Место человечества в биосфере

Ранее отмечалось, что климат во всем его многообразии оказывает огромное влияние на жизнедеятельность любых живых организмов. Тем не менее ныне человек не имеет себе равных среди биологических видов по способности заселять любые климатические зоны. Исходя из способности человека изготавливать одежду, строить жилье, использовать различные виды энергии для регулирования температуры и влажности, можно сделать вывод: климатический фактор, прямо или косвенно воздействующий на численность и распределение большинства наземных видов, над человеком практически уже не властен. Здесь не учитывается возможность резкого изменения климата в результате, например, термоядерной войны или природной катастрофы глобального масштаба.

Огромное значение в человеческом обществе имеют информационные связи. И другие живые существа обладают способностью обмениваться информацией как с особями своего вида, так и других видов. Используемые при этом сигналы, как правило, просты и конкретны, дистанция их воздействия ограничена; наконец, информативные сигналы фиксируются крайне редко и в простейшей форме (например, через пахучие метки). Суммирование животными такой информации, ее прямая передача и непосредственное использование последующими поколениями, по-видимому, невозможны. Напротив, информационные связи человечества насыщены сигналами любой сложности; они способны не только одновременно охватить всю ныне живущую видовую популяцию человека, но могут быть адресованы грядущему поколению. Благодаря этому обеспечиваются согласованные общественные действия многих миллионов людей. В принципе возможна координация взаимодействий всей видовой популяции человечества в целом (например, при угрозе глобальной экологической катастрофы). Присущая человечеству способность к взаимодействиям со средой обитания в форме согласованных общественных действий означает, что ему свойственны социально-экономические связи с окружающим миром.

Наконец, укажем еще на одно экологическое отличие человека от других видов живых существ, населяющих Землю. Это заложенное в его генетической программе осознанное стремление к освоению новых сред обитания, изначально чуждых и даже смертельно опасных для него по ряду своих показателей. Будучи на данном этапе развития ограниченным возможностями планеты и не сумев при этом наладить экологически сбалансированное природопользование, человечество пытается вырваться в космическое пространство с целью освоения ресурсов последнего, в частности новых источников энергии. Однако следует указать, что, стремясь по сути стать космическим видом, современное человечество фактически повторяет путь своих предков, которые, опустошив одну среду обитания, отправлялись осваивать новую.

В целом, можно утверждать, что экологическая ниша современною человека больше определяется социальными условиями (законами, правилами, моралью), нежели биологическими критериями и природными факторами. Общество является носителем социально 
го, а человек, будучи живым организмом, обладает определенным набором генов как особь популяции; но он одновременно и личность, продукт общества. Согласно мнению Ю.И. Новоженова, уникальной адаптацией человека является способность существовать и приспосабливаться с помощью культуры. Именно она позволила человеку освоить новую экологическую нишу, т.е. жить в культурной среде, благоустраиваться во всех зонах и сферах Земли. (

Вышеизложенное позволяет понять определение, данное известным философом И.Т. Фроловым (1985 г.): «Человек — субъект общественно-исторического процесса, развития материальной и духовной культуры на Земле, биосоциальное существо, генетически связанное с другими формами жизни, но выделившиеся из них благодаря способности производить орудия труда, обладающее членораздельной речью и сознанием, творческой активностью и нравственным самосознанием».

Еще в 1921 году американские ученые Р. Парк и Э. Бюргесс ввели новый термин «Экология человека». В настоящее время экология человека рассматривается как комплексная наука (часть экологии социальной, см. далее), которая изучает закономерности взаимодействия человека с окружающей средой, вопросы развития народонаселения, сохранения и развития здоровья, совершенствования физических и психических возможностей человека, взаимоотношения биосферы и ее подразделений с антропосистемой, а также закономерности биосоциальной организации человеческих популяций, влияние различных факторов окружающей среды на человеческий организм (В.П. Казначеев, АЛ. Яншин, 1980 г.)

Отчужденность человека от природы. Широкомасштабная антропогенная деятельность не только нарушает развитие биосферных процессов, но и отчуждает человечество от природы. Оно уже не находится в органическом единстве, ни с биотопами, ни с биоценозами в целом. Чаще всего человек выступает как внешний фактор по отношению к последним, стремясь при этом подчинить природу своим интересам. Большая часть его деятельности выходит за рамки экосистемных законов и подчас развивается вопреки им.

