I. Предмет экологии, методы и задачи экологии

Лекция 1.

I. Предмет экологии, методы и задачи экологии

План

1. Расширенное понимание предмета экологии

2. Разделы экологии

3. Различие между понятиями «экология», «природопользование» и «охрана природы»

4. Основные методы экологии

5.Глобальные проблемы и задачи экологии

Предмет экологии

В современном мире мы сталкивается со множеством проблем. Однако существует целый ряд проблем, которые являются общими для всех. Перенаселенность планеты, дефицит и качество питьевой воды, загрязнение воздуха и глобальное потепление, глобальные пандемии, опустынивание, деградация почв и нехватка продовольствия, кислотные дожди и разрушение озонового слоя, утрата навсегда тысяч видов растений и животных, массовое размножение патогенных вредителей, промышленные аварии, радиация, гибель малых рек, гибель природных систем в зоне военных действий… Это проблемы экологии.

Несколько десятилетий назад термин «экология» стал широко использоваться при обсуждении проблем химии, медицины, философии, экономики, литературы, политики. Произошла экологизация общественно- производственной, научной сферы.

Экология из биологической науки превратилась в системный блок наук, объединяющих гуманитарные, естественные и точные науки, так же как философия в Древней Греции. По словам академика А.В. Яблокова: «Экологический подход стал всеобщим, и сейчас трудно говорить об экологии как отдельной науке; это, скорее, особое видение любого предмета исследования – от человеческой культуры до внутриклеточных процессов». В настоящее время экология разделилась на ряд научных дисциплин, подчас далеких от первоначального понимания экологии как биологической науки, но в основе всех современных направлений экологии лежат фундаментальные идеи биологии. Поэтому экологию понимают как дисциплину, изучающую общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня.

В современном широком понимании экология – это область знаний, рассматривающая некую совокупность предметов и явлений с точки зрения субъекта или объекта (как правило, живого или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности. Это определение лежит в основе классификации основных подразделений экологии (Н.Ф. Реймерс словарь– справочник «Природопользование» [1].

Существует два подхода к проблеме взаимоотношений человека и природы. Первый – эгоцентрический: взаимоотношения человека и природы строятся по правилам, которые устанавливает сам человек. Второй – биоцентрический: человек как биологический вид в значительной мере остается под контролем экологических законов, во взаимоотношениях с природой обязан принимать эти законы и действовать сообразно с ними. Они формулируются:

– Развитие человеческого общества – часть эволюции природы, где действуют законы экологических пределов, необратимости и отбора.

– Проблемы экологического кризиса – результат нарушения природного равновесия

– Нарушение природных равновесий и регуляторных функций биосферы не могут быть восстановлены технологическим путем.

– Прогресс человечества ограничивается экологическим императивом.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Объект изучения в экологии – экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. В компетенцию экологии входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), популяций (популяционный и биосферы в целом (биосферный уровень)

Основные разделы экологии

Экология как наука сформировалась в рамках биологии. Ее предметом стали взаимоотношения живых организмов между собой (особей, популяций, биоценозов) и окружающей средой; ее составляющими являются историческая, эволюционная экология и археоэкология.

Экология – наука о взаимоотношениях организмов и среды их обитания. Основной традиционной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений живых организмов и среды (включая человека). В составе общей экологии выделяют основные разделы:

– аутэкология, исследует связи отдельного организма (вида, особи) с окружающей его средой;

– популяционная экология (демэкология), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов. Популяционную экологию рассматривают и как специальный раздел аутэкологии;

– синэкология (биоценология) изучает взаимоотношение популяций, сообществ и экосистем со средой.

Географическая экология (геоэкология) – раздел экологии, изучающий экологические закономерности географических процессов в экосистемах высоких уровней иерархии (суши, морских и пресных вод, высокогорий и др.); сюда же относится и геохимическая экология.

Задача– изучать закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость систем и биосферы. Общую экологию называют биоэкологией.

На стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие новых направлений: социальная, инженерная, математическая, сельскохозяйственная, космическая, геоэкология.

Промышленная (инженерная) экология изучает воздействие промышленности, транспорта, энергетики, сельскохозяйственной сферы производства (техносферы) на природу, исследует возможности формирования и закономерности функционирования упрощенных биоценозов, применяемых в технологических процессах.

