Экология (греч. oikos – жилище, местопребывание и logos – учение) – учение о взаимоотношении организмов с окружающей средой. Понятие экологии впервые было использовано в 1866 г. немецким биологом Геккелем в работе «Всеобщая морфология организмов для обозначения отрасли биологии, которая изучала воздействие на организм неорганической и биотической среды. При этом Геккель исходил из установки: «Экология – наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе». Впоследствии организмоцентрическая биология (животных и растений) разделилась на аутоэкологию (видов) и синэкологию (сообществ или биоценозов). Исторически известно, что еще с древних времен экологические воззрения делились на два направления: 1) исследовавшие природу без учета воздействия человека, а самого человека рассматривая как органическое образование наряду с растительным и животным миром; 2) трактовавшие человеческую деятельность как основной фактор динамики природных процессов.
Интенсивные исследования в области экологии изменили ее статус как естественной науки: оказалось уже недостаточно изучать связи между живыми существами и средой, исключая при этом человека. Пришло осознание, что доминирующими факторами изменяющейся биосферы являются антропогенные воздействия. Экология прошла определенные исторические этапы от протоэкологии к естественной истории (традиционной экологии животных и растений), а затем к становлению неклассической (с появлением понятия «экосистема» в 1985 – Тенсли) и постнеклассической экологии (идея вторжения социального человека в экосистемы). Выход за рамки традиционной оппозиции «организм-среда», характерной для классической экологии, способствовал изучению новой оппозиции «естественное - искусственное». В результате появляется понятие «социальная экология», которое было предложено в 20-х годах ХХ века Р.Парком и Э.Бержессом. Социальная экология стала изучать структуру функционирования объектов особого типа, т.е. объектов «второй», искусственной среды обитания человека.
Наше общество пришло к пониманию, что живая природа - главное достояние нашей Земли и человек - часть живой природы, не существующий вне ее и подчиняющийся всем фундаментальным биологическим законам. На рубеже XX - XXI веков родилась комплексная интегрированная наука - экология. Этот термин впервые был использован немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1886 году. Слово "экология" происходит от двух греческих слов: oicos- дом, родина, и logos - понятие, учение.
В настоящее время в экологической науке наибольшее развитие получили следующие направления: * классическая экология - изучает взаимодействие биологических систем с окружающий средой; * глобальная экология - раскрывает единство и целостность биосферы как глобальной экосистемы; * социальная экология - рассматривает взаимосвязи и взаимозависимости в системе "общество - окружающая среда"; * геоэкология - изучает геосистемы разного уровня организации и их антропогенные изменения; * экология человека - изучает природную сущность человека, среду его обитания, экологические факторы здоровья; * прикладная экология - изучает взаимосвязи агроэкосистем, экосистем города, техносферы с окружающей средой; * экологический мониторинг - система наблюдения, оценки, анализа и прогноза состояния окружающей среды.
Человечество является частью биосферы, продуктом ее эволюции.
Эволюцию биосферы характеризуют три основных принципа: изменчивость, наследственность и отбор. Заимствованная у Ч. Дарвина “триада” значительно видоизменена и дополнена принципами синергизма. Иными словами, “дарвиновская триада” приобретает более универсальный характер, позволяющий описывать механизмы, происходящие в любой открытой, самоорганизующейся системе.
Изменчивость. “Этим словом закодировано множество разнообразнейших явлений, создающих поле вариантов, необходимых для выбора дальнейшего продолжения процесса эволюции системы”.
Наследственность. “Оно означает лишь то, что настоящее и будущее любой подсистемы, т. е. любого элемента Универсума, не определяется, а зависит от прошлого”.
Отбор. “Это прежде всего законы сохранения. Никакой процесс изменения не может идти вопреки закона сохранения движения”.
Иными словами из множества вариантов развития система отбирает тот, диссипативная функция которого минимальна, т. е. требует для свой реализации минимума энергии.
Биосфера – это открытая система, подчиняющаяся принципам самоорганизации и испытывающая на себе влияние внешних и внутренних флюктуаций (случайностей). Именно эти флюктуации запускают бифуркационный механизм, переводящий систему в совершенно новое состояние. В результате этих бифуркаций на Земле появились первые прокариоты, затем эукариоты, сформировался вид Homo Sapiens.
Тезис о “Единстве человека и биосферы” основан на современных эмпирических данных, научных открытиях.
