3.7. Загальні закони екології

Накопичення наукових даних про структуру і функціонування біосфери дозволило виявити певні загальні закономірності, які стали називати законами чи принципами. Вони випливають з тих особливостей біосфери Землі, що відомі людині за період існування цивілізації. Формулювання основних законів загальної екології належить М.Ф. Реймерсу (1994). Найдоцільніше виділяти сім таких законів.

1. Закон обмеженості природних ресурсів стверджує, що всі основні природні ресурси планети, якими користуються живі організми для підтримки життєдіяльності, мають цілком визначений обмежений розмір. Дійсно, запаси води, вуглекислого газу, мінеральних речовин тощо цілком скінченні і їх не більше, ніж є на земній кулі. Навіть потік сонячної енергії не є вічним і невичерпним. Він визначається часом існування Сонця і запасами в ньому ядерного пального – гелію.

2. Закон рівнозначності умов і ресурсів, необхідних для живих організмів, підкреслює, що один ресурс не можна замінити іншим. Наприклад, дефіцит води не можна замінити великою кількістю вуглекислого газу і будь-яким іншим фактором чи умовою. Хоча обсяг потреби в одному якомусь ресурсі обумовлений наявністю інших ресурсів і може залежно від цього змінюватися.

3. Закон мінімуму Ю. Лібіха встановлює, що розмір біологічної продукції будь-якого живого організму залежить від того ресурсу чи умови, який знаходиться в мінімумі.

4. Правило енергетичної піраміди підкреслює, що при переході енергії від одного трофічного рівня до іншого на формування біомаси організмів більш високого трофічного рівня витрача-

ється не більше 10% енергії, що є на попередньому трофічному рівні. Звичайно, це дуже узагальнена середня оцінка, тому що при реальних переходах вона може бути трохи більша чи менша.

5. Закон неможливості абсолютно безвідходних виробництв свідчить, що як у сільському господарстві, так і в промисловості за будь-яких технологій виробництва обов’язково утворяться відходи.

6. Закон екологічної індивідуальності живих організмів Л.Г. Раменського показує, що екологічні амплітуди, у межах яких може існувати той чи інший вид живого організму, строго індивідуальні. У природі немає видів рослин чи тварин з абсолютно однаковими вимогами до умов існування.

7. Закон екологічних кореляцій свідчить, що в будь-який екосистемі, як і в біосфері в цілому, усі структурні частини погоджені одна з одною і функціонують в єдності. Випадання того чи іншого компонента з екосистеми неминуче переводить екосистему в новий стан, а часто загрожує її повним руйнуванням.

Звичайно, цими законами не обмежується поведінка біосфери й екосистем. Інші універсальні закономірності, за якими функціонує біосфера та використовується в інтересах людської цивілізації, будуть розглянуті далі.

3.8. ЛЮДСЬКА ЦИВІЛІЗАЦІЯ ЯК НОВИЙ ФАКТОР ІСНУВАННЯ БІОСФЕРИ

У ході розвитку людства, росту чисельності населення на Землі, появи технічних споруд, розвитку культурних та соціальних феноменів у межах біосфери з’явилася нова підсистема «людство – природне середовище». Людство зі своїм виробництвом та культурою стало складовою частиною біосфери. Зростає вплив на біосферні компоненти виробничих та соціальних факторів, спричинений існуванням людини. Взаємодія в підсистемі «людство – природне середовище» має двобічний характер, але з ростом технічної озброєності людини в ній почав переважати од-носпрямований вплив людини на природні компоненти. Такий вплив отримав назву антропогенного, а зміни природних комплексів під впливом людини – антропогенезу.

Так на Землі з’явилася нова структура – антропосфера, або, як її ще називають, соціосфера. Соціосфера – це зона життя людського суспільства. Сучасна соціосфера охоплює всі геосфери Землі і навіть поширюється на найближчий космос. За визначенням МА. Голубця (1982), соціосфера – це сфера наукової та виробничої діяльності людини, що здійснюється безпосеред-

ньо людиною або за допомогою знарядь, які вона виготовляє. Життя біосфери в доантропогенний період становило собою лише взаємодію живої та неживої матерії. Людство привнесло в життя біосфери принципово нові економічні, соціальні, загальнокультурні та технічні феномени і тим якісно змінило біосферні процеси.

Зростання технічної озброєності людини призвело до виникнення в зоні біосфери численних технічних об’єктів: будівель, доріг, шахт тощо. По суті, з’явилася ще одна структурна складова земної кулі – техносфера. Прямий чи опосередкований вплив технічних засобів у наш час охоплює всю біосферу і спричинює великий вплив на потік енергії та біогеохімічні цикли Землі.