Гиперэврибионтность, т.е. чрезвычайно широкая экологическая валентность человека, как и практически неограниченная экологическая ниша, способствовали формированию по сути супервида, способного подчинять своим интересам другие виды и даже уничтожать их (преднамеренно или без умысла). Подобное абсолютно чуждо видам, которые существуют в границах экосистем и занимают определенные места в цепях питания, поскольку уничтожение других видов адекватно самоуничтожению. Согласно Н.А. Воронкову, это один из важнейших парадоксов развития человека как биосоциального существа. Однако превращение человека в супервид произошло не в результате постепенного развития биологических механизмов, а за счет технических средств. Вследствие этого человек в значительной степени утратил потенциал своих биологических адаптаций. Поэтому, как это ни парадоксально и трагично, но человек — это уникальное творение природы — является одним из первых кандидатов на уход с арены жизни в результате им же вызываемых изменений среды обитания.

Указанный вывод согласуется с правилом социально-экологического равновесия: «Общество развивается до тех пор и постольку, поскольку сохраняет равновесие между своим давлением на среду и восстановлением этой среды — природно-естественным и искусственным».

Рассматриваемые в данном разделе вопросы, имеют важное значение для характеристики специфической роли человечества в биосфере и лучшего понимания причин современного экологического кризиса и прогнозирования его последствий. Основой для их рассмотрения является анализ степени согласования деятельности человечества с экологическими законами, правилами и принципами.

Изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов. Своей деятельностью человек способен изменять силу действия и число лимитирующих факторов, а также сужать или, напротив, расширять границы оптимальных значений факторов среды. Так, уборка урожая связана с извлечением из почв элементов минерального питания культурных растений и переходом некоторых из них в разряд лимитирующих факторов для вновь посаженных растений. С другой стороны, такие мелиоративные мероприятия, как обводнение, осушение, внесение удобрений и т.п., оптимизируют факторы, фактически устраняют их лимитирующий характер.

Сокращение численности популяций. Животные, птицы и насекомые находят смерть на дорогах под колесами автотранспорта, а также при проведении полевых работ. Перелетные птицы сгорают в газовых факелах, где сжигают отходящие газы при добыче нефти. Животные гибнут в разливах нефти, на проводах и опорах линий электропередач, в рыболовных сетях. Загрязняющие вещества (оксиды серы, фтор и фтористый водород, хлориды и диоксид азота) наиболее опасны для растений, вызывают ожоги, а при высоких концентрациях и гибель отдельных особей. Образующиеся из диоксида серы сернистая, а также серная кислоты, вместе с другими веществами попадая в почву, снижают ее плодородие, подавляя жизнедеятельность бактерий и снижают численность дождевых червей. Крайне опасными загрязнителями являются и поверхностно-активные вещества и нефть, попавшая в водоемы.

Загрязняющие вещества влияют на эмбрионы, развивающиеся зародыши, отравляя их, вызывают уродства и ненормальности в развитии организма, нарушение функций нервной системы, половых желез и органов.

Загрязнители разной природы, действуя одновременно, оказывают кумулятивный эффект: вредное влияние меди на растения усиливается в присутствии солей свинца, а также при воздействии радиации. Под влиянием загрязняющих веществ сокращается продолжительность жизни прежде всего долгоживущих видов, способных накапливать их в организме.

Изменяются половая и возрастная структуры популяции; численность сокращается до таких пределов, что затрудняется поиск брачных партнеров. Из-за загрязнения среды нарушаются циклы размножения, уменьшается количество беременных самок, число детенышей в помете, растет смертность новорожденных. Распадается ареал вида, сокращаются площади местообитания, изолируются мелкие островки обитаний.

Воздействие на характер функционирования экосистем. Некоторые экосистемы и даже их крупные блоки (например, степи, прерии) человеком практически уничтожены. В других нарушены свойственные им процессы, принципы и закономерности функционирования:

1) цепи питания  и экологические пирамиды. В природных  экосистемах на высоких звеньях  цепей питания не бывает большой  продукции, биомассы и численности  организмов. Человек нарушил этот  принцип по отношению как к  своей популяции, так и к другим  видам (сортам, породам), особенно сельскохозяйственным, что стало возможным благодаря  присвоению и вложению в системы  дополнительной энергии (например, при внесении удобрений).