1. Прежде всего, это единый генетический алфавит для всего биотического многообразия планеты.
2. Идентичная структура клеток мозга человека и других высших животных.
3. Зачатки интеллекта у человекообразных обезьян, дельфинов.
4. Человек не может существовать вне биологической ниши, которую он занимает.
Человек “обречен” жить в биосфере и подчиняться законам её развития. Осознание этого факта крайне важно для человечества, особенно, как подчеркивает Н. Н. Моисеев, для стран североатлантического региона. Мировоззрение западного человека сформировалось под влиянием протестантского индивидуализма. Принципы эгоизма, антропоцентризма и индивидуализма воспитали идею могущества на природой.
С развитием социума роль искусственной среды обитания постоянно возрастает. Преобразующая технология вторгается в естественные процессы и видоизменяет их в соответствии с потребностями человека, замещая естественные элементы среды искусственными. Такой техницизм основывается на антропоцентристском взгляде на природу как на нечто, подвластное воле человека.
К тому же в ХХ в. под влиянием генетики формируются представления об организмах как запрограммированных системах, поддающихся перепрограммированию при соответствующих научных и технических методиках.
К концу ХХ столетия искусственно созданная человеком техносфера стала сопоставима с биосферой Земли: так, уже известно, что масса всех искусственно созданных человеком предметов и живых организмов (техномасса) значительно превосходит естественную биомассу. Подобная деятельность человека обострила экологические проблемы – они приобрели глобальное измерение.
Проблема предотвращения экологической, или биосферной, катастрофы, перехода человечества к устойчивому развитию (глобальная экологическая проблема, ГЭП) вне всякого сомнения превосходит по своей грандиозности все прочие, с которыми человечество встретилось в своем развитии. И никогда еще не было такого гигантского разрыва между масштабами проблемы и нашими возможностями ее решения.
Взаимоотношения человека и природных сообществ никогда не были безоблачными. С момента изготовления первого примитивного орудия человек уже не довольствуется предметами, созданными природой, а начинает изготовлять, вводить в свой обиход предметы, вещества и т. д., которые находятся за пределами естественного биологического круговорота. Возникновение цивилизации есть следствие возникновения сферы надбиологических потребностей и материальных технологий. Охотничья деятельность древнего человека, несомненно, ускорила вымирание многих крупных травоядных животных. В охотничьих целях поджигание растительности способствовало опустыниванию территорий. Вместе с тем воздействие племен охотников и собирателей на сообщества обычно не было значительным. Человек начал менять и разрушать целые сообщества с переходом к скотоводству и земледелию. При росте человеческой популяции численность домашних копытных превышает емкость среды, потребляемая ими степная растительность уже не успевает возобновляться. Степь или саванна сменяются полупустыней. Из-за такого воздействия скотоводства произошло увеличение площади Сахары.
В ходе развития земледелия неправильная распашка приводила к потере плодородного слоя, который уносился водой или ветром, а избыточное орошение вызывало засоление почв.
Следует отметить, что биологически человек на предысторической фазе развития отличался от всех других одинаковых по размеру млекопитающих исключительной подвижностью, проходя в сутки обычно вдвое большее расстояние, чем они. Люди жили в условиях энергетической недостаточности, отсюда вынуждены были охранять огромную кормовую территорию, в которой периодически или постоянно кочевали. И, несмотря на это, они долгое время находились в рамках весьма скромного энергетического лимита.
Переход к пастбищно-кочевому скотоводству и подсечно-огневому земледелию привел к удвоению затрат и при замене собирательства кочевым скотоводством малой экономией площадей. Подсечно-огневое земледелие территориально эффективней на 2—3 порядка. Это позволило снизить подвижность человека и в свою очередь создало предпосылки для формирования общества со свойственным ему разделением функций, культурной специализацией. И в то же время подсечно-огневое земледелие, при котором участок леса выжигают, снимают несколько урожаев и забрасывают, нередко приводило к замене лесов степями, саваннами. Таким образом, уже в древности человек вызывал массовые вымирания, нарушение сукцессионных рядов, замены одного сообщества другим. Человечество, являясь неотъемлемой частью природы, принадлежащей ей и находящейся внутри нее, благодаря развитию общества биологический вид Homo sapiens был выведен из-под действия естественного отбора, межвидовой конкуренции, ограничения роста численности, расширило возможности приспособительного поведения и расселения людей. Развитие технологий и достижение индустриализации цивилизации создало стойкий миф о господстве человека над силами природы.
