Основные законы экологии. Законы Барри Коммонера. Экологические законы барри коммонера

Экологические законы, изложенные во многих литературных источниках, и ознакомиться с ними не составляет большого труда. Для простоты и удобства мы здесь излагаем их по Г.А.Билявскому и др.(1993). Основные законы приводятся в алфавитном порядке.

1.ЗАКОН БИОГЕННОЙ МИГРАЦИИ АТОМОВ (или закон Вернадского). Основой миграции является преобладающее влияние живого вещества организмов. Живое вещество либо принимает участие в биохимических процессах непосредственно, либо создает соответствующую, обогащенную кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами среду. Закон имеет большое теоретическое и практическое значение. Понимание всех химических процессов невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности, - эволюционных. Сейчас человек влияет на функционирование всего. Негативное влияние его становится глобальным, неуправляемым (опустынивание, деградация, вымирание).

Этот закон позволяет "сознательно и активно упреждать развитие негативных явлений, управлять биохимическими процессами, используя мягкие экологические методы".

2.ЗАКОН ВНУТРЕННЕГО ДИНАМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ..

Вещество, энергия, информация тесно связаны между собой. Изменение одного вызывает изменение всех, но при этом сохраняются общие качества системы: вещественно-энергетические, информационные и динамические.

Следствия действия закона - после любых изменений обязательно развиваются цепные реакции, которые стремятся нейтрализовать эти изменения. Необходимо помнить, что незначительное изменение одного показателя может вызвать сильное отклонение у других и во всей экосистеме. Они могут быть необратимыми, перейти в глобальные. Изменения вызывают ответные реакции, которые обуславливают относительное постоянство эколого-экономического потенциала? Искусственный рост эколого-экономического потенциала ограничен термодинамической устойчивостью природных систем. Это ответ на вопрос конечен ли рост эколого-экономического потенциала. Это один из самых главных законов в природопользовании. Он показывает, что работает свойство саморегулирования, свойство восстанавливаться, но при "соблюдении" закона экологического императива. Превышение требований экологического императива влечет за собой непредвиденные изменения на локальном, региональном и глобальном уровнях.

3.ЗАКОН ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ.

Все живое генетически разное и имеет устойчивую тенденцию к увеличению биологического разнообразия. Это важно в сфере биотехнологии (генная инженерия, биопрепараты) потому, что, благодаря этому закону, всегда можно предвидеть результат нововведений во время выращивания новых микрокультур через возникающие мутации, либо распространения действия на те виды организмов, на которые они были рассчитаны.

4.ЗАКОН ИСТОРИЧЕСКОЙ НЕОБХОДИМОСТИ.

Развитие биосферы и человечества как целого не происходит от более поздних фаз к начальным, общий процесс развития однонаправленный. Повторяются лишь отдельные элементы социальных отношений (рабство) или типы хозяйствования. Этот закон вероятнее всего социальный, а не экологический. Целесообразно проанализировать действия с действиями этого закона в природе.

5.ЗАКОН КОНСТАНТНОСТИ: (сформулированный В.Вернадским).

Количество живого вещества биосферы (за определенное биологическое время) является величиной постоянной. Этот закон тесно связан с законом внутреннего равновесия. По закону константности любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неизбежно приводит к таким же по объему изменениям вещества в другом регионе, но с противоположным знаком. Следствием действия закона есть правило обязательного заполнения экологических ниш.

6.ЗАКОН КОРРЕЛЯЦИИ (сформулированный Ж.Кювье).

В организме, как в целостной системе все части соответствуют друг другу как по строению, так и по функциям. Изменения одной части неизбежно вызывают изменения в других.

7.ЗАКОН МАКСИМИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ (сформулированный Г.Ю.Одумом и дополнен Н.Реймерсом).

В конкуренции с другими системами сохраняется та из них, которая больше всего способствует поступлению энергии и информации и использует максимальное их количество и наиболее эффективно. Максимизация - это повышение шансов на выживание. По этому закону система создает хранилище (накопители) высококачественной энергии, которая должна обеспечить: а)поступление новой энергии; б) нормальный круговорот; в) создает механизм регулирования, поддержания; г) устойчивость системы и ее способность приспосабливаться к изменениям; д) налаживание обмена с другими системами.

8.ЗАКОН МАКСИМУМА БИОГЕННОЙ ЭНЕРГИИ (закон Вернадского-Бауэра).

Любая биологическая и "бионесовершенная" система с биотой, которая пребывает в состоянии "устойчивого неравновесия" (динамически подвижного равновесия с окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на среду. По Вернадскому выживают те, которые увеличивают биогенную геохимическую энергию. По мнению Бауэра все живые системы никогда не бывают в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, которого требуют законы физики и химии при существующих внешних условиях. Этот закон является основой для разработки стратегии природопользования.

9.ЗАКОН МИНИМУМА (сформулированный Ю.Либихом).

Устойчивость организма определяется наиболее слабым звеном в цепи его экологических потребностей. При удовлетворении минимума количества и качества экологических факторов организм выживает, если минимума нет, то система разрушается. Поэтому всегда нужно искать наиболее слабое звено.

10.ЗАКОН ОГРАНИЧЕННОСТИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ.

Все ресурсы исчерпаемы. Планета является природно-ограниченным телом и на ней не могут существовать бесконечные составные части.

11.ЗАКОН ОДНОНАПРАВЛЕННОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ.

Энергия, которую получает экосистема и которая усваивается продуцентами, рассеивается либо с биомассой необратимо передвигается консументам I, II и III порядков, а затем редуцентами. На каждом трофическом уровне происходят большие потери (не более 0,25% начальной энергии возвращается в обратную сторону). Именно поэтому, термин "круговорот энергии" является достаточно условным.

12.ЗАКОН ОПТИМАЛЬНОСТИ.

Ни одна система не может сужаться или расширяться до бесконечности. Ни одни организм не может превышать определенные размеры, которые обеспечивают поддерживание его энергетики. Размеры зависят от условий питания и факторов существования. В природопользовании - это размеры участков полей, выращиваемых животных, растений. Несоблюдение закона приводит к неестественному однообразию на больших территориях (монокультурность), вызывает нарушения функционирования экосистем, экологические кризисы.

13.ЗАКОН ПИРАМИДЫ ЭНЕРГИИ (сформулирован Р.Линдеманом).

С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходит в основном не более 10% энергии. Этот закон - основа планирования обеспечения населения продовольственными и другими ресурсами.

14.ЗАКОН РАВНОЗНАЧНОСТИ УСЛОВИЙ ЖИЗНИ.

Все природные условия среды необходимые для жизни играют равнозначные роли. Из этого следует другой закон - закон совместного действия экологических факторов, который часто игнорируется.

15.ЗАКОН РАЗВИТИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

Любая природная система развивается лишь за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды.

Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно - это вывод из закона термодинамики. Следствие закона:а)абсолютно безотходное производство невозможно; б)более высокоорганизованная биотическая система является постоянной угрозой для менее организованных, поэтому в биосфере не возможно повторное зарождение жизни - оно будет уничтожено уже существующими организмами; в)биосфера Земли как система развивается за счет внутренних и космических ресурсов.

16.ЗАКОН УМЕНЬШЕНИЯ ЭНЕРГООТДАЧИ В ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИИ.

В процессе получения от природной системы полезной продукции со временем (в историческом аспекте на ее изготовление в среднем затрачивается все больше энергии) увеличиваются энергетические затраты на одного человека.

Сейчас в 60 раз больше расходы энергии за сутки, чем во времени на ших далеких предков, т.е. несколько тысяч лет назад. Бесконечно ли это? Это можно и следует рассчитывать, планируя свои отношения с природой в целях их гармонизации.

17.ЗАКОН СОВМЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ ФАКТОРОВ (закон Митчерлиха - Тинемана - Бауле).

Объем урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно. Закон имеет силу при определенных условиях - когда влияние монотонно и максимально проявляется каждый фактор при неизменности других в той совокупности, которая рассматривается.

18.ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ (закон Шелфорда).

Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень устойчивости (толерантности) организма к данному фактору. По этому закону любое чрезмерное количество вещества или энергии в экосистеме становится ее врагом, загрязнителем.

19.ЗАКОН ПОЧВОУТОМЛЕНИЯ. (уменьшения плодородия): постепенное снижение природного плодородия почв происходит из-за длительного их использования и нарушения природных процессов почвообразования, а также длительного выращивания монокультур (это накопление токсичных веществ, выделяемых растениями, остатки пестицидов и минеральных удобрений).

20.ЗАКОН ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ЕДИНСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА (сформулированный В.Вернадским). Все живое вещество Земли имеет единую физико-химическую природу. Это означает, что вредное для одного живого вещества является вредным и для другого, но в различной степени. Здесь есть лишь устойчивость видов к действию того или иного агента. Устойчивость к физико-химическому воздействию, скорость отбора по устойчивости популяции к вредному агенту прямо пропорциональна вредности размножения организма и чередования поколений. Это означает, что длительное употребление пестицидов нецелесообразно, поскольку вредители быстро приспосабливаются и возникает необходимость увеличивать количество внесения пестицидов.

21.ЗАКОН ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕЛЯЦИИ: в экосистеме, как и в любой другой все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально соответствуют друг другу. Выпадение одной части системы (вида) неизбежно приводит к исключению другой части и к функциональным изменениям.

22.ЗАКОН НЕОГРАНИЧЕННОСТИ ПРОГРЕССА. Он определяется неограниченным развитием от простого к сложному в пределах биологической формы движения материи. Суть закона состоит в том, что все живое в своем вечном непрерывном и абсолютном движении стремится к относительной независимости от условий среды существования. Но при этом понятно, что ничто не может освободиться от среды жизни.

Американский ученый Б.Коммонер дал определение 4 известным законам экологии:1) все связано со всем; 2)все должно куда-нибудь деваться; 3)природа лучше "знает"; 4)ни что не происходит бесследно (за все нужно платить).

Н.Реймерс указывает, что первый закон Коммонера близок по сути к закону внутреннего динамического равновесия; второй - к этому же закону и к закону развития природной системы за счет окружающей среды; третий - предостерегает нас от самоуверенности; четвертый - эту проблему рассматривает закон внутреннего динамического равновесия, законы константности и развития природной системы. По четвертому закону Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем от нее, иначе катастрофа неизбежна.

Таким образом, за последние тридцать-сорок лет экология стала многогранной комплексной наукой, главной целью которой является разработка научных основ спасения человечества и среды его существования - биосферы планеты, рациональное природопользование и охрана природы. Поэтому сейчас, когда экологическим воспитанием охвачены все массы населения на планете, знание экологических законов поможет человечеству найти правильные пути к выходу из экологического кризиса. Знание экологических законов позволит взвешенно, обдуманно предвидеть далекую перспективу.

Все выше приведенное свидетельствует о том, что одна часть приведенных выше законов является типичными для традиционной (геккелевской) экологии и служит фундаментальной базой для неоэкологии, другая - несомненно является неоэкологической, и, наконец, третья часть являются актуальной и для традиционной экологии и для неоэкологии.

Правила в общем виде можно трактовать как эмпирические следствия из различных экологических законов.

Эколого-термодинамическое правило Г.Одума, сформулировано автором в 1967 году, он опирался на концепции А.Лотки (1925) и Э.Шредингера (1945) относительно взаимоотношений между термодинамикой и экологией - в любой сложной системе реально существующего мира первостепенную важность имеет поддержание процессов, идущих против температурного градиента (по Дедю, 1990, стр.364).

Правило неизбежности цепных реакций (следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило нелинейности внутренних взаимодействий (второе следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило необратимости нарушений (третье следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило постоянства эколого-экономического потенциала (четвертое следствие из закона внутреннего динамического равновесия).

Правило 10% процентов (см.закон Линдемана или закон пирамиды энергий).

Правило "мягкого" управления. Мягкое, значит - опосредованное, направляющее, восстанавливающее природный баланс, а жесткое - это технологическое. Его можно назвать правилом целесообразного преобразования природы. Это восстановление бывшей естественной продуктивности или ее повышения на основе объективных законов.

Правило 1% процента - изменение энергетики природных систем в пределах 1% выводит природные системы из равновесного (квазистационарного) состояния. Когда происходит переход величины суммарной энергии за 1% от энергии солнечного излучения, это приводит к существенным аномалиям - резким климатическим аномалиям (мощным циклонам, извержениям вулканов и т.д.), переменам в характере растительности, крупным пожарам и т.д.

Принципы направленности эволюции (Л.Онсагера) или закон минимальной диссипации (рассеивания) энергии и другие эволюционные теоремы экологии. Эволюция всегда направлена на снижение рассеивания энергии, на ее неравномерное распределение. Этот принцип среди других принципов экологии и природопользования служит для расшифровки закона оптимальности.

Принцип катастрофического толчка - резкие изменения среды сначала ведут к снижению разнообразия, а затем к взрыву формообразования.