Социальная экология тесно взаимодействует с экологией человека, при этом рассматриваются взаимоотношения в системе «общество – природа». Широкая трактовка обозначает соотношение общества с географической, социальной и культурной средами.

Социальная экология – сплав социологии, социальной психологии, экологии человека, включает как социально-психологические и этологические отношения людей между собой, так и отношение людей к природе, т.е. является эколого-социально-экономической отраслью знаний, где все социальные, экономические и природные условия рассматриваются как одинаково важные составные сферы жизни человека. Экологический подход при изучении взаимодействия человеческого общества и природы – основополагающий.

С научно-теоретической точки зрения обосновано деление экологии на теоретическую и прикладную. Теоретическая вскрывает общие закономерности организации жизни. Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу прикладной экологии составляет система общеэкологических законов, правил, принципов.

Задачи теоретической экологии:

– разработка общей теории устойчивости экологических систем;

– изучение экологических механизмов адаптации к среде;

– исследование регуляции численности популяций;

– изучение биоразнообразия и механизмов его поддержания;

– исследование продукционных процессов;

– исследования процессов в биосфере для поддержания ее устойчивости;

– моделирование состояния экосистем и биосферных процессов.

З адачи прикладной экологии:

– прогноз и оценка отрицательных последствий деятельности человека для окружающей среды;

– улучшение качества окружающей среды;

– сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

– оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития

Стратегической задачей экологии – развитие теории взаимодействия природы и общества.

Современное определение: экология – система научных знаний о взаимоотношениях общества и природы.

По формулировке Ю. Одума – экология этомеждисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи.

Д.С. Лихачев экология – не междисциплинарная наука, а проблема человеческой культуры. Причины гибели биологических, экологических систем и человеческих культурных ценностей одни и те же, они в главном – в культурном уровне общества, в частности, в его нравственной культуре. Без нравственной культуры никакие законы и постановления не будут действенными.

…И если человек осознал, что совершил много грехов по отношению к природе, то ему надо идти не в церковь, а сажать и выращивать деревья, возвращая потомству хотя бы частичку разрушенного им мира.

 

Методы экологии

Методическая основа современной экологии составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирова ния. Количественные методы – измерения, расчеты, математический анализ.

Методы регистрации и оценки состояния среды являются необходимой частью любого экологического исследования. Метеорологические наблюдения, определения показателей качества природной воды, определение состояния почв, измерения освещенности, радиационного фона, напряженности физических полей, определение химической и бактериологической загрязненности среды. К этой группе методов относятся мониторинг – периодическое или непрерывное слежение за качеством окружающей среды. При этом используются современные методы физико-химического анализа, биоиндикация (использование для контроля состояния среды организ0мов, особо чувствительных к изменениям среды и к появлению в ней вредных примесей), дистанционного зондирования, телеметрии и компьютерной обработки данных.

Методы количественного учета организмов и методы оценки биомассы и продуктивности. Для этого применяются подсчеты особей на контрольных площадках, в объемах воды или почвы, маршрутные учеты, отлов и мечение животных, наблюдения за их перемещениями с помощью телеметрии, аэрокосмическая регистрация численности стад, скопления рыбы, густоты древостоя, состояния посевов и урожайности полей. Для изучения динамики численности популяций требуется введение методов демографии.

Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов – наиболее разнообразная группа методов экологии. В лабораторных условиях регистрируется воздействие контролируемого фактора, функции растений и животных. Этим путем устанавливаются оптимальные или граничные условия существования. Так определяются критические или летальны дозы химических и других агентов, по которым рассчитывают предельно допустимые концентрации и воздействия, лежащие в основе экологического нормирования. Экология смыкается с физиологией, биохимией, токсикологией.

Эта экспериментальная техника и методы используются при определении устойчивости экосистем и изучении адаптаций – приспособлений растений, животных и человека к различным условиям среды.

