3. Нарушение круговоротов человеком

Антропогенное изменение биосферы зашло слишком далеко; более того, его направленность прямо противоположна направленности эволюции биосферы. По мнению А.А. Горелова (1998 г.), с появлением человека начинается нисходящая ветвь эволюции биосферы: снижается ее биомасса, продуктивность и информированность.

Что же такое человечество? Является ли оно венцом природы или представляет собой инородное тело, жизнедеятельностью своей несущее гибель всем другим существам, своего рода раковую опухоль в организме природы? Такая постановка вопроса логически оправдана, ибо в биосфере нет другого такого вида, который фактически осознанно подрывал бы устои своего существования. В свете этого приобретает особую значимость современное осознание человеком своих биосферных функций, иначе говоря, смысла жизни в рамках биосферы.

Деятельность человеческого общества до сих пор направлена на снижение устойчивости биосферы практически по всем направлениям. Стихийно, по сути, развиваясь, усиливая давление на биосферу, оно истребляет доставшееся ему богатство природы, отравляет и разрушает ее элементы. Но, с другой стороны, обладая разумом, человек познает закономерности биосферных процессов и в принципе способен действовать в направлении повышения устойчивости биосферы.

В попытке определить и обозначить особый этап в эволюции планеты Земля, при котором именно научное познание, а не стихийные силы и неразумное поведение будет направлять развитие системы «общество - природа», француз Э. Леруа в середине 20-х годов XX века предложил термин «ноосфера» (сфера разума). Несколько позже философ П. Тейяр де Шарден, развивая концепцию ноосферы, выделил в развитии планеты следующие, последовательно сменяющие друг друга стадии: преджизнь (предбиосфера), жизнь (биосфера) и «феномен человека», т.е. собственно ноосфера. Причем ноосфера - это своего рода обволакивающий планету пласт мыслей, она возникает и развертывается вне биосферы.

Наш соотечественник В.И. Вернадский является подлинным основателем современного учения о ноосфере. Он внес новое содержание в это понятие, указав, что ноосфера - такое же материальное образование, как и биосфера, - закономерный и неизбежный этап развития самой биосферы, этап разумного регулирования взаимоотношений человека и природы. Человек может и должен перестраивать своим трудом и интеллектом «область своей жизни», но при этом обязан сохранять те условия биосферы, которые обеспечивают ему жизнь. Будучи естественным порождением разума человека, ноосфера в своем развитии должна основываться на высшем проявлении интеллекта - научном познании.

Если признать, что биосферная функция человека заключается в поддержании целенаправленного сбалансированного развития биосферы, ее он может выполнить только в эпоху ноосферы. В переходный между биосферой и ноосферой период перед человечеством возникает огромная по масштабам и значению задача - научиться сознательно регулировать взаимоотношения общества и природы. Только целесообразная, осознанная и планомерная деятельность людей может обеспечить гармоническое развитие природы и общества, не ограниченное во времени. При этом ноогенез - этап становления ноосферы - предполагает развитие не только биосферы и общества, но и каждой отдельной личности.

Анализируя трагические последствия многих деяний человечества, весьма трудно согласиться, что биосфера уже вступила в стадию разумного, а не стихийного управления. Поэтому ныне правильнее говорить лишь о начальной стадии ноосферы - протоноосфере - которая, развиваясь на базе техносферы, конечно, еще очень далека от ноосферы.

Человеческий фактор в биосфере

Приводимые в данном разделе материалы важны для понимания специфической роли человечества в биосфере и причин современного экологического кризиса и прогнозирования его последствий. Основой для этого является анализ степени согласования деятельности человечества с экологическими законами, правилами и принципами.

Изменение границ оптимальных и лимитирующих факторов. Человек способен изменять силу действия и число лимитирующих факторов, а также сужать или, напротив, расширять границы оптимальных значений факторов среды. Так, уборка урожая связана с извлечением из почв элементов минерального питания культурных растений и переходом некоторых из этих элементов в разряд лимитирующих факторов для вновь посаженных растений. С другой стороны, такие мелиоративные мероприятия, как обводнение, осушение, внесение удобрений и т.п., оптимизируют факторы, подчас устраняют их лимитирующий характер.

Сокращение численности популяций. Животные, птицы и насекомые гибнут при проведении полевых работ, строительстве дорог, под колесами автотранспорта. Перелетные птицы сгорают в гигантских газовых факелах, где сжигают отходящие газы при добыче нефти. Многие загрязняющие вещества, например оксиды серы, фтор и фтористый водород, хлориды и диоксид азота, вызывают ожоги растений, а при высоких концентрациях и гибель отдельных особей. Они влияют на эмбрионы, развивающиеся зародыши, отравляя их, вызывают уродства и ненормальности в развитии организма, нарушение функций нервной системы, половых желез и органов.

Загрязнители разной природы, действуя одновременно, оказывают кумулятивный эффект: вредное влияние меди на растения усиливается в присутствии солей свинца, и при воздействии радиации. Загрязняющие вещества сокращают продолжительность жизни, прежде всего долгоживущих видов, которые способны накапливать их в организме.