Принцип сукцессионного замещения - биотические сообщества формируют закономерный ряд ЭС, ведущий к наиболее устойчивой в данных условиях природной системе. Это следствие из систематического закона.

Принцип Ле Шателье-Брауна - при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект воздействия ослабляется. Он, в числе других в значительной мере объясняет причины действия закона снижения энергетической эффективности природопользования - чем больше отклонение от состояния экологического равновесия, тем значительнее должны быть энергетические затраты для ослабления противодействия природных систем этому отклонению.

Принцип обманчивого благополучия - первые успехи (или неудачи) в природопользовании по преобразованию природы или управлению ею объективно оцениваются лишь после выявления хода и результатов природных цепных реакций (10-30 лет) в пределах естественного природного цикла (молодой лес сначала может иссушать землю, а затем ведет к повышенному увлажнению территории).

Принцип Реди - живое происходит только от живого, между живым и не живым веществом существует непроходимая граница. Принцип был заново сформулирован В.И.Вернадским в 1924 году.

Введение

Замечательный американский эколог Барри Коммонер является автором ряда книг и известным социальным и политическим активистом. Коммонер родился в 1917 году. Он учился в Гарвардском университете и получил степень доктора в области биологии в 1941 году. Основной темы своей работы, Коммонер как биолог, избрал проблему разрушение озонового слоя.

В 1950, Коммонер будучи противником атмосферных испытаний ядерного оружия, пытался обратить на эту проблему внимание общественности. В 1960 году он принимал участие в ҏешении других экологических проблем, включая проблемы охраны окружающей сҏеды и исследования источников энергии.

Сочетание социалистических убеждений и ҏешение проблем окружающей сҏеды легли в основу его пҏедвыборной пҏезидентской кампании в 1980 году. После неудачной попытки баллотироваться в пҏезиденты США, он возглавил Центр Биологии и Природных Систем при колледже Квинз в Нью-Йорке

По мнению Коммонера, сегодняшние промышленные методы и добыча ископаемого топлива, приводят к активному загрязнение окружающей сҏеды. Он твердо убежден, ҹто стҏемление к максимальной прибыли, сегодня, имеет приоритет над экологией планеты. По мнению Коммонера только возмещение ущерба нанесенного природе - бессмысленно. Мы должны, в первую очеҏедь, сосҏедоточиться на пҏедотвращении уничтожения природы в будущем; по большей части, ҏешение экологических проблем кроется, в сохранении окружающей сҏеды. Коммонер одним из первых сҏеди ученых обраҭил наше внимание на высокую экологическую стоимость нашего технического развития и вывел 4 своих знаменитых «закона» экологии.

Спустя 20 лет Коммонер делает обзор максимально важных попыток оценки нанесенного природе вҏеда и демонстрирует нам, почему, несмотря на миллиарды долларов, истраченных на защиту окружающей сҏеды, мы находимся в данный момент на довольно таки опасном этапе. Множество жестоких фактов и цифр, вывод из которых один: экологическое загрязнение - эҭо неизлечимое заболевание, которое можно пҏедотвратить лишь фундаментальным пеҏеосмыслением производства товаров.

Коммонер достаточно радикален в выбоҏе ҏешения многих проблем загрязнения окружающей сҏеды. Он является ҏешительным сторонником использования возобновляемых источников энергии, в частности солнечной энергии, которая может децентрализовать энергопотребление пҏедприятий, и использовать солнечный свет в качестве альтернативного источника энергии для большинства потребителей энергии.

Коммонер указывает на серьезность социальных причин, влияющих на сложившуюся экологическую ситуацию. Он утверждает, ҹто, устранение разрыва экономического развития между развитыми странами и странами, так называемого «тҏетьего мира», списание экономических долгов, должно привести к уменьшению проблемы перенаселения. Так же, эҭо может компенсировать ущерб, нанесенный такими странами природе, за пҏедыдущие десятилетия. Также, Коммонер призывает к пеҏераспҏеделению мировых богатств.

Все связано со всем

Первый закон (все связано со всем) обращает внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе. Этот закон является узловым положением в природопользовании и свидетельствует, ҹто даже небольшие изменения человеком в одной экосистеме могут привести к большим отрицательным последствиям в других экосистемах. Первый закон называется также законом внуҭрҽннего динамического равновесия. Например, вырубка лесов и последующее уменьшение свободного кислорода, а также выбросы в атмосферу оксида азота и фҏеона привели к истощению озонового слоя в атмосфеҏе, ҹто, в свою очеҏедь, увеличило интенсивность ультрафиолетового излучения, достигающего земли и губительно действующего на живые организмы. Известна притча о Дарвине, который на вопрос своих земляков о том, ҹто им делать для увеличения урожая гҏечихи, ответил: «Разведите кошек». И напрасно кҏестьяне обиделись. Дарвин, зная, ҹто в природе «все связано со всем», рассудил так - кошки пеҏеловят всех мышей, мыши пеҏестанут разорять гнезда шмелей, шмели будут опылять гҏечиху и кҏестьяне получат хороший ее урожай.

Все должно куда-то деваться

Второй закон (все должно куда-то деваться) базируется на ҏезультатах возникновения и развития жизни на земле, на естественном отбоҏе в процессе эволюции жизни. Он связан с биотическим (биологическим) круговоротом: продуценты - консументы - ҏедуценты. Так, для любого органического вещества, вырабатываемого организмами, в природе существует фермент, способный эҭо вещество разложить. В природе ни одно органическое вещество не будет синтезировано, если нет сҏедств для его разложения. В эҭом круговороте непҏерывно, циклично, но неравномерно во вҏемени и пространстве происходит пеҏераспҏеделение вещества, энергии и информации, сопровождающееся потерями.

Вопҏеки эҭому закону человек создал (и продолжает создавать) химические соединения, которые, попадая в природную сҏеду, не разлагаются, накапливаются и загрязняют ее (полиэтилен, ДДТ и др.). То есть биосфера не работает по принципу безотходности, в ней всегда накапливаются выбывающие из биотического круговорота вещества, формирующие осадочные породы. Отсюда вытекает следствие: абсолютно безотходное производство невозможно. В связи с данным обстоятельством мы можем рассчитывать только на малоотходное производство. Действие эҭого закона - одна из главных причин кризиса окружающей сҏеды. Огромные количества вещества, например, нефти и руды извлечены из земли, пҏеобразованы в новые соединения и рассеяны в окружающей сҏеде.