Промышленная революция, начавшаяся в XVIII веке, внесла существенные изменения во взаимоотношения природы и человека. До поры до времени человек, как и другие живые существа, был естественной составляющей своих экосистем, жил по законам природы, вписывался в кругообороты ее веществ. Но, начиная со времен, когда было изобретено земледелие, а затем и скотоводство, взаимоотношения человека и природы начинают качественно меняться. Сельскохозяйственная деятельность создает искусственные экосистемы, так называемые агроценозы, «живущие» по собственным законам, — для своего поддержания они требуют постоянного целенаправленного труда человека. Без вмешательства человека они существовать не могут. Постепенно человек начинает извлекать полезные ископаемые. И что, может быть, самое главное, — в результате своей активности человек меняет характер кругооборота веществ в природе, т.е. меняет сам характер окружающей среды. По мере роста населения, по мере роста потребностей человека свойства среды обитания все более и более изменяются. Заметим, людям кажется, что их деятельность приводит к адаптации к местным условиям. Но эта адаптация носит локальный характер, и далеко не всегда, улучшая эти условия для себя, отдельный человек улучшает условия обитания для рода, племени, деревни, города.
Однако до самого последнего времени эти изменения происходили столь медленно, что о них никто серьезно и не задумывался. Конечно, происходили изменения, и человеческая память их фиксировала: Европа, например, еще в средние века была покрыта непроходимыми лесами. Бескрайние ковыльные степи постепенно превращались в пашни, реки мелели, зверей и рыбы становилось меньше, и люди знали, что всему этому причина одна — человек. Но все эти изменения проходили столь медленно, что они становились заметными лишь по прошествии поколений. Природа оставалась по-прежнему лишь естественным фоном, на котором развивались события истории. Конечно, происходили и экологические кризисы, когда непомерная человеческая жадность подрывала основу существования человека, но они носили локальный характер и воспринимались в качестве кары небесной.
Начиная с промышленной революции ситуация стала стремительно меняться, и главной причиной этих изменений сделалась добыча и использование углеводородного топлива — угля, нефти, сланцев, газа. А затем — в огромных количествах металлов и других полезных ископаемых. В круговорот веществ в природе начали включаться вещества, ранее из него исключенные и ему не свойственные, находившиеся в осадочных породах. Появление в биосфере этих веществ, изначально ей не свойственных, люди и стали называть загрязнением воды, воздуха, почвы. Интенсивность процесса загрязнения стала стремительно нарастать. Начали зримо меняться условия обитания. Прежде всего, этот процесс почувствовали растения и животные. Стали быстро сокращаться численность и, главное, разнообразие живого мира. Этот процесс угнетения Природы особенно ускорился во второй половине прошлого века.
Появление новых задач привело к появлению новых направлений научной деятельности и новых терминов. И один из них «промышленная экология». Широкое распространение получил и термин «мониторинг окружающей среды». Они тесно связаны между собой.
Человеческая активность меняет характер окружающей среды, причем в большинстве случаев изменение ее параметров, их отклонение от естественных значений оказывает негативное влияние на человека и его деятельность. Не трудно понять почему: за миллионы лет человеческий организм приспособился к вполне определенным условиям обитания. Но в то же время любая деятельность человека - промышленная, сельскохозяйственная, рекреационная — это и есть источник жизни человека, основа его существования. Значит, человек неизбежно будет менять характеристики окружающей среды и искать способы к ним приспосабливаться. Отсюда следуют два направления деятельности. Первое – создание таких технологий, которые в наименьшей степени влияют на окружающую среду. Те технологии, которые обладают таким свойством, называются экологичными, а научные (инженерные) дисциплины, которые занимаются принципами создания таких технологий, объединяются общим названием инженерной, или промышленной, экологии. По мере развития промышленности, по мере того, как люди начинают понимать, что существовать в среде, созданной из собственных отбросов, они не могут, роль этих дисциплин все время растет, и почти в каждом техническом вузе существуют кафедры промышленной экологии, ориентированные на те или иные производства.
Заметим, что отбросов, загрязняющих окружающую среду, будет тем меньше, чем лучше мы научимся использовать отходы одного производства в качестве сырья для другого. Так рождается идея безотходных производств. Такие производства, вернее, такие цепочки производств решают и еще одну важную задачу: они экономят те природные ресурсы, которые использует человек в своей производственной деятельности. А ведь мы живем на планете с ограниченным количеством полезных ископаемых. Совокупность подобных проблем, составляющих суть инженерной экологии, и есть первое практическое направление, рожденное реалиями XX века. Эта научная дисциплина (точнее, совокупность научных дисциплин) уже совсем не биологического плана, хотя в основе разрабатываемых технологий используются многие процессы биологической природы. Может показаться, что использование слова «экология» для описания этой дисциплины не вполне правомочно.
Сегодня промышленная экология охватывает очень широкий круг проблем, причем проблем весьма различных. Поэтому вполне уместно говорить о целом ряде инженерных экологических дисциплин: экология горнодобывающей промышленности, экология энергетики, экология химических производств и т.д. Подобные дисциплины очень разные по своему конкретному содержанию, но они объединяются общей методологией и общей целью – предельно сократить влияние промышленной деятельности на процессы круговорота веществ в природе и загрязнения окружающей среды.
Одновременно с такой инженерной деятельностью возникает и проблема ее оценки, составляющая второе направление практической деятельности. Для этого надо научиться выделять значимые параметры окружающей среды, разработать способы их измерений и создать систему норм допустимых загрязнений. Так рождается концепция ПДК – предельно допустимых норм концентрации вредных веществ в воздухе, в воде, в почве. Это важнейшее направление деятельности принято называть экологическим мониторингом. Немаловажно знать, что происходит при соединении различных веществ: иногда они способны компенсировать друг друга, но чаще они играют роль каталитического материала, т.е. усиливают действие друг друга. Иными словами, сам мониторинг лишь вершина «айсберга», в основе которого лежит глубокая научная теория. Надо знать, как те или иные значения параметров биосферы влияют на здоровье человека и его практическую деятельность.
Во всех цивилизациях и у всех народов всегда было представление о необходимости бережного отношения к природе. Все понимали, что земля, реки, лес и обитающие в нем животные есть великая ценность, может быть, главная ценность, которой обладает Природа. И заповедники возникли, вероятно, задолго до того, как появилось само слово «заповедник». Так, еще Петр Великий, который вырубил для строительства флота весь лес в Заонежье, запретил прикасаться топором к тому лесу, который находился в окрестностях водопада Кивач.
Долгое время основные практические задачи экологии сводились именно к охране окружающей среды. Но в XX веке этой традиционной бережливости, которая начала к тому же постепенно угасать под давлением развивающегося капитализма и вытеснения деревенского быта городским, стало недостаточно. Деградация природы начала превращаться в угрозу самой жизни общества. Это стимулировало появление специальных природоохранных законов и создание системы заповедников вроде знаменитой Аскании-Нова. Рождается, наконец, и специальная наука, изучающая возможность сохранения реликтовых участков природы и исчезающих популяций отдельных живых видов. Люди стали постепенно понимать, что только богатство природы, разнообразие живых видов обеспечивает жизнь и будущее самого человека. Сегодня этот принцип сделался основополагающим. Природа без человека жила миллиарды лет и сможет жить без человека, но человек вне полноценной биосферы существовать не может. Вопрос об охране природы в большинстве развитых стран превратился в один из важнейших приоритетов национального развития.
Стремительная урбанизация и развитие промышленности начали менять сам характер духовного мира человека. А это, в свою очередь, стало рождать разобщенность, сказываться на социальной структуре общества, приводить к явлениям, опасным для его развития.
Много хороших начинаний, подписанных соглашений, конвенций, деклараций, различных призывов крупнейших ученых с мировым именем сделаны в защиту сохранения природы на земле. Но ничего не изменилось в главном — в нашем отношении к окружающей природе, в нашем сознании, в системе всех тех ценностей, которые нужны для сохранения самой природы. Весь мир и особенно развитые страны продолжают форсировать потребительские ценности, увеличивая темпы деградации среды, причем скорость движения к глобальному кризису чрезвычайно высока.
Сохранение стабильности биосферы должно быть основано на тех научных знаниях, которые были получены в предыдущие столетия.

Список литературы

1. Воронков Н.А. Экология: общая социальная, прикладная. – М., 1999 2. Моисеев Н. Природный фактор и кризисы цивилизации // Общественные науки и современность. http://modernlib.ru/books/moiseev_nn/ 3. Антипова М.Г. Основы экологии и охраны природы. Омск, 2009