WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
-- [ Страница 1 ] --

O.C. ШИМОВА

H.K. СОКОЛОВСКИЙ

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭКОНОМИКА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

2-е издание, переработанное и дополненное

Утверждено

Министерством образования Республики Беларусь

в качестве учебника

для студентов экономических специальностей высших учебных заведений

Минск БГЭУ 2002

УДК 502.7

ББК 28.08+65.28

Ш61

Рецензенты:

кафедра экономики природопользования и менеджмента Бело­русского государственного технологического университета (заве­дующий кафедрой — доктор экономических наук, профессор Л.В. Неверов);

первый заместитель министра природных ресурсов и охраны окружающей среды, кандидат технических наук И.В. Войтов

Шимова О.С.

Ш61 Основы экологии и экономика природопользования: Учеб. / О.С. Шимова, Н.К. Соколовский. 2-е изд., перераб. и доп. - Мн.: БГЭУ, 2002. - 367 с.

ISBN 985-426-797-0.

Представлен комплекс теоретических, методологических и прикладных аспектов общей экологии и экономики природопользования. Анализируются основные понятия и законы экологии, закономерности и принципы природопользования, эколого-экономические проблемы использования и охраны природных ресурсов. Рассматриваются наиболее сложные вопросы экономики природопользования. Особое внимание уделено исследованию экономического блока хозяйственного механизма природопользования и его совершенствованию: проблемам экономического стимулирования, финансирования, инвестирования экологической деятельности и его обоснованию и т.п.

Для студентов и преподавателей экономических вузов, а также научных и практических работников сферы экономики природопользования.

УДК 502.7

ББК 28.08+65.28

© Шимова О.С., Соколовский Н.К., 2001

© Белорусский государственный

экономический университет, 2001

© Шимова О.С., Соколовский И.К., 2002

ISBN 985-426-797-0 © Белорусский государственный

экономический университет, 2002

ПРЕДИСЛОВИЕ

Проблема взаимодействия природы и общества приобрела особую остроту на современном этапе, который характеризуется переходом от индустриальной к постиндустриальной фазе развития – в общемировом масштабе и от жестко централизованной к социально ориентированной рыночной экономике – в Республике Беларусь. Сегодня стало очевидным, что задачи сохранения окружающей среды и экономического развития взаимосвязаны: разрушая и истощая природную среду невозможно обеспечить устойчивое экономическое развитие. Идея устойчивого развития, возникшая в результате осознания человечеством ограниченности природно-ресурсного потенциала для экономического роста, а также надвигающейся опасности необратимых негативных изменений в окружающей среде, нашла широкое признание в нашей стране, поскольку отражает ее коренные интересы. Исходя из рекомендаций и принципов, изложенных в документах Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), разработана Национальная стратегия устойчивого развития Республики Беларусь, которая предусматривает обеспечение сбалансированного решения социально-экономических задач, проблем сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала для удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений людей.

Формирование комплексной и гармоничной системы природопользования, которая отвечала бы как программе подъема экономики Беларуси и перехода ее к новому качественному состоянию, так и задаче наиболее эффективного оздоровления окружающей среды, – важная проблема, стоящая перед экономистами – учеными и практиками. Ее разрешение требует знания основ экологии, экономики и организации природопользования всеми специалистами экономического профиля. С этой целью для экономических специальностей высших учебных заведений Беларуси в качестве обязательного утвержден курс Основы экологии и экономика природопользования". Соответствующая программа дисциплины была разработана на кафедре регионального управления Белорусского государственного экономического университета (автор – О.С. Шимова) и утверждена Министерством образования Республики Беларусь в качестве типовой.

Цель курса "Основы экологии и экономика природопользования" – формирование у студентов экологического мировоззрения, ознакомление их с методологическими основами общей экологии и методическим инструментарием экономики природопользования, приобретение навыков экономической оценки природных ресурсов, учета и анализа экологических издержек производства, определения экономической эффективности природоохранных мероприятий и т.п.

Учитывая специфику экономических вузов и специальностей, значительное место в данном курсе отводится формированию хозяйственного механизма природопользования, анализу особенностей его структурных элементов: управления, регулирования, экономического стимулирования и т.д. На этапе перехода к рыночным отношениям наибольшую значимость в хозяйственном механизме природопользования приобретает экономический блок – собственно экономический механизм природопользования, включающий налогообложение, платежи, ценообразование, финансирование и т.п. Это нашло отражение в структуре данного учебника.

Изучение дисциплины "Основы экологии и экономика природопользования" является необходимым условием фундаментальной подготовки экономистов широкого профиля и знаменует усиление экологического акцента в экономическом образовании, что отвечает требованиям сегодняшнего этапа развития общества.



Данный учебник подготовлен преподавателями Белорусского государственного экономического университета: главы 2 (§ 2.1, 2.4), 3 – 5, 11, 13, 15 – 20, 23, 24 – д-ром экон. наук, проф. каф. регионального управления О.С. Шимовой; главы 6 – 10, 12, 14, 21, 22 – канд. геогр. наук, доц. Н.К. Соколовским; глава 1 – О.С. Шимовой и Н.К.Соколовским совместно; глава 2 (§ 2.2, 2.3) – О.С. Шимовой при участии канд. с.-х наук, доц. каф. Л.И. Панкрутской.

Раздел1


ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭКОНОМИКИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Глава 1. ПРЕДМЕТ, МЕТОДОЛОГИЯ И ЗАДАЧИ КУРСА "ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭКОНОМИКА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ"

1.1. Природопользование как объект изучения курса

Курс "Основы экологии и экономика природопользования" рассматривается как межотраслевая учебная дисциплина, которая синтезирует знания двух научных систем – естественных и общественных. При таком подходе избран единый объект изучения – природопользование. Родоначальниками этого термина стали ученые биологи, впервые употребившие его в научных дискуссиях в конце 50х годов XX ст., однако вскоре это понятие стало широко использоваться всеми специалистами, исследующими разнообразные аспекты данной проблемы.

Понятие "природопользование" в современной науке применяется как в широком, так и в узком смысле слова. В первом случае под природопользованием понимается совокупность всех форм воздействия общества на природную среду и мер по ее сохранению (изучение, выявление запасов, использование, охрана и воспроизводство природных ресурсов), во втором – деятельность конкретных заинтересованных ведомств, субъектов хозяйствования, относящихся к природоэксплуатирующим и природовоспроизводящим отраслям.

Воздействие людей на природу может осуществляться путем целенаправленного, сознательного использования элементов и сил природы, то есть как трудовой процесс, в ходе которого природные вещества преобразуются в необходимый продукт. По сути, вся производственная деятельность людей представляет собой преобразование природы в формы, приемлемые для использования человеком. Однако возможно и косвенное, случайное воздействие человека на природные системы, причиняющее им зачастую колоссальный вред (многочисленные техногенные аварии, разрушение озонового слоя и т.п.). Поэтому под природопользованием в широком смысле этого понятия подразумевают как непосредственное, так и косвенное воздействие человека на окружающую природную среду в результате всей его антропогенной деятельности, которое может быть как сознательным, так и стихийным, как целенаправленным, так и случайным.

Такое представление о природопользовании сложилось не сразу. Первоначально оно отождествлялось с ресурсопотреблением – использованием природных ресурсов в хозяйственных целях. Рост производства и нагрузок на природу привел к конфликтам между природопользователями и населением в целом, что породило необходимость целенаправленных мер по охране природных факторов жизни людей. Таким образом, развитие природопользования исторически шло от использования нужных свойств природы к их охране, затем к воспроизводству и далее к улучшению и совершенствованию. Природопользование в широком смысле понимается сейчас как особая сфера деятельности, направленная на взаимосвязанное решение задач, ресурсообеспечения экономики, ресурсосбережения, сохранения среды жизни людей и охраны разнообразия природы.

В отраслевом разрезе природопользование включает в первую очередь природохозяйственные отрасли экономики, занимающиеся выявлением, использованием и воспроизводством природных богатств (геологоразведка, отрасли добывающей промышленности, сельское, лесное, водное хозяйства и т.п.). Однако по определению природопользование подразумевает не только прямое, но и косвенное воздействие на природную среду, приводящее к ее нарушению, прежде всего загрязнению, поэтому объектами управления в природопользовании являются практически все структурные звенья, как материального производства, так и сферы услуг (туризм, рекреационная деятельность, жилищно-коммунальное хозяйство и т.п.), в той или иной степени, взаимодействующие с природной средой. Очевидно, что природопользование – органическая часть общественного воспроизводства, элемент экономической системы общества, многофункциональная сфера деятельности.

Широкое признание этого факта не случайно, оно сформировалось на таком этапе социально-экономического развития, когда выявились ограниченность природного потенциала, исчерпаемость доступных ресурсов природы, возникли кризисные ситуации в состоянии окружающей среды. Однако понадобился достаточно долгий и трудный опыт науки и практики для осознания того, что разрозненные действия по охране отдельных природных компонентов, увеличению отдачи конкретных природных угодий, преобразованию ландшафтов не только не эффективны экономически и социально, но и приводят к деградации природных систем, дестабилизации происходящих в них естественных процессов. Благодаря накопленному обществом опыту в сфере взаимодействия с окружающей средой была признана необходимость единства подхода к деятельности по использованию природы, ее сохранению и воспроизводству.

Усиление природоохранного и ресурсовоспроизводящего аспектов природопользования привело к возникновению в научной литературе нового понятия – "экологическая сфера". Чаще всего этот термин используется как синоним понятия "природопользование". Однако в ряде исследований подчеркивается такая особенность экологической сферы, как направленность функционирующего в ней труда на охрану, восстановление, приумножение и рациональное использование ресурсов живой природы для удовлетворения эколого-ресурсных потребностей человеческого общества.

Возникновение экологической сферы вызвано не выпуском новых видов продукции, а необходимостью выполнения обязательных производственных функций по охране природы и целенаправленного решения возникающих в обществе экологических проблем. Экологическая сфера все чаще рассматривается не только как окружающая нас природная среда, но и как природоохранный труд, связанный с ее воспроизводством.

1.2. Понятие об экологии как науке и общенаучном подходе к решению проблем взаимодействия природы и общества

Проблемы функционирования экологической сферы (природопользования) исследуют многие отрасли знаний. Наиболее значительные теоретические и практические успехи достигнуты в ходе исследований, проводимых на стыке естественных и общественных наук.

Естественные науки (естествознание) – это совокупность отраслей знаний о природе, которые ставят целью раскрытие сущности явлений природы, познание общих законов ее развития, поиски путей использования полученных знаний в практической деятельности человека. Крупнейшими отраслями естествознания являются: физика, химия, биология, физическая география, геология, гидрология, почвоведение и др. Среди отраслей естествознания в исследовании процессов природопользования особое место занимает экология.

Экология как наука сформировалась в недрах биологии в середине XIX ст., после того как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле. Возникло понимание того, что не только строение и развитие организмов, но и взаимоотношения их со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые заслуживают специального изучения.

Термин "экология" был введен в науку известным немецким ученым-зоологом Э. Геккелем, который в своих трудах "Всеобщая морфология организмов" (1866) и "Естественная история миротворения" (1868) впервые попытался дать определение сущности новой науки. Слово "экология" образовано от двух греческих слов: oikos – дом, жилище, местопребывание и logos – слово, учение; в буквальном смысле экология – наука о местообитании.

Э. Геккель определял экологию как "общую науку об отношениях организмов с окружающей средой". По Э. Геккелю, экология представляет собой науку о "домашнем быте" живых организмов и призвана исследовать "все те замкнутые взаимоотношения, которые Ч. Дарвин условно обозначил как борьбу за существование". В процессе развития эта наука превратилась в биологическое учение, которое исследует живые организмы и их совокупности, взаимодействующие друг с другом и образующие с окружающей средой обитания некое единство, в пределах которого происходит преобразование энергии и органического вещества.

Современная экология в структурном отношении представляет сложную систему знаний, прежде всего она подразделяется на общую и частную (экология растений и экология животных). В задачи общей экологии входит исследование популяций, биоценозов и биосферы, а также экологических систем и биогеоценозов. Выделяются также научные направления, исследующие действие различных факторов окружающей среды на отдельные виды (аутэкология), взаимоотношения организмов, их различных совокупностей (демэкология, синэкология).

В последние десятилетия произошло расширение круга понятий экологии в связи с включением в сферу объектов ее изучения человека как биологического вида с его "природопокорительной" деятельностью и возникшей угрозой глобального экологического кризиса. Экологией стали называть весь комплекс взаимоотношений человека с окружающей природной средой. Обострение проблем окружающей среды привело к проникновению экологии в различные области науки и практики, то есть к экологизации знаний и хозяйственной деятельности. Это обусловило появление прикладных отраслей экологии: промышленной экологии, агроэкологии, социальной экологии (экологии человека), экологии города и т.п. Идеи и компетенция первоначально узкой и частной биологической дисциплины охватили широкий круг проблем окружающей среды.

Известный американский эколог Ю. Одум еще в 1963 г. назвал экологию наукой о строении и функциях природы в целом, а в его труде "Экология" (1986) она трактуется как "междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи". Это очень широкое определение, но оно более других соответствует современному пониманию экологии.

В "Кратком экономическом словаре" (1987) экология определяется уже как "наука об общих закономерностях взаимодействия природы и общества; специальная сфера деятельности общества, направленная на охрану окружающей среды и целесообразное использование природных ресурсов". Таким образом, взгляд на экологию как на область только естествознания изменился, хотя никто, конечно, не отрицает права на существование классической "геккелевской" экологии — науки о местообитании живых организмов, которая по-прежнему изучается студентами-биологами и объединяет несколько самостоятельных дисциплин (аутоэкологию, демэкологию, синэкологию, общую экологию). Для студентов же экономического профиля интерес представляет экология в ее современном толковании как общенаучный подход к проблемам взаимодействия общества и природы. Именно в такой трактовке она является теоретической основой рационального природопользования и играет важную роль в разработке экологической стратегии государства, обеспечении устойчивого человеческого развития.

1.3. "Основы экологии и экономика природопользования" как межотраслевая учебная дисциплина. Предмет и методология курса

Общественные науки (философия, история, социология, экономика), исходя из своих методологических позиций, в XIX – XX ст. также интенсивно исследуют проблемы взаимоотношения природы и общества. В системе экономических наук формируется новое направление – экономика природопользования. В бывшем СССР этот термин впервые был использован в 1964 г. на объединенной конференции методологических семинаров Академии наук СССР, а уже в 70-е годы в ряде экономических вузов страны преподавалась учебная дисциплина с таким названием, что свидетельствует о важном теоретическом и прикладном значении новой отрасли знаний.

Экономика природопользования формируется как отраслевое направление в экономической науке, исследующее социально-экономические закономерности использования человечеством природных богатств и регулирования отношений природы и общества. Она изучает особенности хозяйственного механизма природопользования и методы наиболее эффективного взаимодействия общества и природной среды в целях предотвращения ее дальнейшего загрязнения и истощения, поддержания нормальных условий воспроизводства и жизнедеятельности человека.

Исследование единого объекта – природопользования – привело постепенно к синтезу двух научных направлений: экологии и экономики природопользования. Интеграция экологических и экономических знаний находит отражение в учебном процессе высших и средних специальных учебных заведений. Так, в различных странах мира читаются курсы экономической экологии, эконологии, биоэкономики, энвайроментальной экономики и др. С начала 90-х годов в Российской академии народного хозяйства им. Г.В. Плеханова изучаются "Основы экоразвития", в Санкт-Петербургском государственном техническом университете – "Экономические основы экологии".

В Белорусском государственном экономическом университете, как и в других вузах страны, преподавание новой интегрированной учебной дисциплины "Основы экологии и экономика природопользования" ведется с 1995/96 учебного года. Предметом изучения этой дисциплины являются отношения между людьми, которые складываются в процессе взаимодействия с окружающей средой по поводу использования сил и ресурсов природы, ее охраны и восстановления, то есть эколого-экономические отношения. Развиваясь и совершенствуясь, они обусловливают формирование в обществе рационального природопользования. Задачи рационального природопользования заключаются в удовлетворении потребностей общества в естественных ресурсах, создании условий для их расширенного воспроизводства; повышении продуктивности природной среды; эффективном, комплексном использовании невозобновимых богатств природы, предотвращении их потерь; максимально возможном сохранении экологических систем путем совершенствования технологий и сокращения техногенных выбросов в окружающую среду; сведении к минимуму возможного ущерба здоровью людей.

