Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экология природопользования

ЗАКОНЫ, ПРИНЦИПЫ И ПРАВИЛА ЭКОЛОГИИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Законы природопользования

Закон внутреннего динамического равновесия состоит в том, что вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем (ПС) и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие перемены, сохраняющие общую сумму качеств систем, где эти изменения происходят. Следствия этого закона таковы:

  • — любое изменение среды (вещества, энергии) неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых природных систем, образование которых при значительных изменениях среды может принять необратимый характер;
  • — взаимодействие вещественно-энергетических экологических компонентов (энергии, газов, организмов) количественно не линейно, т.е. слабое воздействие на один из показателей или его изменение может вызвать сильные отклонения в других (и во всей системе в целом);
  • — производимые в крупных экосистемах перемены относительно необратимы. Проходя по иерархии снизу вверх (от места воздействия до биосферы в целом), они меняют глобальные процессы и тем самым переводят их на новый эволюционный уровень;
  • — любое местное преобразование природы вызывает в глобальной совокупности биосферы и в ее крупных элементах ответные реакции, приводящие к относительной неизменности эколого-экономического потенциала, увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических вложений.

Пока изменения окружающей природной среды малы (например, доля пашни в Средние века составляла менее 1% территории любой страны), они или ограничиваются конкретным местом, или гаснут в цепи иерархии экосистем. Но как только перемены достигают существенных значений (в бывшем СССР площадь пашни составляла 228 млн га, т.е. 38% от сельскохозяйственных угодий), ограниченных правилами одного и десяти процентов, они приводят к существенным сдвигам в природных комплексах и во всей биосфере. Попытки нейтрализовать последствия ведут к столь значительным вложениям энергии, что это подрывает ПРП вплоть до деградации земель.

Например, на Каспии при перекрытии пролива Кара-Богаз-Гол глухой плотиной не были учтены первое, второе и третье следствия закона, что вызвало к жизни действие четвертого следствия этого закона. Последующие материальные и энергетические затраты и потери значительно превзошли те, что были изначально необходимы.

Противоположный пример дает рациональная агролесомелиорация степных и полупустынных территорий на юге России, когда восстановление ранее уничтоженной лесистости приводит к смягчению климата и увеличению продуктивности земель.

Законы Коммонера: все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа знает лучше; ничто не дается даром [38]. Первый, второй и четвертый законы отражают внутреннее динамическое равновесие, обращают внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе. Третий закон говорит о том, что пока нет достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы, подобно человеку, незнакомому с устройством, например, часов, но желающему их починить, легко по недоразумению вредим природной среде, пытаясь ее улучшить. Он призывает к предельной осторожности хозяйствования в природе и ее преобразования.

Закон необходимого разнообразия. Любая экосистема не может сформироваться из абсолютно одинаковых элементов. Из этого закона вытекает закон неравномерности развития систем, поскольку это один из способов увеличения биоразнообразия, а также закон (правило) полноты составляющих (компонентов) системы и правило оптимальной компонентной дополнительности.

Закон неравномерности развития систем. Системы одного уровня обычно развиваются не строго синхронно: в то время как одни из них достигли более высокого уровня развития, другие остаются в менее развитом состоянии. Значение данного закона для природопользования в том, что он «запрещает» абсолютное однообразие (как и закон необходимого разнообразия), пространственно создаваемое человеком (например, сплошная распашка территории), а в области управления природопользованием требует неравномерного капиталовложения в его различные стороны.

Закон ограниченности природных ресурсов. Все природные ресурсы (и условия) Земли конечны. Закон основан на том, что, поскольку планета представляет собой естественно ограниченное целое, на ней не могут существовать бесконечные части. Следовательно, категория

«неисчерпаемых» природных ресурсов возникла по недоразумению и является вредной, создавая у хозяйственников иллюзию возможности бесконтрольного их использования и непомерного расширения производства.

Закон оптимальности. Любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых пространственно-временных интервалах. Никакая система не может сокращаться и расширяться до бесконечности. Закон диктует необходимость поиска наилучших с точки зрения продуктивности размеров культивируемых ландшафтов и комфортности строящихся городов. Игнорирование этого закона приводит к однообразию (например, монокультур хлопчатника, пшеницы, кукурузы) и дискомфорту (в мегаполисах).

Закон падения ПРП. В рамках одной общественно-экономической формации и одного типа технологии природные ресурсы делаются все менее доступными, требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение и транспортировку. Примером является добыча нефти и газа из все более глубоких горизонтов (скважины бурятся не до 2—3 км, как ранее, а до 5—6 км) и в более северных районах (арктическое побережье и шельф).

Закон равнозначности всех условий жизни. Все природные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначную роль. Их игнорирование, например, в землепользовании выразилось в применении на полях тяжелой техники, которая, переуплотняя почву, нарушила ее структуру.