В связи с этим при развитии технологий необходимы: а) малая энерго и ҏесурсоемкость, б) создание производства, в котором отходы одного производства являются сырьем другого производства, в) организация разумного захоронения неминуемых отходов. Этот закон пҏедупҏеждает нас о необходимости разумного пҏеобразования природных систем (сҭҏᴏительство плотин, переброска стока ҏек, мелиорация и многое другое).

3. Природа «знает» луҹше

В тҏетьем законе (природа «знает» луҹше) Коммонер говорит о том, ҹто, пока нет абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы, подобно человеку, незнакомому с усҭҏᴏйством часов, но желающему их починить, легко вҏедим природным системам, пытаясь их улуҹшить. Он призывает к пҏедельной осторожности. Пҏеобразование природы пагубно экономически и опасно экологически. В конечном иҭоґе могут быть созданы условия, не пригодные для жизнедеʀҭҽљности. Существующее мнение об улуҹшении природы без указания экологического критерия улуҹшения лишено всякого смысла. Иллюстрацией тҏетьего «закона» экологии может служить то, ҹто один лишь математический расчет парамеҭҏᴏв биосферы требует безмерно большего вҏемени, чем весь период существования нашей планеты как твердого тела. (Потенциально осуществимое разнообразие природы оценивается числами с порядком от 10 1000 до 10 50 при пока не осуществленном бысҭҏᴏдействии ЭВМ - 10"° операций в сек. -- и работе невероятного числа (10 50) машин операция вычисления одномоментной задачи варианта из 10 50 разностей займет 10 30 с, или 3х10 21 лет, ҹто практически в 10 12 раз дольше существования жизни на Земле). Природа пока «знает» луҹше нас.

Можно привести примеры об отстҏеле в свое вҏемя волков, которые оказались «санитарами леса», или об уничтожении в Китае воробьев, которые якобы губят посевы, но никто не подумал, ҹто посевы без птиц будут погублены вҏедными насекомыми.

Ничто не дается даром

Четвертый закон (ничто не дается даром) имеет еще трактовку «за все нужно платить». Этот закон Коммонера вновь касается тех проблем, которые обобщает закон внуҭрҽннего динамического равновесия и закон развития природной системы за счет окружающей ее сҏеды. Глобальная экологическая система, т. е. биосфера, отображает единое целое, в рамках которого любой выигрыш сопряжен с потерями, но, с другой стороны, все, ҹто извлечено из природы, должно быть возмещено. Коммонер так разъясняет свой четвертый «закон» экологии: «...глобальная экосистема отображает единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улуҹшения: все, ҹто было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по эҭому векселю нельзя избежать: он может быть только отсрочен». Например, при выращивании зерна, овощей мы извлекаем из пашни химические ϶лȇменты (азот, фосфор, калий и др.), и если в нее не вносить удобрения, то урожай постепенно начинает снижаться.

Обратимся опять к печально известной истории Аральского моря. Для восстановления экосистемы моря необходимы значительные денежные сҏедства. К июню 1997 г. государства Центральной Азии направили на ликвидацию последствий экологического бедствия на Арале свыше 2 млрд. долл., однако восϲҭɑʜовиҭь Аральское моҏе не получилось. В 1997 г. было ҏешено сформировать Международный фонд спасения Арала. Начиная с 1998 г., взносы в эҭот фонд осуществляются по принципу: 0,3% от доходной части бюджета Казахстана, Туркмении, Узбекистана и по 0,1% - Киргизии и Казахстана. В Докладе Европейского агентства по вопросам окружающей сҏеды за 2003 г. обращено внимание, ҹто вследствие «парникового эффекта» произошло учащение природных катаклизмов, экономические потери от которых составляют в сҏеднем 11 млрд. евро в год.

Человек склонен думать, что его минуют неприятности, ҹто эҭо произойдет с кем-то другим, но не с ним. Вот еще один всем известный печальный пример. Чернобыльская авария пеҏевернула тоҹку зрения многих людей на атомную энергетику. Иллюстрацией четвертого экологического закона является та страшная цена, которую заплатили и продолжает выплачивать украинский, белорусский и русский народы за “самую дешевую ϶лȇкҭҏᴏэнергию”.

Заключение

Известный американский ученый-эколог Б. Коммонер сводит основные законы экологии к следующему:

1. первый закон экологического развития Коммонера (все связано со всем) обращает внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе и близок по смыслу к закону внуҭрҽннего динамического равновесия: изменение одного из показателей системы вызывает функционально-структурные количественные и качественные пеҏемены, при эҭом сама система сохраняет общую сумму вещественно-энергетических качеств. Этот закон отражает существование колоссальной сети связей в биосфеҏе между живыми организмами и природным окружением. Любое изменение качества природной сҏеды по существующим связям пеҏедается как внутри биогеоценозов, так и между ними, влияет на их развитие;

2. второй закон (все должно куда-то деваться) говорит о том, ҹто ничто в природе не исчезает бесследно, то или иное вещество просто пеҏемещается с места на место, пеҏеходит из одной молекулярной формы в другую, влияя при эҭом на жизненные процессы живых организмов;

3. тҏетий закон (природа «знает» луҹше) свидетельствует о том, что мы не имеем достоверной информации о механизме и функциях природы, потому легко вҏедим природным системам, стараясь их, как нам кажется, улуҹшить;

4. четвертый закон (ничто не дается даром) доказывает нам то, ҹто глобальная экологическая система, т. е. биосфера, отображает единое целое, в рамках которого любой выигрыш сопряжен с потерями, но, с другой стороны, все, ҹто извлечено из природы, должно быть возмещено.

Основываясь на этих законах, можно пҏедложить альтернативу - экологическую целесообразность, ҹто означает совместимость технологических процессов с процессами эволюции биосферы. Из всех видов технологий только один соотносится с логикой развития биосферы - эҭо экологические технологии (экотехнологии). Они должны быть посҭҏᴏены по типу природных процессов, а иногда даже ϲҭɑʜовиҭся их прямым продолжением. Формулировать принципы посҭҏᴏения экотехнологий необходимо на основе тех механизмов, которыми живая природа поддерживает свое равновесие, продолжает развиваться. Один из таких принципов - совместимость по веществу. Все отходы и выбросы (в идеале) должны быть пеҏеработаны микроорганизмами, а также не причинить вҏеда всему живому. В связи с данным обстоятельством в биосферу в конечном иҭоґе мы должны выбрасывать только то, что может быть пеҏеработано микроорганизмами. Это и будет совместимостью по веществу.