Основополагающей категорией учебной дисциплины "Основы экологии и экономика природопользования" выступают эколого-экономические системы разного масштаба и уровня. Под эколого-экономической системой понимается интеграция экономики и природы, представляющая собой взаимосвязанное и взаимообусловленное функционирование общественного производства и естественных процессов в природе. Важнейший признак эколого-экономической системы – региональность, развитие на определенной территории. В одном случае пространственные границы такой системы может определять территория производственной деятельности – географические границы национальной экономики Беларуси, областного хозяйственного комплекса, города, промышленного узла и т.д., причем последствия взаимодействия могут выходить за пределы системы. При другом подходе границы эколого-экономических систем определяются природными факторами – Белорусское Полесье, Белорусское Поозерье, Беловежская Пуща и др.





Изучение проблем любой науки, учебной дисциплины осуществляется с помощью соответствующих методов исследования, совокупность которых представляет собой ее методологию. "Основы экологии и экономика природопользования" как межотраслевая учебная дисциплина использует различные, прежде всего общенаучные методы, разработанные естественными, общественными и другими отраслями знаний. Вместе с тем расширяется круг специфических методов, позволяющих глубже исследовать синтез экологии и экономики.

Всеобщим методом познания, общей философской основой всех наук является диалектический метод, согласно которому предмет исследования рассматривается всесторонне, в развитии, через возникновение и разрешение противоречий. Диалектический метод предполагает исследование экологических и экономических процессов в единстве, различии и историческом развитии. Принципиальным положением диалектического метода является включение практики в теорию познания. Изучение курса "Основы экологии и экономика природопользования" невозможно без ознакомления с практикой хозяйствования, научного обобщения опыта воспроизводства природных ресурсов, выявления прогрессивных тенденций в области ресурсопотребления и природоохранной деятельности.

Для эколого-экономических исследований велика роль исторического метода, позволяющего проследить динамику взаимоотношений природы и общества. Изучение истории этих взаимодействий необходимо как для лучшего понимания современного состояния эколого-экономических систем, так и для научно обоснованных прогнозов особенностей их развития.

Важнейшим методом исследования в экологии и экономике природопользования является системный, состоящий в определении составных частей эколого-экономических систем и взаимодействующих с ними внешних объектов, установлении структуры системы, то есть совокупности внутренних связей и отношений. Системный подход к изучению природопользования позволяет исследовать сложные взаимосвязи отдельных процессов по эксплуатации и воспроизводству природных ресурсов, охране либо восстановлению качественного состояния окружающей природной среды. На практике этот метод используется при разработке комплексных программ природопользования, системном анализе проблем воспроизводства природных ресурсов и выработке мероприятий по их разрешению.

Специфическим методом исследования в экологии и экономике природопользования выступает нормативный. Особая роль принадлежит таким экологическим нормативам, как предельно допустимая концентрация (ПДК), предельно допустимые выбросы (ПДВ), нормы зеленых зон и т.п. Их назначение – установить объективные границы допустимых антропогенных нагрузок на природу. Используются и другие нормативы – отходов, ресурсопотребления, экономической эффективности экологических затрат и т.д. Без должной нормативной базы невозможно регулирование природосберегающей деятельности и рационализации использования природных ресурсов.

Особо нужно сказать об экономико-математическом моделировании в экологии и экономике природопользования. Первоначально в эколого-экономических исследованиях разрабатывался преимущественно аппарат линейного программирования, позволявший решать задачи распределения ограниченных ресурсов и выбора оптимального сочетания технологий. Позднее стал осуществляться учет экологических факторов (объемов загрязнения, отходов производства) в балансовых моделях, что позволило определять направления и количественные параметры мероприятий по устранению промышленных загрязнений. Более совершенный уровень применения экономико-математических методов представляют собой оптимизационные модели, разрабатываемые учеными Центрального экономико-математического института Российской академии наук (ЦЭМИ РАН) для определения замыкающих затрат в природопользовании, экономических оценок природных ресурсов, экономического ущерба от загрязнения природной среды и других эколого-экономических параметров.

Эколого-экономические процессы протекают на определенной территории, и для анализа их распространения, выявления взаимосвязи с хозяйственной деятельностью человека велика роль картографических методов. С помощью этих методов дают оценку природных ресурсов (размещение, запасы, продуктивность и другие характеристики), прогнозируют природные явления в регионах, недоступных непосредственному наблюдению, определяют природоохранные меры, направленные на предотвращение опасных явлений, сохранение и воспроизводство природных ресурсов. В Беларуси картографические методы исследования широко используются для оценки радиационной ситуации в отдельных регионах страны, прогнозирования этих процессов, для разъяснения населению возможной радиационной опасности.

Среди новейших направлений следует отметить перспективность космических методов исследования. Космическая съемка, осуществляемая с помощью аппаратуры, размещаемой на искусственных спутниках нашей планеты, космических станциях и кораблях, необычайно расширяет информацию о Земле, позволяет вести наблюдение за глобальными природными процессами. Осуществляется изучение структуры и изменчивости атмосферы, гидросферы, литосферы, почвенного и растительного покрова, а также некоторых проявлений хозяйственной деятельности человека (следов антропогенного воздействия на окружающую среду, включая содержание и распространение аэрозолей в атмосфере; загрязнения водоемов; размещения отходов и т.п.). Научная и практическая значимость космических методов исследования обусловлена главным образом значительной обзорностью космических снимков и хорошим отражением на них взаимосвязей между компонентами природной среды и отдельными видами производственной деятельности. Большая скорость получения и передачи информации, возможность проведения многократных съемок одних и тех же территорий позволяют оперативно исследовать из космоса многие экологические процессы в их динамике, увереннее осуществлять прогноз и разрабатывать природоохранные мероприятия.

Подготовка экономистов широкого профиля предполагает взаимодействие всех учебных дисциплин. Курс "Основы экологии и экономика природопользования" имеет наиболее тесные связи с экономической теорией (политической экономией), которая изучает законы общественного производства, распределения и потребления материальных благ. Знание этих законов позволяет осуществить более глубокий анализ эколого-экономических отношений, исследовать их роль и место в общественном производстве.

Велика роль взаимосвязей и с другими экономическими дисциплинами, результаты теоретических изысканий и практической деятельности которых используются при изучении "Основ экологии и экономики природопользования": государственным регулированием, прогнозированием и планированием экономики, финансами и кредитом, бухгалтерским учетом и анализом хозяйственной деятельности, экономикой отраслей хозяйства, статистикой, размещением производительных сил, региональной экономикой и др.

В свою очередь во многих экономических дисциплинах рассматриваются экологические аспекты хозяйственного развития, что обусловлено зависимостью экономических процессов от характера и особенностей взаимодействия общества с природой, необходимостью учета проявлений этого взаимодействия при организации хозяйственной деятельности. Дальнейшее развитие общественного производства немыслимо без его экологической перестройки, экологизации всех его звеньев. В итоге формируются узкоспециализированные научные направления и, соответственно, спецкурсы в учебном процессе – статистика окружающей среды, экология промышленности, сельскохозяйственного производства, туризма и др.

В условиях становления рыночных отношений создаются реальные предпосылки для рационализации природопользования, что связано с процессами повышения экономической самостоятельности предприятий, обеспечения принципов самоуправления регионов, дифференциации форм собственности и другими рыночными механизмами. Поэтому большой интерес для экономики природопользования представляют так называемые "рыночные" экономические дисциплины – менеджмент, маркетинг, макро- и микроэкономика и другие, из которых она черпает сведения об особенностях функционирования рыночной экономики и ее возможностях в оптимизации эколого-экономических отношений.

Совершенствование преподавания экологии и экономики природопользования связано с использованием многих теоретических положений и информационных данных естественных и технических наук. Отметим, прежде всего, тесные связи с широким кругом природоведческих отраслей знаний – геологией, почвоведением, биологией, лесоведением, метеорологией, гидрологией, ландшафтоведением и др. Эти связи основаны на необходимости четкого представления о специфике природных компонентов, которые вовлекаются в эколого-экономические отношения.