Методы изучения взаимоотношений между организмами в сообществах – часть системной экологии. Натурные наблюдения и лабораторные исследования пищевых отношений, пищевого поведения с применением метода «меток» радиоактивными изотопами. Можно определить, какое количество органического вещества переходит от одного звена пищевой цепи к другому: от растений – к травоядным, от них – к хищникам. Экспериментальная методика создания и исследования искусственных сообществ и экосистем, т.е. лабораторное натурное моделирование взаимодействий организмов друг с другом и с окружающей средой. Создают искусственные, частично замкнутые самоподдерживающиеся многовидовые системы.

Кибернетические исследования и методы математического моделирования используют для управления и прогнозирования. Существуют близкие к реальным процессам математические модели техногенных эмиссий, распространения загрязнителей в атмосфере, самоочищения реки; экологических процессов.

Реальные объекты экологии настолько сложны, что с трудом поддаются строгому математическому описанию даже при упрощении задач. Природные процессы представляют собой многоуровневые нелинейные задачи с большим числом переменных, аналитические решения которых практически невозможны, поэтому применяют методы имитационного моделирования, основанные на применении вычислительной техники. Новые компьютерные методы – технологии нейронных сетей и аппарат теории нечетких множеств. Совершенствуются приемы глобального моделирования, основанных на проблемно-прогнозном подходе.

Средства методов прикладной экологии:

– создание геоинформационных систем (ГИС-технологии) и банков экологической информации регионов, территорий, ландшафтов, агросистем, промышленных центров, городов;

– комплексный эколого-экономический анализ состояния территорий для целей экологической диагностики и оздоровления экологической обстановки;

– методы инженерно-экологических изысканий для оптимального размещения, проектирования, строительства и реконструкции гражданских и хозяйственных объектов;

– методы экологически ориентированного проектирования хозяйственных и гражданских объектов, основанные на принципах и расчетах экологического соответствия;

– технологические методы снижения отходности, побочных эмиссий и коэффициентов вредного действия производственных комплексов, процессов, устройств и изделий;

– методы оценки влияния техногенных загрязнителей и деградации среды на здоровье людей и состояние природных систем; – методы контроля экологической регламентации хозяйственной деятельности: экологический мониторинг, аттестация и паспортизация промобъектов, территориальных природно-производственных комплексов; экологическая экспертиза; оценки воздействия проектируемых объектов на окружающую среду.

 

План

1.Определение системы. Общие свойства систем

2.Значение контура обратных связей

3.Системные постулаты экологии

4. Геосфера, биосфера, экосфера

5.Основные связи между компонентами экосферы.

 

Главные законы экологии

Экология располагает обширной аксиоматикой, относящейся ко всем уровням организации природных систем. Некоторые, достаточно общие постулаты, законы, правила экологии опираются на фундаментальные законы естествознания: таковы начала термодинамики, законы сохранения вещества и энергии, закон минимума диссипации (рассеивания) энергии Л.Онсагера – И. Пригожина. Среди них есть несколько принципов, важных для понимания поведения экологических систем, их способности к самоподдержанию и авторегуляции.

Закон больших чисел: совокупное действие большого числа случайных факторов приводит, при некоторых общих условиях, к результату, почти не зависящему от случая, т.е. имеющему системный характер.

Случайное, стохастическое (произвольное) поведение большого числа молекул газа в некотором объеме обуславливает определенные значения температуры и давления. Миллиарды бактерий в почве, воде, организмах создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования живого. Сочетание большого числа случайных актов спроса и предложения формирует относительно постоянный товарооборот и ценообразование свободного рынка.

Принцип Ле-Шателье – Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. Первоначально этот закон был установлен для химических процессов, впоследствии стал применяться для описания поведения различных самоподдерживающихся систем. В биологии он реализуется в виде способности экологических систем к авторегуляции. В биосфере механизм осуществления этого принципа основан на функционировании совокупности живых организмов и служит главным регулятором земных процессов.

Закон В.И. Вернадского о всеобщей связи вещей и явлений в природе и обществе; связан с законом физико-химического единства живого вещества, законом развития системы за счет окружающей ее среды и законом постоянства количества живого вещества: любая система может развиваться только за счет использования материально-технических и информационных возможностей окружающей ее среды; изолированное саморазвитие невозможно.

Значительное увеличение числа каких-либо организмов за относительно короткий промежуток времени может происходить только за счет уменьшения других организмов. Это правило распространяется и на число видов организмов. В биосфере тотальность связей проявляется особенно ярко, потому что при материальном единстве жизни живые системы характеризуются наиболее разнообразными, разветвленными и интенсивными взаимопереходами вещества, энергии и информации.