Вищою фазою розвитку біосфери, що проходить під впливом людського суспільства, є утворення на планеті сфери розуму, сфери цивілізації. Вона отримала назву ноосфери. На цьому етапі провідним фактором розвитку Землі стає розумова діяльність людства. Сам термін «ноосфера» був запропонований у 1927 році французьким філософом Е. Леруа. Значний внесок у вчення про ноосферу зробили П. Тейяр де Шарден та В.І. Вернадський. Вер-надський (1967) писав: «Ноосфера – останній із багатьох станів еволюції біосфери, в геологічній історії стан наших днів». Таким чином, ноосфера – це біосфера на сучасному етапі розвитку.

В.І. Вернадський настільки високо ставив ноосферні можливості цивілізації, що сформулював гіпотезу переходу людства до автотрофності. Зрозуміло, що це тільки образне висловлювання. Сама людина як біологічна істота була та залишається гетеротрофним організмом. Піц, автотрофністю В.І. Вернадський розумів посилення відносної незалежності людства від продуктів, що створює біосфера, їм на зміну повинні прийти високо-молекулярні продукти, що мають бути синтезовані з низькомолекулярних хімічних речовин за рахунок використання атомної чи сонячної енергії. У наш час таких технологій немає, і в найближчому майбутньому без принципово нових відкриттів говорити про автотрофні технології не доводиться. Гетеротрофне людство повинно вчитися жити в гармонії з біосферою.

Ноосферний рівень передбачає високий рівень розвитку продуктивних сил суспільства, високу інтернаціоналізацію виробництва та об’єднання людства. Річ у тому, що в ході роботи біогеохімічних циклів поступово сформувалося депо речовин різного роду, що виключені з матеріального кругообігу та несуть значний запас зв’язаної енергії. Людина може сприяти залученню цієї інертної маси в біохімічні цикли. Це справді всеплане-тарне завдання, яке може бути вирішене тільки інтегрованим людським суспільством.

Сучасне людство займає непросту позицію в біосфері. З одного боку, людина завжди є частиною якоїсь конкретної екосистеми і зв’язана багатьма біологічними каналами з природним середовищем, а з іншого – людство широко реалізує небіологічні функції: формується соціальне середовище зі своїми законами розвитку, виникає культура та етичні критерії діяльності людей, у результаті праці та використання знарядь праці виникає велика кількість технічних об’єктів, які, безумовно, чужі природній біосфері.

Для розв’язання протиріччя в системі «людина – біосфера» або, точніше, «техносфера – біосфера», по суті, потрібна нова ноо-сферна ідеологія, можливо, навіть ноосферна «революція». В основу взаємовідносин людини з природним середовищем повинні бути покладені нові принципи зберігаючого гуманізму, послідовна боротьба з ідеологічним догматизмом, перехід до ноосферної економіки, екологізація виробничої діяльності та людської свідомості.

У наш час уже очевидна цілісність соціально-природного розвитку як об’єктивна реальність буття. Визнання пріоритету біосфери потрібне не біосфері, це потрібно самому людству для збереження та розвитку цивілізації. Відповідно до аналізу, що був проведений МЛ. Голубцем (1978), ноосферний етап розвитку біосфери є реальністю нашого часу. Він характеризується новим видом соціально-економічних відносин, які включають у себе боротьбу стихійно господарюючих на планеті споживчих сил із силами, що відстоюють екологічно розумне ведення людиною господарства. МЛ. Голубець (1982) запропонував назвати новий етап розвитку біосфери, що характеризується розумним управлінням структурно-функціональною організацією біосфери з метою збереження та процвітання людства, ін-телектосферою.

Питання для самоперевірки

1. Дайте визначення понять «біосфера», «соціосфера», «інтелектосфера».

2. Назвіть структурні частини біосфери.

3. Які речовини входять до складу біосфери?

4. З’ясуйте, у чому полягає безумовна важливість для живих організмів наявності атмосфери.

5. Поясніть, у чому полягає головна особливість ґрунту як природного тіла.

6. Простежте потік енергії в біосфері.

7. Поясніть, у чому полягає концентраційна функція живих організмів.

8. Розгляньте потік енергії в окремій водоймі, складіть схему.

9. Проілюструйте здатність екосистем до самоочищення та визначте, чи є така здатність безмежною.

Питання для обговорення

1. Наведіть докази цілісності біосфери.

2. Розгляньте проблему збереження цілісності озонового екрану. Які заходи, на вашу думку, слід здійснити?

3. Проаналізуйте рівень замкненості біогеохімічних циклів. Чи всі вони замкнені? Яке значення мають відходи біогеохімічних циклів для живих організмів?

4. Розгляньте суть поняття «демографічний вибух» та дайте оцінку подальшій перспективі росту чисельності населення Землі.

5. Як ви ставитеся до тези: турбота про природу – це турбота про людину?

6. Розгляньте проблему шкідливих і корисних видів живих організмів у біосфері.

7. Проаналізуйте екологічне значення законів Коммонера. Чи можна зменшити чи збільшити їх кількість?

Екосистеми