4.2. Нарушение законов функционирования природных экосистем деятельностью человека

Как было рассмотрено выше, структурно биосфера представляет собой совокупность функционально связанных и иерархически соподчиненных отдельностей – экосистем. Такой взгляд на биосферу вытекает из принципа системной целостности – основного принципа современного научного знания. Именно потому, что отдельные составляющие функциональные, а не хаотично структурны, возникает системная целостность. В связи с этим одно из наиболее катастрофичных последствий деятельности человека связано с разрушением структуры экосистем и, следовательно, с разрушением структуры биосферы в целом как системной целостности. Очевидно, что система с нарушенной структурой уже не может выполнять своих прежних функций, поэтому, как правило, разрушение внутренней структуры экосистемы ведет к ее исчезновению с поверхности Земли. Установлено, что если разрушение затрагивает три и более уровней иерархии экосистем, то начинается сначала замедленный, а потом все более ускоряющийся процесс опустынивания – искажаются процессы образования почв, меняется химия среды, исчезают многие виды организмов. Процесс разрушения идет лавинообразно, и остановить его непросто.

Разрушение экосистем сопровождается исчезновением видов. Число разновидностей биологических организмов на нашей планете огромно и по имеющимся оценкам составляет не менее 5 млн (и только 1,5 млн из них подробно описаны). Специалисты утверждают, что в связи с деградацией природной среды ежегодно исчезают 10–15 тыс. разновидностей преимущественно простейших организмов. Это означает, что за будущие пятьдесят лет планета потеряет огромную долю своего биологического разнообразия, формировавшегося сотни миллионов лет. Многие разновидности исчезнут до того, как мы узнаем об их существовании.

Утрата биологического разнообразия происходит, главным образом, из-за разрушения среды обитания, чрезмерной эксплуатации сельскохозяйственных ресурсов, загрязнения окружающей среды, привнесения в сложившиеся экосистемы инородных растений и животных без учета законов их функционирования. Проблема исчезновения видов состоит не просто в том, что их невозможно восстановить, но и в том, что их место займут другие. Сейчас преимущественно исчезают виды с крупными особями, их заменяют виды более мелкие. Земля без лесов, населенная такими видами, будет совсем иной, чем сейчас. Изменятся круговороты всех веществ, газовый состав атмосферы, качество и количество воды в реках, другие условия жизни. Они могут оказаться совершенно не пригодными для существования человека и, в итоге он, возможно, исчезнет как биологический вид.

Существуют определенные закономерности замены экосистем в биосфере и видов в экосистеме при нарушении элементов окружающей среды. Их можно сформулировать следующим образом:

1) освобожденное место в экосистеме никогда не остается пустым;

2) крупные организмы исчезают раньше и их сменяют мелкие;

3) более эволюционно высокоорганизованные виды вытесняются низкоорганизованными, быстрее размножающимися существами;

4) всегда побеждают те, кто быстрее и легче изменяется, в том числе генетически.

Разрушение структуры экосистемы вследствие деятельности человека сопровождается стиранием функциональных границ между экосистемами. Это ведет к нарушению закона системного сепаратизма, который утверждает, что разнокачественные составляющие всегда структурно относительно независимы. Хотя все системы тесно взаимосвязаны, но все же относительно самостоятельны. Так, например, в теле человека есть сердце, печень, легкие, но нет сердце-печени, сердце-легкого и т.п. Отдельные части системы не могут быть беспредельно большими или маленькими, т.к. этому мешают необходимость выполнять определенные функции, а также информационные и энергетические ограничения.

Весь мир построен на законе оптимальности, утверждающем, что никакая система не может бесконечно сужаться или расширяться, она с наибольшей эффективностью функционирует в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах, называемых характерным размером системы. Кроме того что каждая система имеет оптимальные для функционирования размеры, она еще имеет вектор своего развития: развитие, эволюция всегда однонаправлены. При этом фазы развития природной системы могут следовать лишь в эволюционно закрепленном порядке от относительно простого к сложному. Этот закон часто игнорируют, пытаясь, например, вырастить хвойные культуры там, где согласно природной последовательности смены пород им должны предшествовать в сукцессионном развитии другие виды древовидных растений. Иногда такие культуры удается вырастить, но они либо заболевают, либо оказываются столь нежизнестойкими, что погибают от малейших отклонений в условиях среды обитания.

Известно, что любая система оказывает сопротивление воздействию извне, и чем больше интенсивность воздействия, тем сильнее сопротивление. В этом состоит основа принципа Ле Шателье-Брауна, утверждающего, что при внешнем воздействии на систему, находящуюся в фазе устойчивого равновесия, выводящем систему из такого состояния, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Этот принцип действует и в биосфере. Однако лишь до тех пор, пока внешнее воздействие не превышает некоторого порогового значения, после чего происходит саморазрушение системы. Установление нового равновесного состояния системы, при котором внешние факторы оказывают меньшее воздействие на экосистему, приводит к изменению самой экосистемы. Когда уже многие экосистемы изменены, меняются и их сочетания, затем по иерархии систем процесс может дойти до биосферы в целом. На сегодняшний день человечество переступило допустимый порог воздействия. Пока еще есть возможность восстановить действие этого принципа, приостановить саморазрушение биосферы. Главным условием для этого является сохранение глобальной биомассы планеты, целостности биоты Земли и экологического равновесия на планете. Выполнение этого условия требует неукоснительного выполнения человечеством двух условий:

1) соблюдения правила одного процента, утверждающего, что если конечное потребление энергии консументами высшего порядка (в т.ч. человеком) в природной системе превышает 1% от чистой первичной продукции, то это выводит систему из равновесного состояния, а затем разрушает;

2) сокращения антропогенного воздействия на биосферу.