4. Устойчивость природных систем

Развитие и науки и производства в последние десятилетия доказало справедливость теории Мальтуса об ограниченности ресурсов природы. Выявлено, что среда обитания человека хрупка и уязвима, а цели его деятельности противоречивы и не всегда соответствуют целям систем природы (в большинстве случаев они им противоположны).

Нет сомнений, что дальнейшее развитие процессов природопользования немыслимо без определения устойчивости биосферы как системы в целом и входящих в неё экосистем более низкого иерархического уровня, а также составляющих их компонентов. Это очень важно при решении вопросов нормативного характера: составлении ГОСТов, выработке экологических нормативов и законов, регламентирующих природопользование. Наиболее остро проблема устойчивости встаёт при решении вопросов освоения новых земель, при проведении мониторинга, крупномасштабных мероприятий, так или иначе изменяющих структуру и компонентный состав природной среды (переброски стока рек, мелиорации, сведение лесов). Кроме того, проблема устойчивости систем – одна из центральных проблем системного анализа и математического моделирования. Следовательно, нам необходимо остановится на ней более подробно.

В связи со сложностью поставленной задачи осветим вначале некоторые общие вопросы.

Для любого содержательного эмпирико-теоретического исследования необходимы три предпосылки: объект исследования, цели исследования и «цели» объекта, ограничения. Чтобы определить конкретный объект нашего исследования, вначале определим некоторую цепочку дефиниций, понимая систему как множество объектов вместе с отношениями между ними (то есть структурой) и между их атрибутами – свойствами (Ackoff, 1960; Bertalanfy, 1962; Кафаров, 1985; Клир,1990).

Не вступая в противоречие с общей теорией систем, где они подразделяются не по их физической, химической, биологической природной сущности, а по способу их функционирования, определим, что изучаемая нами природная среда относится к классу открытых целенаправленных адаптивных систем (Geins, 1972; Клир, 1990), одна из подсистем которой (биота) относится к целенаправленным самовоспроизводящимся системам. Собственно, такое общее определение системы практически совпадает с классической дефиницией экосистемы, принятой в науках биологического профиля. Экосистемой называется функциональная система, включающая в себя сообщество живых организмов и среду их обитания (Фёдоров, Гильманов, 1980).

Однако при таком определении на принципы выделения экосистемы не накладывается никаких ограничений. Более того, размеры экосистемы не ограничены ни снизу, ни сверху. Экосистемой может быть и колония бактерий и бассейн р. Оби. Такое определение из-за излишней общности с трудом может быть применено в задачах конкретного типа. Более конкретным и практически эквивалентным экосистеме является понятие биогеоценоза (БГЦ) – участка биосферы, через который не проходит ни одна существенная биоценотическая, геоморфологическая, гидрологическая и почвенно-геохимическая граница (Тимофеев-Ресовский, 1975; Светлосанов, 1990; Реймерс, 1990). Собственно такое понятие экосистемы близко по смыслу и размерам

Лито-педо-фитону О.Б.Виноградова (1988), элементарному ландшафту Б.Б.Полынова (1954), элементарному почвенному ареалу В.М.Фридланда (1972), педофитоаэроценозу Н.А.Журавлёвой (1994).

Не вдаваясь в схоластический спор по поводу дефиниций, определим, что нашим объектом исследования будет являться иерархическая квазистационарная адаптивная целенаправленная природная система, включающая в себя сообщество живых организмов и среду их обитания вместе с их отношениями (структурой) и атрибутами (свойствами), обладающая минимумом внутренних горизонтальных границ и имеющая собственную историю развития.