Большое значение имеет взаимосвязь курса с географическими науками, разрабатывающими многие сложные проблемы регионального природопользования. Кроме того, в эколого-экономических исследованиях все шире используется важнейший научный метод географии – метод районирования.

Взаимодействия экологии и экономики природопользования с техническими науками обусловлены тем, что экологизация производства, совершенствование технологий с целью снижения негативного воздействия производительных сил на природную среду невозможны без учета новейших достижений науки и техники, их эколого-экономического обоснования.

1.4. Функции и задачи эколого-экономических исследований и учебного курса "Основы экологии и экономика природопользования"

В переходный период социально-экономического развития возникает серьезная опасность ухудшения экологической ситуации вследствие разрушения стабильных хозяйственных связей, использования низкокачественных и некондиционных видов топлива, финансовых трудностей субъектов хозяйствования, ограничивающих возможности природоохранной деятельности, недостаточности бюджетного финансирования экологической сферы и т.п. Многие специалисты считают, что "чисто рыночная" экономика является наиболее опасным для природы способом хозяйствования, поскольку частный собственник в условиях слабо регулируемого рынка в погоне за максимальной прибылью стремится к сокращению своих непроизводительных расходов, к которым в первую очередь и относят затраты на экологию. А это, конечно же, приведет к ухудшению экологической обстановки.

В связи с этим эколого-экономические исследования призваны реализовывать в обществе следующие основные функции:

направляющую (обоснование экологических целей и выбор главных путей их реализации);

координирующую (сбалансирование важнейших пропорций в потреблении природных ресурсов и согласование производственных интересов природопользователей с экологическими интересами общества);

стимулирующую (активизация природоохранной деятельности субъектов хозяйствования и общества в целом).

Выполнение этих функций в свою очередь выдвигает перед новым интегрированным научным направлением – экологией и экономикой природопользования – такие задачи, как:

  • разработка стратегических направлений ресурсосберегающего развития экономики и экологической политики государства;
  • формирование системы государственного регулирования, прогнозирования и контроля природоохранной деятельности;
  • исследование и научное обоснование хозяйственного механизма природопользования в условиях становления рыночных отношений;
  • совершенствование организационных основ управления природопользованием;
  • разработка экономического механизма охраны окружающей среды и эффективного природопользования с применением рыночных рычагов;

теоретическое обоснование и выработка методических подходов к определению экономических показателей природоохранной деятельности производственных объектов и степени их воздействия на окружающую среду;

установление путей и методов повышения эффективности использования природных ресурсов, их воспроизводства, усиления режима экономии, комплексной переработки сырья и вторичных ресурсов производства, снижения материало- и энергоемкости производства в целях сокращения вредного воздействия на окружающую среду

Главной задачей курса "Основы экологии и экономика природопользования" является формирование системы знании о рациональном природопользовании, путях достижения устойчивого эколого-экономического развития, функционировании и совершенствовании хозяйственного механизма природопользования, адекватного рыночной экономике. Это предопределило изучение в данном курсе следующих составных частей механизма регулирования сферы природопользования:

  • системы планирования и прогнозирования природопользования;
  • управления природопользованием и его регулирования, правовой защиты природной среды;
  • системы наблюдения, учета и контроля в области охраны окружающей среды;

— финансирования и кредитования природоохранных мероприятий;

— экономического стимулирования рационального природопользования и природоохранной деятельности.

В задачи курса "Основы экологии и экономика природопользования" входит изучение эколого-экономических проблем Республики Беларусь и путей их решения. Среди этих проблем – охрана и обеспечение качества воздушного бассейна страны, охрана и рациональное использование водных ресурсов, улучшение использования и сохранение плодородия земельных ресурсов, повышение эффективности использования и охраны лесных и минерально-сырьевых ресурсов. Сложность экологической ситуации обусловлена совмещением в ряде регионов производственного и радиационного загрязнения. Отсюда вытекает необходимость анализа и учета специфики природопользования в условиях радиационного загрязнения территории страны.

Знания в области экологии и экономики природопользования помогут будущим специалистам осуществлять необходимые расчеты по экономической оценке природных ресурсов, определению размеров экологических платежей, экологических издержек производства, экономической эффективности проводимых природоохранных мероприятий и т.п.

Одна из главных задач эколого-экономического образования – привить будущему руководителю производства понимание того, что любое хозяйственное действие отражается на состоянии окружающей среды, и поэтому решать производственные вопросы надо комплексно, сопоставляя производственный эффект с экологическими последствиями.

Для устойчивого развития страны необходимо, чтобы каждый гражданин был сознательным и активным участником процесса сбережения, умножения и рационального использования природных ресурсов в целях обеспечения нормальных условий проживания и деятельности настоящего и будущих поколений.

Глава 2. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

2.1. Краткий исторический очерк возникновения и развития экологии

Экология как самостоятельная отрасль науки обязана своим происхождением немецкому зоологу-эволюционисту Э. Геккелю. Во втором томе труда "Всеобщая морфология организмов" (1866) он дал ей следующее определение: "Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все "условия существования". Они частично органической, частично неорганической природы... К неорганическим относятся физические и химические свойства местообитаний организмов – климат (свет, тепло, влажность и атмосферное электричество), неорганическая пища, состав воды и почвы и т.д. В качестве органических условий существования мы рассматриваем общие отношения организма ко всем остальным организмам, с которыми он вступает в контакт и из которых большинство содействует его пользе или вредит. Каждый организм имеет среди остальных своих друзей и врагов, таких, которые способствуют его существованию, и тех, что ему вредят. Организмы, которые служат пищей остальным или паразитируют в них, во всяком случае, относятся к данной категории органических условий существования".

Как и большинство наук, экология имеет длительную предысторию. Ее обособление в качестве самостоятельной науки в середине XIX в. представляет собой естественный этап накопления большого объема научных знаний о природе. Еще в трудах античных философов встречаются первые попытки обобщения сведений об образе жизни животных и растений, зависимости их от среды обитания, характере распределения и своеобразии в разных природно-климатических условиях. Так, Аристотель (384-322 гг. до н.э.) описывает свыше 500 видов известных ему животных и рассказывает об их поведении. Ученик Аристотеля – "отец ботаники" Теофраст Эрезийский (372-287 гг. до н.э.) приводит сведения о своеобразии растений в разных условиях, зависимости их формы и особенностей роста от почвы и климата.

В средние века интерес к изучению природы ослабевает под давлением богословия и схоластики, но возрождается с новой силой в эпоху Возрождения, великих географических открытий, когда колонизация новых стран послужила толчком к развитию систематики – науки о разнообразии всех организмов на планете. В это время исследователями составлены подробнейшие описания растений и животных, их внутреннего и внешнего строения. Первые систематики — Дж. Рей (1627 —1705), К. Линней (1707—1778) и другие, стремясь к созданию полной системы (классификации) органического мира, сообщали и о зависимости растений от условий их произрастания или возделывания, местах обитания и т.п.

В XVII – XVIII вв. экологические сведения составляли нередко значительную часть в записях известных путешественников. В трудах СП. Крашенинникова, И.И. Лепехина, П.С. Палласа и других географов и натуралистов указывалось, что рас­пространение растительности и животного мира в разных частях планеты связано с климатическими особенностями. А Ж.-Б. Ламарк (1744 – 829), автор первого эволюционного учения, считал, что влияние "внешних обстоятельств" – одна из самых важных причин приспособительных изменений организмов, эволюции животных и растений.

Дальнейшему развитию экологического мышления способствовало появление в начале XIX ст. биогеографии. Труды А.Гумбольдта (1769 – 1859) определили новое, экологическое направление в географии растений. Он ввел в науку представление о том, что "лицо" ландшафта определяется внешним обликом растительности: в сходных зональных и вертикально-поясных географических условиях у растений разных систематических групп вырабатывается сходный внешний облик.

