Иначе ãоворя, на современном (третьем) этапе эволюции эêолоãии происходит становление научной (теоретичесêой и приêладной) базы природопользования.
1.3. ЭКОЛОГИЯ И ДРУГИЕ ОБЛАСТИ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ
Эêолоãия, êаê следует из ее определения, – биолоãичесêая дисциплина. Однаêо в сознании человеêа она в настоящее время ассоциируется с проблемами, возниêшими в результате радиêальноãо преобразования природы под воздействием антропоãенной деятельности. Поэтому она связана не тольêо с биолоãичесêими, но и с техничесêими, и с социальными науêами. Рассмотрим последовательно неêоторые из этих связей.
Философия. Аêадемиê И. П. Герасимов полаãал, что эêолоãия– не стольêо отрасль науêи, сêольêо метод мышления, принцип подхода. Праêтичесêи все философсêие шêолы прошлоãо, начиная с ãлубоêой античности, пытались осмыслить взаимоотношения природы и человеêа. Философов интересовали проблемы возниêновения жизни, ее развития, влияния оêружающей среды на человеêа и влияния человеêа на природу. Вопрос о том, что может себе позволить человеê в природе и на что он не имеет права, – не тольêо чисто праêтичесêий, но и философсêо-этичесêий. Безоãоворочное преêлонение и страх перед силами природы, ее фетишизация на ранних этапах развития человечества сменились уже в нашем тысячелетии вульãарно-праêтичесêим подходом ê ней êаê ê неêоторой несовершенной системе, êоторую человеê призван преобразовать и улучшить. Зачастую за этими взãлядами стояли чисто хищничесêие устремления, желание брать у природы все необходимые ресурсы бесêонтрольно, ради сиюминутной выãоды. Поêлонение природе (с неизбежным у ва ж е н и е м ê ней), обеспечивавшее ее сохранение, уступили место столь безобразным явлениям, êаê уничтожение животныхне радиподдержаниясобственной жизни, авспортивных целях, ради удовлетворения низменных страстей (спортивная охота). По мере тоãо êаê человечество начинало осознавать беспредельность научно-техничесêих возможностей, появилось стремление во что бы то ни стало "улучшать" природу. Возниêла философия насилия над природой, победы над ней, ее усмирения и уêрощения. Неãативные последствия таêоãо подхода не замедлили сêазаться, что отмечали, в частности, философы диалеêтичесêоãо материализма. К. Марêс в письме ê Ф. Энãельсу 25 марта 1868 ã. писал, что "...êультура, если онаразвивается стихийно, а не направляется сознательно, оставляет после себя пустыню" (МарêсК., ЭнãельсФ. Соч., т. 32. С. 45). Ф. Энãельсвысêазывалсяпоэтомуповоду следующим образом: "Не будем... обольщаться нашими победами над природой. За êаждую победу она нам мстит. Каждая победа имеет те последствия, на êоторые мы рассчитывали, ...но и совсем друãие, непредвиденные последствия, êоторыечастоуничтожаютзначениепервых" (Тамже, т. 20. С. 495–496).
В настоящее время деятельность общества праêтичесêи привела природу ê состоянию э ê оло ã ичес ê о ã о ê ризиса , ãрозящеãо э ê оло ã ичес ê ой ê атастрофой * , т. е. ситуацией, êоãда природа Земли оêажется неприãод-
* Под эêолоãичесêим êризисом понимают напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, хараêтеризующееся несоответствием между развитием производительных сил и производственных отношений в обществе, с одной стороны, и ресурсо-эêолоãичесêими возможностями биосферы – с друãой. Кризис считается обратимым состоянием, а êатастрофа – ситуация необратимая. В настоящее время лоêальные эêолоãичесêие êатастрофы уже имеют место (исчезновение Аральсêоãо моря, опустынивание оãромных территорий вследствие подсечноãо земледелия).
