Реферат: Экология

Введение .

C тех пор, как человек существует на Земле, он непрерывно взаимодействует с окружающей его природой. Взаимодействие это носит как непо­средственный характер, так и опосредованный. Основу непо­средственного взаимодействия человека с окружающей его при­родной средой составляет общий для всех организмов био­логический обмен веществ в процессе питания, дыхания и от­правления различных выделительных функций. Однако наиболее специфическим и значимым для людей как социальных существ является опосредованный способ взаимодействия с природой бла­годаря применению различных технических приспособлений, на­чиная с едва отесанного каменного зубила и кончая современ­ным атомным реактором. При таком взаимодействии также про­исходит обмен веществ между человеком и природой, но темпы его развития и наращивание масштабов существенно отличаются от непосредственного обмена, поскольку нарастание его не огра­ничивается естественными размерами тел организмов, а обуслов­лено развитием знаний и соответственным совершенствованием технических приспособлений, применяемых людьми. Таким об­разом, взаимодействие в этом случае развивается по принципу положительной обратной связи. Чём более совершенствуются техника и технологии, тем большие массы природного вещества приводятся ими в движение, и этот процесс может идти с не­прерывным нарастанием, пока не возникнет какое-либо внеш­нее непреодолимое препятствие.

Оно возникло лишь недавно, и им стали ограниченные естественные возможности биосферы, в которой существуют че­ловек и вся порожденная им техническая инфраструктура. Че­ловек никогда не находился в полной гармонии с природой и не довольствовался только лишь приспособлением к ней. Это все­го-навсего религиозный миф о первобытном рае, в котором жили Адам и Ева. Почему-то миф этот перекочевал даже в научную литературу по экологическим проблемам. Если бы наши предки ограничивали свою деятельность только приспособлением к природе и присвоением ее готовых продуктов, то они никогда не вышли бы из животного состоя­ния, в котором находились изначально.

Только в противостоянии природе, в постоянной борьбе с ней и преобразовании соответственно своим потребностям и це­лям могло формироваться существо, прошедшее путь от живот­ного к человеку. Человек не был порожден одной лишь приро­дой, как это часто утверждается. Начало человеку могла дать только такая не совсем природная форма деятельности, как труд, главной особенностью которого является изготовление субъек­том труда одних предметов (продуктов) с помощью других пред­метов (орудий). Именно труд стал основой человеческой эволю­ции. Наиболее удачно выразил эту мысль американский ученый Б.Франклин, определив человека как животное, производящее орудия труда (tool making animal).

Трудовая деятельность, дав человеку колоссальные преиму­щества в борьбе за выживание перед остальными животными, в то же время поставила его перед опасностью стать со временем силой, способной разрушить природную среду своей собствен­ной жизни. Так получилось, что эта опасность, возникнув вмес­те с человеком, достигла своей предельной степени на рубеже 2-го и 3-го тысячелетий новой эры.

Всю предыдущую историю можно рассматривать в эколо­гическом смысле как шедший с ускорением процесс накопле­ния тех изменений в науке, технике и в состоянии окружающей среды, которые в конце концов переросли в современный эко­логический кризис. Основной признак этого кризиса — резкое качественное изменение биосферы, происшедшее за последние 50 лет. Более того, не так давно появились уже первые признаки перерастания экокризиса в экологическую катастрофу, когда на­чинаются процессы необратимого разрушения биосферы. Таки­ми признаками многие специалисты считают зафиксированное в середине 80-х годов разрушение озонового экрана в верхних слоях атмосферы, все более нарастающее обезвоживание мате­риковых территорий планеты, утрату климатической стабильно­сти и многие другие тенденции в изменении природной среды.

Экологическая проблема поставила человечество перед вы­бором дальнейшего пути развития: быть ли ему по-прежнему ори­ентированным на безграничный рост производства или этот рост должен быть согласован с реальными возможностями природной среды II человеческого организма, соразмерен не только с ближайшими, но и с отдаленными целями социального развития.

Все эти вопросы требуют глубокого философского осмыс­ления, поскольку возникла пограничная ситуация неординарно­го порядка.

Во-первых, она касается не отдельных людей или челове­ческих коллективов, а всего человечества в целом.

Во-вторых, необычны темпы развития событий; они явно опережают возможности их познания не только на обыденном уровне, но даже на уровне научно-теоретического мышления.

В-третьих, проблема не может быть решена простым при­менением силовых средств, как это зачастую было прежде; во многих случаях решение экологических проблем требует не столько наращивания технической мощи, сколько воздержания от таких видов деятельности, которые, не будучи обязательным условием существования людей, могут быть прекращены или существенно ограничены экологически допустимыми рамками, если они связаны с большим потреблением природных ресур­сов. Виды деятельности, обязательные для существования лю­дей, должны быть тщательно продуманы с учетом экологически щадящего режима в отношении как природных ресурсов, так и человеческого здоровья.

Таким образом, настало время критического пересмотра всех направлений человеческой активности и тех областей зна­ния и духовной культуры, которые их обслуживают. Человече­ство в целом держит экзамен на подлинную разумность перед лицом тех новых требований, которые предъявляет ему биосфе­ра. Этими требованиями являются:

• биосферосовместимость на основе знания и использова­ния законов сохранения биосферы;

• умеренность в потреблении природных ресурсов, преодо­ление расточительности потребительской структуры об­щества;

• взаимная терпимость и миролюбие народов планеты в отношениях друг с другом;

• следование общезначимым, экологически продуманным и сознательно поставленным глобальным целям обще­ственного развития.

Все эти требования предполагают движение человечества к единой глобальной целостности на основе совместного формирования и поддержания новой планетной оболочки, которую В.И.Вернадский называл ноосферой.

Научной основой такой деятельности должна стать новая область знания — социальная экология.

Каковы же основные особенности предмета социальной экологии и каково ее соотношение с другими областями зна­ния? Прежде всего, насколько оправдано само название новой сферы научных исследований?

Понятие "социальная экология" не сразу было принято научным сообществом нашей страны по целому ряду причин.

Во-первых, давала о себе знать настороженность против биологизации социальных явлений, о недопустимости которой долгое время предупреждалось якобы с позиций марксистской философии.

Во-вторых, первоначально понятие "социальная экология " было применено несколько в ином смысле в 20-х годах нашего столетия социологами чикагской школы Р. Парком и Э.Бюргессом в целях изучения особенностей воздействия урбанизирован­ной среды на человека и человеческие коллективы. Понятие "эко­ логия " впервые было предложено в 1866 г. немецким натуралистом Э.Геккелем для характеристики совокупности процессов саморе­гуляции, которые возникают в сообществах организмов при их взаимодействии друг с другом и с окружающей абиотической сре­дой. Таким образом, сразу делался акцент на системном подходе к изучению биологических явлений и на способности к целесооб­разной деятельности не только на уровне отдельных организмов, но и довольно сложных надорганизменных объединений — био­ценозов вплоть до биосферы в целом как глобальной системы.

Соответственно к основным понятиям экологической на­уки относятся такие, которые характеризуют системно органи­зованные взаимодействия особей и их совокупностей на основе обмена веществом, энергией и информацией.

Таково прежде всего понятие "экосистема ", введенное в научное обращение английским ботаником А.Тенсли (1935 г.) для характеристики устойчивой системной целостности любых организмов со средой их обитания (биотической и абиотичес­кой). Это очень удобное понятие, хотя оно и не отличается боль­шой определенностью в отношении своих границ. Экосистемой может быть как любой сколь угодно элементарный фрагмент био­сферы, где есть формы жизни во взаимодействии с окружающей их средой, так и биосфера в целом как глобальное явление. Для характеристики системной взаимосвязан ноет и разно­образных видов организмов в рамках определенного единства с целью жизнеподдержания немецким гидробиологом К.Мебиу­сом (К. Мobius) было предложено в 1877 г. понятие "биоценоз ". Несколько позже оно было дополнено термином "биогеоценоз " по предложению советского ботаника и ландшафтоведа В.Н.Су­качева (1940 г.). Тем самым подчеркивалась важная роль абиоти­ческой среды в сложившемся сообществе организмов.

В социальной экологии используется принятый в общей эко­логии понятийный материал и учитываются основные закономерности взаимодействия сообществ организмов с окружаю­щей их средой, поскольку человек и общество в целом являются, хотя и своеобразным, но тоже организмом и, следовательно, для них остаются в силе наиболее фундаментальные законы поддержания жизни, изучаемые общей экологией. Конечно, люди в процессе своей деятельности должны реализовать тре­бования этих законов специфическим образом, поскольку глав­ную роль в обеспечении ими обменных процессов с окружаю­щей средой играют различные технические приспособления, но соблюдение людьми законов сохранения и поддержания жизни столь же обязательно, как и любым даже самым малым орга­низмом на планете. До недавнего времени развитие общества происходило при полном неведении о таких законах как обяза­тельных для него, и это было возможно только потому, что воздействие людей на биосферу было не столь значительно, чтобы сказываться на ее состоянии в целом. Локальные разру­шения довольно больших участков биосферы происходили дав­но. Достаточно сказать, что около половины современных пус­тынь на планете вызваны разрушительной для природы деятельностью человека. Не случайно почти все антропоген­ные пустыни находятся в тех местах планеты, где существовали самые древние цивилизации. Полагают, что и почти одновре­менное исчезновение сухопутных гигантов животного мира суши около 10 тыс. лет назад скорее всего связано с неумеренной охотничьей деятельностью древних людей, а также с широко применявшейся практикой выжигания лесов с целью освобож­дения земли для сельскохозяйственной деятельности. Однако при всех этих опустошениях биосфера в целом не утрачивала способности к саморегуляции и поддержанию своего пригод­ного для жизни состояния. Даже тысячу лет назад все населе­ние планеты составляло около 200 млн человек.

Положение резко изменилось со времени перехода людей от использования древесного топлива для получения энергии к использованию минерального топлива, т.е. со времени такого события в истории общества, которое получило название про­мышленной революции XVII—XVIII вв. Этим феноменом были вызваны сразу два следствия, существенно повлиявшие на со­стояние биосферы:

• на смену ручному пришло машинное производство, на­чалось стремительное развитие предприятий, ускорился рост городов и возникли новые общественные классы с иным образом жизни и иным отношением к природе;

• энергетика, основанная на минеральном топливе, вызва­ла заметный дисбаланс в химическом и тепловом состоя­нии биосферы, поскольку в считанные десятилетия ока­зались высвобождены и выброшены в окружающую среду огромные массы вещества и энергии, накопленные в био­сфере на протяжении многих сотен миллионов лет.

Дело, начатое промышленной революцией, было еще бо­лее масштабно продолжено в середине XX в. научно-технической революцией, когда вслед за машинной энергетикой возникла ма­шинная информатика. Развитие общества с этого времени по­шло вперед такими темпами, что это сразу сказалось самым ощутимым образом на состоянии биосферы, которая обнаружи­ла конечный характер практически всех своих жизненно важ­ных параметров и прежде всего запасов пресной воды, воздуха, почвы и биоресурсов. Население планеты возросло многократно и достигло почти 6 млрд. человек. Стало ясно, что время сти­хийного использования биосферы человеком исчерпало себя.

Современное поколение должно совершить переход к законоупорядочетому и нормативно организованному использованию биосферы. Какими должны быть эти законы и нормативы? Как их познать и грамотно использовать? Всему этому и должна на­учить людей социальная экология, предмет которой составляют законы соответствия (совместимости) общества и природы.

Будучи частью биосферы, люди, конечно, в первую оче­редь должны позаботиться о том, чтобы вписаться своей дея­тельностью в сложившиеся в ее структуре круговороты обмена веществом, энергией и информацией и стать необходимым зве­ном передачи этих процессов между компонентами биосферы.

Разумеется, биосфера не существует в отрыве от Космоса и внутришанетных процессов. Поэтому одновременно со страте­гией биосфероподобия возникает задача обеспечения в целом сре-досовместимости общества как с окружающим Космосом, так и с геологопланетарными процессами. В плане научного осмысления проблематики необходимо привлечение системного подхода, ко­торый в свое время дал неплохие результаты в общей экологии.

Социальные науки должны научиться оперировать такими понятиями, которые комплексно включают в себя социальные и природные феномены в их системном единстве. При таком под­ходе многие явления, изучаемые общественными науками, пред­стают в совершенно ином свете.

Центральным понятием в социальной экологии является "система общество— природа ", или "социоэкосистема ". Это поня­тие предполагает перенесение на общество законов соотноше­ния части и целого. Разумеется, что целым по отношению к об­ществу будет биосфера и, следовательно, общество должно обрести функциональную значимость в отношении к той систе­ме, частью которой оно является, т.е. к биосфере. Подчиниться законам биосферы означает для людей в то же время задачу та­кой организации своей деятельности, чтобы общество стало не­обходимой для биосферы частью.

Именно эта идея вошла как основная в концепцию устой­чивого развития, принятую на международном форуме "Окру­жающая среда и развитие" ("Рио-92") как общеобязательную для всех стран и народов планеты.

От одностороннего пользования ресурсами среды люди дол­жны перейти к стратегии одновременного ее поддержания и со­хранения, выдвинув эти задачи как приоритетные в своей дея­тельности.

В соответствии с этими задачами важное место в сов­ременной социальной теории начинают играть такие понятия, как экоразвитие, экотехнологаи и экотехника, экологическая куль­ тура, экологическое сознание, экообразование и эковоспитание и т.д. Поскольку в рамках социоэкосистемы идет формирование социоприродного единства во взаимодействии общества и при­роды, то большое значение в обеспечении стратегии социально­го развития приобретает экологически обоснованное управле­ние социальными процессами и их прогнозирование.

Значительную часть человеческой деятельности составля­ют экономические проблемы, и поэтому особое значение при­обретает экологизация экономической жизни общества. В связи с этим в учебнике значительное внимание уделяется вопросам экологической ориентации экономической деятельности.

Экономика играет исключительно большую роль в жизни общества и должна непрерывно функционировать и совершен­ствоваться. В то же время постановка эксперимента в экономи­ке трудно осуществима, а большей частью вообще невозможна ввиду тяжелых последствий для людей. Поэтому так важно при­менение методов моделирования и ориентированных графов в теоретическом воспроизведении экономических процессов. Бла­годаря этим приемам становится возможным модельное имити­рование экономической реальности и опережающая оценка на­мечаемых новаций в хозяйственной жизни.

Еще в большей мере сказанное об экономических явлени­ях относится к природной сфере. Здесь эксперимент большей частью просто недопустим на сколько-нибудь больших природ­ных массивах в силу опасности непоправимых последствий, па­губных для самих людей. Необходима постановка модельного эксперимента с помощью метода системных динамик, позволя­ющего имитировать математическими средствами возможные вариации натуральных процессов предварительно на дисплее компьютера и оценивать степень риска от намечаемых преобра­зований природных комплексов.

Экология изучает биологическую реальность на надорганиз-менном уровне и, как правило, имеет дело с массовидными явле­ниями, что позволяет успешно применять математические мето­ды для расчета потоков вещества и энергии в рамках биоценозов, а также определять количественный состав популяций. Основа­тельное вторжение математических методов в биологию началось, пожалуй, со времени возникновения в ее структуре экологии.

Еще в большей степени эта особенность экологического знания проявляется в социальной экологии. По сути дела нача­ло этой науки в современном смысле было положено публика­циями первых докладов Римскому клубу в 1972 и 1974 гг., в ко­торых были успешно применены к изучению тенденций развития социоприродных глобальных процессов имитационные матема­тические методы, разработанные незадолго до этого профессо­ром Массачусетского технологического института Джеем Форе-стером. В его книге "Мировая динамика" дана первая попытка прогноза многокомпонентных глобальных процессов с помощью системно-динамических имитационных моделей.

Тем самым впервые в социальном прогнозе были учтены составляющие, которые можно назвать экологическими: конеч­ный характер минеральных ресурсов, а также ограниченные воз­можности природных комплексов поглощать и нейтрализовать отходы человеческой производственной деятельности.

Если прежние прогнозы, учитывавшие лишь традиционные тенденции (рост производства, рост потребления и рост населе­ния), имели оптимистический характер, то учет экологических параметров сразу перевел глобальный прогноз в пессимистичес­кий вариант, показав неизбежность нисходящей линии развития общества к концу первой трети XXI столетия в связи с возможно­стью исчерпания минеральных ресурсов и чрезмерным загрязне­нием природной среды. Последующие работы, выполненные по заказу Римского клуба под руководством Д.Медоуза ("Пределы роста", 1972 г.), а также М.Месаровича и Э.Пестеля ("Человече­ство у поворотного пункта", 1974 г.) в основном подтвердили спра­ведливость прогнозов, составленных Дж.Форестером.

Так впервые в науке была поставлена проблема возможного конца цивилизации не в отдаленном будущем, о чем неоднократ­но предупреждали различные пророки, а в течение весьма конк­ретного отрезка времени и по вполне конкретным и даже проза­ическим причинам. Возникла потребность в такой области знания, которая бы обстоятельно исследовала обнаруженную проблему и выяснила путь предотвращения грядущей катастрофы.

