воды поступают обратно в водоемы в виде плохо очищенных или неочищенных стоков. Таким образом, загрязнение гидросферы происходит прежде всего в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод.

В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся такие реки, как Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. 13

Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе приводят к снижению содержания кислорода в воде.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Загрязнения почвы трудно классифицировать. Условно определяют следующие загрязнения почвы: мусор, выбросы, отвалы, отстойные породы, тяжелые металлы, пестициды, микотоксины, радиоактивные вещества.

Основное значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет уничтожено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучать глобальное биохимическое значение почвенного покрова, его современное состояние и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Путь выхода из экологического кризиса - в изменении производственной деятельности человека, его образа жизни, сознания. Научнотехнический прогресс, который приводит к «перегрузкам» природы, должен способствовать и разработке средств предотвращения негативных воздействий, создавать возможность экологически чистого производства. Сегодня возникла острая необходимость изменить суть технологической цивилизации, придать ей природоохранительный характер. И это возможно. Одно из направлений такого изменения - создание безопасных производств. Используя достижения науки, технологический процесс может быть организован таким образом, чтобы отходы производства не загрязняли окружающую среду, а вновь поступали в производственный цикл как вторичное сырье.

Природа, нетронутая цивилизацией, должна оставаться резервом, который со временем, когда большая часть земного шара будет служить промышленным, эстетическим и научным целям, станет все больше приобретать значение эталона, критерия, в частности, эстетического. В дальнейшем значение природной зоны может расшириться. Именно поэтому необходим рациональный, научно обоснованный подход к практике расширения областей девственной природы, заповедников, тем более что по мере развития научно-технической революции объем негативных влияний на природные эстетически ценные объекты увеличивается настолько, что культурная деятельность, направленная на компенсацию наносимого ущерба, подчас не справляется со своими задачами.