Они образуют экологические сети взаимосвязей. Богатство связей относится не только к локальным экосистемам. Глобальные круговороты веществ, ветра, океанские течения, реки, трансконтинентальные и трансокеанические миграции птиц и рыб, переносы семян и спор, деятельность человека и влияние антропогенных факторов – все это связывает удаленные природные комплексы и придает биосфере признаки единой коммуникативной системы.

Густая динамичная сеть связей и зависимостей характерна и для человеческого общества. По сравнению с природой она многократно обогащена за счет потоков информации. Существуют примеры многоступенчатого усиления изменений в технологических процессах, в производстве.

В экономике все переплетено, любая оценка зависит от других экономических оценок и в свою очередь оказывает влияние на них. Не следует представлять себе эти закономерности так, будто все связано со всем отдельно в природе и отдельно в обществе, в экономике. И природа и общество находятся в одной сети системных взаимодействий.

Существуют важные для экологии следствия всеобщей связи, закона динамического равновесия и принципа Ле-Шателье – Брауна.

Закон цепных реакций: любое частное изменение в системе неизбежно приводят к развитию цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых взаимосвязей и новой системной иерархии. Поскольку взаимодействие между компонентами системы при их изменении, как правило, существенно нелинейно, то слабое изменение одного из параметров системы может вызвать сильные отклонения других параметров или привести к изменению всей системы в целом.

Закон оптимальности:любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.

Правило максимального «давления жизни». В живой природе организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число. Давление жизни ограничено емкостью среды, межвидовыми взаимоотношениями, взаимной приспособленностью различных групп организмов. Эту закономерность обозначают как закон сопротивления среды жизни, или закон ограниченного роста Ч. Дарвина. Ему же принадлежит экологическая аксиома адаптированности: каждый биологический вид адаптирован к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования, которая получила название экологической ниши.

ЗАКОН МАКСИМИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ (Г. и Э. Одумов) –– в соперничестве с другими системами выживает (сохраняется) та из них, которая наилучшим образом способствует поступлению энергии и использует максимальное ее количество наиболее эффективным способом. С этой целью система: 1) создает накопители (хранилища) высококачественной энергии; 2) затрачивает (определенное количество.— Н. Р.) накопленной энергии на обеспечение поступления новой энергии; 3) обеспечивает кругооборот различных веществ; 4) создает механизмы регулирования, поддерживающие устойчивость системы и ее способность приспособления к изменяющимся условиям; 5) налаживает с другими системами обмен, необходимый для обеспечения потребности в энергии специальных видов (Одум Г., Одум Э. Энергетический базис человека и природы. М., 1978. С. 72—73). Следует заметить, что З. м. э. справедлив и в отношении информации, поэтому его можно рассматривать и как З. м. э. информации: наилучшими шансами на самосохранение обладает система, в наибольшей степени способствующая поступлению, выработке и эффективному использованию энергии и информации. Максимальное поступление вещества как такового не гарантирует успеха системе в конкурентной группе др. аналогичных систем.

Закон максимума биогенной энергии (В. И. Вернадского, Э. С. Бауэра) — любая биологическая и «биокосная» система (система с участием живого), находясь в состоянии «устойчивой неравновесности», т. е. динамического подвижного равновесия с окружающей ее средой, и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду.

Примечание. З.м.6.э. сформулирован на основе биогеохимических принципов В. И. Вернадского: «Геохимическая биогенная энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению (первый биогеохимический принцип). При эволюции видов выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию (второй биогеохимический принцип)» (Вернадский В. И. Проблемы биогеохимии // Тр. биогеохимической лаборатории. 1980. Т. 16. С. 260). Эти принципы В. И. Вернадского дополнены положениями «устойчивой неравновесности» биологических систем Э. С. Бауэра: «Живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях» (Бауэр Э. С. Теоретическая биология. М.— Л., 1935. С. 43) и максимума эффекта внешней работы в ответ на полученную из внешней среды единицу энергии. (Следует иметь а виду, что Э. С. Бауэр понимал термины «равновесие» как физическое состояние абсолютного покоя, а «динамическое равновесие» в химическом, смысле — как состояние неизменности системы при отсутствии внешних воздействий. Ныне термин «динамическое равновесие» трактуется как квазистационарное:, состояние, гомеостаз, колебания вокруг определенного вещественно-энергетического уровня, сопровождающиеся непрерывным изменением системы, т. е. как «устойчивая неравновесность» Э. С. Бауэра.)