Из эҭого следует, ҹто вновь создаваемые химические и другие технологии должны оперировать только экологически целесообразными веществами, получаемыми в качестве отходов. Тогда природа сама сможет справиться с утилизацией отходов и загрязнений.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27

Человек, решившийся баллотироваться в президенты США, автор множества книг (некоторые из них были изданы даже в СССР) и активный борец за экологическое производство - это Барри Коммонер. Законы существования человечества, им предложенные, просты и понятны даже младшему школьнику. О нем, его жизненном пути и законах, а также о будущем человечества повествует эта статья.

Ровесник революции

Этот политический деятель и эколог является потомком российских эмигрантов. Родился он в 1917 году в Бруклине. Потомок кишиневского портного, ослепшего, когда он был еще ребенком, сумел получить степень бакалавра в Колумбийском университете и магистерскую и докторскую степень по биологии в Гарварде. Лейтенант на флоте в период Второй мировой войны, он по ее окончании 34 года работал преподавателем в университете Сент-Луиса. Умер в 2012 году в Нью-Йорке, где с 1980 года руководил Центром биологии при Квинс-колледже.

Путь к известности

Мир впервые услышал это имя (Барри Коммонер) в 50-х годах прошлого столетия. Его узнали как активного борца с испытаниями ядерного оружия. И неудивительно, ведь его специализация - изучение возникновения озоновых дыр и всемирного истончения озонового слоя планеты. А уже к 1980-му ученый от Гражданской партии США баллотируется в президенты Соединенных Штатов Америки. Он набрал слишком мало (0,27 %) голосов - Америка оказалась еще не готова к его радикально-социалистическим взглядам на развитие промышленности и использование ресурсов планеты, увеличение источников энергии с использованием возобновляемого ресурса. Он пишет книги, самые известные из которых: Science and Survival (1967), The Closing Circle (1971), Energy and Human Welfare (1975), The Poverty of Power (1976), The Politics of Energy (1979). После провала на выборах ученый отходит от большой политики и становится активным просветителем.

Законы Барри Коммонера

Автор множества книг, активный борец с ядерными испытаниями и известный биолог. Но известен миру он стал благодаря экологическим законам Барри Коммонера. Легкомысленное отношение общества к природе, потребительская концепция жизни и экстенсивная промышленность - вот лишь малая толика факторов, которые рассматривал и изучал ученый. Именно анализ всеобщего пренебрежения к экологичности использования имеющихся ресурсов привел к рождению в голове Барри Коммонера законов экологии (1974), которые сегодня знает каждый студент соответствующего профиля. Но они просты и понятны всем. Экологические законы Коммонера изучают в институтах и школах, но с ними знакомят и дошкольников. Не удивляйтесь - эти постулаты понятны даже им.

Законы Б. Коммонера в экологии

Как и всякая наука, экология имеет свои правила и законы. И экологов, формулирующих правила и законы, доказывающих их верность, в этой науке множество. Но законы экологии Коммонера - это свод всего лишь из четырех почти шуточных утверждений, которые не требуют доказательств и подсчетов. Они стоят особняком в своде методологии науки, и тем не менее они только подтверждают научные выкладки. И мы перейдем уже к рассмотрению почти социалистических законов Коммонера - с примерами и пояснениями.

Академический подход

• Все связано со всем.
• Все должно куда-то деваться.
• Природа все же знает лучше.
• Ничто не дается даром.

Вот, собственно, и все. А разве что-то непонятно? И все же поясним.

Первый закон Коммонера

Это закон динамического равновесия. Все, кто смотрел блокбастер Голливуда «Эффект бабочки» (The Butterfly Effect, 2004), понимают, о чем речь. Даже наименьшее изменение в природе, внесенное извне, приводит к катастрофическим последствиям. Современные экологи имеют в своем арсенале такие примеры. В частности, фильм действительно имеет правдивые основания. Именно в это время экологи опубликовали материалы, повествующие о том, как исчезновение одного вида мотыльков в пойме Амазонки привело к изменениям в экотопе, вплоть до изменений рельефа. Озвучен этот закон Коммонером, но о нем говорил еще Чарльз Дарвин. Довольно известен случай, когда к Чарльзу Дарвину обратились крестьяне с проблемой снижения урожая гречки. На вопрос о том, как повысить урожайность, Чарльз ответил, что всем крестьянам нужно... завести по кошке. Прекрасная иллюстрация взаимосвязи всего и со всем, не так ли?

Закон круговорота

Второй закон Коммонера - это закон перераспределения и круговорота веществ. В экосистеме он должен иметь замкнутый круг (продуценты, редуценты, консументы). Все учили в школе пищевые пирамиды и круговорот элементов. Но человек создал вещества, которых в природе не существовало (ДДТ, полипропилен и полиэтилен). И эти соединения не вступают в естественный процесс перераспределения. С развитием технологий человечество столкнулось с проблемой утилизации отходов, и сегодня это у всех на слуху. Примеров множество - они известны каждому. А идея Барри Коммонера о безотходном производстве сегодня находит свое практическое подтверждение в натуральном сельском хозяйстве и экологизации промышленности.

Природа совершенна

Многообразие взаимосвязей в природе поражает. Третий закон призывает нас к осторожности в действиях в преобразовании окружающей среды. Примеров достаточно: отстрел воробьев в Китае, завоз кроликов в Австралию, массовое истребление волков в северных странах... Можно продолжать, но любые неестественные изменения в экосистеме неизбежно приведут к порой необратимым изменениям в экосистеме всей планеты.

За все придется заплатить

Именно так можно перефразировать четвертый и последний закон Барри Коммонера. Еще Эйнштейн говорил, что если где-то прибыло, то где-то убыло. В биосистеме что-либо новое обязательно вытеснит старое. Это и есть та цена, которую платит природа за эволюцию. Но деятельность человека нарушает естественный ход событий и развития, внося в него коррективы, несвойственные экосистеме. Ученый называл это платежами «по векселям». Переход на новые сельскохозяйственные угодья - яркий и наглядный тому пример. Или применение генетически модифицированных продуктов - за их потребление мы платим своим здоровьем и здоровьем своих детей. И в этом случае идеи ученого о биотехнологиях производства, опять же, сегодня находят свое подтверждение. Натуральное ведение сельского хозяйства и натуральные продукты сегодня - фетиш человечества.