Закон развития природной системы за счет окружающей ее природной среды. Любая природная система может развиваться только за счет использования материально-технических возможностей окружающей ее среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно. Вследствие этого:

  • — ландшафтное земледелие (разработанное российскими учеными и удостоенное Государственной премии РФ в области науки) как система управления агроландшафтом построено на основе знания закономерностей функционирования природных систем. К ним относятся системный подход, учитывающий зональность, адаптивность культур и технологий их возделывания к условиям местности, природоохранная направленность, социально-экономическая целесообразность, экологическая безопасность и эстетическая привлекательность. Это достигается путем рациональной трансформации земельных угодий, подбора культур и совершенствования структуры посевных площадей, адаптированной к местным почвенно-климатическим и гидрологическим условиям, дифференцированного размещения сельскохозяйственных культур с учетом сопряженного влияния агроэкосистем, рационального использования природных кормовых угодий, противоэрозионных комплексов, оптимального отвода сельскохозяйственных угодий под другие виды пользования (луговые ценозы, лесные насаждения, гидротехнические сооружения);
  • — любая более высокоорганизованная биотическая система (например, вид животного), используя и видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованных систем;
  • — биосфера Земли как система развивается не только за счет ресурсов планеты, но опосредованно за счет космических систем. К примеру, в периоды солнечной активности растет число миграций животных (зебр и антилоп в африканской саване, леммингов в Скандинавии); в северном полушарии наибольшая урожайность культур коррелирует с максимумами солнечной активности, а в южном, наоборот, — с минимумами;
  • — абсолютно безотходное производство невозможно.

Закон растущего плодородия. Новые наукоемкие агротехнологии ведут к увеличению урожайности культур. При этом высокие урожаи обеспечиваются большими энергетическими затратами, порой угрожающими серьезными экологическими последствиями, если, конечно, не учитываются экологические ограничения.

Закон снижения энергетической эффективности природопользования. В ходе исторического развития при получении из природной системы полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии. Расход энергии на 1 человека (ккал/сут) в каменном веке составлял 16 тыс., в аграрном обществе — 48 тыс., в индустриальную эпоху — 280 тыс., а сейчас в развитых странах до 1 млн, т.е. в 60 раз больше, чем у наших далеких предков. С начала XX в. количество энергии, затрачиваемой на 1 единицу сельскохозяйственной продукции, в развитых странах возросло в 8-10 раз, на 1 единицу промышленной продукции — в 10—12 раз.

Закон совокупного (совместного) действия природных факторов. Величина урожая, к примеру, зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, но от всей совокупности экологических (абиотических и биотических) факторов одновременно.

Закон соответствия между уровнем развития производительных сил и ПРП. Развитие производительных сил происходит относительно постепенно до момента резкого истощения ПРП, который характеризуется как экологический кризис. Кризис разрешается через революционное изменение производительных сил (например, зо переход от охоты и собирательства к скотоводству и земледелию, научно-техническая революция).

Закон убывающего плодородия. В связи с постоянным изъятием урожая и нарушением естественных процессов почвообразования, а также при длительной монокультуре, в результате накопления токсичных веществ, выделяемых растениями на культивируемых землях, постепенно происходит снижение естественного плодородия почв (почвоутомление). К концу XX в. плодородие в той или иной степени потеряно у 50% пахотных угодий мира. Интенсификация сельского хозяйства позволяет получать все большие урожаи при меньших затратах человеческого труда и частично нейтрализовать снижение плодородия, но в то же время приводит к падению энергетической эффективности землепользования.

Закон увеличения оборота вовлекаемых природных ресурсов. В историческом аспекте развития мирового хозяйства интенсивность оборачиваемости природных ресурсов (вторичных, третичных) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объемов их вовлечения в производство (относительно темпов роста самого производства). Закон указывает на увеличение интенсификации цикличности производства. В этом процессе требуется все больше энергии для ускорения оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов.

Закон эстетичности природы. Все, что делает природа, пребывает вовек, к тому нечего прибавлять и от того нечего убавить. Закон свидетельствует о том, что природа ничего не делает напрасно и делает все так, чтобы благоговели перед ней (авт.).

Закон динамики роста {убыли) населения (авт.).

Вероятность рождения одного индивида может быть функцией времени t, но, как правило, является функцией числа индивидов N. Например, с увеличением числа особей может сократиться количество продуктов питания, приходящееся на одного индивида, что вызовет понижение рождаемости. Вместе с тем увеличение числа особей может привести к большему количеству встреч в единицу времени индивидов мужского и женского пола, что будет способствовать повышению рождаемости. Если рождаемость и смертность не зависят от N и t, то можно записать следующее дифференциальное уравнение:

где а — вероятность рождения одного индивида в единицу времени; b — вероятность смерти одного индивида в единицу времени;

Х = а — b, причем а и b — постоянные величины. Решая уравнение (1.1), получим

где N(0) — численность индивидов в момент времени t = 0.

Если а, b и X — функции времени t, то

При X < 0, т.е. когда смертность превышает рождаемость, численность особей может понизится до нуля. При X > 0 численность растет неограниченно со временем, а при X = 0 остается постоянной (const).

Формула (1.2) применима также к описанию распада радиоактивных элементов, причем в формуле (1.2) показатель степени X — это константа радиоактивности. Например, для стронция-90 (90Sr) показатель X = 0,0243 (при измерении времени в годах).

Имея в виду уравнения (1.1—1.3), отметим, что Т. Мальтус переоценил возможности геометрической прогрессии в вопросе оценки роста населения: по его подсчетам население возрастает в геометрической прогрессии (удваивается через каждые 25 лет), что противоречит дифференциальному закону роста населения.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы