4.2. Влитие антропогенных факторов на биосферу, здоровье и благосостояние населения (Израэль, 1979)

1. Антропогенные факторы	Биосфера			Человек
	11. Изменение свойств основных элементов био­сферы	111. Геофизические и геохимические послед­ствия и эффекты	IV. Экологические и био­логические последствия, нарушения экосистем	V. Влияние на здоровье и благосостояние людей	VI. Социальные последствия
1 . Выброс в биосферу химически и физичес­ки активных веществ	1 . Изменение состава и свойств атмосферы (за­грязнение, электропро­водность, радиацион­ные свойства)	. Крупномасштабные изменения циркуля­ции в атмосфере и океане	1 , Изменение земных и водных экосистем, нарушение их устойчи­вости	1. Ухудшение работо­способности	1. Изменение производства продовольствия, недоедание, голод
2, Выброс в биосферу инертного материала (аэрозольных частиц и т. п.)	2. Изменение состава и свойств вод суши (загрязнение, минера­лизация)	2. Изменение погоды И КЛИмата	2. Изменение экосис­тем океана (структур­ные упрощения и др.)	2.. эстетический ущерб, ухудшение настроения	2. Изменение структуры энергопотребления
3. Прямой нагрев биосферы	3. Изменение состава и свойств вод Мирового океана (загрязнение и ДР-)	3. Перераспределение и изменение возобно­вимых не биологичес­ких ресурсов — вод­ных, климатических	3. 1енетические эффекты, перерожде­ние	3. Болезни, возникно­вение стрессового состояния	3. изменение экономики
4. Физическое (меха­ническое) воздействие, ведущее к изменению поверхности суши и растительного покрова (эрозия, вспашка, 1 урбанизация, пожары)	4. Изменение состоя­ния биоты как биогео­физической среды	4. Нарушение озоно­вого слоя, ионосферы (изменение прохожде­ния ультрафиолетово­го излучения, радио­волн)	4. Исчезновение существующих видов, появление новых	4. Генетические эффекты	4. Ущерб благосостоя­нию, возможность нарушения развития общества
5. Биологическое воздействие (развитие агроценозов, интро­дукция биологических видов и т. д.)	5. Изменение литосфе­ры (механические нарушения, накопле­ние отходов и др.)	5. Изменение прозрач­ности атмосферы, прохождения солнеч­ного излучения	5. Падение биопродуктивности, уменьшение коэффициента размно­жения и численности популяций, деградация лесов, опустынивание 'биологический ЯГ-ПР1Л-1	5. Изменение продол­жительности жизни
6. Изъятие и уничтоже­ние ресурсов (невозоб­новимых и возобнови­мых)	6. Изменение криосферы	6. Эрозия земной по­верхности, изменение альбедо земной по­верхности	6. Деградация почв, опустынивание	6. Уменьшение темпов роста населения
7. Антропогенные упорядоченные потоки вещества (транспорт­ные)	7. изменение свойств поверхности суши и почвы (целостности, кислотности, радиаци­онных характеристик)	7.Нарушение есте­ственных геохимичес­ких циклов, кругообо­рота различных элементов	7.изменение способности биосферы к вос­производству возобно вимых ресурсов, истощение не возобнови­мых ресурсов	7. Уменьшение численности населе­ния в различных масштабах	|
	8. Изменение геофизи­ческих свойств круп­ных систем: климати­ческой, биосферы в целом		8. изменение эволю­ции биосферы

Рис. 4.15. Виды вмешательства человека в биосферу (из словаря-справочника -Окружающая среда», 1993)

селения, несет с собой определенные социальные последствия. Действие каждого из факторов (или группы) мо­жет стать причиной различных послед­ствий. Некоторые из последствий, пе­речисленных в таблице, сами могут вы­зывать дальнейшие последствия, выс­тупая, в свою очередь, в качестве антропогенных факторов воздействия. Такого рода влияния, разумеется, мо­гут сопровождаться взаимоусиливаю­щимися эффектами. Например, выброс в биосферу хлорфторуглеродов и N^0 считается одной из причин разрушения озонового слоя и изменения прохожде­ния ультрафиолетового излучения, что может привести к возникновению не­которых заболеваний и т. д. (колонка I, позиция 1 -> колонка III, позиция 4 —» -жолонкаУ, позиция 3). Физическое (механическое) воздействие в северных районах добычи нефти и газа обуслови­ло изменение земных и водных экосис-

