Лекция 11. ЭКОЛОГИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

 

Экология и практическая деятельность человека

Человек тесно связан с живой природой происхождением, материальными и духовными потребностями. Масштабы и формы этих связей неуклонно росли от локального использования отдельных видов растений и животных до практически полного вовлечения живого покрова планеты в жизнеобеспечение современного промышленно развитого общества.

Положение человека в биосфере двояко. Как биологические объекты, мы тесно зависим от физических факторов среды и связаны с нею через питание, дыхание, обмен веществ. Человеческий организм имеет свои приспособительные возможности, которые выработались в ходе биологической эволюции. Изменения физической среды – газового состава воздуха, качества воды и пищи, климата, потока солнечной радиации и другие факторы отражаются на здоровье и работоспособности людей. В отклоняющихся, экстремальных условиях затрачивается много сил и средств на искусственное создание и поддержание «комфортной» среды. Однако главной особенностью человека, отличающей его от других видов, является новый способ взаимодействия с природой через создаваемую им культуру. Как мощная социальная система, человечество создает на Земле свою, интенсивно развивающуюся культурную среду, передавая от поколения к поколению трудовой и духовный опыт.

Процесс этот противоречив. Масштабы взаимодействия современного общества с природой определяются в основном небиологическими потребностями человека. Они связаны с непрерывно нарастающим уровнем технического и социального развития. Техническая мощь человека достигла масштабов, соизмеримых с биосферными процессами. Так, строительная и горнодобывающая техника ежегодно «перемещает на поверхности Земли больше материала, чем сносится в моря всеми реками мира в результате водной эрозии. Человеческая деятельность на планете изменяет климат, влияет на состав атмосферы и Мирового океана.

В прошлом было немало примеров деградации среды и подрыва экономики целых народов в результате стихийного развития взаимоотношений с природой. В настоящее время эта опасность грозит всему человечеству. В условиях современной хозяйственной деятельности человека реальна возможность полного подрыва естественных воспроизводительных сил природы, множатся примеры безвозвратных потерь отдельных популяций и видов живых организмов, ухудшается экологическая обстановка на нашей планете. К. Маркс указывал, что «культура, если она развивается стихийно, а не направляется сознательно… оставляет после себя пустыню».

Однако вместе с техническим оснащением растет и научная вооруженность человеческого общества. Одним из успехов естествознания XX в. явилось осознание неразрывного диалектического единства общества и природы, необходимости перехода от концепции господства человека над природой к концепции взаимодействия с ней.

В. И. Вернадский в первой половине нашего века предвидел развитие биосферы в ноосферу – сферу разума. Определяя сегодняшний этап развития биосферы и населяющего ее человеческого общества, можно сказать, что в биосферных явлениях технологические и вообще антропогенные процессы будут играть все возрастающую роль.

Развитие экологии как науки, изучающей взаимоотношения организмов с окружающей средой, привело к пониманию того, что человеческое общество в своих связях с природой также должно подчиняться экологическим законам. Это резко изменило роль экологии, которая приобрела особую ответственность за решение многих проблем, связанных со способами хозяйствования человека на планете. Главные из них – проблемы рационального использования природных ресурсов и обеспечение устойчивости среды жизни.

Задача современного естествознания – разработать такую систему мероприятий, которая обеспечила бы функционирование биосферы в новых условиях и неограниченно долгое существование человечества на нашей планете.

В сложной иерархической организации живой природы заложены огромные резервы саморегуляции, но для вскрытия этих резервов необходимо грамотное вмешательство в процессы, протекающие в биосфере. Стратегию такого вмешательства может определить экология, опирающаяся на достижения естественных и социальных наук.

Глобальный характер экологических проблем приводит к тому, что при их решении сталкиваются интересы различных общественных групп, социальных институтов, отдельных стран, регионов, социально-экономических систем, поэтому они становятся объектом острой идеологической и политической борьбы, столкновения мировоззренческих установок. Дискуссии, которые ведутся вокруг экологических проблем, все больше выходят за чисто научные рамки и привлекают активное внимание мировой общественности.

В основу всех отраслей народного хозяйства должны быть положены фундаментальные экологические принципы. Это обеспечит успешное развитие всех производительных сил и получение высококачественной продукции в количестве, достаточном для всего населения.