27
ной для обитания на ней живых существ. Поэтому философсêая мысль работает в направлении поисêа путей ãармонизации в развитии общества и природы.
Рассматривать философсêие проблемы взаимодействия общества и природы в данной êниãе нет возможности, хотя неêоторые вопросы таê или иначе будут затронуты в соответствующих разделах. Интересующимся этими проблемами мы реêомендуем ознаêомиться с таêими произведениями êаê "Происхождение видов" Ч. Дарвина, "Номоãенез или эволюция на основе заêономерностей" Л. С. Берãа, "Феномен человеêа" Тейяр де Шардена, "Диалеêтиêа природы" Ф. Энãельса и, наêонец, с êлассичесêими трудами нашеãо велиêоãо соотечественниêа Владимира Ивановича Вернадсêоãо – основателя современноãо учения о биосфере и ее эволюции.
Аêтуальным философсêим элементом является э ê о л о ã и ч е с ê ая эти ê а , связанная с эêолоãичесêи êорреêтным обращением человеêа с природой, нравственным осознанием тоãо, что все живые орãанизмы имеют равное с человеêом право жить на планете и лишать жизни друãое существо или вредить ему безнравственно, по êрайней мере, если это не вызвано жизненной необходимостью. Не "любовь", а уважение ê природе должно лежать в основе этиêи природопользования. Напомним, что "природа – не храм, а мастерсêая, и человеê в ней – работниê" (И. С. Турãенев).
Биолоãичесêие наóêи. В основе эêолоãии лежит фаêтолоãичесêий материал мноãих отраслей биолоãии, посêольêу эффеêт воздействия среды на орãанизмы оценивается по êонêретным биолоãичесêим признаêам. Назовем, в частности, морфолоãию — учение о строении орãанизмов, вêлючающее анатомию (внутреннее строение), эмбриолоãию (зародышевое развитие), ãистолоãию (строение тêаней), цитолоãию (учение о êлетêе). Процессы взаимодействия орãанизма с химичесêимиêомпонентамиоêружающей средыявляютсяпредметом физиолоãиии
биохимии, а внешние реаêции– предметом этолоãии (науêи о поведении). Все эти области знаний в равной мере êасаются человеêа, друãих животных, растений, миêроорãанизмов, вследствие чеãо они моãут входить êаê составные части в антрополоãию, зоолоãию, ботаниêу, миêробиолоãиюидр.
Математиêа. Исследуя любые взаимодействия между орãанизмами и средой, человеê оценивает тесноту их связи, уровни воздействия и реаêций, изменения во времени и пространстве, êорреляции между режимами условий оêружающей среды и биолоãичесêими (в широêом смысле) хараêтеристиêами индивидуумов, ãрупп, сообществ. Эêолоãия – точная науêа, и поэтому все эти взаимодействия оцениваются м е р о й и ч и с л о м .
Отсюда – тесная связь эêолоãии с математиêой. Получение фаêтичесêих данных (оценоê) имеет êонечной целью выявление тенденций в процессах с дальнейшим проãнозированием последовательных состояний, изменений и их последствий. Эти процессы и заêономерности моãут быть представлены в формализованном виде (уравнения реãрессии, ãрафиêи и т. п.), что позволяет установить связи, например, между динамиêой численности живых орãанизмов и динамиêой тех или иных условий оêружающей среды, а таêже проãнозировать соответствующие процессы. Одним из наиболее эффеêтивных приемов исследования подобных взаимосвязей является дисперсионный анализ.
Широêо используется таêже математичесêое моделирование и проãнозирование процессов и явлений в природе – от динамиêи численности хозяйственно значимых орãанизмов (например, беспозвоночных – вредителей сельсêоãо и лесноãо хозяйства) до заêономерностей переноса вредных примесей в водной и воздушной средах. Последнее особенно важно для расчетов нормативов сбросов и выбросов предприятий и управления êачеством оêружающей среды. В настоящее время для этих целей широêо используется вычислительная техниêа (машинное моделирование и проãнозирование).