Выход есть

Пессимистическое высказывание ученого: «Если мы хотим выжить, мы должны понять причины приближающейся катастрофы» - нашло оптимистическое отражение в концепции устойчивого развития как пути, по которому следует двигаться нашей цивилизации. В 2002 году на саммите ООН в Йоханнесбурге получили документальное подтверждение все 27 постулатов концепции устойчивого развития, сформулированные в Рио-де-Жанейро в 1992 году. Законы Барри Коммонера сыграли не последнюю скрипку в работе комиссии при ООН по данным вопросам. Именно эта комиссия вводит в обиход понятие Sustainable Development, что в переводе на русский звучит как "устойчивое развитие". Благодаря ее работе у сегодняшнего человечества появляется надежда.

Свет в конце тоннеля

Концепция устойчивого развития - тема отдельной статьи. Отметим лишь, что эта стратегия подразумевает, что только усилия всех государств в экологизации промышленности и сельского хозяйствования дают возможность остановить нарастание кризисных тенденций в экосистеме планеты. Эта концепция основана на постулатах симбиоза экономического (ресурсосбережение, экологический агрокомплекс) и социального (экологическое сознание населения) развития общества, его устойчивости в гармонии с природой. На интуитивном уровне это понятно каждому, а разработку путей и методологию оставим специалистам.

Что у нас сегодня

На саммите ООН в Рио-де-Жанейро в 2012 году документы по устойчивому развитию подписали 135 стран, и Россия в их числе. Этот саммит носит название «Рио плюс двадцать». Организация Объединенных Наций продолжает работу в данном направлении. Разработаны рекомендации и соответственные декларации по международному сотрудничеству и глобализации процессов, развитию зеленого агропромышленного комплекса. Все страны согласны, что отсутствие шагов в экологизации планеты обойдется человечеству гораздо дороже, чем общее экономическое благополучие в будущем. Экоцид планеты (разрушение человеком) - понятие, известное всем. Это и потери пахотных площадей, и техногенные землетрясения, и небывалые цунами и наводнения, и разработка месторождений в шельфовой зоне, и разливы нефти в океане, и гибельное таяние арктических и антарктических льдов. Необходимо помнить, что биологические связи, разорвавшись один раз, уже не восстановятся никогда.

Уровень государств понятен, но устойчивое развитие - это путь и каждого жителя планеты. И путь этот слагается из простых составляющих: индивидуальное энергосбережение, экономное использование ресурсов, раздельный сбор мусора, бережное отношение к природе и ее богатствам. Законы Барри Коммонера должны работать в каждом доме и в каждой семье - и тогда природа отплатит нам пением соловьев во время чистого и ясного рассвета, красотой лесного пейзажа и чистой водой прохладного озера.

В начале 70-х годов американский эколог Барри Коммонер сформулировал четыре предложения, раскрывающие суть рационального природопользования. Эти положения стали называть “законами”, хотя правильнее было бы называть их “экологическими поговорками”: ведь любая поговорка отражает опыт и чему-то учит неопытного.

Вот эти “законы”:

Все связано со всем. Этот закон об экосистемах и биосфере.

Все надо куда-то девать. Это закон о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и последующем захоронении этих отходов.

3. За все надо платить. Это всеобщий закон рационального природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением – за повышение урожая, санаториями и лекарствами – за ухудшение здоровья человека.

4. Природа знает лучше. Этот закон означает, что нельзя пытаться покорять природу, а нужно сотрудничать с ней, используя биологические механизмы и для очистки стоков, и для повышения урожая культурных растений. И не забывать о том, что сам человек – тоже биологический вид, что он часть природы, а не ее властелин.

В таблице 1.1. показано, как нужно учитывать “ законы” Барри Коммонера при использовании человеком различных экосистем.

Таблица 1.1.

“Законы” Б. Коммонера и использование человеком различных экосистем.

Законы экологии — общие закономерности и принципы взаимодействия человеческого общества с природной средой.

Значение этих законов состоит в регламентации характера и направленности человеческой деятельности в пределах экосистем различного уровня. Среди законов экологии, сформулированных разными авторами, наибольшую известность получили четыре закона-афоризма американского ученого-эколога Барри Коммонера (1974):

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

Из закона всеобщей связи вещей и явлений в природе («все связано со всем») вытекает несколько следствий:

• закон больших чисел - совокупное действие большого числа случайных факторов приводит к результату, почти не зависящему от случая, т.е. имеющему системный характер. Так, мириады бактерий в почве, воде, 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:

Барри Коммонер писан «...глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать; он может быть только отсрочен. Нынешний кризис окружающей среды говорит о том, что отсрочка очень затянулась».

Принцип «природа знает лучше» определяет прежде всего то, что может и что не должно иметь места в биосфере. Все в природе — от простых молекул до человека — прошло жесточайший конкурс на право существования. В настоящее время планету населяет лишь 1/1000 испытанных эволюцией видов растений и животных. Главный критерий этого эволюционного отбора — вписанность в глобальный биотический круговорот , заполненность всех экологических ниш. У любого вещества, выработанного организмами, должен существовать разлагающий его фермент, и все продукты распада должны вновь вовлекаться в круговорот. С каждым биологическим видом, который нарушал этот закон, эволюция рано или поздно расставалась. Человеческая индустриальная цивилизация грубо нарушает замкнутость биотического круговорота в глобальном масштабе, что не может остаться безнаказанным. В этой критической ситуации должен быть найден компромисс, что под силу только человеку, обладающему разумом и стремлением к этому.

Помимо формулировок Барри Коммонера современные экологи вывели еще один закон экологии - «на всех не хватит» (закон ограниченности ресурсов). Очевидно, что масса питательных веществ для всех форм жизни на Земле конечна и ограничена. Ее не хватает на всех появляющихся в биосфере представителей органического мира, поэтому значительное увеличение численности и массы каких-либо организмов в глобальном масштабе может происходить только за счет уменьшения численности и массы других. На противоречие между скоростью размножения и ограниченностью ресурсов питания применительно к народонаселению планеты впервые обратил внимание английский экономист Т.Р. Мальтус (1798), который именно этим пытался обосновать неизбежность социальной конкуренции. В свою очередь, Ч. Дарвин заимствовал у Мальтуса понятие «борьба за существование» для объяснения механизма естественного отбора в живой природе.

Закон ограниченности ресурсов — источник всех форм конкуренции, соперничества и антагонизма в природе и, к сожалению, в обществе. И сколько бы ни считали классовую борьбу, расизм, межнациональные конфликты чисто социальными явлениями — все они своими корнями уходят во внутривидовую конкуренцию, принимающую иногда гораздо более жестокие формы, чем у животных.

Существенное различие в том, что в природе в результате конкурентной борьбы выживают лучшие, а в человеческом обществе — это отнюдь не так.

Обобщенную классификацию экологических законов представил известный советский ученый Н.Ф. Реймерс. Им даны следующие формулировки:

• закон социально-экологического равновесия (необходимости сохранения равновесия между давлением на среду и восстановлением этой среды, как природным, так и искусственным);
• принцип культурного управления развитием (наложение ограничений на экстенсивное развитие, учет экологических ограничений);
• правило социально-экологического замещения (необходимость выявления путей замещения человеческих потребностей);
• закон социально-экологической необратимости (невозможность поворота эволюционного движения вспять, от сложных форм к более простым);
• закон ноосферы Вернадского (неизбежность трансформации биосферы под влиянием мысли и человеческого труда в ноосферу — геосферу, в которой разум становится доминирующим в развитии системы «человек-природа»).

Соблюдение этих законов возможно при условии осознания человечеством своей роли в механизме поддержания стабильности биосферы. Известно, что в процессе эволюции сохраняются только те виды, которые способны обеспечивать устойчивость жизни и окружающей среды. Только человек, используя силу своего разума, может направить дальнейшее развитие биосферы по пути сохранения дикой природы, сохранения цивилизации и человечества, создания более справедливой социальной системы, перехода от философии войны к философии мира и партнерства, любви и уважения к будущим поколениям. Все это составляющие нового биосферного мировоззрения, которое должно стать общечеловеческим.

Законы и принципы экологии

Закон минимума

В 1840 г. Ю. Либих установил, что урожай часто ограничивается не теми питательными веществами, которые требуются в больших количествах, а теми, которых нужно немного, но которых мало и в почве. Сформулированный им закон гласил: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай, определяется величина и устойчивость последнего во времени». Впоследствии к питательным веществам добавили ряд других факторов, например температуру. Действие данного закона ограничивают два принципа. Первый закон Либиха строго действует только в условиях стационарного состояния. Более точная формулировка: «при стационарном состоянии лимитирующим будет то вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму». Второй принцип касается взаимодействия факторов. Высокая концентрация или доступность некоторого вещества может изменять потребление минимального питательного вещества. Следующий закон сформулирован в самой экологии и обобщает закон минимума.

Закон толерантности

Этот закон формулируется следующим образом: отсутствие или невозможность развития экосистемы определяется не только недостатком, но и избытком любого из факторов (тепло, свет, вода). Следовательно, организмы характеризуются как экологическим минимумом, так и максимумом. Слишком много хорошего тоже плохо. Диапазон между двумя величинами составляет пределы толерантности, в которых организм нормально реагирует на влияние среды. Закон толерантности предложил В. Шелфорд в 1913 г. Можно сформулировать ряд дополняющих его предложений.

• Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий в отношении другого.
• Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам обычно наиболее широко распространены.
• Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то может сузиться диапазон толерантности к другим экологическим факторам.
• В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному значению того или иного фактора, определенному в лаборатории.
• Период размножения обычно является критическим; в этот период многие факторы среды часто оказываются лимитирующими.

Живые организмы изменяют условия среды, чтобы ослабить лимитирующее влияние физических факторов. Виды с широким географическим распространением образуют адаптированные к местным условиям популяции, которые называются экотипами. Их оптимумы и пределы толерантности соответствуют местным условиям.

Обобщающая концепция лимитирующих факторов

Наиболее важными факторами на суше являются свет, температура и вода (осадки), а в море — свет, температура и соленость. Эти физические условия существования могут быть лимитирующими и влияющими благоприятно. Все факторы среды зависят друг от друга и действуют согласованно. Из других лимитирующих факторов можно отметить атмосферные газы (углекислый газ, кислород) и биогенные соли. Формулируя «закон минимума», Либих и имел в виду лимитирующее воздействие жизненно важных химических элементов, присутствующих в среде в небольших и непостоянных количествах. Они называются микроэлементами и к ним относятся железо, медь, цинк, бор, кремний, молибден, хлор, ванадий, кобальт, йод, натрий. Многие микроэлементы подобно витаминам действуют как катализаторы. Фосфор, калий, кальций, сера, магний, требующиеся организмам в больших количествах, называются макроэлементами. Важным лимитирующим фактором в современных условиях является загрязнение природной среды. Главный лимитирующий фактор, по Ю. Одуму, - размеры и качество «ойкоса », или нашей «природной обители», а не просто число калорий, которые можно выжать из земли. Ландшафт не только склад запасов, но и дом, в котором мы живем. «Следует стремиться к тому, чтобы сохранить, по меньшей мере, треть всей суши в качестве охраняемого открытого пространства. Это означает, что треть всей нашей среды обитания должны составлять национальные или местные парки, заповедники, зеленые зоны, участки дикой природы и т.п.». Территория, необходимая одному человеку, по разным оценкам колеблется от 1 до 5 га. Вторая из этих цифр превосходит площадь, которая приходится ныне на одного жителя Земли.

Плотность населения приближается к одному человеку на 2 га суши. Пригодны же для сельского хозяйства только 24% суши. Хотя с площади всего лишь 0,12 га можно получить достаточно калорий, чтобы поддержать существование одного человека, для полноценного питания с большим количеством мяса, фруктов и зелени необходимо около 0,6 га на человека. Кроме того, требуется еще около 0,4 га для производства разного рода волокна (бумаги, древесины, хлопка) и еще 0,2 га для дорог, аэропортов, зданий и т.п. Отсюда концепция «золотого миллиарда», в соответствии с которой оптимальным количеством населения является 1 млрд человек, и стало быть, уже сейчас около 5 млрд «лишних людей». Человек впервые за свою историю столкнулся с предельными, а не локальными ограничениями. Преодоление лимитирующих факторов требует огромных затрат вещества и энергии. Для удвоения урожая необходимо десятикратное увеличение количества удобрений, ядохимикатов и мощности (животных или машин). К лимитирующим факторам относится и численность популяции.

Закон конкурентного исключения

Данный закон формулируется следующим образом: два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могут сосуществовать в одном месте неограниченно долго.

То, какой вид побеждает, зависит от внешних условий. В сходных условиях победить может каждый. Важным для победы обстоятельством является скорость роста популяции. Неспособность вида к биотической конкуренции ведет к его оттеснению и необходимости приспособления к более трудным условиям и факторам.