Воздействие на характер функционирования экосистем. Человеком практически уничтожены некоторые экосистемы и даже их крупные блоки (например, степи, прерии). В других нарушены свойственные им процессы, принципы и закономерности функционирования. К таковым относятся:

1) цепи питания и экологические пирамиды. В природных экосистемах на высоких звеньях цепей питания не бывает большой продукции биомассы и численности организмов. Человек нарушил этот принцип по отношению, как к своей популяции, так и к другим видам (сортам, породам), особенно сельскохозяйственным, что стало возможным благодаря присвоению продукции и вложению в системы дополнительной энергии (например, при внесении удобрений);

2) изменение границ экологических ниш организмов. Вследствие искусственного выравнивания местообитаний (в результате земледелия, урбанизации, опустынивания и др.) сближаются ниши близких в экологическом отношении видов. В ответ усиливается конкуренция и активизируется правило конкурентного исключения. Результат таких явлений - обеднение видового состава сообществ и расширение возможностей для внедрения в экосистемы несвойственных им видов;

3) воздействие на динамику экосистем. Осушение болот, рубка лесов и другие виды антропогенной деятельности разрушают или нарушают конечные (климаксные) стадии экосистем, заменяют их промежуточными сообществами. В своих интересах человек часто поддерживает экосистемы на промежуточных стадиях их развития в течение длительного времени. Например, он сохраняет лиственные леса на месте коренных хвойных, поскольку они более ценны в рекреационном отношении (для отдыха) или устойчивы к атмосферным загрязнениям;

4) обеднение генофонда. Подсчитано, что гибель одного вида растения может вызвать гибель от 5 – 7 до 30 – 35 связанных с ним видов животных, главным образом беспозвоночных. Световое, звуковое, химическое загрязнения нарушают сложившиеся системы сигнализации в природном сообществе между видами. Происходит обеднение генофонда биосферы из-за вымирания видов, сокращения их популяционного разнообразия и численности особей во всех сокращающихся по территории популяциях;

5) сокращение территорий, занимаемых естественными экосистемами. В настоящее время 9 – 12 % поверхности суши распахано, 22 - 25 % составляют полностью или частично окультуренные пастбища. Более 450 экваторов - такова протяженность дорог на планете; 24 км на каждые 100 кв. км - такова густота дорог. Согласно данным ООН, в одних лишь промышленно развитых странах под бетоном строящихся автострад, населенных пунктов, аэропортов ежегодно исчезает более 3 тыс. кв. км ландшафта.

Влияние человека на функции живого вещества в биосфере. Результатом крупномасштабной деятельности человека является нарушение механизмов функционирования живого вещества и его функций. Рассмотрим некоторые из них:

а) константность живого вещества. Как известно, условием постоянства массы живого вещества в биосфере является сохранение условий, обеспечивающих нормальную продуктивность сообществ. Однако они нарушаются в результате истощения почв, замены более продуктивных экосистем (например, тропических, пойменных и т.п.) менее продуктивными, при отчуждении земель под различные виды строительства и т.п. Все это приводит к уменьшению объемов живого вещества (биомассы) на Земле. Подчеркнем, что за счет повышения человеком продуктивности агроэкосистем потери живого вещества не компенсируются;

б) транспортная и рассеивающая функции живого вещества. Перемещая большие массы биологической продукции в пространстве, человек нарушает естественные круговороты. Например, с 1 га соснового леса вместе с древесиной удаляется около 140 кг калия, 330 кг кальция, 70 кг магния, 20 кг фосфора и 250 кг азота. Еще более масштабны негативные последствия от разрушения почв. Вынос водным стоком натрия, магния, кальция, калия и азота с площадей вырубок увеличился соответственно в 3; 8; 9; 20 и 100 раз.

Рассеивающая функция усиливается в результате использования человеком практически всех видов ресурсов. Одного железа ежегодно рассеивается около 100 - 120 млн. т (из 6 – 7 млрд. т этого металла, находящегося в использовании);

в) деструкционная и концентрационная функции. Ускорение человеком деструкционных (разрушительных) процессов в биосфере (в сотни и тысячи раз по сравнению с естественными) есть результат извлечения ресурсов из недр, а также крупномасштабного воздействия на поверхность литосферы. Только обработкой почв в интересах сельского хозяйства ежегодно разрушаются и выносятся в океан или перемещаются в пределах материков воздушными и водными потоками миллиарды тонн материала, в том числе наиболее ценной части почвы - гумуса.

Отметим, в заключение, что даже принцип Ле Шателье-Брауна в рамках биосферы нарушается современным человечеством. Н.Ф. Реймерс указывает «Если в конце прошлого века еще происходило увеличение биологической продуктивности и биомассы в ответ на возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере, то с начала нашего века это явление не обнаруживается. Наоборот, биота выбрасывает углекислый газ, а биомасса её автоматически снижается».