На первых этапах своего существования человек собирал плоды экосистем суши (леса, степи, саванны и пр.), съедобные водоросли, моллюсков, ракообразных и др., ловил рыбу и охотился. Это был период собирательства и охоты, когда человек зависел от ресурсов биосферы и для поддержания своего устойчивого состояния инстинктивно должен был действовать, не нарушая эти ресурсы, а существуя за счет ежегодного прироста биомассы. Охотничье-собирательские, так же как и примитивные скотоводческие и земледельческие типы хозяйства, не выходили за пределы устойчивого использования ресурсов биосферы и практически не влияли на другие геосферы Земли. Для пропитания каждому человеку нужна была большая территория. Первобытные охотники и скотоводы использовали не менее 100 км2 /чел.
По мере роста численности населения, хотя и весьма неинтенсивного, при таком типе хозяйства неизбежно возникали локальные экологические кризисы, когда на определенной территории (или прибрежной акватории) удовлетворяемые потребности человека устойчиво превышали ежегодно возобновляемую часть биологических ресурсов. Кризисы разрешались или через снижение потребления привычного продукта (гибель части населения от голода, миграции населения, полное или частичное переключение на другую пищу и пр.) или же человек начинал потреблять больше, чем данная экосистема могла устойчиво производить, трансформируя или даже полностью преобразуя экосистему. Это оттягивало наступление кризиса, но делало его в конечном итоге более сильным и более катастрофическим. Примером экологического кризиса такого типа были, возможно, события на равнинах умеренного пояса Евразии, когда человек, способствуя исчезновению мамонтов, лишал себя тем самым источника белковой, высококалорийной пищи.
Дальнейший рост населения и его потребностей не мог быть обеспечен посредством охоты, рыбной ловли и собирательства: этих ресурсов стало недостаточно. Это привело часть человеческого общества к одомашниванию диких животных с постепенной селекцией их пород и, следовательно, к пастбищному скотоводству, а другую часть – вначале к примитивному, но затем ко все более усложняющемуся земледелию. Тем самым человек перешел от относительно устойчивого использования планеты, мало ее изменяющего, к ее преобразованию.
Открытые ландшафты (степи, саванны, прерии, пустыни и пр.) в основном относятся к аридным областям разной степени засушливости. В их пределах начали возникать расширяющиеся очаги скотоводства, в сильной степени преобразующего исходные природные ландшафты (изменение состава и состояния растительного покрова и состояния почвы вследствие выпаса скота, запланированных или естественных пожаров травы, и пр.).
Земледельческий тип хозяйства требует большего увлажнения, и потому очаги земледелия появились на границе лесных и открытых ландшафтов, внутри лесных территорий или же в речных долинах, способствовавших возникновению орошения. Превращение природных экосистем в пашню – основная линия трансформации ландшафтов при неорошаемом земледелии. При этом происходят очень глубокие преобразования, затрагивающие все компоненты ландшафтов.
Появление скотоводства и земледелия стало важнейшим событием, без которого дальнейшее развитие человеческого общества было бы попросту невозможно. В среднем на одного человека при пастбищном типе хозяйства необходимо приблизительно 10–100 га кормовой территории. При подсечно-огневом земледелии площадь, достаточная для прокорма одного человека, не превышает 10 га. Плотность использования земли при традиционном “обычном” земледелии порядка 1 га/чел, а при современном высокоинтенсивном земледелии эта величина достигает 0,2 га/чел. Таким образом, число людей на единице обрабатываемой площади, или, иными словами, потенциальная емкость территории может быть увеличена.
Возникшие скотоводство и земледелие позволили временно разрешить экологический кризис, связанный с дефицитом земельных ресурсов при уровне технологии прошлого. В то же время увеличение потребления человеком ресурсов биосферы и начавшееся преобразование естественных ландшафтов Земли стали первым, очень серьезным шагом в сторону антропогенного преобразования биосферы.