Закон конкурентного исключения может работать и в человеческом обществе. Особенность его действия в настоящее время заключается в том, что цивилизации не могут разойтись. Им некуда уйти со своей территории, потому что в биосфере нет свободного места для расселения и нет избытка ресурсов, что приводит к обострению борьбы со всеми вытекающими отсюда последствиями. Можно говорить об экологическом соперничестве между странами и даже экологических войнах или войнах, обусловленных экологическими причинами. В свое время Гитлер оправдывал агрессивную политику нацистской Германии борьбой за жизненное пространство. Ресурсы нефти, угля и т.п. и тогда были важны. Еще больший вес они имеют в XXI в. К тому же добавилась необходимость территорий для захоронения радиоактивных и прочих отходов. Войны — горячие и холодные — приобретают экологическую окраску. Многие события в современной истории, например распад СССР, воспринимаются по-новому, если на них посмотреть с экологических позиций. Одна цивилизация может не только завоевать другую, но использовать ее для корыстных с экологической точки зрения целей. Это и будет экологический колониализм. Так переплетаются политические, социальные и экологические проблемы.

Основной закон экологии

Одним из главных достижений экологии стало открытие, что развиваются не только организмы и виды, но и . Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном районе, называется сукцессией. Сукцессия происходит в результате изменения физической среды под действием сообщества, т.е. контролируется им.

Высокая продуктивность дает низкую надежность — еще одна формулировка основного закона экологии, из которой вытекает следующее правило: «Оптимальная эффективность всегда меньше максимальной». Разнообразие в соответствии с основным законом экологии непосредственно связано с устойчивостью. Однако пока неизвестно, до какой степени эта связь является причинно-следственной.

Некоторые другие важные для экологии законы и принципы.

Закон эмерджентности : целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его части.

Закон необходимого разнообразия : система не может состоять из абсолютно идентичных элементов, но может иметь иерархическую организацию и интегративные уровни.

Закон необратимости эволюции : организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, осуществленному в ряду его предков.

Закон усложнения организации : историческое развитие живых организмов приводит к усложнению их организации путем дифференциации органов и функций.

Биогенетический закон (Э. Геккель): онтогенез организма есть краткое повторение филогенеза данного вида, т.е. индивид в своем развитии повторяет сокращенно историческое развитие своего вида.

Закон неравномерности развития частей системы : системы одного уровня иерархии развиваются не строго синхронно, в то время как одни достигают более высокой стадии развития, другие остаются в менее развитом состоянии. Этот закон непосредственно связан с законом необходимого разнообразия.

Закон сохранения жизни : жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии, информации.

Принцип сохранения упорядоченности (Я. Пригожий): в открытых системах энтропия не возрастает, а уменьшается до тех пор, пока не достигается минимальная постоянная величина, всегда больше нуля.

Принцип Ле Шателье-Брауна : при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

Принцип экономии энергии (Л. Онсагер): при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений, допускаемых началами термодинамики, реализуется то, которое обеспечивает минимум рассеивания энергии.

Закон максимизации энергии и информации : наилучшими шансами на самосохранение обладает система, в наибольшей степени способствующая поступлению, выработке и эффективному использованию энергии и информации; максимальное поступление вещества не гарантирует системе успеха в конкурентной борьбе.

Закон развития системы за счет окружающей среды : любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

Правило Шредингера «о питании» организма отрицательной энтропией: упорядоченность организма выше окружающей среды, и организм отдает в эту среду больше неупорядоченности, чем получает. Это правило соотносится с принципом сохранения упорядоченности Пригожина.

Правило ускорения эволюции : с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают. Средняя продолжительность существования вида птиц — 2 млн лет, вида млекопитающих — 800 тыс. лет. Число вымерших видов птиц и млекопитающих в сравнении со всем их числом велико.

Закон относительной независимости адаптации : высокая адаптивность к одному из экологических факторов не дает такой же степени приспособления к другим условиям жизни (наоборот, она может ограничивать эти возможности в силу физиолого-морфологических особенностей организмов).

Принцип минимального размера популяций : существует минимальный размер популяции, ниже которого ее численность не может опускаться.

Правило представительства рода одним видом : в однородных условиях и на ограниченной территории таксономический род, как правило, представлен только одним видом. По-видимому, это связано с близостью экологических ниш видов одного рода.

Закон обеднения живого вещества в островных его сгущениях (Г.Ф. Хильми): «Индивидуальная система, работающая в среде с уровнем организации более низким, чем уровень самой системы, обречена: постепенно теряя структуру, система через некоторое время растворится в окружающей среде». Из этого следует важный вывод для человеческой природоохранной деятельности: искусственное сохранение экосистем малого размера (на ограниченной территории, например, заповедника) ведет к их постепенной деструкции и не обеспечивает сохранения видов и сообществ.

Закон пирамиды энергий (Р. Линдеман): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий уровень в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии. Обратный поток с более высоких на более низкие уровни намного слабее — не более 0,5-0,25%, и потому говорить о круговороте энергии в биоценозе не приходится.

Правило обязательности заполнения экологических ниш : пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает естественно заполнена («природа не терпит пустоты»).

Принцип формирования экосистемы : длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и взаимно приспособлены. Из этих экологических законов и принципов следуют некоторые выводы, справедливые для системы «человек — природная среда». Они относятся к типу закона ограничения разнообразия, т.е. накладывают ограничения на деятельность человека по преобразованию природы.

Закон бумеранга : все, что извлечено из биосферы человеческим трудом, должно быть возвращено ей.

Закон незаменимости биосферы : биосферу нельзя заменить искусственной средой, как, скажем, нельзя создать новые виды жизни. Человек не может построить вечный двигатель, в то время как биосфера и есть практически «вечный» двигатель.

Закон шагреневой кожи : глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается. Это следует из того, что никаких принципиально новых ресурсов, которые могли бы появиться, в настоящее время нет. Для жизни каждого человека в год необходимо 200 т твердых веществ, которые он с помощью 800 т воды и в среднем 1000 Вт энергии превращает в полезный для себя продукт. Все это человек берет из уже имеющегося в природе.

Принцип удаленности события : потомки что-нибудь придумают для предотвращения возможных отрицательных последствий. Вопрос о том, насколько законы экологии можно переносить на взаимоотношения человека с окружающей средой, остается открытым, так как человек отличается от всех других видов. Например, у большинства видов скорость роста популяции уменьшается с увеличением ее плотности; у человека, наоборот, рост населения в этом случае ускоряется. Некоторые регулирующие механизмы природы отсутствуют у человека, и это может служить дополнительным поводом для технологического оптимизма у одних, а для экологических пессимистов свидетельствовать об опасности такой катастрофы, которая невозможна ни для одного иного вида.