2.2. Главные законы экологии

Современная экология располагает обширной аксиоматикой, относящей­ся ко всем уровням организации природных систем. Некоторые, достаточно общие постулаты, теоремы, правила заимствованы из смежных дисциплин и опираются на фундаментальные законы естествознания. Таковы начала термодинамики, законы сохранения вещества и энергии, закон минимума диссипации (рассеивания) энергии Л. Онсагера — И. Пригожина и др. 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 поведение большого числа молекул в некотором объеме газа обусловливает вполне опреде­ленные значения температуры и давления. Мириады бактерий в почве, воде, в телах растений и животных создают особую, относительно ста­бильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего 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. Разработанный первоначально для условий химического равновесия, этот принцип стал применяться для описания по­ведения самых различных самоподдерживающихся систем. На биологи­ческом уровне он реализуется в виде способности экологических систем к авторегуляции. В биосфере механизм осуществления этого принципа осно­вывается на функционировании всей совокупности живых организмов и служит главным регулятором общеземных процессов.

В мире действует закон всеобщей связи вещей и явлений в приро­де и в обществе. Он связан с законом физико-химического единства живого вещества, законом развития системы за счет окру­жающей ее среды и законом постоянства количества живого вещества, сформулированных В.И.Вернадским: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических 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 числа других организмов. Это правило распространяется и на число видов организмов. В мире живых существ 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, ветры, океанские течения, реки, трансконтинентальные и трансокеанические миграции птиц и рыб, переносы семян и спор, деятельность человека и влияние антропогенных факторов — все это в той или иной степени связывает пространственно 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. Существует много примеров многоступенчатого опосредования и усиления частных 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. На самом деле 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 приводит 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». Вместе с этим в жи­вой природе действует правило максимального «давления жизни»:

организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей мак­симально возможное их число. Однако давление жизни ограничено емкостью среды, межвидовыми взаимоотношениями, взаимоприспособ­ленностью различных групп организмов. Эту закономерность иногда обозначают как закон сопротивления среды жизни, или закон огра­ниченного роста Ч.Дарвина. Дарвину принадлежит также экологичес­кая аксиома адаптированности: каждый биологический вид адаптиро­ван к строго определенной, специфичной для него совокупности условий существования, которая позднее получила название экологической ни­ши. Очевидна связь этого положения с законом оптимальности.

Законы экодинамики. Помимо константности количества живого ве­щества в живой природе наблюдается постоянное сохранение вещест­венной, энергетической и информационной структуры, хотя она и нес­колько изменяется в ходе эволюции. Эти свойства Ю. Голдсмит (1981) обозначил как законы экодинамики. Первый из них — закон сохранения структуры биосферы, второй — закон стремления к климаксу, т.е. к достижению экологической зрелости и равновесности экосистем.

Существуют и другие, более частные системные обобщения в эколо­гии. Во многих руководствах часто цитируют аксиомы-поговорки известного американского ученого Б. Коммонера (1974), названные ав­тором «законами экологии»:

- «все связано со всем»,

- «все должно куда-то деваться»,

- «природа знает лучше»,

- «ничто не дается даром».

Хотя они больше относятся к основам природопользования, в них на­ходят отражение некоторые важные постулаты экологии.