Следующим серьезным шагом в развитии человечества, а также и в антропогенном преобразовании биосферы, стало обращение к ресурсам литосферы, а именно добыча полезных ископаемых. Сначала это были металлические руды, в основном для изготовления орудий труда, а затем во все большей степени и другие полезные ископаемые. Роль полезных ископаемых для человеческого общества все более усиливалась, дойдя до такой степени, что добыча и использование горючих ископаемых (нефть, газ, уголь) стали одним из краеугольных камней современной экономики, но в то же время и одним из важнейших неблагоприятных факторов состояния биосферы.
Развитие промышленности стало следующим важнейшим фактором в антропогенной эволюции биосферы. Промышленность использует продукты литосферы и биосферы, обязательно нуждается в ресурсах гидросферы, и при отсутствии специальных мероприятий неизбежно влияет на загрязнение атмосферы и гидросферы. Таким образом, все геосферы Земли становятся подвержены антропогенному влиянию и преобразованию.
Для периода развития промышленности обычно характерны локальные экологические кризисы, связанные чаще всего с тем, что выбросы индустриальных отходов в воду или воздух превосходят самоочищающую способность рек или местных воздушных бассейнов.
Развитие сельского хозяйства шло двумя пересекающимися путями, экстенсивным и интенсивным. С одной стороны, расширялись площади, используемые под пашню и выпас скота, с соответствующим глубоким преобразованием ландшафтов. Более половины суши Земли находится под серьезным воздействием человека в виде пашни, пастбищ и лесов, включенных в хозяйственное использование. С другой стороны, при интенсивном развитии сельского хозяйства росла площадь орошаемых и осушаемых земель, увеличивалось использование сельскохозяйственных машин, применение химических веществ, стойловое содержание скота и пр. Состояние используемых земель во многих случаях ухудшалось вследствие эрозии почв, изменения их химических и физических свойств, заболачивания и пр. Эти факторы и процессы привели к значительному преобразованию ландшафтов Земли, и к изменению биосферы, гидросферы и атмосферы.
Города и сопутствующие им инженерные сооружения, такие как промышленные зоны, склады, дороги, аэродромы, порты, очистные сооружения, свалки и пр. постепенно увеличивались в размерах и интенсивности своего воздействия на биосферу, практически полностью преобразуя на своей территории первичные ландшафты в антропогенные.
В особенности большие изменения произошли и происходят в последние десятилетия, причем они охватывают как природную, так и общественную сферы. К наиболее существенным, общепланетарным изменениям следует отнести:
·Трансформацию ландшафтов Земли;
·Изменения глобальных биогеохимических циклов вещества;
·Изменения особенностей и режима геосфер;
·Сокращение биологического разнообразия.
Увеличивающееся использование человеком богатств биосферы сформировало противоречие между постоянно растущим воздействием общества на биосферу и ограниченными размерами Земли и ее ресурсов, что выразилось в возникновении экологических проблем.
Экологические проблемы можно условно разделить на два типа: глобальные и универсальные.
Универсальные проблемы - это проблемы, возникающие в каждом конкретном случае в определенной форме и требующие в каждом случае индивидуального способа их решения. Универсальные проблемы, как правило, затрагивают интересы ограниченной группы людей.
Глобальные проблемы — это проблемы, затрагивающие интересы всего человечества. Они охватывают взаимоотношения между странами, между обществом и средой его обитания, между человеком и обществом. Глобальные проблемы охватывают всю биосферу в целом, но могут проявляться по-разному в различных районах мира.
Разрушение озонового слоя Земли – характерный пример глобальной проблемы, в то время как деградация почв – типичный пример универсальной проблемы. Такое деление удобно, потому что стратегии решения глобальных и универсальных экологических проблем различаются. В частности, в первом случае действенным методом решения проблемы может быть международное соглашение, выполняемое затем на национальном уровне, а во втором случае зачастую достаточно концентрировать действия по решению проблемы на локальном уровне, имея в виду решение общенациональной или всемирной задачи.