тем, нарушение их устойчивости, паде­ние биопродуктивности, что существен­но усложнило для коренных народов Севера возможность заниматься тради­ционными промыслами (оленеводство, охота, рыболовство). События в данном случае развиваются по цепочке: ко­лонка!, позиция 4 -»колонка II, пози­ции 4, 5 и 7 -»колонка IV, позиции 1, 5 и 6 -> колонка VI, позиция 4.

Те или иные «события» в биосфере, вызванные антропогенными фактора­ми, развиваются по принципу цепной реакции. Данное обстоятельство важно учитывать при решении задач, направ­ленных на оптимизацию взаимодей­ствия человека и природы, при выра­ботке, принятии и осуществлении со­ответствующих управленческих реше­ний.

Биотехносфера. Представления об изменениях в биосфере можно оценить, сопоставляя антропогенные факторы с

87

природными тенденциями в биосфере (Ковда, 1985):

и-10'⁴ л-10" п-10'^! /НО" = 10'" =10* » 47-10³

=3-!0³ =9'10^]

=9-10¹

=24-10'

=(40...50)-10¹

=«•10'»

=3-10'

=300...400

(до 1000)

=(15.ЛОНО⁵

=1,5-10'

=3,0-10''

' =5-10*

=0,25'10*

=20-10'

=5-10'

До 55-10"

До л-10*

Живое вещество планеты, т/год Биомасса, т/год:

суши

лесов

трав

сельскохозяйственных растений

людей и сельскохозяйственных

животных

Годичный сток рек, км³ Потребление воды, км⁵ Твердый сток рек, т/год:

в прошлом

в настоящем

в будущем

Годичный оборот биофилов, т Химический сток рек, т/год Оборот углерода в биомассе суши, годы

Поступление антропогенного СО₂, т/год

Распаханность под сельское хозяй­ство, га Пастбища, га

Годичное производство удобрений, т Пыль индустриальная, т/год Мусор, отходы, отбросы, т/год Выемка рудных пород, т/год Индустриальные и городские сбросные воды, м'/гад Аэрозоли и газовые выбросы, т/год

С одной стороны, процесс челове­ческой деятельности как бы расширил границы биосферы в глубины земной коры и океана, в высоты стратосферы и космоса. С другой стороны, прослежи­вается снижение биосферной активно­сти и массы живого вещества. Под дей­ствием человека на поверхности Земли в границах первичной биосферы сфор­мировалось новое состояние природы, которое Г. Ф. Хильми назвал биотех-носферой. Биотехносфера (техносфера, технобиосфера) — это область нашей планеты, в которой существуют живое вещество и созданные человеком урба-но-технические объекты и где проявля­ются их взаимодействие и влияние на внешнюю среду. В отличие от биосфе­ры биотехносфера — не самоуправляю­щаяся организованная система, а слож­ный конгломерат многих подсистем, которыми управляет человек. Эти под­системы не аккумулируют, а расходуют энергию, биомассу и кислород биосфе­ры. Возникновение множества подсис­тем и систем биотехносферы усложнило

биосферу. По оценкам В. А. Ковды, на огромной площади (до 25...30 % суши) природные экосистемы полностью за­мешены техногенными системами. Од­нако организованного взаимодействия между первичной биосферой и биотех-носферой добиться пока что не удалось.

Биотехносфера и составляющие ее техногенные подсистемы расположены в биосфере, но они не обладают большин­ством свойств и функций, которые при­сущи природным экосистемам. Будучи гетеротрофными, техногенные функци­ональные образования могут существо­вать лишь при использовании энергии и биомассы, накапливаемых автотрофны-ми системами биосферы. Именно по этой причине техногенные системы раз­рушают биосферные автотрофные эко­системы, замещая их в пространстве.