Интенсивное развитие экологии в последнее время существенно продвинуло ее теорию и создало основу для успешного решения многих практических задач. Экология продолжает развивать свои методы и подходы, внедряясь во все формы взаимоотношения с природой и смыкаясь с широким фронтом других наук.

 В наш атомный век энергетические возможности практически неограниченны, и человечество уже не зависит в той степени, как раньше, от таких ресурсов, как древесина. Даже уголь и нефть в будущем рискуют потерять свое значение в жизни человека как источник энергии. Энергия позволяет человеку строить теплицы и получать гарантированные урожаи некоторых сельскохозяйственных культур круглый год. Намечается как бы независимость человека от почвы, с которой он так долго неразрывно был связан. Энергетические и технические возможности нашего времени создали такую ситуацию, когда человечество способно изменить самым кардинальным образом окружающую природу: вырубить леса, заковать десятки квадратных километров почвы в бетон и асфальт, поменять направление рек, создать новые «моря». Эти энергетические и технические средства могут помочь природе: остановить рост оврагов, засыпать их и засадить лесом, продвинуть леса в степь, остановить заболачивание территории и т. д. И эти возможности человека требуют разработки сложного комплекса мероприятий по охране природы.

Охрана природы — это прежде всего охрана человека. Благосостояние человечества еще на тысячелетия вперед будет неразрывно связано с природой. И уничтожение природы, бездумное, некомпенсированное нарушение природных связей может привести к трагедии человечества. Но охрана природы должна включать и результат совместного труда человека и природы. Например, наша среднерусская полоса — это не чисто природное образование, это итог многовекового труда русского крестьянина, сумевшего очень точно и аккуратно «вписаться» в природу и так ее изменить вокруг себя, что получились самые естественные природные образования. Совместное создание природы и человека — так называемые огородные почвы. Люди сумели так улучшить эти природные почвы, что они стали намного плодороднее всех почв лесной зоны. Староорошаемые почвы Средней Азии — тоже результат многовековой земледельческой культуры. И эти созданные природой и трудом человека ценности мы тоже должны охранять.

Деятельность человека может ускорить и замедлить природные процессы и даже направить их в другую сторону. Поэтому необходимо четко представить, что и как угрожает почве и что надо делать, чтобы улучшить почвы — одно из основных наших богатств. Следует еще раз напомнить, что гибель почвы неуклонно приводит к гибели биогеоценоза. Голые скалы, с которых смыта почва и на которых уже не растет лес, представляют, возможно, интерес для художника или альпиниста, но это безжизненная пустыня, участок убитой биосферы.

Одна из главных опасностей, угрожающих почве, — эрозия. Различают водную эрозию, ветровую (ее называют дефляцией) и береговую.

Водная эрозия — смыв и размыв верхнего слоя почвы, разрушение ее поверхности и переотложение почвенного материала на более низких участках, в долинах рек, в озерах и морях, куда эти материалы выносятся реками. Плодородный ил Нила смывается с водоразделов тех мест, где протекает эта знаменитая река.

Смыв почвы — наиболее распространенная форма эрозии (ее называют плоскостной). Удары дождевых капель разбивают почвенные комки и нарушают связь между отдельными почвенными частицами, которые сносятся водой, смываются с участка почвы. Повторяясь из года в год, этот процесс может привести к смыву верхнего слоя почвы, что сразу значительно ухудшит условия жизни растений. Растительный покров на таких почвах становится разреженным, и это в свою очередь способствует смыву почв. В естественных биогеоценозах процесс смыва идет повсеместно: это постоянный и непрерывный процесс, свойственный любому наземному ландшафту. Но в природных условиях он идет медленно, и, как уже указывалось ранее, смыв почвы компенсируется ее приростом по глубине за счет материнской породы. Деятельность человека может ускорить этот процесс в десятки и сотни раз. Особенно ускоряет плоскостную эрозию распашка почв. В поверхностном смыве почв большое участие принимают талые воды, которые часто сносят значительное количество мелкозема — самой плодородной фракции почв. В степной зоне на вспаханных полях можно увидеть бурые и желтоватые пятна — это следы смыва верхнего слоя почвы. Да и в зоне лесов так же часто встречаются следы проявления. плоскостной эрозии в виде бурых и белесых пятен на общем сером фоне почвы. 