Этой областью знания стала социальная экология, задача которой состоит в изучении человеческого общества в аспекте его совместимости с особенностями природной среды. Поскольку направления человеческой деятельности чрезвычайно многооб­разны, то социальная экология вскоре после своего возникнове­ния стала подразделяться на множество аспектов или приклад­ных вариантов социально-экологического знания.

Теперь, помимо общетеоретического раздела знания, ко­торым занимается социальная экология, существуют ее приклад­ные области: экология человека , изучающая в основном меди­цинские аспекты, инженерная экология , изучающая технические аспекты отношения людей к окружающей среде. Возникли та­кие виды социально-экологического знания как урбоэкология, экология промышленной деятельности, экология сельского хозяй­ства, экология транспорта, геоэкология, химическая экология, эко­ логия культуры, проблемы экологического образования и экологи­ ческого воспитания, рекреационная экология и т.д.

Рис.1. Классификация видов социально-экологического знания.

По-видимому, и дальше экологическое знание будет мно­житься соответственно многообразию видов человеческой деятель­ности, вся совокупность которой должна быть охвачена экологизацией, поскольку и сам человеке его сознанием, мировоззрением, культурой и привычками должен претерпеть столь радикальные изменения, что речь может идти о формировании нового челове­ка, который в отличие от нынешнего, относящегося к виду homo sapiens, может быть причислен к виду homo ecologus.

Человек, который до сих пор заселяет Землю, при всей его разумности тем не менее не обладает главным свойством, обязательным для любого живого организма, — свойством экологи­ческого самообеспечения. Без этого свойства человек не имеет будущего, а обретя это свойство, он настолько изменится по своим взглядам, системе ценностей, по своему отношению к природе и к себе подобным, что это уже будет другое существо, лишь внешне напоминающее прежнее. Вот почему для этого нового существа потребуется новое название.

В целом в современном мире совершается грандиозный переход от эпохи доэкологической к эпохе экологической. Этот переход должен произойти обязательно, так как в зависимости от него находится судьба рода человеческого. От того, сумеет человек стать экологическим существом или не сумеет, зависит быть ему на Земле или не быть.

Можно сказать, что идет своего рода экзамен на подлин­ную разумность человека. На ту разумность, к которой очень высокие требования предъявлял в свое время И.Кант, полагав­ший, что только в единстве с нравственным долгом рассудочная способность человека обретает черты разумности и мудрости.

Пришло время воссоединения логики мышления и нрав­ственности чувств как условия самосохранения человека путем сохранения среды жизни. Само собой такое преобразование че­ловека не произойдет. Для этого требуется новая система обра­зования и воспитания человека экологической эпохи. Приоб­щение к социально-экологическим знаниям — обязательное условие новой системы образования, так как нужно прежде всего знать, что делать человеку и как вести себя в новых условиях. Но и этого недостаточно, так как преобразованием должна быть охвачена вся эмоциональная сфера человека вплоть до форми­рования у него высокого чувства ответственности перед приро­дой и теми последующими поколениями, которые придут ему на смену и которым он должен оставить Землю в пригодном для жизни состоянии.

Современное поколение людей несет особую ответствен­ность в обеспечении перехода к новому состоянию общества, поскольку только оно еще располагает временем для выполне­ния подобной задачи. Возникшая историческая ситуация дей­ствительно напоминает экзамен. Только в роли экзаменатора выступает прежде всего биосфера. Она делает отбор тех вариан­тов и решений, которые подбирает человек. Поэтому нужно очень хорошо знать, что собою представляет биосфера по своей структуре и функционированию, каковы основные законы ее эволю­ции.

Понятие о популяции.

В природе каждый существующий вид представляет слож­ный комплекс или даже систему внутривидовых групп, которые охватывают в своем составе особей со специфическими черта­ми строения, физиологии и поведения. Таким внутривидовым объединением особей и является популяция. Термин «популя­ция» был впервые введен в 1903 году датским ученым Иогансеном для обозначения «естественной смеси особей одного и того же вида, неоднородной в генетическом отношении». В даль­нейшем этот термин приобрел экологическое значение и им ста­ли обозначать население вида, занимающего определенную тер­риторию. По определению С. С. Шварца (1980), популяция — это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для под­держания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Термин «популяция» в настоящее время используют в узком смысле слова, когда говорят о конкретной внутривидовой груп­пировке, населяющей определенный биогеоценоз, и широком, общем смысле, для обозначения обособленных групп вида неза­висимо от того, какую территорию она занимает и какую генети­ческую информацию несет.

Популяция является генетической единицей вида, изменения которой осуществляет эволюция вида. Как группа совместно оби­тающих особей одного вида, популяция выступает первой надорганизменной биологической макросистемой. У популяции приспособительные возможности значительно выше, чем у сла­гающих ее индивидов. Популяция, как биологическая единица, обладает определенной структурой и функцией. Структура по­пуляции характеризуется составляющими ее особями и их рас­пределением в пространстве. Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойственен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т. е. популяции обладают конкретными генетическими и экологическими характеристиками. (таб..1)

Морфологические и экологические особенности в популяции (таб..1)

Рождаемость и смертность.

Динамика численности и плотности популяций находится в тес­ной зависимости от рождаемости или плодовитости и смертности.

Рождаемость — это способность популяции к увеличе­нию численности. Характеризует частоту появления новых особей в популяции. Различают рождаемость абсолютную и удельную. Абсолютная (общая) рождаемость — число но­вых особей (∆Nn), появившихся за единицу времени (∆t). Удельная рождаемость выражается в числе новых особей на особь в единицу времени:

b = ∆ Nn

∆tN

Так, для популяций человека как показатель удельной рож­даемости используют число детей, родившихся в год на 1000 человек. В живых организмах заложена огромная возможность к размножению и подтверждается правилом максимальной рож­даемости (воспроизводства): в популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количе­ства новых особей. Оно достигается в идеальных условиях, когда отсутствуют лимитирующие экологические факторы, и размно­жение ограничено лишь физиологическими особенностями вида. Например, один одуванчик менее чем за 10 лет способен засе­лить своими потомками земной шар, если все семена прорастут. Другой пример. Бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 часов может дать потомство, которое покроет сплошным слоем всю нашу планету. Обычно же суще­ствует экологическая или реализуемая рождаемость, возника­ющая в обычных или специфических условиях среды. Средняя величина плодовитости выработана исторически как приспособ­ление, которое обеспечивает пополнение убыли популяций. Ес­тественно, что у менее приспособленных видов к неблагопри­ятным условиям высокая смертность в молодом (личиночном) возрасте компенсируется значительной плодовитостью.

Среди насекомых самая высокая плодовитость у растительноядных форм, а низкая — у хищников и паразитов, В благопри­ятных условиях плодовитость, как правило, низкая. Характер пло­довитости зависит и от скорости полового созревания, числа ге­нераций в течение сезона, от состояния в популяции самок и самцов. Если вид размножается с большой скоростью и чутко реагирует на изменения условий среды, то численность популя­ций его быстро и существенно изменяется. Это относится к мно­гим насекомым и мышевидным грызунам, Таким образом, мак­симальная рождаемость или плодовитость является константой, определяемой расчетным путем, например, умножением сред­него числа гнезд, которое способна построить самка птицы за год, на такое же число яиц, которые она может отложить в наибо­лее благоприятную часть сезона года. Максимальная рождае­мость — тот предел, который характерен для скоростей увеличе­ния числа особей в популяции. Правило максимальной рождае­мости (воспроизводства) есть частный случай закона максимума биогенной энергии (энтропии) В. И. Вернадского — Э. С. Бауэра.

Численность и плотность популяции зависит и от ее смертности.

Смертность популяции — это количество особей, погибших за определенный период. Абсолютная (общая) смертность — это число особей, погибших в единицу времени (∆Nm).Удельная смертность (d) выражается отношением абсолютной смертности к численности популяции:

d = ∆ Nm

∆tN

Абсолютная и удельная смертность характеризуют скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, старости и т. д.

Различают три типа смертности. Первый тип смертности ха­рактеризуется одинаковой смертностью во всех возрастах. Выра­жается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической про­грессии). Данный тип смертности встречается редко и только у по­пуляций, которые постоянно находятся в оптимальных условиях.

Второй тип смертности характеризуется повышенной ги­белью особей на ранних стадиях развития и свойствен большин­ству растений и животных. Максимальная гибель животных про­исходит в личиночной фазе или в молодом возрасте, у многих растений — в стадии произрастания семян и всходов. У насеко­мых до взрослых особей доживает 0,3 — 0,5% от отложенных яиц, у многих рыб — 1 — 2% от количества выметанной икры.