В процессе функционирования био­техносферы имеет место разрыв циклов, существующих в первичной биосфере, проявляющийся прежде всего в том, что изъятые из окружающей среды некото­рые вещества биотического происхожде­ния не возвращаются в природу в пригод­ном для включения в естественный био­тический круговорот виде. Тем самым стимулируется нарастающее обеднение природной среды веществами, которые необходимы для постоянного самовозоб­новления живого вещества. Живое веще­ство биосферы обладает свойством эко­логического самообеспечения; живое ве­щество биосферы и изменяемая им среда характеризуются взаимосовместимостью, которая отсутствует у компонентов био­техносферы. Единственный принципи­альный путь оптимизации круговорота веществ и потоков энергии в биотехнос-фере — это путь, выработанный самой природой, которая осуществляет взаимо­совместимость живого вещества с окру­жающей его средой.

Пока существует человечество, био­техносфера будет развиваться. Но одно должно оставаться неизменным — на всех этапах развития биотехносфера должна пребывать в состоянии эколо­гического самообеспечения, согласо­ванного с законами природы и удов­летворяющего нуждам человеческого общества. При этом общество должно целенаправленно и разумно воздей­ствовать на силы природы.

88

Рассматривая в контексте современ­ных представлений о природных круго­воротах веществ и потоках энергии идею С. А. Подолинского, Ф. Энгельса о роли труда, жизнедеятельности чело­века в поглощении и преобразовании солнечной энергии, А. И. Игнатов и С. И. Исаев («Диалектика живой приро­ды», 1984) назвали основные функции общественного производства, которые реализуются в биотехносфере.

1. Человек возделывает растения, по­вышает селекционными и агрономичес­кими средствами их способность аккуму­лировать солнечную энергию, увеличива­ет продуктивность фитоценозов, осваива­ет бесплодные земли и таким образом в первом звене биотического круговорота выполняет автотрофную функцию.

2. Посредством общественного по­требления 'продуктов, животноводчес­кого цеха сельского хозяйства, перера­батывающей промышленности, рацио­нального ведения охотничьего и рыбно­го хозяйства (т. е. путем удлинения пищевых цепей и увеличения количе­ства функционирующего в них живого вещества) человек расширяет гетеро­трофное звено биотического круговоро­та вещества и потока энергии.

3. Обрабатывая почву (что активизи­рует разложение органического веще­ства), перерабатывая продукты расте­ниеводства, утилизируя бытовые и хо­зяйственные отходы, человек выполня­ет роль деструктора органических веществ.

4. Посредством обработки почвы, горнодобывающей и химической про­мышленности человек берет на себя функции физико-химического и биоти­ческого выветривания, являющегося необходимой основой почвообразова­ния и биотического круговорота.

5. Увеличиваются объемы вовлекае­мой в производство солнечной энергии, «законсервированной» в каменном угле, нефти, сланцах, торфе, древесине, а также преобразованной в энергию воды и воздуха; используется атомная энер­гия. Это позволяет говорить не только о космической, но и о субстратно-энерге­тической роли человека в осуществле­нии природных круговоротов.

Задача заключается в том, чтобы с помощью труда соединить в единое це-

лое рассмотренные функции обще­ственного производства в природных круговоротах.

Прогрессирующий процесс освоения природно-ресурсного потенциала био­сферы закономерен и неизбежен. Он не может прекратиться, ибо осуществляет­ся как в силу действия законов приро­ды, так и в силу законов общественного развития. Однако достижения научно-технического прогресса носят противо­речивый характер. Двойственность эта прежде всего проявляется в том, что расширяются возможности использова­ния сил природы, а вместе с тем усили­вается отрицательное влияние на био­сферу и биосферные процессы. Чтобы человеческая популяция сохранилась в условиях возможных биосферных изме­нений, вызванных антропогенным дав­лением, а не исчезла, как исчезают мно­гие виды живых .организмов, человече­ству необходимо сформировать для себя новую экологическую нишу. Процесс управления биосферными явлениями должен содержать три этапа: формиро­вание целей управления, формирование программы достижения целей управле­ния, создание механизмов обратной связи, препятствующих проявлению случайных и непредвиденных внешних воздействий. Какой же видится эта но­вая экологическая ниша человечества?

Ноосфера. За год до смерти В. И. Вер­надский написал статью «Несколько слов о ноосфере», в которой приводятся доказательства, что разумная деятель­ность человека — не только его «внут­реннее» дело. Биосфера переходит в но­вую стадию — ноосферу (буквально «мыслящая оболочка», «сфера разума»), для которой характерна тесная взаимо­связь законов природы с законами мышления и социально-экономически­ми законами.

Термин «ноосфера» впервые появил­ся в 1926—1927гг. в статьях французс­ких ученых П. Тейяра де Шардена и Э. Леруа, написанных после того, как они в начале 20-х гг. прослушали в Сор­бонне курс лекций В. И. Вернадского по проблеме гео- и биогеохимии. Сам В. И. Вернадский начал использовать этот термин-позднее (лишь в 30-х гг.), причем ноосфера у него — не отвлечен­ное царство разума, а исторически не-

89

избежная стадия развития биосферы. Еще в 1926 г. в статье «Мысли о совре­менном знании истории знаний» он пи­сал о том, что созданная в течение всего геологического времени, установивша­яся в своих равновесиях биосфера на­чинает все сильнее и глубже меняться под воздействием научной мысли чело­вечества. По замечанию академика А.Л.Яншина (1988), именно эту био­сферу Земли, измененную научной мыслью и преобразованную для удов­летворения всех потребностей числен­но растущего человечества, ученый и назвал впоследствии «ноосферой». По мнении) А. Л. Яншина, в энциклопеди­ях, справочниках, популярной литера­туре появилось много определений но­осферы, не соответствующих взглядам автора учения о биосфере.

Ноосфера — высшая стадия развития биосферы, характеризующаяся сохране­нием всех естественных закономернос­тей, присущих биосфере (при высоком уровне развития производительных сил, научной организации воздействия об­щества на природу), максимальными возможностями общества удовлетво­рять материальные и культурные по­требности человека. В контексте ноос-ферного учения геохимические функ­ции человечества характеризуются не его массой, а его производственной дея­тельностью. Темп, направление, харак­тер использования биогеохимической энергии должны определяться не по­требностями, а Разумом человека.

Ноосфера — это не просто общество, существующее в определенной среде, и не просто природная среда, подвергаю­щаяся сильному воздействию общества, а нечто целое, в котором сливаются раз­вивающееся общество и изменяемая природа (природная среда). Возникает совершенно новый объект, в котором переплетаются законы живой и нежи­вой природы, общества и мышления.

Ноосфера —это новое состояние биосферы, основанное на универсаль­ной связи природы и общества, когда дальнейшая эволюция планеты Земля сделается направляемой разумом.

Анализируя концептуальные поло­жения о ноосфере, А. Л. Яншин (1988) обращает внимание на сформулиро­ванные В. И. Вернадским более полу-

90

века назад основные предпосылки ее создания:

человечество стало единой силой, его история охватила весь земной шар;

преобразовались средства связи и об­мена, что обеспечило возможность по­стоянного материального и информа­ционного обмена между всеми состав­ляющими ноосферу;

были открыты новые источники энергии;

ноосферу создают разум и труд на­родных масс, поэтому особенно важен подъем благосостояния трудящихся;

охватывая планету как единое целое, ноосфера по самому своему существу не может быть привилегией какой-либо нации или расы, она — дело рук и разу­ма всех народов без исключения;

только уничтожение угрозы войны позволит человечеству сделать крупный шаг к созданию ноосферы.

Приходится, увы, признать, что и се­годня, много лет спустя, эти предпо­сылки все еще далеки от реализации...