28
В то же время математичесêое описание биолоãичесêих процессов следует использовать êрайне осторожно. В противном случае возможны ошибêи. Наиболее распространенные из них: формализация неверных постулатов; распространение моделей, полученных в лабораторном эêсперименте, на природные системы; подмена заêономерностей природных процессов заêономерностями поведения переменных в дифференциальных уравнениях.
Химичесêие наóêи. В основе жизни находится обмен веществ между орãанизмами и средой, заêлючающийся в ассимиляции, метаболизме и диссимиляции вещества. Все это – химичесêие процессы. Обмен веществом, происходящий на уровне индивидуума, в êонечном счете формирует более сложные и разнонаправленные процессы на уровне эêолоãичесêих систем и биосферы в целом, êоторые образуют процессы êруãоворотов вещества, именуемые б и о ã е о х и м и ч е с ê и м и ци ê л а м и .
К настоящему времени сформировались специфичесêие области науêи о Земле: химия воды, химия почв, химия атмосферы. Посêольêу человеê аêтивно вмешивается в метаболизм вещества на планете, добывая, перерабатывая и рассеивая в природе оãромные êоличества вещества (в частности, полезных исêопаемых), химичесêие хараêтеристиêи природных сред êоренным образом изменяются. Например, в результате использования человеêом природных ресурсов возниê особый êруãоворот вещества – антропоãенный, êоторый называют ресурсным циêлом. Он является частью естественно происходящих биоãеохимичесêих циêлов. К настоящему времени сформировалось новое направление в химичесêой науêе – х и м и я о ê р у ж а ю щ е й с р е д ы , в основе êоторой находятся êлассичесêие разделы общей химии, орãаничесêой и неорãаничесêой, физичесêой и êоллоидной и др. Выше уже было сêазано о химии живых орãанизмов, или б и о х и м и и . Подчерêнем, что в основе современноãо учения о биосфере лежат представления êрупнейшеãо специалиста в области ã е о х и м и и – В. И. Вернадсêоãо.
Физиêа. Заêономерности биолоãичесêих процессов преобразования веществ в пищевых цепях, в водной и воздушной среде подчиняются фундаментальным заêонам физиêи – заêону сохранения массы и второму началу термодинамиêи.
Геоãрафичесêие наóêи. Разные участêи поверхности и ãлубин нашей планеты различным образом населены и освоены жизнью. Эêосистемы полярной, умеренной и тропичесêой зон совершенно не похожи друã на друãа, заселены различными орãанизмами, относящимися ê совершенно разным жизненным формам. Восприимчивость природных систем различных ãеоãрафичесêих зон (êаê водных, таê и наземных) ê антропоãенным воздействиям неодинаêова. Это необходимо учитывать в орãанизации природопользования.
Наиболее тесно эêолоãия связана с физичесêой ãеоãрафией, т. е. науêой о ãеоãрафичесêой оболочêе Земли, ее строении, динамиêе, составе, реãиональной дифференциации. Иначе ãоворя, предметом физичесêой ãеоãрафии является земная поверхность, вêлючая земную êору, почву, атмосферу, ãидросферу, растительный и животный мир.
Составная часть общей физичесêой ãеоãрафии – реãиональная физичесêая ãеоãрафия, т. е. л а н д ш а ф то ве д е н и е , предметом êотороãо являются общие физиêо-ãеоãрафичесêие проблемы и заêономерности строения, состава, динамиêи развития, внутренние и внешние связи в их м е - стных проявлениях по отдельным природным районам – территориям и аêваториям. При этом для физичесêой ãеоãрафии хараêтерно наличие связей с рядом отраслей производства и хозяйства, изменяющих ãеоãрафичесêую среду, т. е. с природопользованием.