Нарушение правил экологических пирамид вызывает изменения в круговороте веществ, накопление отходов и загрязнение среды. В качестве примера можно привести животноводческие комплексы с их экологическими проблемами. Указанное нарушение обусловливается также и тем, что в круг интересов человека ныне включаются продукты (ресурсы) прежних геологических эпох, отходы и загрязнители, т.е. они превращаются в тупиковое звено;

2) изменение границ  экологических ниш организмов. Вследствие  выравнивания местообитаний (земледелие, урбанизация, опустынивание и др.) усиливается сближение ниш близких  в экологическом отношении видов. В свою очередь усиливается  конкуренция и активизируется  правило конкурентного исключения. Конечный результат таких явлений  — обеднение видового состава  сообществ и расширение возможностей  для внедрения в экосистемы  несвойственных им видов;

3) воздействие на  динамику экосистем. Осушение болот, вырубка лесов, пожары и другие  виды антропогенной деятельности  разрушают или нарушают конечные (климаксные) стадии экосистем, заменяют  их промежуточными сообществами. В своих интересах человек  нередко поддерживает экосистемы  на промежуточных стадиях динамики  в течение длительного времени. Например, он сохраняет лиственные  леса на месте коренных хвойных, поскольку они более ценны  в рекреационном (для отдыха) отношении  или устойчивы к загрязнениям  атмосферы. Иногда, наоборот, стимулируются  сукцессионные процессы для скорейшего  перевода экосистем в завершающие  стадии динамики. Так, в лесном  хозяйстве удаляются лиственные  деревья из хвойно-лиственных  лесов с целью ускорения их  перевода в чисто хвойные леса. Экологические издержки таких  мероприятий неизбежны — снижение  устойчивости сообществ;

4) обеднение генофонда. Сокращение числа видов уменьшает  сложность экосистемы; выпадение  одних видов часто приводит  к вспышке численности других; доминантные виды могут быть  угнетены, и их место занимают  вновь вселяющиеся виды; разрушаются  межвидовые отношения: хищник —  жертва, опылитель — опыляемое  растение, симбиотические связи. Подсчитано, что гибель одного вида растения  может вызвать к гибель от 5—7 до 30—35 связанных с ним видов  животных, главным образом беспозвоночных. Световое, звуковое, химическое загрязнение  нарушает сложившиеся системы  сигнализации в природном сообществе  между видами. На наших глазах  происходит обеднение генофонда  биосферы вследствие вымирания  видов, сокращения их популяционного  разнообразия и численности особей  во всех сокращающихся по территории  популяциях. Ежедневно из этого  числа безвозвратно исчезает  один вид животных и еженедельно  — один вид растений;

5) сокращение территорий, занимаемых естественными экосистемами. Ныне 9—12% поверхности суши распахано, 22—25% составляют полностью или  частично окультуренные пастбища. Более 450 экваторов — такова протяженность  дорог на планете; 24 км на каждые 100 км2 — такова густота дорог. По данным ООН, в одних лишь промышленно развитых странах под бетоном строящихся автострад, населенных пунктов, аэропортов ежегодно исчезает более 3 тыс. км2 ландшафта.

Влияние человека на функции живого вещества в биосфере. Результатом крупномасштабной деятельности человека является нарушение механизмов функционирования живого вещества и его функций. Рассмотрим некоторые из них:

а) константность живого вещества. Условием постоянства массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную продуктивность сообществ. Они нарушаются результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем (например, тропических, пойменных и т.п.) менее продуктивными, при отчуждении земель под различные виды строительства и т.п. Все это приводит к уменьшению объемов живого вещества (биомассы) на Земле. Подчеркнем, что за счет повышения человеком продуктивности агроэкосистем потери живого вещества не компенсируются;

б) транспортная и рассеивающая функции живого вещества. Перемещая большие массы биологической продукции в пространстве, человек нарушает при этом естественные круговороты. Например, с 1 га соснового леса вместе с древесиной удаляется около 140 кг калия, 330 кг кальция, 70 кг магния, 20 кг фосфора и 250 кг азота. Более масштабны негативные последствия от разрушения почв. Вынос водным стоком натрия, магния, кальция, калия и азота с площадей вырубок увеличился соответственно в 3; 8; 9; 20 и 100 раз.

Рассеивающая функция усиливается в результате использования человеком практически всех видов ресурсов. Одного железа ежегодно рассеивается около 100—120 млн т (из 6—7 млрд т этого металла, находящегося в использовании);

в) деструкционная и концентрационная функции. Усиление человеком деструкционных (разрушительных) явлений в биосфере (в сотни и тысячи раз по сравнению с естественным ходом процессов) происходит в результате извлечения ресурсов из недр, а также воздействия на поверхность литосферы. Только обработкой почв ежегодно разрушаются и выносятся в океан или перемещаются в пределах материков воздушными и водными потоками миллиарды тонн материала, в том числе наиболее ценной части почвы — гумуса.

Результатом интенсификации концентрационных процессов является накопление на поверхности Земли ресурсов или продуктов их переработки в таких объемах, что они выделяются в специфические техногенно-геохимические провинции.