В последние годы серьезное внима­ние вопросам формирования ноосферы уделяет специалист по биосферным проблемам академик Н. Н. Моисеев. Необходимость перевода биосферы в ноосферу он рассматривает в качестве гаранта выживания современного чело­века. Однако «коренная перестройка» возможна при обязательном сохране­нии биосферы. В связи с этим ноосфера представляется как более высокая сту­пень целенаправленного развития био­сферы.

Переход к ноосфере — это непростой и небыстрый процесс выработки прин­ципов согласованных действий, нового поведения людей, смена стандартов, пе­рестройка всего бытия. Для осуществле­ния коэволюции человечество уже сей­час должно приступить к разумному ре­гулированию своей численности и су­щественно снизить негативное давле­ние на природу, а в последующем разра­ботать глубоко обоснованные техноло­гии построения ноосферы на базе со­хранения биосферы как обязательного условия жизни. Немаловажный вклад в создание ноосферы должна внести ко­ренная перестройка агроэкосистем на основе принципов экологического зем­леделия.

4.5. ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ

Возникновение биосферы. Впервые проблема возникновения биосферы была поставлена В. И. Вернадским, ко­торый рассматривал биосферу и ее сис­темы как результат исторически дли­тельного процесса действия живого на неживое, подчеркивая первостепенную роль живого вещества в изменении лика Земли. Биологические, а не физи­ко-химические и геологические зако­номерности определяют темпы и фор­мы трансформации вещества и энергии на нашей планете. При этом, конечно же, нельзя упускать из виду и действие абиогенных факторов (перемещение материков, трансгрессии и регрессии моря, тектоническая деятельность и др.). До появления работ В. И.Вернад­ского обсуждался достаточно узкий вопрос: как возникли и развивались организмы. Между тем организмы, как известно, неотделимы от абиотической среды. Рассматривать следует проис­хождение не только организмов, но и биосферы в целом. Согласно Ю. А. Бор-щевскому, Земля в первые периоды су­ществования была безжизненной — сте­рильной. Однако предпосылки к воз­никновению жизни, образованию био­сферы, почвенного покрова были унаследованы Землей от космического вещества. Уже в газопылевом облаке, предшествовавшем образованию Земли, присутствовали высокомолекулярные органические соединения, послужив­шие источником диоксида углерода и соединений азота в атмосфере, а в пос­ледующем — и основой возникновения

жизни. Небезынтересно, что в элемент­ном составе космического вещества, по данным Г. В. Войткевича, преобладают биофильные элементы — водород, кис­лород, углерод, азот, а также в заметных количествах содержатся кремний, сера, железо, магний, алюминий, фосфор, кальций, калий. Возможно, что именно эти биофилы и их соединения способ­ствовали возникновению живого веще­ства. Известно также, что разнообраз­ные молекулярные соединения мине­рального и органического характера (например, аммиак, вода, диоксид уг­лерода, метан, сероводород, карбиды, графит, углеводороды) присутствуют в межзвездном веществе и метеоритах. Установлено постоянное наличие в межзвездном пространстве различных «органических* молекул типа фор­мальдегида, ацетатальдегида и др., ко­торые могли послужить основой для синтеза органических полимеров, нук­леиновых кислот, полисахаридов и дать начало жизни.

В. И. Вернадский предполагал, что возникновение жизни и биосферы на Земле является неизбежным следствием эволюции космоса и в особенности присутствия во Вселенной простейших органических веществ. Он отмечал, что жизнь возникла не в качестве какого-то одного вида организмов, а как совокуп­ность разнообразных видов, т. е. в фор­ме примитивного биогеоценоза.

Согласно обстоятельным обобщени­ям и анализу В. А. Ковды, процесс эво­люции биосферы Земли можно предста­вить в определенной временной после­довательности:

3...4.5 2.5...3

Время сгущения межзвездного вещества и образования планеты Земля 4,5...5 млрд лет назад

91

Стадия безжизненного геологического развития Появление автотрофных бактерий, синезеленых водорослей в водах суши и океане; начало примитивного скального и подводного почво­образования

1,0... 1,5

Начало фотосинтеза, развитие водорослей, лишайников, мхов, формирование первоначальной биосферы и усложнение примитивно­го почвообразования