З.м.б.э., как и Закон увеличения размеров... Копа и Денера, внешне служит антиподом Принципа направленности эволюции (Л. Онсагера), так как увеличение массы отдельных особей видов и их совокупного воздействия на среду, как и увеличение биогенной энергии (т. е. также воздействие организмов на среду жизни, снижает энтропию био- и экосистем лишь на первых (эволюционно восходящих) этапах процесса, ведущих к некоторому оптимальному состоянию (максимально рациональному размеру, сукцессионной фазе климакса и т. п.), далее возникают противоречия между надсистемой и системой (или системой и подсистемой, в зависимости от масштаба подхода), напр., между меняющимися глобально-космическими условиями, экзосферой планеты и ее биосферой или между измененным биотопом и старым биоценозом, и требуется новый максимум биогенной энергии для данных условий (он может быть в конкретных условиях и ниже, чем предыдущий максимум). Однако внешняя противоположность упомянутых теоретических обобщений термодинамически их объединяет, поскольку во всех случаях выдерживается правило минимума энтропии в биосистеме (экосистеме), иначе она погибла бы до перехода в иное состояние (не дала бы потомства или преемственных экосистем). З.м.б.э. служит обширным частным случаем Закона максимизации энергии —для эволюции и развития биосистем и систем с участием живого. Он был сформулировал намного раньше этого закона и фактически, несмотря на более частную формулировку, служит его полноценным предшествевнником-эквивалент ЗАКОН (Ы) МИНИМУМА (Ю. Либиха) –– основной закон: выносливость организма определяётся самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т е. жизненные возможности лимитируют экологически факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму; дальнейшее их снижение ведет к гибли организма или деструкции экосистемы.

Дополнительное правило взаимодействия факторов: организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором (напр., одно вещество другим, функционально и химически близким).

Примечание. Выяснение слабого звена цепи чрезвычайно важно в экологическом прогнозировании, планировании и экспертизе проектов. Правило взаимодействия факторов позволяет рационально производить замену дефицитных веществ и воздействий на менее дефицитные, что важно в процессах эксплуатации природных ресурсов.

ЗАКОН НАПРАВЛЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ — общий ход эволюции всегда направлен на приспособление к геохронологически меняющимся условиям существования и ограничен ими. З. н. з. вместе с принципом направленности эволюции (Л. Онсагера) объясняет, почему наблюдается закономерное изменение форм живого (направленность доминирует над случайностью, хотя изменчивость в ряде случаев случайна).

ЗАКОН (ПРАВИЛО) НЕОБРАТИМОСТИ ЭВОЛЮЦИИ (Л. Долло) — организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков. В экологии З. н. э. тесно связан с 3-м следствием закона внутреннего динамического равновесия. Очевидно, З. н. э. должен быть распространен на иерархию экологических систем, которые также в эволюционном ряду не могут повторяться хотя бы в силу того, что эволюционно неповторимы организмы, их составляющие.

ЗАКОН НЕОБХОДИМОГО РАЗНООБРАЗИЯ — любая система не может сформироваться из абсолютно одинаковых элементов. Из этого закона вытекает закон неравномерности развития систем, поскольку это один из способов увеличения разнообразия, а также закон (правило) полноты составляющих (компонентов, элементов) системы и правило оптимальной компонентной дополнительности.

ЗАКОН (ЗАКОНОМЕРНОСТЬ) НЕОГРАНИЧЕННОСТИ ПРОГРЕССА — развитие от простого к сложному неограниченно. В пределах биологической формы движения материи З. н. п. может быть сформулирован как вечное, непрерывное и абсолютно необходимое стремление живого к относительной независимости от условий среды существования. То же наблюдается в рамках социальной формы движения материи.