Одним из основоположников классической экологии с полным правом можно назвать профессора Московского университета К.Ф. Рулье (1814 – 1858), который широко пропагандировал необходимость развития особого направления в зоологии, посвященного всестороннему исследованию жизни животных, их сложных взаимосвязей с окружающим миром (взаимоотношения родителей и потомства, отношения между животными разных видов, их взаимодействие с растениями, почвой, зависимость от физических условий и т.п.). К.Ф. Рулье разработал широкую систему экологических исследований животного мира.

В 1859 г. появилась книга Ч. Дарвина "Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь". В этом труде показано, что борьба за существование в природе, под которой автор понимал все формы противоречивых связей вида со средой, приводит к естественному отбору, то есть является движущим фактором эволюции. Стало ясно, что взаимоотношения живых существ и их связи с неорганическими компонентами природы ("борьба за существование") – большая самостоятельная область исследований.

В 1866 г., благодаря Э. Геккелю, эта новая область знаний получила название "экология", развернутое определение которой приведено в начале данной темы. Интересно, что Э. Геккель позднее отрекся от введенного им названия, заменив его на "экономию природы", однако термин "экология" постепенно получил всеобщее признание.

В конце 70-х годов XIX в. в экологии возникло новое направление – биоценология. Немецкий гидробиолог К. Мёбиус обосновал представление о биоценозе как глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды, обусловленном длительной историей приспособления видов друг к другу и к сходной экологической обстановке. Учение о растительных сообществах обособилось в отдельную отрасль ботанической экологии – геоботанику, основные положения которой были разработаны в трудах Г.Ф. Морозова и В.Н. Сукачева на основе учения о лесе.

В начале XX ст. оформились экологические школы гидробиологов, ботаников, экологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки. В 1910 г. на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений официально разделилась на экологию особей, отдельных видов (аутоэкологию) и экологию сообществ (синэкологию). Это деление распространилось и на экологию животных. В 1913-1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы, экологию начали преподавать в университетах.

В 30-е годы оформилась новая область экологической науки – популяционная экология (демэкология), основоположником которой следует считать английского ученого Ч. Элтона. Центральными проблемами экологии популяций стали внутривидовая организация и динамика численности организмов. Исследования популяций (совокупностей особей одного вида) в экологии в значительной мере были обусловлены запросами практики: острой необходимостью разработки основ борьбы с вредителями и конкурентами в сельском и лесном хозяйстве, истощением запасов ряда ценных промысловых животных, открытием роли некоторых диких животных в распространении паразитов и вредителей, возбудителей болезней человека и домашнего скота.

К 40-м годам в экологии возник принципиально новый подход к исследованию природных экосистем: в 1935 г. английский ученый А. Тенсли выдвинул понятие экосистемы, а в 1940 г. В.Н. Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи всего живого и окружающей неорганической среды – о круговороте веществ и превращениях энергии.

В послевоенное время, с конца 50-х годов экология продолжала стремительно развиваться. Появились исследования миграции живого вещества и энергии, стали бурно внедряться методы математического моделирования, позволившие описать многие экологические закономерности. Была получена развернутая картина возможных вариантов динамики популяций, сформулированы важные принципы совместного существования видов в сообществе, описаны сложные процессы их метаболизма. Фактически именно эти результаты стали основой для решения задач программирования урожая, расчета эффективных схем управления сельскохозяйственными посевами и т.п.

За последние 20 лет экология в нашей стране сделала большой скачок и стала одной из наиболее значимых наук, в центре изучения которой находятся экосистемы. Живые организмы вместе с окружающей их средой образуют сложную кибернетическую систему. Ее сложность обусловлена не только большим разнообразием входящих в систему элементов, но и их разнородностью, многообразием возникающих между ними связей. Задачи оптимального управления природной средой, стоящие перед человечеством, требуют рассмотрения в качестве составляющих сложной системы не только элементов живой и неживой природы, но и воздействующих на них сооружений, механизмов, машин, созданных человеком. В наши дни стало общепризнанным то, что экологические принципы и теории применимы как к редким растениям и животным в их естественных условиях обитания, так и к человеку. Эту отрасль экологии, изучающую экологические принципы, необходимые для устойчивого развития человеческого сообщества, часто называют наукой об окружающей среде.

К сожалению, использование природных богатств на протяжении всей истории осуществлялось человеком при полном незнании законов экологии, что привело к тяжелым и часто непоправимым последствиям, в частности, к истощению природных ресурсов и колоссальному загрязнению среды обитания. Прежде чем человеку удастся найти решение ряда жизненно важных проблем предстоящего тысячелетия (таких, как удовлетворение потребностей в воде и пище возрастающего населения планеты), необходимо срочно предпринять хотя бы паллиативные меры, позволяющие обеспечить жизнь человеку завтрашнего дня. Но чтобы действовать, надо знать, как. Экология и оказывается тем биологическим и мировоззренческим фундаментом, на который может опереться человек в принятии превентивных мер, направленных на сохранение окружающей природы.

2.2. Основные понятия экологии

Современное распространение живых организмов определяется в первую очередь условиями среды, в которой они обитают. Все живые и неживые объекты, окружающие растения и животных и непосредственно взаимодействующие с ними, называются средой обитания.

Под термином окружающая среда (или окружающая природная среда) обычно понимается та часть природы, на которую простирается влияние человека.

Элементы среды, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами. По своему происхождению и специфике влияния экологические факторы делят на три основные группы:

  • абиотические факторы – это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы, определяя условия их существования (температура, свет и другая лучистая энергия, влажность и газовый состав воздуха, атмосферное давление, осадки, снежный покров, ветер, солевой состав воды, почвы, рельеф местности и т.п.);
  • биотические факторы – это все формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм испытывает прямое или косвенное влияние других особей, вступает во взаимоотношения с представителями своего или иных видов (растений, животных, микроорганизмов), зависит от них или сам оказывает воздействие;
  • антропогенные факторы – все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на условиях их существования. К таким факторам относится воздействие промышленности, сельскохозяйственного производства, транспорта и всех других форм ведения хозяйства. Антропогенные воздействия на живой мир планеты продолжают возрастать.

Любой из экологических факторов может то проявляться как непосредственная причина изменения обмена веществ, то действовать косвенно, влияя на жизнедеятельность организмов, изменяя среду обитания.

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ есть ряд общих закономерностей. К ним относится реакция организмов на интенсивность или силу воз действия фактора. Как недостаточное, так и избыточное действие его отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Для представителей разных видов условия, в которых они себя особенно хорошо чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения (влаголюбивые) предпочитают очень влажную почву (капуста, кабачки), другие – переносят засушливую погоду. Одни любят сильную жару (дыня), другие предпочитают тень, прохладу (цветная капуста). Эти факторы очень существенно влияют на рост и состояние растений. Точка, при которой наблюдается их максимальный рост, называется оптимумом. Обычно это относится к диапазону температур. Благоприятная сила воздействия фактора (дозировка) называется зоной оптимума фактора для организма, данного вида. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которой еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости. Точки, ограничивающие его, то есть максимальная и минимальная пригодная для жизни температура – это пределы устойчивости, или пределы выносливости вида. Степень выносливости по отношению к данному экологическому фактору называют экологической валентностью. Экологическая валентность организма представляет собой его способность заселять разнообразные среды.

По мере приближения к точкам предела устойчивости, если действие фактора уменьшается или возрастает, жизнедеятельность снижается вплоть до полного угнетения или гибели живого существа (в нашем примере – растения), то есть речь идет о стрессовых зонах в рамках диапазона устойчивости. Аналогичное влияние могут оказывать и другие факторы.

Для каждого вида растений и животных существуют оптимум, стрессовые зоны, или зоны угнетения, и пределы устойчивости (выносливости) в отношении каждого фактора окружающей среды (рис. 2.1).

Разбирая пример с температурой, мы рассматривали изменение только одного фактора, полагая, что все остальные как бы соответствуют зоне оптимума. Мы наблюдали действие закона лимитирующих факторов, сформулированного Ю. Либихом. Фактор, который за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма, называют лимитирующим. К изменениям этого фактора организмы особенно чувствительны. Нередко лимитирующими факторами оказываются биотические, то есть воздействие одних видов животных и растений на другие. Например, недостаток пищи лимитирует развитие и распространение различных видов животных. К лимитирующим факторам развития растений относятся температура, свет водообеспеченность и т.д.