Развитие и господство лесной растительности на суще, формирование 0,3...0,5 кислородной составляющей атмосферы, мощных аллитных кор выветривания, болотно-аккумулятивного и кислого почвенного покрова, развитая биосфера

30...100 млн лет назад

2-1 ...З » » »

10...20 тыс. лет назад

10 тыс. лет назад — наше время

Остепнение суши, появление травянистой растительности, оформле­ние современного лика материков, природных зон, биосферы, развитого почвообразования, постепенное похолодание, сухость Ледниковые и межледниковые эпохи, появление человека Постледниковая эпоха Агрокультура и техно ген но-индустриальная эпоха

Предполагается, что доклеточные и бактериальные формы жизни возникли около 3 млрд лет назад. Субстратом жизни длительное время был океан, а позднее — его мелководья и прибреж­ные зоны. Синезеленые водоросли и лишайники могли уже существовать на голых скалах суши. 1,0... 1,5 млрд лет на­зад живое вещество стало новой главен­ствующей во времени геологической силой коренного преобразования пла­неты, ускоренного саморазвития и вос­производства. Появление развитой жиз­ни стало началом формирования био­сферы. Подвергались существенным изменениям гидросфера и литосфера. Началось заметное снижение в атмос­фере концентрации диоксида углерода и повышение концентрации кислоро­да. Восстановительная среда в литос­фере и гидросфере сменилась окисли­тельной. Изменились условия мигра­ции и осаждения соединений железа, марганца, серы, азота. 300...500 млн лет назад произошла глубокая биологиза-ция суши. Фотосинтетическая и почво-образующая деятельность завоевывав­шей сушу растительности (главным об­разом древесных растений) привела к формированию в земной коре огром­ных запасов энергии в виде каменного угля, сланцев, нефти, горючих газов, значительному уменьшению содержа­ния в атмосфере диоксида углерода, накоплению в ней кислорода и молеку­лярного азота. В третичный период биосфера и суша приобрели тот вид, который застал человек, появившийся на грани третичного и четвертичного периодов.

В целом эволюция жизни и планеты

привела к тому, что различные орга­низмы и их популяции приспособи­лись к условиям среды. Сама же среда (атмосфера, гидросфера, педосфера, оболочка осадочных пород) была пре­образована жизнью в биосферу; живое вещество коренным образом изменило природу планеты, биологизировало ее. По замечанию В. А. Ковды, жизнь как бы сама приспосабливала среду и опти­мизировала условия (например, воз­никновение озонового слоя, создание благоприятных для существования рас­тений, особенно их корневых систем, рыхлых горизонтов, накопление актив­ной биохимической энергии в массах органического вещества и т.д.), разви­ваясь по принципу «самоуправляемого расширенного воспроизводства» био­массы, численности организмов, их раз­нообразия и растущей сложности. На­правленное развитие биосферы не было непрерывным. Катастрофы и стрессы космического или земного происхожде­ния (вулканизм, опустынивание, оледе­нение) нарушали и задерживали про­цесс расширенного и усложняющегося развития жизни и биосферы, но не мог­ли остановить его.

На рисунке 4.16 схематически пред­ставлена эволюция биосферы в виде ус­ложнения системы взаимосвязанных циклов. На основе этих циклов (стадий) формирования биосферы можно выде­лить качественно различные, но вместе с тем взаимосвязанные и взаимодей­ствующие группы абиогенных, био­сферных и биотических факторов, кото­рые привели к возникновению и после­дующей эволюции биосферы. Абиоген-ные (космические и геологические)

II III IV V

Рис. 4.16. Стадии эволюции биосферы:

/—абиотический круговорот (А), возникновение первичного примитивного биотического круговорота (Я); //—рост

биосферы и биотического круговорота; /// — стабильный биотический круговорот, появление человека (Ч); IV— рост

человечества, возникновение техногенеза и техвосферы (7); ('—современная фаза — рост техносферы и влияние ее

на биотический и абиотический круговороты (Камшилов, 1979)

92

факторы обусловили само возникнове­ние биосферы и возможность ее дли­тельного развития; внутрибиогенным факторам она обязана своей целостнос­тью и относительной устойчивостью. Специфика же биосферы как особой оболочки Земли определяется биоти­ческими факторами, и в первую очередь качественной спецификой живого — способностью к самовоспроизведению.