Третий тип смертности отличается повышенной гибелью взрослых, в первую очередь старых особей. Отличается он у насе­комых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине, а так же в других местах с благопри­ятными условиями, В экологии широкое распространение полу­чило графическое построение «кривых выживания» (рис. 2). Откладывая по оси абсцисс продолжительность жизни в процентах от общей продолжи­тельности жизни, можно срав­нивать кривые выживания организмов, продолжительность жизни которых имеет значи­тельные различия. На основании таких кривых можно опре­делить периоды, в течение которых тот или иной вид особенно уязвим. Поскольку смертность подвержена более резким колебаниям и больше зависит от факторов окружающей среды, чем рождаемость, она играет главную роль в регулировании числен­ности популяции.

Различные типы кривых выживания. (рис.2)

Возрастная структура популяции.

Рождаемость и смертность, динамика численности напрямую связаны с возрастной структурой популяции. Популяция состоит из разных по возрасту и полу особей. Для каждого вида, а иногда и для каждой популяции внутри вида, характерны свои соотно­шения возрастных групп. На эти соотношения влияют общая про­должительность жизни, время достижения половой зрелости, интенсивность размножения — особенности, вырабатываемые в процессе эволюции, как приспособления к определенным усло­виям. По отношению к популяции обычно выделяют три экологических возраста: предрепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный.

Большой жизненный цикл растений включает все этапы раз­вития особи — от возникновения зародыша до ее смерти или до полного отмирания всех поколений ее вегетативно возникшего потомства. В жизненном цикле растений выделяют периоды и возрастные состояния (табл. 2, рис.3).

К периоду первичного покоя относятся покоящиеся семена; к предгенеративному — проростки (всходы), ювенильный, имматурные, виргинальные; к генеративному — молодые генеративные, средневозрастные генеративные, старые генеративные; к постгенеративному — субсенильные (старые веге­тативные), сенильные.

Периоды и возрастные состояния в жизненном цикле растений (по Н.М. Черновой, А.М. Быловой, 1988). (таб.2)

Рис.3 Возрастные группы овсяницы луговой:

1- проросток; 2,3,4 – молодые растения; 5,6,7 – взрослые растения; 8,9 – старые растения.

Проростки имеют смешанное питание, как за счет запасных веществ, так и собственной ассимиляции. Для них характерно на­личие зародышевых структур: семядолей, зародышевого корня, побега. Ювенильные растения переходят к самостоятельному питанию. У них, например, бобовых, уже отсутствуют семядоли. но организация еще проста: листья иной формы и размера, чем у взрослых растений. Имматурные имеют признаки и свойства, пе­реходные от ювенильных растений к взрослым, происходит сме­на типов нарастания, начало ветвления и т. д. У виргинильных (взрослых вегетативных) растений появляются черты типичной для вида жизненной формы в структуре подземных органов. Листья взрослые, генеративные органы отсутствуют. Молодые генера­тивные растения развивают генеративные органы, происходит окончательное формообразование взрослых структур. Средневозрастные генеративные растения отличаются максимальным ежегодным приростом и семенной продуктивностью. Старые ге­неративные растения характеризуются резким снижением ге­неративной функции, ослаблением процессов корне- и побегооб­разования. Процессы отмирания преобладают над процессами но­вообразования. Субсенильные (старые вегетативные) растения отличаются прекращением плодоношения. У них возможно уп­рощение жизненной формы, появление листьев имматурного типа. Сенильные растения крайне дряхлы, при возобновлении реали­зуются немногие почки, вторично появляются некоторые ювенильные черты: форма листьев, характер побегов.

У растений-монокарпиков, включая однолетние, а иногда и у поликарпиков отсутствует постгенеративный период. Распре­деление особей ценопопуляции по возрастным состояниям на­зывается ее возрастным спектром. Счетной единицей могут являться отдельные особи, парциальные кусты (длиннокорневые растения) или одиночные побеги (некоторые длиннокорневищные и корнеотпрысковые растения).

Ценопопуляцию, в возрастном спектре которой в момент на­блюдения представлены только семена и молодые особи, называ­ют инвазионной. Обычно это молодая ценопопуляция, только что внедрившаяся в фитоценоз. Поддержание ее обеспечивается за­носом зачатков извне. Ценопопуляция называется нормальной, если она представлена всеми или практически всеми возрастными груп­пами. Она способна к самоподдержанию вегетативным или семен­ным путями. Нормальной полночленной называют популяцию, ко­торая состоит из особей всех возрастных групп. Если особи каких-либо возрастных состояний, отсутствуют, например, проростки или сенильные, то такая ценопопуляция называется нормальной непол-ночленной. Нормальные неполночленные ценопопуляции имеют монокарпики. Ценопопуляцию, не содержащую молодых особей, а представленную сенильными и субсенильными или даже цветущими особями, но не образующими семян, называют регрессив­ной. Регрессивная ценопопуляция не способна к самоподдержанию и зависит от заноса зачатков извне.

Возрастная структура ценопопуляции в значительной степени определяется биологическими особенностями вида: периодич­ностью плодоношения, числом продуцируемых семян и вегета­тивных зачатков, способностью вегетативных зачатков к омоло­жению, скоростью перехода особей из одного возрастного со­стояния в другое, длительностью возрастного состояния, способностью образовывать клоны и др.

У многих животных, так же, как и у растений, более длитель­ным является предрепродуктивный период. Так, у поденок (Ephemeridae)) он продолжается несколько лет из-за длительного развития личинок. Репродуктивный же их возраст не превышает нескольких дней — время размножения взрослых особей. Пост­репродуктивный период здесь практически отсутствует. Популя­ции быстро восстанавливают свою численность, если особи име­ют короткий предрепродуктивный период.

В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, которые уже не способны интенсивно размножаться. Данная возрастная структура свидетельствует о неблагоприятных усло­виях. В быстро растущих популяциях преобладают интенсивно размножающиеся молодые особи. В стабильных популяциях это соотношение, как правило, составляет 1:1. При благоприятных условиях в популяции имеются все возрастные группы и под­держивается сравнительно стабильный уровень численности. На возрастной состав популяции, помимо общей продолжительно­сти жизни, влияют длительность периода размножения, число генераций в сезон, плодовитость и смертность разных возраст­ных групп. Так, у полевок (Clethrionomys) взрослые особи мо­гут давать потомство три раза в год и более, а молодые особи способны размножаться через 2—3 месяца (рис. 4).

Популяция лосей в любое время года состоит из 10—11 воз­растных групп, однако размножаться особи начинают только с 5-й возрастной группы.

Еще более сложная картина наблюдается в популяциях расте­ний. К примеру, дубы (Quercus) дают семенную продукцию в течение столетий. И как результат, популяции у них формируют­ся из огромного количества возрастных групп.

Таким образом, следствием правила максимальной рожда­емости (плодовитости, воспроизводства) популяции служит правило стабильности ее возрастной структуры: любая естественная популяция стремится к стабильной возрастной структуре, четкому количественному распределению особей по возрастам. Это правило сформулировано А. Лоткой в 1925 году. Правило А. Лотки приложимо лишь к высшим организ­мам с возрастной структурой популяций и не имеет свойств универсальности, хотя в более широком биосистемном смыс­ле оно универсально. Правило стабильности возрастной струк­туры популяций для многих организмов следует дополнить правилом стабильности соотношения полов, если дифферен­циация по полу вообще существует, что бывает не всегда. В совокупности эти два правила составляют правило стабиль­ности половозрастной структуры популяции.

Для описания возрастной структуры в популяции выделяют возрастные группы, состоящие из организмов одного возраста, и оценивают численность каждой из этих групп. Результаты пред­ставляют в виде диаграмм или пирамиды (рис. 5).

Если в популяции размножение происходит постоянно, то по возрастной структуре устанавливают, сокращается или уве­личивается численность. Если основание пирамиды широкое это означает, что рождаемость превышает смерт­ность и численность растет (в данном случае населения быв­шего СССР, 1970 г. и Кении, 1969). Если же особей младших возрастных групп меньше, чем более старых, то численность будет сокращаться (рис. 5).

Условия существования особей разного возраста в популя­ции часто резко различны. Различна и их смертность, например, личинки многих беспозвоночных и рыб подвержены более вы­сокой смертности, чем взрослые особи.

Май Июнь Июль Август Сентябрь

Рис. 4 Возрастная структура популяции полевки-экономки на Крайнем Севере (по С.С. Шварцу, 1980

Рост популяций и кривые роста

Если рождаемость в популяции превышает смертность, то по­пуляция, как правило, будет расти. Рассмотрим это на примере оди­ночной бактериальной клетки, помещенной в питательную среду и находящейся в условиях, оптимальных для роста. Клетки и все ее потомки делятся каждые 20 минут. Можно отметить четыре фазы роста бактерий.