Экологические проблемы по большей части междисциплинарны. Проблема возникает часто как общественная, но корни ее лежат в вопросах естественного характера. Для ее решения необходимо предпринять определенные действия в социальной сфере, изменяя тем самым природные условия, к которым, в свою очередь, должно приспосабливаться общество.
Например, катастрофическое снижение уровня Аральского моря привело к существенным экономическим потерям (прекращение рыболовства, засоление почв вследствие разноса солей с обнажившегося дна ветром и др.) и имело очень большой общественный резонанс. Падение уровня произошло в результате изменения составляющих его водного баланса: вследствие развития орошения резко уменьшился приток в море воды Амударьи и Сырдарьи. Для восстановления более высокого, чем сейчас, уровня Арала необходимо такое коренное изменение социальных условий в бассейне, которое бы в конечном итоге способствовало снижению водопотребления (снижение доли сельского населения, изменение структуры посевов, пересмотр стратегии развития сельского хозяйства и пр.). Таким образом, проблема Арала, внешне видимая как естественная, в основном по происхождению гидрометеорологическая, а фактически социальная. Она уходит своими корнями в советский период развития Центральной Азии и связана с очень сложной жизнью современного общества новых государств. Разделить такую проблему на отдельные, привычные науки практически невозможно, и решение ее может быть только на основе системного подхода.
Очень большая трудность в решении экологических проблем заключается в том, что природные ресурсы и процессы чрезвычайно затруднительно, а то и невозможно выразить в денежной форме, а без этого нельзя оценить истинную стоимость затрат и потерь. Возможно, например, оценить стоимость древесины в лесу, но эта оценка будет намного ниже истинной стоимости леса, которая должна бы включать величину и интенсивность его биологической продукции, его видовое и ландшафтное биологическое разнообразие, его климатические и гидрологические свойства, красоту и привлекательность лесного ландшафта, роль данного конкретного леса в традиционной местной хозяйственной деятельности и многие другие показатели. Без решения таких системных задач невозможна полная оценка результативности хозяйственных мероприятий, затрагивающих окружающую среду.
Другая трудность в решении экологических проблем в том, что многие ценные свойства и процессы в биосфере принадлежат всем, а значит, никому. К этой категории относятся, например, атмосфера, глобальный круговорот воды и его отдельные звенья, леса и почвы, если они коллективного или общенационального пользования, и пр.
Гаррет Хардин (США) назвал эту ситуацию “трагедией всеобщего достояния”. Он приводит следующий пример. На общественном лугу пасется N групп коров, принадлежащих разным хозяевам, каждая группа состоит из n голов. Пока все коровы на лугу потребляют траву в пределах ее годового прироста, ситуация устойчива. Затем один из хозяев решает увеличить свое стадо, состоящее из n коров, на одну корову. Для него это означает заметное увеличение богатства (на 1/n часть), а для луга в целом приращение антропогенного давления составит всего лишь 1/(n+1). Видя такую выгодную для отдельного лица ситуацию, другой хозяин принимает подобное решение, затем третий, четвертый, и так все N хозяев. Суммарное приращение антропогенного давления становится уже N/(n+1).
Рост численности скота продолжается, даже если хозяева понимают, что их действия ведут к избыточному количеству коров, превышающему потенциальную емкость луга, то есть к перевыпасу и, в конечном итоге, к снижению продуктивности луга. Персональная алчность оказывается сильнее, чем коллективный интерес. Договориться о совместных действиях до наступления критического состояния обычно не удается, и продуктивность луга начинает снижаться, зачастую катастрофически. Иногда, но не всегда, удается, наконец, договориться о совместных действиях, но уже не по оптимальной эксплуатации луга, а по выходу из критической ситуации.
Приведенный выше пример чрезвычайно типичен для многих экологических ситуаций. Если не удается найти стратегию совместных действий нескольких хозяев на одном лугу, то насколько сложнее выработать согласованную стратегию решения совместных задач для Земли в целом!
Современная кризисная ситуация усугубляется тем, что очень быстро идёт вымирание биологических видов. За последние 500 млн. лет на Земле было пять периодов массового исчезновения видов. Из них последний был примерно 65 млн. лет тому назад. Для восстановления биологического богатства каждый раз необходимо было примерно 10 миллионов лет. В настоящее время имеется реальная опасность еще одного периода массового сокращения биологического разнообразия, но со скоростью, значительно превышающей естественную скорость уничтожения и замещения видов.
В 1995 году была опубликована, подготовленная под эгидой ООН работа "Глобальная оценка биологического разнообразия". В этой работе показано, что за последние 400 лет исчезло 484 вида позвоночных животных и 654 вида цветковых растений. Всего же перед угрозой уничтожения стоят более чем 30000 видов живых организмов. В последние сто лет скорость исчезновения видов млекопитающих в 40 раз превышала максимальные скорости исчезновения видов, зафиксированные в предшествующие периоды массового исчезновения видов.
Причина этого – деятельность человека. К началу ХХI века 63 % естественных экосистем суши разрушены, гибнут многие водные экосистемы, и, прежде всего, морские. Происходит это по разным причинам, связанным как с техногенным загрязнением окружающей среды, так и с распахиванием земель, и с нерациональным использованием природных ресурсов, однако, прежде всего, причина этого - рост народонаселения (особенно в развивающихся странах) и рост уровня потребления в развитых странах.
Возникающие экологические проблемы должны быть разрешены, в противном случае неизбежно возникновение экологического кризиса, который может перерасти в экологическую катастрофу.
Кризисы, бедствия и катастрофы - всеми этими терминами называют нарушения природного экологического равновесия, потерю биологическими системами устойчивости. При этом кризисы не разрушают природную систему полностью, а приводят к изменению уровня ее функционирования, т.е. приводят систему в состояние неустойчивости, из которого возможен выход, но возможен и переход к гибели системы. Таким образом, кризис ещё может быть обратим. Катастрофой же называется комплекс изменений в системе, которые ведут к её исчезновению. При катастрофе нарушается одновременно большое количество взаимосвязей, прекращает функционировать системообразующий фактор, и система как таковая перестает существовать.
Дефицит природных ресурсов (в широком смысле этого слова), множество примеров глубоких изменений геосфер Земли и ландшафтов планеты, нарушений устойчивости (гомеостазиса) биосферы, позволяет части специалистов считать, что экологический кризис уже наступил и что мы на пороге экологической катастрофы.
Другие специалисты возражают, полагая, что до экологической катастрофы человечеству еще далеко, хотя и они согласны, что причины кризиса объективно существуют.
Итак, основные последствия взаимодействия человека и природы кратко можно сформулировать следующим образом:
– Использование природных ресурсов и систем жизнеобеспечения приводит к локальным экологическим кризисам, когда потребности человека превышают имеющиеся в данный момент ресурсы или когда выбросы продуктов деятельности человека в окружающую среду превышают ее самоочищающую способность. Такие частные, или локальные экологические кризисы – неизбежная особенность системы взаимоотношений природы и человеческого общества. Разрешение кризисов приводит к частичному преобразованию геосфер Земли и, следовательно, биосферы. При этом по мере развития общества и возникновения локальных экологических кризисов происходит постепенное и, по-видимому, необратимое накопление антропогенных преобразований биосферы.
– Ресурсы и размеры биосферы, как и мощность систем ее жизнеобеспечения, ограничены. В то же время, потребности человечества пока непрерывно нарастают. Отсюда вытекает очевидная неизбежность глобального экологического кризиса и перехода его в экологическую катастрофу. Пока нет общепринятого мнения по поводу того, наступил этот кризис, или еще нет. Однако ясно, что глобальный экологический кризис, когда бы он ни наступил, – одна из самых серьезных, а возможно, и наисерьезнейшая проблема из всех проблем, стоящих перед человечеством.