Уровни организации биосферы. В про­цессе становления и развития представ­лений о биосфере выявлены три основ­ных структурных уровня ее организа­ции: биосферный, витасферный и био-геоценотический.

Биосферный уровень представ­ляет собой, по определению А. Н. Тю-рюканова, геологическую оболочку планеты мощностью от границ стратос­феры до нижней границы литосферы (т. е. несколько километров), состав и строение которой прямо или косвенно связаны с деятельностью живых орга­низмов как в современную, так и в бы­лые геологические эпохи. Биосфера ох­ватывает части литосферы, которые вза­имосвязаны сложными биогеохимичес­кими циклами миграции вещества и энергии.

К витасферному уровню отно­сится область современной жизни и активного биогеоценоза на Земле. Это небольшая (не более десятка, иногда нескольких сотен метров) оболочка, где совершается основная биогеохи­мическая работа живых организмов. (Понятию витасферы соответствуют другие понятия, предложенные раз­ными авторами, в том числе «пленка жизни», «области сгущения живого вещества» В. И. Вернадского, «по­чвенный покров планеты», «зеленый покров планеты», «биогеоценотичес-кий покров планеты» В. Н. Сукачева, «фитогеосфера» Е. М. Лавренко и т. д.)

Третий структурный уровень органи­зации биосферы — биогеоценозы, являющиеся ее элементарными биохо­рологическими единицами, где проис­ходит основная работа по синтезу и дес­трукции вещества, по аккумуляции и преобразованию энергии, через кото­рые осуществляются качественные эво­люционные изменения биосферы.

В. М. Федоров и М. М. Камшилов

отмечают, что характерной чертой пере­численных структурных уровней орга­низации биосферы является параллель­ность, сопряженность их развития. Так, развитие биосферы сопровождается сменой витасфер, а в процессе развития витасферы совершается смена биогео­ценозов. Почва, например, будучи оп­ределенным элементом биосферы, од­новременно участвует в процессах био-геоценотического, витасферного и био­сферного уровней организации. Эле­ментарная структурная единица, биоге­оценоз, также участвует одновременно в процессах, происходящих в почве, ви-тасфере и биосфере. Таким образом, можно констатировать, что в целостной системе, какой является биосфера, воз­никающие различные изменения отра­жаются в той или иной форме на всех ее уровнях. Очевидно, что в сопряженнос­ти развития структурных уровней био- • сферы отражается взаимосвязь развития и структурной организованности мате­рии.

Тенденции изменения окружающей среды. Современная биосфера подвер­жена возрастающему давлению антро­погенного пресса. Человек становится мощным фактором изменения эколо­гической среды уже в первые тысячеле­тия своей истории, а в последние два-три столетия он активно воздействует на всю биосферу. Человечество доби­лось выдающихся достижений; вместе с тем стало очевидно, что при нынеш­нем росте современной цивилизации бездумная, «слепая» ультрапотреби­тельская деятельность человека спо­собна расшатать и нарушить нормаль­ные функции биосферы. Хозяйствен­ная деятельность уже столь масштабна, что естественные процессы во многих регионах мира не в состоянии нейтра­лизовать антропогенные нагрузки и их вредное влияние. В результате наруша­ются сложившиеся в ходе длительной эволюции взаимосвязи в природных системах, подрывается способность к саморегулированию, сокращаются чис­ленность и видовое разнообразие жи­вых организмов, разрушаются сложив­шиеся трофические цепи, происходит деградация биоценозов. Наступил пере­ломный момент в состоянии и экосис­тем, и биосферы в целом. Человечество

93

входит в зону неведомого — в область риска. При этом для любых биологичес­ких и социальных объектов имеются оп­ределенные пределы устойчивости, при переходе через которые происходит би­фуркация (от лат. Ыгигсш — раздвоен­ный), т. е. система скачкообразно меняет свойства и даже может вообще прекра­тить существование.