Рис. 5. Типичная кривая роста бактерий

Лаг-фаза — бактерии адапти­руются к новой среде обитания, и поэтому мак­симальная ско­рость роста не достигается. В этот период у бактерий могут, например, синте­зироваться новые ферменты, необходимые для усвоения тех пи­тательных веществ, которые содержатся в новой среде.

Логарифмическая фаза — это такая фаза, когда бактерии растут с максимальной скоростью. Число клеток увеличивается почти экс­поненциально, а кривая роста идет прямолинейно. Затем рост коло­ний начинает замедляться, и культура входит в стационарную фазу, а затем и в фазу замедления роста. Кривая роста приобретает сигмоидную (S-образную) форму. Такой тип роста называют зависимым от плотности популяции, которая влияет на истощение пищевых ре­сурсов и накопление токсических продуктов, а потому нарост. С уве­личением плотности скорость роста популяции постепенно снижает­ся до нуля, кривая выходит на плато. При нулевом росте популяция стабильна, т. е. размеры ее не меняются. Отдельные организмы при этом могут расти и размножаться. Нулевая скорость роста означает лишь то, что скорость размножения, если оно происходит, уравно­вешена смертностью. Такая сигмоидная кривая роста получена для ряда одноклеточных и многоклеточных организмов, например, для клеток водорослей в культуральной жидкости, для фитопланктона озер и океанов весной, для насекомых (мучные хрущаки, а также клещи, интродуцированные в новое местообитание с обильными за­пасами пищи, где нет хищников). Когда экспоненциальный рост про­должается вплоть до внезапного падения плотности популяции в ре­зультате исчерпания ресурсов среды, получается кривая другого типа, называемой «J-образной», или кривой «бум и крах». Такой рост не зависит от плотности, так как его регуляция связана с плотностью популяции до самого момента катастрофы. Крах может происходить по тем же причинам, например, из-за истощения пищевых ресурсов, которое в случае сигмоидной кривой роста заблаговременно оказы­вало регулирующее влияние на рост. Миграция, или расселение, так же как и внезапное снижение скорости размножения, может способ­ствовать уменьшению численности популяции. Расселение может быть связано с определенной стадией жизненного цикла, например, с образованием семян. Примеры того и другого типа показаны на рис. 6. Для обоих типов характерна экспоненциальная фаза в на­чале роста. Рассматривая вопрос об оптимальных размерах популя­ции в данной среде, следует учитывать поддерживающую емкость или кормовую продуктивность среды. Чем выше поддерживающая емкость, тем больше максимальный размер популяции, который может существовать неопределенно долгое время в данном местообитании. Дальнейшему росту популяции будут препятствовать один или несколько лимитирующих факторов. Это зависит от доступнос­ти ресурсов для данного вида. В случае J-образной кривой роста (рис. 6) популяция внезапно выходит за пределы поддерживающей емкости среды. Эту величину обозначают символом К, который можно использовать также для обозначения максимальных разме­ров стабильной популяции в данных условиях. Рост, соответствую­щий сигмоидной и .J-образной кривой, можно описать алгебраичес­ки с помощью простых дифференциальных уравнений. Оба уравне­ния относятся к популяциям, в которых поколения полностью перекрываются, так что популяция изменяется непрерывно. Это и позволяет использовать дифференциальные уравнения (таб.3).

Сигмоидная и J-образная кривые — это две модели роста популяции. Здесь предполагается, что все организмы сходны между собой, имеют равную способность к размножению и рав­ную вероятность погибнуть. Отсюда скорость роста популяции в экспоненциальной фазе зависит только от ее численности и не ограничена условиями среды, которые остаются постоянными.

Математические формулы логарифмического или экспонен­циального роста были приведены в 20-х годах XX столетия А. Лоткой. В настоящее время уравнения, описывающие экспо­ненциальный рост, в экологии используются прежде всего для определения потенциальных возможностей к росту популяции.

Поддерживающая емкость среды

Рис. 6. Два типа кривых роста популяции (по Н. Грину и др., 1993)

А — сигмоидная (S-образная) кривая роста дрожжей в культуре; Б — J-образная кривая роста дафний в культуре

Ограничения техногенного типа экономического развития.

Рассмотрим необходимость смены техногенного типа развития экономики России на устойчивый тип. Почему этот вопрос жизненно ва­жен для нашего общества? Можно ли при техногенном развитии оздоровить экономику, перейти к рынку, повысить благосостоя­ние? Сейчас часто встречается позиция, согласно которой сна­чала нужно решить текущие экономические проблемы, а затем после улучшения экономической ситуации заниматься приро­дой. Возможна ли такая последовательность: сначала экономи­ка, а потом природа?

Для ответа на эти вопросы рассмотрим более подробно основные черты техногенного типа экономического развития сложившегося у нас в стране. Можно выделить по край мере три ограничения ("тупика") техногенного типа развития: экологическое, экономическое (инвестиционное) и со­циальное.

• экологические ограничения все более лимитируют экстен­сивный экономический рост. Деградация природного фундамента экономики может произойти в самое ближайшее время, если не принять срочных мер. Например, по оценкам специалистов в ближайшие два десятилетия во многих сельскохозяйственных регионах можно ожидать экологический кризис, вызываемый де­градацией земельных ресурсов.

Уже сейчас очевидны кризисные последствия промышлен­ного и аграрного развития для водных ресурсов в реках Волге, Дон, озере Байкал, Азовском и Каспийском морях и др. Они сверх допустимых норм загрязнены органикой, тяжелыми ме­таллами, фенолом, нефтепродуктами и другими веществами, и в самой ближайшей перспективе можно ожидать усугубления это­го. Острой проблемой становится широко распространенное, особенно в Европейской части России, загрязнение подземных вод. Это приводит к обострению дефицита питьевой воды и со­провождается кризисом в обеспечении водой населения урбани­зированных регионов.

Растет число отходов, в том числе токсичных. Их захоро­нение и утилизация поставлены крайне неудовлетворительно.

Многие виды природных ресурсов близки к исчерпанию. Крупных промышленных запасов нефти в России осталось при­мерно на 20—30 лет. Практически исчерпаны лесные ресурсы европейской части страны. Подобные ситуации сложились и в использовании других видов природных ресурсов.

В ближайшие годы резко возрастет опасность возникнове­ния крупных техногенных аварий и экологических катастроф, что связано с колоссальным износом промышленного, транс­портного и очистного оборудования. На многих предприятиях этот износ достигает 80—90%. О возможных огромных экономи­ческих потерях по этим причинам свидетельствуют масштабные аварии нефтепроводов в Коми (1994 г.) и Башкирии (1995 г.).

• Вторым ограничением техногенного типа экономичес­кого развития является экономическое, или, в более узком смыс­ле, инвестиционное. Для поддержания техногенного, природоемкого развития с каждым годом необходимо выделять все больше средств в природоэксплуатирующие народнохозяйственные ком­плексы и отрасли. Деградация и истощение природных ресурсов требуют огромных капитальных вложений для разработки новых ресурсов или усиления эксплуатации уже имеющихся. Только на два крупнейших в экономике природоэксплуатирующих комп­лекса — топливно-энергетический и агропромышленный — вы­деляется значительная часть всех инвестиций в экономику.

Однако эффективность этих затрат непрерывно падает. Уве­личивается диспропорция между выходом продукции и затрачи­ваемыми для этого средствами. Это особенно хорошо видно на примере развития крупнейшего агропромышленного комплекса в бывшем СССР. С 20-х годов парк тракторов в бывшем СССР увеличился к 1990 г. в 100 раз, количество зерновых комбайнов — с 2 шт. в 1928 г. до 700 тыс. шт., парк грузовых автомобилей — примерно в 2500 раз, поставки минеральных удобрений — в 350

раз и т.д.

Однако такое колоссальное наращивание производствен­ного потенциала дало минимальный эффект: "гора родила мышь". Особенно показательно сопоставление роста в среднем за 80-е годы выхода зерна с единицы площади (в 2 раза) и объема годо­вых капитальных вложений в сельское хозяйство (более чем в 4000 раз) по сравнению с их среднегодовым уровнем в 20-е годы. Площадь посевов зерновых культур возросла за это время менее чем в 2 раза. Таким образом, для получения единицы зерна к началу 90-х годов требовалось в 1100 раз больше капитальных вложений по сравнению с 20-ми годами.