Примечание. З. н. п. не следует понимать буквально, так как никакие организмы в тон числе человек, не могут полностью освободиться от воздействия среды жизни (см. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма). Каждая новая, более эвлюционно-исторически высокая форма движения материи лишь затушевывает (в философии говорят «снимает») действие законов более низких форм движения материи, но не отменяет их. З.н.п. предполагает, что всегда можно найти новые пути развития, если не допускать крупных катастроф. В частности, многие проблемы решаются методом альтернативы. Напр., наведение засухоустойчивых сортов хлопчатника, выращиваемых на богаре, вместо увеличения водопользования при расширении хлопковых плантаций.

ЗАКОН НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ, или ЗАКОН РАЗНОВРЕ-МЕННОСТИ РАЗВИТИЯ (ИЗМЕНЕНИЯ) ПОДСИСТЕМ В БОЛЬШИХ СИСТЕМАХ — системы одного уровня иерархии (как правило подсистемы системы более высокого уровня организации) обычно развиваются не строго синхронно: в то время как одни из них достигли более высокого уровня развития, другие еще остаются в менее развитом состоянии.

Напр., эволюционный уровень развития видов различен, экосистемы суши имеют разную эволюционную и историческую давность формирования, общественно-экономическое развитие народов и государств в различных частях планеты неравномерно и т. д. Значение обсуждаемого закона для природопользования в том, что он запрещает абсолютное однообразие (так же как и закон необходимого разнообразия), пространственно создаваемое человеком (напр., сплошная распашка, т. е. равномерное предельное сукцессионное омоложение экосистем на огромных площадях), а в области управления производством «требует» неравномерного внимания к его различным сторонам, в том числе неравномерности капиталовложений для повышения эффективности хозяйства.

Примечание. Закон неравномерности развития систем в виде биологического закона аллометрии был сформулирован Дж. Хаксли в 30-х годах ХХ в. и характеризовал отклонения в равномерности пропорционального развития организмов как патологическую аномалию. Однако относительная неравномерность развития, созревания и старения органов характерна и для самого организма, что особенно заметно в процессах акселерации. Очевидно, и в комплексе физического здоровья человека отдельные системы органов требуют особого внимания по сравнению с остальными. При кажущейся отвлеченности З. м. б. э. играет большую роль в понимании биосферно-экосистемных процессов, давая вместе с другими фундаментальными положениями основу для разработки стратегии природопользования, выработки рациональной экополитики.

ЗАКОН (ЗАКОНОМЕРНОСТЬ) УВЕЛИЧЕНИЯ ОБОРОТА ВОВЛЕКАЕМЫХ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ — в историческом процессе развития мирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов (вторичных, третичных и т. п.) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объемов их вовлечения в общественное производство (относительно темпов роста самого производства). Ср. Закон (закономерность) снижения природоемкости готовой продукции.

Закон указывает на увеличение интенсификации цикличности производства. В этом процессе требуется все больше энергии для ускорения оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов, что служит одной из предпосылок действия закона падения энергетической эффективности природопользования.

 

 

ЗАКОН УВЕЛИЧЕНИЯ РАЗМЕРОВ (роста) и ВЕСА (массы) ОРГАНИЗМОВ В ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ВЕТВИ (Копа и Денера) — «по мере хода геологического времени выживающие формы увеличивают свои размеры (а следовательно, и вес) и затем вымирают (Вернадский В. И. Живое вещество. М., 1978. С. 92). Происходит это потому, что, чем мельче особи, тем труднее им противостоять процессам энтропии (ведущим к равномерности распределения энергии), закономерно организовывать энергетические потоки для осуществления жизненных функций. Эволюционно размер особей поэтому увеличивается. Однако крупные организмы с большой массой требуют для поддержания этой массы значительных количеств энергии, фактически пищи. Борьба с энтропией приводит к укрупнению организмов, а это укрупнение вызывает отход от закона оптимальности в большую сторону и, как правило, к вымиранию слишком крупных организмов. Поскольку понятия крупный и мелкий имеют относительное значение (во отношению к факторам среды), могут вымирать и не гиганты, а лишь организмы, вышедшие за рамки закона оптимальности для данных условий. Закон Кони и Денера может иметь и отрицательный знак, т. е. в ряде случаев е ходом геологического времени отдельные формы эволюционно мельчают, что дает им большие возможности для приспособления к среде обитания. Если они преступают в этом процессе закон оптимальности в меньшую сторону, они или вымирают или теряют четко выраженную биологическую форму организации, превращаясь в «полуживые» органические молекулы и их агрегаты типа некоторых вирусоподобных образовании.