Рис. 2.1. Зависимость результатов воздействия фактора от его интенсивности одиночку.

Все организмы при взаимодействии со средой должны поддерживать динамическое равновесие, или гомеостаз.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки "эври" (от греческого eurys – широкий). Например, эвритермный вид – выносящий значительные колебания температуры. Узкая экологическая валентность обозначается приставкой "стено" (от греческого stenos – узкий) – стенотермный. Виды, которые могут приспособиться к колебаниям различных экологических факторов в широких пределах, называются эврибионтными; виды, для существования которых необходимы строго определенные условия, называются стенобионтными.

Под воздействием экологических факторов живые организмы объединяются в определенные иерархические системы, которые представляют собой разные уровни организации живого вещества: популяции, сообщества и экосистемы.

Популяцией называют группу особей одного вида, занимающую определенное пространство и обладающую необходимыми возможностями для поддержания своей численности в постоянно изменяющихся условиях среды. Слово "популяция" происходит от латинского populus – народ, население.

В природе популяции разных видов объединяются в системы более высокого ранга – сообщества. Сообщество (биотическое) – это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Сообщества организмов связаны энергетическими связями с неорганической средой. Растения, например, могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Наименьшей единицей, к которой может быть применен термин "сообщество", является биоценоз (термин введен К. Мёбиусом в 1877 г.). Биоценозами называют группировки совместно обитающих и взаимосвязанных организмов. Масштабы биоценозов различны – от сообществ нор, муравейников, листвы деревьев до населения целых ландшафтов – лесов, степей, пустынь и т.п. Термин "биоценоз" употребляют чаще всего применительно к населению территорий, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности, например, биоценоз еловых лесов, пшеничного поля и т.п.

Б и о т а (от греческого biote – жизнь) – совокупность видов растений, животных и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения. В отличие от биоценоза, может характеризоваться отсутствием экологических связей между видами.

Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально-энергетическими связями. Пространство, занимаемое биоценозом, называется биотопом. Биоценоз и его биотоп представляют собой два нераздельных элемента, образующих более или менее устойчивую систему, именуемую биогеоценозом. "Понятие биогеоценоз (от греческого bios – жизнь, ge – земля, koinos – общий) введено в науку рус­ским ученым В.Н. Сукачевым в 1940г.

Идея о взаимосвязи и единстве всех явлений и предметов на земной поверхности возникла почти одновременно в СССР и за рубежом с той лишь разницей, что в СССР она развивалась как учение о биогеоценозе, а в других странах – как учение об экосистемах. Экологическая система, или экосистема – это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.

Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не тождественные. И то, и другое понятие подразумевает совокупность живых организмов и среды обитания, но экосистема – понятие безразмерное. "От капли до океана" – так образно охарактеризовал ее автор термина "экосистема" английский биолог А. Тенсли. Муравейник, аквариум, пруд, болото, кабина космического корабля – все это экосистемы (рис. 2.2).

 Рис. 2.2.Схематическое строение экосистемы Биогеоценоз -1

Рис. 2.2.Схематическое строение экосистемы

Биогеоценоз в отечественной литературе принято характеризовать как экосистему, границы которой очерчены ареалом распространения растительного покрова – фитоценоза. Например, степные, болотные, луговые и т.п. биогеоценозы. Иными словами, биогеоценоз – это частный случай экосистемы, всегда явление естественное, даже в случае воздействия на него человека. Экосистема же может быть целиком искусственной (аквариум, космический аппарат и т.п.).

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Жизнь на Земле существует благодаря энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими растениями (автотрофами) в химические связи органических соединений. Все остальные организмы получают энергию с пищей. Перенос энергии пищи от ее источника (автотрофов) через ряд организмов, происходящий путем поглощения одних организмов другими, называется пищевой (трофической) цепью (рис. 2.3).

Каждая экосистема содержит совокупность животных и растительных организмов, которые по формам питания можно разделить на две группы:

автотрофы (кормящие себя сами) – зеленые растения, способные осуществлять фотосинтез и использующие минеральные элементы для роста и воспроизводства. Фотосинтез – это сложный процесс превращения воды и углекислого газа в сахара с помощью солнечной энергии. Из образованных таким образом Сахаров и минеральных элементов питания, получаемых из почвы или воды, растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав их организмов. Иными словами, простые химические вещества, из которых состоят воздух, вода и минералы горных пород и почвы, превращаются в сложные соединения типа белков, жиров и углеводов, называемые органическими. Автотрофные растения – это продуценты экосистемы (от латинского producens – производящий), создающие органические вещества из неорганических. Из этих органических веществ и образуются ткани растений и животных. Фотосинтезирующие

 Рис. 2.3. Схема, иллюстрирующая -2

Рис. 2.3. Схема, иллюстрирующая пищевые цепи в экосистеме (Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, Основы экоразвития. М., 1994.)

растения продуцируют пищу для всех остальных организмов экосистемы, поэтому их и называют продуцентами;

гетеротрофы (питающиеся другими) – организмы, которым для питания необходимы органические вещества. Эти организмы имеют значительно более сложный обмен веществ. В свою очередь все гетеротрофы подразделяются на организмы-потребители (консументы) и организмы, разлагающие органические вещества на исходные неорганические компоненты (редуценты).

Консументы (от латинского consume – потребляю) – это организмы, потребляющие органические вещества. К ним относятся как простейшие, черви, рыбы, моллюски, насекомые и другие членистоногие, пресмыкающиеся, птицы, так и млекопитающие, включая человека. Различают консументы первого порядка – растительноядные животные, будь то слон или клещ (или первичные консументы), консументы второго, третьего и более высоких порядков, потребляющие животную пищу, – хищники (или плотоядные), а также всеядные (или эврифаги), которые могут поедать как растительную, так и животную пищу (лисы, свиньи, тараканы и др.).

Редуценты (от латинского reducers – возвращающий, восстанавливающий) – организмы, разлагающие мертвое органическое вещество. К ним относятся всевозможные сапрофитные бактерии, грибы и животные – детритофаги, питающиеся мертвым или частично разложившимся органическим веществом – детритом. В почве это мелкие беспозвоночные, питающиеся отбросами, например, мелкие клещи, земляные черви, многоножки; в водных экосистемах – моллюски, крабы и черви; при гниении – бактерии; при разложении растительного опада — грибы. По составу и активности сообщества редуцентов не менее разнообразны, чем другие сообщества, но гораздо менее знакомы обычному человеку.

Очевидно, что ни один организм не существует вне связи с другими. Каждый может жить, только взаимодействуя с окружающей средой, в рамках определенной экосистемы. Наглядным примером в этом смысле является лес. В экологической системе все связи между организмами соединены между собой и образуют сложную цепь пищевых взаимоотношений, или трофические цепи (продуценты – консументы – редуценты), поскольку пища – важнейший фактор жизнедеятельности организмов.

У животных и растений возникло огромное количество взаимных адаптации (приспособлений), определяемых трофическими или пищевыми связями. Существует четкая экологическая закономерность, называемая пирамидой чисел, согласно которой количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев, неуклонно уменьшается. Например, на 1 волка в северных лесах приходится около 100 лосей, на каждого крупного хищника (льва, леопарда, гепарда) в саваннах Африки – от 350 до 1000 диких животных. Располагая данными о численности волка и его суточной потребности в пище, приблизительно рассчитано, что в течение календарного года 2400 особей изымают 7480 кабанов, 5560 лосей, 4020 косуль. Последовательное уменьшение количества животных в цепи питания сопровождается соответственным снижением их общей биомассы, а это приводит к сокращению потока энергии в экосистеме.

Особая трофическая связь в биоценозе – паразитизм, при котором один вид – хозяин – служит для другого – паразита – не только источником пищи, но и местом постоянного или временного обитания (например, фитофтора). Существуют и взаимополезные связи между видами (бобовые – клубеньковые бактерии), называемые симбиозом. Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида и его функциональные характеристики (преобразование им энергии, обмен информацией со средой и с себе подобными и др.) представляет собой экологическую ниш у. Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический уровень, или место в пищевой цепи) и его положение относительно абиотических условий существования (температура, влажность и т.п.). По Н.Ф. Реймерсу, экологическая ниша – это совокупность условий жизни внутри экологической системы, предъявляемых к среде видом или его популяцией. Таким образом, каждый вид в среде, где он обитает, занимает место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства. Такие экологические связи создают определенную структуру биоценоза. Биоценозы – динамические системы, они находятся в постоянном развитии, им свойственна сукцессия.

Сукцессия (от латинского succession – преемственность) – последовательная смена одного биоценоза другим. Суть этого явления заключается в том, что под влиянием внутреннего развития биоценозов, их взаимодействия с окружающей средой они постепенно "стареют" и сменяются другими типами биоценозов. Так, озеро, зарастая, превращается в болото; болото, высыхая, трансформируется в луг; в лесу после пожара сменяются породы.

Процесс сукцессии включает этапы:

  • возникновение не занятого жизнью участка;
  • миграция на этот участок различных организмов;
  • приживание организмов;
  • формирование структуры биоценоза путем конкуренции;
  • преобразование местообитания для стабилизации условий среды и отношений между организмами.

Важное экологическое положение состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценоз, тем выше его устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям.

Устойчивость природных биоценозов определяется тем, что слагающие их виды в процессе эволюции приспособились друг к другу настолько, что стали, как бы заботиться о целостности, структуре своего биогеоценоза. Взаимоотношения между хищником и его добычей, или жертвой, является примером так называемой обратной связи, при которой один вид наносит ущерб другому и не может жить без него. Еще один пример. В годы, когда растительная пища для какого-либо вида насекомого в избытке, популяция его быстро размножается и резко повышается его численность. В системе проявляется положительная обратная связь, которая стремится вывести ее из равновесия. Но резко возросшая численность популяции приводит к столь же резкому снижению запасов растительной пищи, в результате нехватки которой в системе обнаруживается отрицательная обратная связь, возвращающая ее в исходное состояние. Устойчивость экосистем характеризует так называемый принцип Ле Шателье. Суть его состоит в том, что при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется (действуют отрицательные обратные связи).

2.3. Учение В.И.Вернадского о биосфере. Характеристика биосферы

Экосистемой высшего ранга на Земле является биосфера – оболочка планеты, населенная живым веществом.

Понятие биосферы появилось в биологии в XVIII в., однако первоначально оно имело совсем иной смысл, чем теперь. Биосферой именовали небольшие гипотетические глобулы (ядра органического вещества), которые якобы составляют основу всех организмов. К середине XIX ст. в биологии уточняются позиции научных представлений о реальных органических клетках, и термин "биосфера" утрачивает свой прежний смысл. К идее биосферы в ее современной трактовке пришел Ж.-Б. Ламарк (1744-1829), основатель первой целостной концепции эволюции живой природы, однако данный термин он не использовал. Впервые в близком к современному смыслу понятие "биосфера" ввел австрийский геолог Э. Зюсс, который в книге "Происхождение Альп" (1875) определил ее как особую, образуемую организмами оболочку Земли. В настоящее время для обозначения этой оболочки используются понятия "биота", "биос", "живое вещество", а понятие "биосфера" трактуется так, как его толковал академик В.И. Вернадский (1863-1945).

Целостное учение о биосфере представлено в его ставшей классической работе "Биосфера" (1926). В.И. Вернадский определил биосферу как особую охваченную жизнью оболочку Земли. В физико-химическом составе биосферы В.И. Вернадский выделяет следующие компоненты:

  • живое вещество – совокупность всех живых организмов;
  • косное вещество – неживые тела или явления (газы атмосферы, горные породы магматического, неорганического происхождения и т.п.);
  • биокосное вещество – разнородные природные тела (почвы, поверхностные воды и т.п.);
  • биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых организмов (гумус почвы, каменный уголь, торф, нефть, сланцы и т.п.);

радиоактивное вещество;

  • рассеянные атомы;
  • вещество космического происхождения (космическая пыль, метеориты).

Согласно воззрениям В.И. Вернадского весь облик Земли, все ее ландшафты, атмосфера, химический состав вод, толща осадочных пород обязаны своим происхождением живому веществу. Жизнь – это связующее звено между космосом и Землей, которое, используя энергию, приходящую из космоса, трансформирует косное вещество, создает новые формы материального мира. Так, живые организмы создали почву, наполнили атмосферу кислородом, оставили после себя километровые толщи осадочных пород и топливные богатства недр, многократно пропустили через себя весь объем Мирового океана. В.И. Вернадский не занимался проблемой возникновения жизни, он понимал ее как естественный этап самоорганизации материи в любой части космоса, приводящий к возникновению все новых форм ее существования. Учение В.И. Вернадского нацеливало на изучение живых, косных и биокосных тел в их неразрывном единстве, что сыграло значительную роль в подготовке естествоиспытателей к целостному восприятию природных систем.

С учетом современных представлений, биосфера включает оболочку Земли, которая содержит всю совокупность живых организмов и часть вещества планеты, находящуюся в непрерывном обмене с этими организмами. Иными словами, биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы.

Структура биосферы представляет собой совокупность газообразной, водной и твердой оболочек планеты и живого вещества, их населяющего. Масса биосферы составляет приблизительно 0,05 % массы Земли, а ее объем – 0,4 % объема планеты. Границы биосферы определяет распространение в ней живых организмов. Несмотря на различную концентрацию и разнообразие живого вещества в разных районах земного шара, считается, что горизонтальных границ биосфера не имеет. Верхняя же вертикальная граница существования жизни обусловлена не столько низкими температурами, сколько губительным действием ультрафиолетовой радиации и космического излучения солнечного и галактического происхождения, от которого живое вещество планеты защищено озоновым экраном. Максимальная концентрация молекул озона (трехатомарного кислорода) приходится на высоту 20-25 км, где толщина озонового слоя составляет 2,5-3 мм. Озон интенсивно поглощает радиацию на участке солнечного спектра с длиной волны менее 0,29 мкм.

Поскольку граница биосферы обусловлена полем существования жизни, где возможно размножение, то она совпадает с границей тропосферы (нижнего слоя атмосферы), высота которой от 8 км над полюсами до 18 км над экватором Земли. Однако в тропосфере происходит лишь перемещение живых организмов, а весь цикл своего развития, включая размножение, они осуществляют в литосфере, гидросфере и на границе этих сред с атмосферой.

В состав биосферы полностью входит вся гидросфера (океаны, моря, озера, реки, подземные воды, ледники, снежники), мощность которой составляет 11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м, в так называемой эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет и возможен фотосинтез. Именно здесь сконцентрированы все фотосинтезирующие растения и продуцируется первичная биологическая продукция. Глубже начинается дисфотическая зона, где царит темнота и отсутствуют фотосинтезирующие растения, но активно перемещаются представители животного мира, непрерывным потоком опускаются на дно отмершие растения и останки животных.

Нижняя граница биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана. О более глубоком проникновении жизни в толщи литосферы сведений нет.

На границе атмо-, гидро- и литосферы сконцентрирована наибольшая масса живого вещества планеты, и эта земная оболочка названа биогеосферой, или пленкой жизни. Только в ее пределах возможны жизнедеятельность и существование человека.

Суммарная биомасса живого вещества биосферы составляет 2-3 трлн. т, причем 98 % ее – это биомасса наземных растений. Биосферу населяют около 1,5 млн. видов животных и 500 тыс. видов растений. Однако если мысленно равномерно распределить все живое вещество по поверхности планеты, то получится слой толщиной всего около 2 см. Вместе с тем в процессах самоорганизации биосферы живое вещество играет сегодня ведущую роль и выполняет следующие функции;

  • энергетическую – перераспределение солнечной энергии между компонентами биосферы;
  • средообразующую (газовую) – в процессе жизнедеятельности живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, метан и др.;
  • концентрационную – извлечение и накопление живыми организмами биогенных элементов (кислорода, углерода, водорода, азота, натрия, магния, калия, алюминия, серы и др.) в концентрациях, в сотни тысяч раз превышающих их содержание в окружающей среде;
  • деструктивную – (проявляется в минерализации органического вещества);
  • окислительно-восстановительную (заключается в химическом превращении веществ биосферы).

Живое вещество находится в постоянном энергетическом обмене с внешним миром. Оно является основным организующим элементом в поддержании круговорота веществ, обеспечении динамического равновесия экологических систем.

Процесс создания органического вещества в биосфере происходит одновременно с противоположными процессами потребления и разложения его гетеротрофными организмами на исходные минеральные соединения (воду, углекислый газ и др.). Так осуществляется круговорот органического вещества в биосфере при участии всех населяющих ее организмов, получившие название малого, или биологического (биотического), круговорота веществ в отличие от вызываемого солнечной энергией большого, или геологического, круговорота, наиболее ярко проявляющегося в круговороте воды и циркуляции атмосферы. Большой круговорот происходит на протяжении всего геологического развития Земли и выражается в переносе воздушных масс, продуктов выветривания, воды, растворенных минеральных соединений, загрязняющих веществ, в том числе радиоактивных.

Малый (биологический) круговорот начинается с возникновения органического вещества в результате фотосинтеза зеленых растений, то есть образования живого вещества из углекислого газа, воды и простых минеральных соединений с использованием лучистой энергии Солнца. Растения (продуценты) извлекают из почвы в растворенном виде серу, фосфор, медь, цинк и другие элементы. Растительноядные животные (консументы I порядка) поглощают соединения этих элементов в виде пищи растительного происхождения. Хищники (консументы II порядка) питаются растительноядными животными, потребляя пищу более сложного состава, включая белки, жиры, аминокислоты и т.д. Останки животных и отмершие растения перерабатываются насекомыми, грибами, бактериями (редуцентами), превращаясь в минеральные и простейшие органические соединения, поступающие в почву и вновь потребляемые растениями. Так начинается новый виток биологического круговорота (рис. 2.4).

В отличие от большого круговорота малый имеет разную продолжительность: различают сезонные, годовые, многолетние и вековые малые круговороты.

Биосфера является чрезвычайно сложной экосистемой, работающей в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех составляющих ее частей и процессов. Как свидетельствуют данные исследований, по крайней мере последние 600 млн. лет характер основных круговоротов на Земле существенно не менялся, изменялись лишь скорости геохимических процессов. Стабильное состояние биосферы обусловлено в первую очередь деятельностью живого вещества, обеспечивающей определенную скорость трансформации солнечной энергии и биогенной миграции атомов.

Рис. 2.4. Схема биотического круговорота в экосистеме

Вместе с тем вмешательство человека в природные круговороты приводит к серьезным изменениям в состоянии биосферы. Возвращаясь к учению В.И. Вернадского, необходимо отметить, что он оценил появление человека на Земле как огромный шаг в эволюции планеты. Ученый считал, что с возникновением человека и развитием его производственной деятельности человечество становится основным геологическим фактором всех происходящих в биосфере планеты изменений, приобретающих глобальный характер: "Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой"'. Дальнейшее неконтролируемое развитие деятельности людей таит в себе большую опасность и потому, считал В.И. Вернадский, биосфера должна постепенно превращаться в ноосферу, или сферу разума (от греческих noose – разум, spherical – шар).

Основателями концепции ноосферы можно считать трех ученых – видного французского математика, антрополога и палеонтолога Э. Леруа (1870-1954), французского теолога, палеонтолога и философа П. Тейяра де Шардена (1881-1955) и выдающегося российского ученого-естествоиспытателя В.И. Вернадского. Все они одинаково подходили к оценке человеческой истории, органично продолжающей естественную историю. В концепции ноосферы разум человека предстает природным, космическим явлением.

Но наибольший вклад в развитие идеи ноосферы как закономерного этапа не только в истории общества, но и биосферы в целом, внес В.И. Вернадский, поэтому учение о ноосфере ассоциируется именно с его именем. Под понятием "ноосфера" ученый подразумевал высшую форму развития биосферы, определяемую гармонично сосуществующими процессами развития общества и природы. Учение В.И. Вернадского о ноосфере утверждает принцип совместной эволюции человечества и природной среды (сейчас этот процесс называют коэволюцией), нацеливает на поиск практических путей обеспечения общественно-природного равновесия.

Понятие "ноосфера" отражает будущее состояние рационально организованной природы, новый этап развития биосферы, эпоху ноосферы, когда дальнейшая эволюция планеты будет направляться разумом в целях обеспечения необходимой гармонии в сосуществовании природы и общества.

Следующий этап в развитии концепции ноосферы должен состоять в том, чтобы понять, как достичь этой гармонии. По-видимому, процесс совместного (коэволюционного) гармоничного развития человеческого общества и биосферы может быть обеспечен только благодаря науке, позволяющей оценить экологические последствия крупномасштабных природопреобразующих проектов и найти пути экологобезопасного существования.

2.4. Основные законы и принципы экологии

Способность человека мыслить позволила ему временно преодолеть действие обычных лимитирующих факторов, к которым относятся пища, вода, хищники и паразиты, место обитания и конкуренция с другими видами. Человек поддерживает собственное существование за счет эксплуатации водных, почвенных и энергетических ресурсов, существенно влияя на планетарный круговорот веществ, резко ускоряя его. Возникший в процессе производственной деятельности новый обмен веществ носит техногенный характер и называется антропогенным обменом веществ. Но биологический обмен веществ между человеком и природой остается постоянным условием жизни.

Антропогенный обмен веществ принципиально отличается от биотического круговорота своей незамкнутостью, носит открытый, линейный характер, то есть лишен "круговорота" жизни. На вводе антропогенного обмена веществ – природные ресурсы, а на выводе – производственные и бытовые отходы. Загрязнения окружающей среды подразделяют на природные, вызванные какими-то естественными, обычно катастрофическими причинами (извержение вулкана, селевой поток и т.п.), и антропогенные, возникающие в результате деятельности человека.

Экологическое несовершенство состоит и в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов очень низок и составляет, например, в отношении полезных ископаемых лишь 2– 10 %. Ресурсы быстро истощаются, население Земли растет (в 1960 г. население достигло 3 миллиардов человек, в 1975 г. – 4 миллиардов, в 1987 г, – 5 миллиардов, в 1999 г. – 6 миллиардов человек). Вместе с тем, гигантские отходы производства ухудшают среду обитания: они не разлагаются на исходные вещества, вновь поступающие в производство. В сложной иерархической организации живой природы заложены огромные резервы саморегуляции, но для вскрытия этих резервов необходимо грамотное вмешательство в процессы, протекающие в биосфере. Всю производственную деятельность необходимо планировать со строгим учетом возможных экологических последствий.

С учетом накопленных предшественниками знаний о фундаментальных законах природы современные ученые-экологи установили общие закономерности и принципы взаимодействия человеческого общества с природной средой, которые в литературе часто именуются законами экологии. Значение этих законов состоит в регламентации характера и направленности человеческой деятельности в пределах экосистем различного уровня. Среди законов экологии, сформулированных разными авторами, наибольшую известность благодаря ярким формулировкам получили четыре закона-афоризма (закона-поговорки) американского ученого-эколога Б. Коммонера (1974):

  • все связано со всем (о всеобщей связи вещей и явлений в природе);
  • все должно куда-то деваться (закон сохранения);
  • ничто не дается даром (о цене развития);
  • природа знает лучше (о главном критерии эволюционного отбора).

Из закона всеобщей связи ("все связано со всем") вытекает несколько следствий.

Закон больших чисел: совокупное действие большого числа случайных факторов приводит к результату, почти не зависящему от случая, то есть имеющему системный характер. Так, Мириады бактерий в почве, воде, в телах живых организмов создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого. Или другой пример: случайное поведение большого числа молекул в некотором объеме газа обусловливает вполне определенные значения температуры и давления.

  • Принцип Ле Шателье (Брауна): при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экосистем к саморегуляции.
  • Закон оптимальности: любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.
  • Любые системные изменения в природе оказывают прямое или опосредованное воздействие на человека – от состояния индивидуума до сложных общественных отношений.

Из закона сохранения массы вещества ("все должно куда-то деваться") вытекают, по меньшей мере, два постулата, имеющих практическое значение.

Закон развития системы за счет окружающей ее среды гласит: любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |
 





<


 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.