Приведенные цифры наглядно показывают, что если сей­час понадобится увеличить урожай с аналогичными затратами материально-технических средств, энергии, то для этого в эко­номике просто не хватит ресурсов.

Аналогичные тенденции сложились при добыче топливно-энергетических ресурсов, заготовке древесины и т.д.

Очевидно, что при таком типе экономического развития требуется все больше средств даже для поддержания на прежнем уровне объемов эксплуатации и добычи природных ресурсов и получаемой на их основе готовой продукции. Необходимы иные, ресурсосберегающие пути формирования эффективного народ­нохозяйственного комплекса, основанные на учете экологичес­ких факторов.

• Социальные ограничения. Сформировавшийся техногенный, природоемкий тип экономического развития является в перспек­тиве тупиковым не только в связи с экологическими и экономи­ческими ограничениями, но и в силу чисто социальных причин. Среди них на первом месте — ухудшение в глобальных масштабах здоровья населения. Одного этого уже достаточно для пересмотра концепции социально-экономического развития страны.

Во многих регионах наблюдается ухудшение качества сель­скохозяйственной продукции, увеличение содержания в ней раз­личных вредных веществ, тяжелых металлов и пр. Аналогичные процессы происходят с питьевой водой. Сейчас только 50% пи­тьевой воды в городах соответствуют санитарным нормативам, Обостряются экологические условия проживания, особен­но в крупных индустриальных городах, где многократное пре­вышение нормативов загрязнения, воздушного бассейна стало обычным. Тяжелая обстановка складывается в промышленных центрах и городах, где сосредоточены промышленность и авто­мобильный транспорт. Только 15% городского населения Рос­сии живет в нормальной экологической среде. В 84 крупных го­родах страны с общей численностью населения около 50 млн. человек загрязнение воздуха превышает допустимые санитарно-гигиенические нормы в 10 и более раз.

Все это приводит к росту различного рода заболеваний, ослаблению иммунитета, генетическим изменениям. Плохое со­стояние окружающей среды определяет примерно 20—30% забо­леваемости населения и 50% онкологических заболеваний.

Особенно негативно ухудшение экологической ситуации сказывается на детях. По уровню детской смертности Россию можно сравнить со слаборазвитыми странами. По данным ме­дицинских учреждений только 12% выпускников школ могут считаться абсолютно здоровыми. По мнению известного эконо­миста В.И.Данилова-Данильяна, страна близка к критическому уровню генетической неполноценности, за которым начинается национальная деградация. Низкое качество окружающей среды, алкоголизм привели к резкому увеличению числа детей с раз­личными генетическими отклонениями. Современный уровень рождаемости таких детей достигает 17%. Биологические законы существования живых видов показывают, что генные отклоне­ния у 30% популяции приводят к ее гибели. Если деградация генофонда пойдет и дальше такими же темпами, то без преуве­личения можно сказать, что современная экологическая ситуа­ция в России убивает будущие поколения.

Среди других социальных проблем, порождаемых ухудше­нием состояния окружающей среды, следует упомянуть нацио­нальные и миграционные проблемы. Так, деградация природы в результате массовой добычи нефти и газа, строительства гагантских нефте- и газопроводов в районах Арктики и Сибири приве­ла к утере традиционных мест обитания и занятий (оленевод­ство, охота, рыболовство) для малых народностей Севера. В ре­зультате наблюдается люмпенизация, резкое сокращение продолжительности жизни, вымирание 7 из 26 народностей.

Реализация экономических проектов, связанных с крупно­масштабными экологическими изменениями, приводит и к рез­кому усилению миграционных процессов. В международной прак­тике это явление связано с термином "экологические беженцы". Например, строительство волжского каскада ГЭС привело к за­топлению огромного количества городов и населенных пунктов, что сопровождалось выселением 1 млн. 200 тыс. человек. Потеря традиционных мест обитания для десятков тысяч людей произошла и в результате Чернобыльской и Аральской катастроф, уже упо­мянутого разрушения природной среды Севера.

Существование экологических ограничений на пути тех-ногенного развития российской экономики требуют поиска пу­тей смены "тупикового" типа развития, экологизации экономи­ки, перехода к устойчивому типу развития.

Направления экологизации экономического развития. Альтернативные варианты решения экологических проблем

Рассмотрим принципиальные теоретические моменты в экологизации экономического развития. Необходимость анали­за эффективности природопользования с позиций конечных эко­номических результатов, исследования целостной природно-про-дуктовой системы хорошо показывает реальные границы и объект экономики природопользования как науки. Большинство имею­щихся представлений об экономике природопользования явля­ются "суженными", они обычно рассматривают проблемы ис­пользования собственно природных ресурсов фактически только на первых этапах природно-продуктовой цепочки, борьбу с заг­рязнением окружающей среды как следствие экономического развития. Сейчас необходим макроподход, представление эконо­мики природопользования как некой метанауки, в рамках кото­рой необходимо исследовать все народное хозяйство с позиций экологизации экономического развития, снижения нагрузки на окружающую среду. Только разобравшись в сложившихся экономических структурах, особенностях функционирования народ­нохозяйственных комплексов и отраслей, можно эффективно решить обостряющиеся экологические проблемы.

Попытки решать экологические проблемы на основе су­женных подходов, разрабатывать экологические программы на локальном, а не на макроуровне не всегда эффективны. Мож­но сравнить нашу экономику с паровозом, который едет по железной дороге и страшно дымит. За ним бежит человек в белой рубашке и пытается сохранить ее чистоту. Так вот про­блема охраны окружающей среды в узком смысле этого слова — это проблема частоты смены рубашек для сохранения види­мой их чистоты. С этих позиций лучший выход — поставить мощный фильтр на трубу, чтобы она меньше дымила. Но такой подход ни в коей мере не улучшит плохую работу двигателя паровоза, огромное потребление им топлива с минимальным КПД. То есть речь идет о борьбе с последствиями загрязнения и расточительного использования ресурсов. Очевидно, что не­обходимо забраться в сам двигатель, усовершенствовать или за­менить его, чтобы он потреблял меньше ресурсов, повысил свой КПД и меньше дымил. Таким образом, в первую очередь необ­ходимо переориентировать всю экономику на макроуровне на экологосбалансированные цели.

В связи с этим нужна и другая иерархия, последователь­ность в решении экологических проблем. Нужна новая идеология природопользования, нужны принципиально отличные от "при­родных" подходы. Целесообразна следующая приоритетность в экологизации экономики и решении экологических проблем:

1) альтернативные варианты решения экологических про­блем (структурная перестройка экономики, изменение экспорт­ной политики, конверсия);

2) развитие малоотходных и ресурсосберегающих техноло­гий, технологические изменения;

3) прямые природоохранные мероприятия (строительство различного рода очистных сооружений, фильтров, создание ох­раняемых территорий, рекультивация и пр.).

Перечисленные направления являются основными в ре­шении проблем экологизации экономического развития, фор­мирования устойчивого типа экономического роста. Как это ни парадоксально звучит, сейчас самым экологически и экономически эффективным направлением решения природоохранных проблем яв­ляется развитие "внеприродных" отраслей и видов деятельности.

В первую очередь необходимо реализовать альтернативные варианты решения экологических проблем, т. е. варианты, не­посредственно не связанные с природоэксплуатирующей и при­родоохранной деятельностью. Непосредственно прямые приро­доохранные мероприятия, меры по охране окружающей среды должны реализовываться лишь при невозможности решения эко­логических проблем при данном технологическом уровне на ос­нове альтернативных вариантов или малоотходных и безотход­ных технологий.

Реализация альтернативных вариантов предусматривает мак­роэкономический и отраслевой уровни. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии используются в основном на уровне предприятий (группы предприятий) и региональном. Аналогична сфера реализации и прямых природоохранных мероприятий.

Альтернативные варианты решения экологических проблем представляют собой совокупность таких экономических вариан­тов, которые базируются на развитии отраслей и видов деятель­ности, непосредственно не связанных с эксплуатацией природ­ных ресурсов и с охраной окружающей среды. И здесь прежде всего надо отметить огромный потенциал экологического улуч­шения ситуации за счет радикальной структурной перестройки

экономики.

Структурная перестройка экономики.

Для осуществления позитивных структурных изменений в экономике необходима разработка эффективной структурной политики. Это система целенаправленно осуществляемых мер по формированию, под­держанию и изменению пропорций в экономике для более эф­фективного использования всех видов ресурсов и более полного удовлетворения общественных потребностей. Структурная по­литика предполагает выделение приоритетов в решении эконо­мических, экологических, социальных, региональных, научно-технических и прочих проблем и в соответствии с этими приоритетами развитие определенных отраслей и видов деятель­ности. К средствам реализации структурной политики относят­ся инвестиционная политика, система рыночных стимулов (на­логи, кредиты, субсидии и пр.), правовое регулирование и т.д.