Закон Нона и Денера очень тесно связан с законом оптимальности. Для экологических систем, также эволюционирующих, он, видимо, тоже несправедлив: слишком мелкие из них теряют свое «лицо» и эволюционно исчезаю, а слишком крупные прогрессируют до достижения аномальных размеров и распадаются на более мелкие природные системы, теряя свою первоначальную гомогенность.

Закон Копа и Денера объясняет массовое вымирание организмов (напр., древнейших пресмыкающихся) весьма незначительными естественными изменениями среды жизни без привлечения каких либо катастрофических причин (хотя вполне возможно и их действие — см. Принцип катастрофического толчка) В месте с тем он дает ключ к управлению такими экосистемами, которые являются объектами промысла. Так, массовая добыча криля в Мировом океане может сравнительно быстро сделать невозможным существование популяции китов (и так уже разреженной), так как при своих крупных размерах они нуждаются в высокой плотности расселения объектов их питания. Этот же закон вместе с законом оптимальности объясняет причину принципа обманчивого благополучия.

Примечание. За приведенным законом, согласно формулировке В. И. Вернадского, закрепились имена Копа и Денера. Э. Коп (184О-1897) – американский зоолог палеонтолог. Никаких данных о Денере ни автору-составителю словаря ни др. советским исследователям (см., напр., именной указатель в книге В. И. Вернадского «Живое вещество»в литературе обнаружить не удалось. Возможно, это описка В. И. Вернадского, а имеется в виду французский геолог и палеонтолог иностранный член-корреспондент АН СССР Ш. Деперэ (1854—1927). Однако пока утвердилось название «Закон Копа и Денера».

ЗАКОН (ПРИНЦИП) УВЕЛИЧЕНИЯ СТЕПЕНИ ИДЕАЛЬНОСТИ (Г. В. Лейбница),или «ЭФФЕКТ ЧЕШИРСКОГО КОТА» (Льюиса Кэрролла) — гармоничность отношений между частями системы историко-эволюционно возрастает (система может сохранять функции при минимизации размеров ­­­­––кот тая с хвоста, уже исчез, а его улыбка еще видна). Общесистемный принцип, указывающий на то что человечество, превращаясь в глобальную геологическую силу, неминуемо должно консолидировать свои силы, перейти от конфронтации к сотрудничеству (что дает переход от экстенсивного к интенсивному росту качества). В технике этот принцип обуславливает тенденцию к миниатюризации габаритов устройств с сохранением (и развитием) их функциональной значимости. Пример из природы – генетический код составлен всего четырьмя элементами, дающими практически неисчерпаемые разнообразия.

ЗАКОН УПОРЯДОЧЕННОСТИ ЗАПОЛНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА и пространнственн - временной определенности –– заполнение пространства внутри природной системы всилу взаимодействия между ее подсистемами упорядоченно таким образом, что позволяет реализоваться гомеостатическим свойствам системы с минимальными противоречиями между частями внутри ее. Из этого закона следует невозможность длительного существования (ненужных) случайностей в природе, в том числе созданных человеком. Нарушение естественной упорядоченности заполнения пространства в природных системах в ходе их использования требует дополнительных средств и сил для их поддержания в продуктивном состоянии. (Это служит одной из причин действия закона снижения энергетической эффективности природопользования.)

ЗАКОН УСКОРЕНИЯ ЭКОЛЮЦИЯ — скорость формообразования с ходом геологического времени увеличивается, а средняя длительность существования внутри более крупной систематической категории снижается; или: более высокоорганизованные формы существуют меньшее время, чем более низкоорганизованные. З. у. э., как и все подобные обобщения, не абсолютен, а вероятен. Его использование целесообразно в периоды между временными интервалами очевидного действия принципа катастрофического толчка, когда эволюция резко убыстряется. Ускорение эволюции предполагает и более быстрое исчезновение видов, их вымирание, которое, т