Известно, что в природе широко распространены пороговые процессы, за пределами которых отмечается об­вальное разрушение системы. В этом отношении любопытна, например, ис­тория с заливом Кара-Богаз-Гол (Кас­пийское море), которому была посвя­щена повесть К. Г. Паустовского «Кара-Бугаз». В 70-е годы, когда на­блюдалось устойчивое снижение уров­ня Каспия, было решено изолировать залив от моря, чтобы уменьшить испа­рение, достигавшее с поверхности за­лива 6 км³ воды в год. В 1980 г. под ав­торским надзором Союзгипроводхоза пролив, соединявший залив с морем, был перекрыт глухой плотиной. Кара-Богаз-Гол — величайшее в мире место­рождение природных солей морского типа, образующихся в результате спе­цифических физико-химических про­цессов. Здесь, в частности, велась про­мышленная добыча мирабилита (глау­беровой соли). Спустя два года после строительства плотины (а не через 25 лет, как рассчитали проектанты) нача­лось интенсивное высыхание залива. Под угрозой разрушения оказалась крупнейшая химическая кладовая при­роды. Как показали космические снимки, пылевые бури, рождающиеся здесь, распространяют соляную пудру на десятки и сотни километров. Мно­гомиллионные убытки понесло объе­динение «Карабогазсулъфат». Через не­сколько лет сквозь тело плотины было проложено 11 труб для поступления каспийской воды, а позднее ее вообще разрушили. Оказалось, однако, что вода залива содержит теперь в 3...4 раза меньше солей, чем их было до пере­крытия; очень медленно восстанавли­вается рана. И неизвестно, произойдет ли если неполное, то хотя бы достаточ­ное восстановление... Такого рода при­меров известно, к сожалению, немало. Их весьма удачно обобщили в книге

«Уроки экологических просчетов» ака­демик А.Л.Яншин и профессор А. И. Мелуа(1991).

Наглядным свидетельством наруше­ния стабильности на поверхности Зем­ли служат материалы таблицы 4.3.

Авторский коллектив, возглавляе­мый В. И. Даниловым-Данильяном (1994), провел обстоятельный эколого-экономический анализ современных проблем окружающей среды и пришел к следующим выводам относительно ее биологической стабилизации:

биосфера — не просто источник ре­сурсов для человека и приемник отходов его производственной деятельности и жизнедеятельности; она представляет собой гораздо более сложную систему — фундамент жизни, где сама биота в соот­ветствии с принципом Ле Шателье* обеспечивает стабильность окружающей среды;

биосфера в целом и естественные экосистемы обладают предельной хозяй­ственной емкостью; превышение верх­него порога этой емкости нарушает ус­тойчивость биоты и окружающей среды;

в пределах хозяйственной емкости биосфера и земные экосистемы, подчи­няясь принципу Ле Шателье, быстро восстанавливают все нарушения окру­жающей среды, и последняя остается устойчивой; способность восстановле-

*Принцип Ле Шателье заключается в том, что изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в на­правлении компенсации производимых возму­щений. В биосфере он отражает способность жи­вого вещества восстанавливать экологические условия, нарушенные в результате природных катастроф или антропогенного воздействия. В теории управления этот принцип носит название отрицательных обратных связей, благодаря кото­рым система возвращается в первоначальное со­стояние, если производимые возмущения не превышают пороговых значений. Сущность рас­сматриваемого принципа проявляется в том, что скорость чистого поглощения углерода биотой при относительно малых возмущениях окружаю­щей среды пропорциональна приросту концент­рации углерода в окружающей среде по отноше­нию к не возмущенному до индустриальному со­стоянию. При реализации принципа Ле Шателье коэффициент пропорциональности должен быть положительным. Анализ скорости выбросов ис­копаемого углерода и накопления его в атмосфе­ре позволяет установить поведение этого коэф­фициента (переход от положительных до отрица­тельных значений) во времени для континен­тальной биоты в целом.

94