Суть экологически ориентированного изменения структу­ры экономики состоит в стабилизации роста и объемов произ­водства природоэксплуатирующих, ресурсодобывающих отрас­лей при быстром развитии на современной технологической основе всех производств в природно-продуктовой вертикали, свя­занных с преобразованием природного вещества и получением на его основе конечного продукта. Речь идет о глобальном пере­распределении трудовых, материальных, финансовых ресурсов в народном хозяйстве в пользу ресурсосберегающих, технологи­чески передовых отраслей и видов деятельности. Такая струк­турная перестройка народного хозяйства позволит значительно уменьшить природоемкость производимой продукции и услуг, снизить нагрузку на окружающую среду, сократить общую по­требность в природных ресурсах.

Рассмотрим более подробно экологические аспекты струк­турной перестройки народного хозяйства. Всю экономику мож­но представить в виде своеобразной пирамиды, разделенной на слои в соответствии с технологическими стадиями продвижения первичного сырья и переработки его в конечные продукты, т.е. слои можно представить и как этапы, стадии в природно-про­дуктовой вертикали. По мере удаления от основания пирамида сужается, доля отраслей более высокого уровня в валовом наци­ональном продукте уменьшается.

В основании пирамиды находятся природоэксплуатирующие отрасли. Это нижний структурный слой или так называе­мая первичная экономика. Здесь находятся четыре сектора народного хозяйства: горнодобывающее производство (в том числе добыча всех энергоресурсов), сельское хозяйство, лесная про­мышленность и рыбное хозяйство.

Во второй слой входят отрасли, обеспечивающие перво­начальную переработку природного сырья — производство металла, электроэнергии, простейшая деревообработка и т.д. В агрегированном виде сюда можно отнести отрасли черной ме­таллургии, производящие чугун и сталь. В агропромышленном комплексе — это отрасли, перерабатывающие сельскохозяйствен­ное сырье, консервная, мясная, мукомольная промышленность, виноделие и пр.

В третьем слое этой пирамиды идет дальнейшее углубле­ние обработки продукции, вторичная переработка природного сырья. В металлургии на этих этапах природно-продуктовой це­почки происходят прокат, литье. В агропромышленном комп­лексе — углубление переработки продукции, получение новых товаров, связанное с кондитерской, швейной, обувной промыш­ленностью.

В четвертом и более высоких слоях, на дальнейших этапах природно-продуктовой вертикали, появляется машиностроение, производство сложных товаров и услуг.

На нижних слоях пирамиды важную роль играют при­родные ресурсы, первичное сырье и труд относительно низкой квалификации. По мере подъема по слоям, удлинения природно-продуктовых вертикалей эти факторы производства играют все меньшую роль, на первый план начинают выступать высо­коквалифицированный труд, научные и технические дости­жения, высокие технологии, информация. Информация стано­вится решающим фактором для верхних структурных слоев. В современной экономике на самом верху пирамиды находится производство информации, патентов, лицензий, проектов, все­возможных научных услуг, программного продукта, вообще лю­бых интеллектуальных продуктов, включая управление пред­приятиями.

Очевидно, что чем уже основание пирамиды — экономики и шире ее вершина, тем лучше. Это означает, что при меньших затратах всех видов ресурсов в нижних слоях, на начальных эта­пах природно-продуктовой вертикали, происходит увеличение производства товаров и услуг в верхних слоях экономики. Про­цесс сужения основания пирамиды при расширении ее верши­ны и есть процесс экологизации экономики, когда происходит уменьшение нагрузки на окружающую среду при увеличении обеспеченности высококачественными товарами и услугами. Структура народного хозяйства с большим удельным весом пер­вичной экономики в виде классической пирамиды с мощным основанием называется индустриальной структурой. Экономика с высоким уровнем развития более высоких слоев и с относи­тельно небольшим основанием (перевернутая пирамида) имеет постиндустриальную структуру.

Для российской экономики характерна индустриальная структура с мощным и тяжелым основанием. К сожалению, в последние годы происходит "утяжеление" экономики страны, увеличивается основание пирамиды, она "расползается", что отражает рост нагрузки на природу. Тяжелое основание пи­рамиды давит не только на современную экономическую си­туацию, но и грозит задавить будущие ростки устойчивого раз­вития. Это отражается в росте удельного веса первичной эко­номики, (природоэксплуатирующих отраслей) в производстве, инвестициях при сокращении удельного веса прогрессивных наукоемких отраслей, от которых во многом и зависит переход к устойчивому развитию. При общем спаде промышленного производства с 1991 г. более чем на 50% кризис тяжелее всего сказался на наукоемких и ресурсосберегающих секторах (по некоторым оценкам здесь спад составил до 90%). Тем самым важнейшие цели реформ, ориентированные на создание более эффективной и прогрессивной экономической структуры, ока­зываются подорванными.

Отражением этой ситуации стало увеличение природоемкости во многих отраслях и по многим видам продукции. В ус­ловиях промышленного спада сократилось производство и по­требление многих природных ресурсов, уменьшились суммарные выбросы и загрязнения. Однако удельные показатели затрат при­родных ресурсов и загрязнений в расчете на единицу конечной продукции возросли. В связи с этим достаточно показательно Ухудшение одного из важнейших факторов устойчивого и экологоориентированного развития — рост энергоемкости эконо­мических показателей. Этот показатель для валового националь­ного продукта (ВНП) существенно вырос за последнее время. Это означает, что для достижения конечных результатов в эко­номике приходится значительно увеличивать удельные затраты Нефти, газа, угля, электроэнергии, что безусловно ведет к исчер­панию невозобновимых природных ресурсов.

В странах, прошедших структурную энергосберегающую перестройку, сложилась противоположная динамика энергоем­кости. За 1970—1990 гг. энергоемкость промышленной продук­ции стран — членов Организации экономического сотрудничества и развития уменьшилась в среднем на 35,3%- Некоторые страны практически не увеличили потребление энергии за 20 лет при быстром росте экономических результатов. Например, Дания при общем сокращении потребления энергии по сравне­нию с 1970 г. увеличила ВНП в 1,5 раза.

Экономика становится не только "глупее" с деградацией. технологически прогрессивных отраслей, но и "грязнее" — с уве­личением удельного веса природоэксплуатирующих секторов.

О необходимости глубоких структурных изменений в эко,-номике говорит опыт зарубежных стран, где складываются пост­индустриальные структуры и за последние десятилетия произош­ли колоссальные структурные сдвиги в пользу наукоемких и ресурсосберегающих видов деятельности. Характерен пример Японии. В послевоенные годы в этой стране доминировала угольная промышленность. Потом пришел черед форсирован­ного развития нефтяной и газовой энергетики, черной и цвет­ной металлургии, обрабатывающей промышленности, прежде всего различных подотраслей машиностроения и химической промышленности. Однако, как и угольная промышленностъ, эти отрасли были отодвинуты на второй план следующей стук­турной волной. С 70-х годов Япония стала сокращать объемы нефтепереработки, черной и цветной металлургии, энергоемких подотраслей химической промышленности, тяжелого шиностроения. Вместо этих отраслей стали быстро развива прогрессивные отрасли, связанные с информатикой, вы ми технологиями, электроникой, робототехникой, наукою ми видами деятельности и т.д. Такие структурные сдвиги вели к огромному сокращению природоемкости японской экономики, ее негативного воздействия на окружающую среду. Конечно, отсутствие собственной природно-сырьевой базы во многом способствовало формированию ресурсосберегающего развития. Однако современные экологические, экономические, социальные реалии в мире и в России делают необходимым скорейшее и эффективное решение экологических проблем вне зависимости от величины имеющегося природного капитала. И здесь природоохранный потенциал структурно-технологкческих изменений огромен.

Наряду со строительством новых предприятий, закрытием экологически и экономически неэффективных производств к мерам по структурной перестройке относится и перепрофили­рование производства. По экологическому эффекту эти меры сопоставимы с новым строительством и часто требуют гораздо меньше затрат.

В России особенно большие резервы природных ресурсов могут быть сэкономлены благодаря структурной перестройке в районах Сибири и Дальнего Востока. Здесь при фантастическом богатстве природы и масштабности первичной экономики поло­жение в более высоких структурных слоях, на стадиях перера­ботки природного сырья чрезвычайно напряженное. В обраба­тывающей промышленности технологии, соответствующие мировому уровню, составляют лишь б—8%, в горнодобывающей промышленности — менее 4%. В этих условиях происходят ги­гантские потери природных ресурсов.