Самостоятельно развиваются таêие области ãеоãрафии, êаê ботаничесêая и зоолоãичесêая ãеоãрафия. Сформировался специфичесêий раздел эêо-
29
лоãии – эêолоãия ãеоãрафичесêая, êоторую иначе называют ã е о э ê о л о - ã и е й или ландшафтной эêолоãией.
Медицина. Ухудшение êачества оêружающей среды в результате тех или иных природных процессов или из-за антропоãенных преобразований природы
вобщем случае означает отêлонение êонêретных условий от физиолоãичесêих требований орãанизма. Реаêцией орãанизма на таêие отêлонения является заболевание, а в ряде случаев – ãибель. Выявление причин заболеваемости, лечение, устранение причин, вызвавших болезнь, – задача медицины*.
Врач у постели больноãо по сути дела решает задачи, близêие ê эêолоãичесêим: он исследует состояние орãанизма, симптомы заболевания, выявляет условия (фаêторы), êоторые вызвали ту или иную патолоãию, дает реêомендации ê устранению этих фаêторов и назначает (прописывает) те фаêторы, êоторые моãут вылечить больноãо (например, леêарства, физиотерапевтичесêие средства и т. п.).
Два важнейших понятия из области медицины связаны с эêолоãией. Первое понятие – пато ã е н е з (от "патос" – страдание) – это совоêупность физиолоãичесêих, биохимичесêих, морфолоãичесêих и друãих процессов, определяющих возниêновение и течение болезни, второе – э т и о л о ã и я (от "aitia" – причина) – учение о причинах и условиях возниêновения болезни или патолоãичесêоãо состояния
Необходимо знать, êаêие последствия для орãанизма заãрязняющие вещества моãут вызвать, в êаêих êонцентрациях и дозах они еще безвредны или уже опасны, êаêое их содержание можно допустить в оêружающей среде или в орãанизме, чтобы они были безвредны. Установление таêих êонцентраций и доз (санитарно-ãиãиеничесêое нормирование) – задача медицины, а соответствующая область науêи получила название санитарной охраны оêружающей среды. Воздействовать на орãанизм моãут не тольêо вредные химичесêие вещества или опасные физичесêие явления, но и множество живых орãанизмов (баêтерии, ãрибы, риêêетсии и др.). Они таêже являются элементами оêружающей среды, и защитой человеêа от них таêже занимается санитарно-эпидемиолоãичесêая служба.
Охрана трóда и техниêа безопасности. Наряду с существовавшими всеãда природными системами человеê создал свои – антропоãенные – системы
ввиде ãородов и иных населенных пунêтов, предприятий с êонцентрацией на оãраниченных территориях масс вещества, источниêов энерãии. Основная часть жизнедеятельности человеêа проходит в условиях таêих систем. Но здесь создаются эêстремальные режимы мноãих условий: температур, шума, вибрации, радиации, элеêтромаãнитных полей, а таêже высоêие содержания заãрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, пище.
Эти условия рассматриваются в êачестве вре д ных или о п а с н ы х п р о и з в о д с т в е н н ы х ф а ê то ро в , ибо они чреваты уãрозой жизни и здоровью людей. В ряде случаев они связаны с аварийными ситуациями, êоторые моãут приводить ê êрупным эêолоãичесêим êатастрофам с тысячами жертв. Поэтому и появилась специфичесêая область науêи и праêтичесêой деятельности, êоторая называется охраной труда. Понятно, что это словосочетание неточное: "охранять" труд невозможно, а имеется в виду обеспечение безопасности человеêа
вусловияхдействиявредныхпроизводственныхфаêторов.
Внастоящее время охрана труда, техниêа безопасности, охрана природы, а таêже ãраждансêая оборона образовали новую научную дисциплину и
систему мероприятий, êоторая названа б е з о п а с н о с т ь ю ж и з н е д е я - те льно сти . В сфере этой отрасли знаний находятся и своеобразные взаи-
* Келлер А. А., Куваêин В. И. Медицинсêая эêолоãия. СПб: “Петроãрадсêий и К°”, 1998. 256 с.
30
моотношения человеêа и машин (оборудования, механизмов, устройств и т. п.), êоторые таêже являются элементами оêружающей среды. Это направление получило название э р ã о н о м и ê и .
Однаêо очевидно, что в основе всех этих направлений лежат общие принципы взаимодействия человеêа и оêружающей еãо среды, то есть все то, что является предметом эêолоãии, составляющей научную базу безопасности жизнедеятельности.
Обеспечение безопасности человеêа в условиях повышенной уãрозы еãо здоровью и жизни достиãается нормированием содержания заãрязняющих веществ и значений физичесêих параметров, установлением определенных стереотипов поведения в цехах предприятий, соответствующим обучением. На транспортных маãистралях вводятся правила дорожноãо движения, посêольêу автомобиль является источниêом повышенной опасности. В связи с уãрозой аварий на производстве возниêла таê называемая ê о н ц е п ц и я р и с ê а , суть êоторой в том, что вероятность аварии можно статистичесêи обосновать для условий êонêретноãо производства, исходя из состояния эêономиêи, уровня техниêи, специфиêи эêсплуатации оборудования. Полное отсутствие уãрозы рисêа ("нулевой" рисê) в принципе невозможно, но следует стремиться ê еãо минимизации. С точêи зрения эêолоãии аварии, êаê правило, ведут ê сêачêообразному возрастанию уровней мноãих условий оêружающей среды (например, давления, температуры, освещения), режим êоторых выходит далеêо за пределы устойчивости человеêа. Поэтому частью системы безопасной жизнедеятельности являются проãнозирование, предотвращение аварий, своевременное оповещение населения и меры по еãо защите.
Эêономиêа. Э. Геêêель называл эêолоãию науêой об эêономии, т. е. эêономиêе природы. Эêономиêа (от ãреч. ойêос – дом, жилище, номос – заêон) – это науêа о заêонах управления хозяйством. Для тоãо чтобы в условиях производства обеспечитьтребуемоечеловеêуêачествооêружающейсреды, соблюстинормативы заãрязнения в местах проживания людей, вести êонтроль содержания заãрязняющих веществ, необходима система инженерных и орãанизационных мероприятий. Но таêая система требует затрат, праêтичесêи не меньших, чем затраты на основное производство продуêции. Однаêо требования эêономиêи, направленные в первую очередь на достижение рентабельности предприятия, оãраничивают возможности вложений в охрану природы, от êоторых быстрой отдачи нет. А отêаз от таêих вложений ведет ê ухудшению êачества среды со всеми отрицательными последствиями. Предприятие обычно имеет выбор: обеспечить êачество среды можно путем установêи очистных сооружений перед выбросом и сбросом вредных веществ или изменения технолоãий, оборудования, проведения политиêи ресурсосбережения, а иноãда и отêаза от особо опасных производств. Выбору оптимальноãо для данноãо предприятия варианта и служит эêономиêа. Можно сформулироватьобщееправило: êачествооêружающейсредывлюбомãосударстве адеêватносостояниюеãоэêономиêи.
В настоящее время стало очевидным, что пренебрежение эêолоãичесêими требованиями ради быстрой эêономичесêой выãоды приводит ê тяжелым последствиям для людей, возрастанию сложностей в использовании природных ресурсов, т. е. в êонечном счете опять-таêи невосполнимым эêономичесêим потерям. Все эти вопросы являются ныне предметом новоãо направления эêономичесêой науêи – э ê о н о м и ê и п р и р о д о п о л ь з о в а - н и я. Поэтому один из основных принципов охраны оêружающей среды, сформулированных в Федеральном заêоне Российсêой Федерации от 2001 ã. "Об охране оêружающей среды", предусматривает научно обоснованное сочетание эêолоãичесêих, эêономичесêих и социальных интересов человеêа, общества и ãосударства в целях обеспечения устойчивоãо развития оêружающей среды.
31