Огромные резервы земельных и водных ресурсов, нефти, газа, угля могут быть высвобождены благодаря структурной пе­рестройке в агропромышленном и топливно-энергетическом комплексах. Эти вопросы более подробно рассмотрены в следу­ющих главах.

Таким образом, экологически ориентированная структур­ная перестройка должна предусматривать широкомасштабное перераспределение, перелив ресурсов из первичных (прежде всего из сельского хозяйства и добывающей промышленности) во вто­ричные секторы экономики (обрабатывающую промышленность, строительство, транспорт, связь), а затем и в третичные (сферы преимущественно интеллектуальной деятельности и услуг). Су­щественную роль в таком перераспределении могут сыграть фор­мирующиеся рыночные механизмы.

Развитие малоотходных и ресурсосберегающих технологий. Технологические изменения.

Следующее направление экологизации экономического раз­вития состоит в широком развитии малоотходных и ресурсосбе­регающих технологий. Если альтернативные варианты решения экологических проблем связаны в основном с макроуровнем или отраслевым уровнем — комплексы, секторы, отрасли и пр., то развитие малоотходных и ресурсосберегающих технологий но­сит скорее региональный характер и связано с экономическим микроуровнем — цех, предприятие, группа разнопрофильных предприятий на одной территории.

В материалах Европейской экономической комиссии ООН и Декларации о малоотходной и безотходной технологии, при­нятой в 1979 г. на совещании по общеевропейскому сотрудни­честву в области охраны окружающей среды, малоотходная и безотходная технология определяется как практическое приме­нение знаний, методов и средств для того, чтобы в рамках по­требностей человека обеспечить наиболее рациональное исполь­зование природных ресурсов и защитить окружающую среду. Из определения следует, что малоотходная технология решает двуединую задачу: эффективного использования природного сырья и продуктов его переработки, с одной стороны, и охраны окружающей среды от различного рода загрязнений, отхо­дов — с другой.

Цель развития малоотходных и ресурсосберегающих тех­нологий — создание замкнутых технологических циклов с пол­ным использованием поступающего сырья и отходов. Это попытка воспроизвести природные циклы, так как биосфер является закрытой системой, где все элементы взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Современная техногенная экономика является открытой системой, где получение относительно не­большого конечного продукта требует огромных затрат ресурсов и сопровождается большими отходами. По отношению к обще­му объему отчуждаемого природного вещества конечный про­дукт сейчас составляет всего 2-4%, а остальная часть идет в от­ходы (пустая порода, шлаки, стоки и т.д.).

Человечество знает относительно замкнутые экономичес­кие системы. Это сельское хозяйство, а точнее, натуральное сель­ское хозяйство, где количество отходов минимально. Система "земледелие — животноводство" утилизирует отходы внутри себя: земледелие дает животноводству корма, а также отходы перера­ботки зерна, подсолнуха, сахарной свеклы и других культур; в свою очередь животноводство обеспечивает земледелие чрезвы­чайно полезными для плодородия органическими удобрениями. В результате создается более или менее замкнутый кругооборот веществ.

Поэтапная трансформация традиционных технологий в малоотходные и ресурсосберегающие позволит постепенно пе­рейти от открытых производственных систем со свободным входом ресурсов и выходом отходов к полуоткрытым с час­тичным использованием извлекаемых материалов и очисткой отходов, а затем и к системам закрытого типа с полной пере­работкой и утилизацией всех поступающих ресурсов и ово­дов и прекращением загрязнения последними окружающей среды. Такая трансформация меняет сам технологический принцип. Сейчас в большинстве технологий происходит борь­ба с загрязнениями и отходами практически уже на последнем технологическом этапе: фильтры, очистные сооружения и пр. (прямые природоохранные мероприятия). В английском язы­ке такие технологии образно называют "технологиями конца трубы". В отличие от них малоотход­ные технологии создают новые циклы, связи внутри самого технологического процесса. Решающее значение для подобной технологической транс­формации имеет научно-технический прогресс. Только на осно­ве его достижений можно обеспечить переход от традиционных ресурсоемких технологам к ресурсосберегающим малоотходным и безотходным технологиям.

Постепенный переход к комплексам малоотходного и ресурсосберегающего производства, "комплексарование производства" позволяют значительно снизить нагрузку на окружающую среду, особенно на региональном уровне. Современные техно­логии, заменяя устаревшие к природоемкие, дают возможность существенно уменьшить количество разрабатываемых месторож­дений, сохранить для будущих поколений запасы почерпаемых, невозобновимых природных ресурсов. О гигантском потенциале малоотходных технологий говорят такие цифры: сейчас из-за несовершенства технологий добычи в земле остается до 70% не­фти, 30% угля, 20% железной руды и т.д.

Перспективным подходом к формированию малоотходных систем производства могут стать территориально-производствен­ные комплексы с их широкими возможностями по обмену со­пряженной продукцией и отходами, замкнутостью отдельных производственных циклов, В настоящее время на территории России перспективен в этом отношении ряд комплексов, среди крупнейших из них Урало-Кузнецкий, Канско-Ачинский, бази­рующийся на крупнейших запасах бурых углей, Западно-Сибир­ский, основой которого является нефтегазовая промышленность Тюмени, и др.

В русле этого направления находятся и меры по реконст­рукции предприятий. Замена физически к морально устаревше­го оборудования на новое, более прогрессивное позволяет полу­чить существенную экономию многих видов ресурсов, инвестиций, повысить качество продукции ж т.д.

Прямые природоохранные мероприятия.

Традиционным способом охраны окружающей среды яв­ляются прямые природоохранные мероприятия. Они стали прак­тически первым ответом на деградацию природы в результате техногенного развития экономики. Экспансия промышленнос­ти и сельского хозяйства на природу породила желание защи­титься путем строительства различного рода очистных сооружений, фильтров, "отгородить" экосистемы от техносферы со­зданием охраняемых природных территорий, совершенствовать систему захоронения и складирования отходов, восстанавли­вать нарушенные земли путем рекультивации и т.д. В настоя­щее время этим мероприятиям уделяется основное внимание в различных программах и планах по охране окружающей среды практически во всем мире (концепция охраны окружающей среды, см. гл.5). Но, как уже отмечалось, все это попытки бо­роться со следствиями техногенного развития, а нужно ликви­дировать причины.

Тем не менее и сейчас, и в дальнейшем роль прямых природоохранных мероприятий будет достаточно велика. Речь должна идти о разумном синтезе всех мероприятий в рамках трех направлений формирования устойчивого эколого-экономического развития. К сожалению, современный технологи­ческий уровень не позволяет ликвидировать негативные эко­логические последствия от развития производства только на базе альтернативных вариантов или малоотходных техноло­гий. И еще довольно долго придется охранять окружающую среду традиционными защитными средствами природоохран­ных мероприятий.

Существен здесь и фактор времени. Структурная перестрой­ка, замена технологий требуют довольно продолжительного пе­риода времени и больших инвестиций. В условиях острой ло­кальной экологической ситуации, массового ухудшения здоровья населения, деградации природного объекта и т.д. могут быть необходимы срочные меры, которые и составляют прямые при­родоохранные мероприятия.

Среди прямых природоохранных мероприятий можно вы­делить и практически "вечные". Так, проблема сохранения био­разнообразия, связанная с исчезновением многих видов живот­ных и растений, существование эндемиков — видов, живущих только в определенной местности, делает необходимым широ­кое развитие охраняемых территорий — заповедников, нацио­нальных парков и т.д. Только таким образом сейчас можно спа­сти быстро исчезающие многие виды животных и растений. И в России с ее уникальными природными комплексами предстоит еще многое сделать.

Тем не менее ограниченность в экономике ресурсов, ин­вестиций делает необходимым выбор тех или иных приорите­тов в эколого-экономической политике. Наиболее распространено сейчас требование резкого увеличения затрат на охрану природы. При этом часто сравнивают доли таких средств с общей суммой инвестиций в экономику, валовым национальным продуктом и т.д. Но при этом под затратами на охрану природы подразумеваются только затраты в прямые природоохранные мероприятия. Однако это, как следует из сказанного, не корректный подход. Что считать затратами в охрану природы. Прежде всего следует использовать капитальные вложения наструктурную перестройку, развитие малоотходных технологий и лишь затем, во вторую очередь, на прямые природоохранный мероприятия.

При таком подходе во многом теряет смысл и вопрос о величине требуемых инвестиций на охрану природы. Инвестиуя ресурсосберегающую структурную перестройку экономики добиваясь ее экологизации, устойчивости и сокращения природоемкости, тем самым мы минимизируем затраты на ликвидацию негативных экологических последствий техногенного эко комического развития.