Большое количество осадков, превышающее испарение из данных почв, и плохой отток воды из почвы с грунтовыми водами приводят к заболачиванию территории. Почва так пропитывается водой, что из нее вытесняется весь воздух и на ней могут развиваться лишь очень специфичные болотные растения. Заболачивание часто связано со сменой растительности и может охватить большие территории. В лесной зоне очень часто заболачиваются сплошные вырубки, причем восстановление леса на них может из-за этого идти очень медленно. Быстро заболачиваются в лесной зоне искусственные выемки вдоль железных дорог. Заболачиванию в других зонах способствует неправильное орошение, неумеренная пастьба, приводящая к уплотнению почвы и застою в ней воды.

В засушливых районах почву подстерегают опасности прямо противоположного характера: накопление солей в верхних горизонтах почвы и их иссушение, или аридизация, как теперь часто говорят.

Засоление приводит к гибели растений уже при концентрации солей в количестве одного-двух процентов от веса почвы. Только солянки — немногочисленные виды растений, приспособившиеся к засолению, растут на засоленных почвах. Но значение их в жизни человека и природы невелико.

Иссушение почв в аридной зоне связано, как уже говорилось, с эрозией, с выходом на поверхность водонепроницаемых горизонтов почв, по которым вода осадков скатывается в балки и понижения. А иссушение почвы еще больше способствует развитию на них процессов эрозии.

В случае засоления и заболачивания мы имеем дело со «смертью» одного типа почв и «рождением» другого типа с худшими для сельскохозяйственного производства свойствами. Но необходимо оговориться. Возможно, что почва, которая не подходит для посева пшеницы или хлопчатника, подходит для других целей — для пастбища, сенокоса, как охотничье угодье, как основа инженерного сооружения. Задача человека — найти наиболее рациональное использование почвы, при этом учитывая не только нужды сегодняшнего, но и завтрашнего дня.

Высокие урожаи, получаемые теперь земледельцами, основаны на внесении удобрений, восполняющих потерю из почвы питательных элементов, увозимых с урожаем. Важное звено в получении урожая — правильная обработка почвы, создание у нее таких физических свойств, которые бы способствовали образованию подвижных для растений питательных веществ, сохраняли благоприятный водный режим. В любом случае состояние почвы необходимо постоянно контролировать.

В последнее время усилилось применение разных химических веществ для борьбы с насекомыми, сорняками, для подготовки растений к уборке (например, вносят вещества, чтобы ускорить сбрасывание листьев у хлопчатника для машинной уборки хлопка). К сожалению, увлечение этими средствами привело к противоположному эффекту и к неожиданным результатам. Так, неумеренное применение сернокислых и хлористых соединений калия и других аналогичных удобрений, повышая урожай растений, снижает в них содержание витаминов. Мышьяк, входящий в некоторые гербициды, стал накапливаться в садовых почвах, под которые его вносили постоянно, а затем увеличилось его содержание в плодах. Многие пестициды накапливаются в почве, и медленное их разложение препятствует их широкому использованию. Часто широкое применение инсектицидов (препаратов против насекомых) сокращает количество полезных птиц и насекомых, а вредные насекомые типа непарного шелкопряда после кратковременного угнетения размножаются еще энергичнее.

Таким образом, повышение концентраций отдельных веществ свыше допустимой нормы вызывает резкое ухудшение свойств почвы, а следовательно, ее плодородия и в ряде случаев представляет угрозу для человека. «Каждое вещество — яд или лекарство, все зависит от дозы», — говорил Парацельс, и он, безусловно, прав.

Мы уже отмечали, что почва играет роль санитара, многие болезнетворные микроорганизмы, попадая в почву, гибнут. Почва «убирает» трупы, переводя их в безвредные соединения. Все это, конечно, производит «население» почвы: микроорганизмы, простейшие, дождевые черви и другие беспозвоночные животные, грибы, главным образом микроскопические. Если вспомнить, что такие лечебные препараты, как, например, пенициллин и стрептомицин, добыты из почвенных грибов, которые очень широко распространены, то станет более понятным все значение почвы в жизни биосферы, регулирующей эту жизнь и в какой-то мере определяющей жизнь людей.

Поэтому отравление почвы нарушает тот круговорот жизни, который выработался за все время ее развития на нашей планете. Выбрасывание отходов химической и нефтяной промышленности тоже приводит к фактической смерти или длительной консервации почв. Эти отходы, не нарушая, казалось бы, сложения и морфологии почвы, убивают в ней живые организмы и тем самым убивают почву. Нередко около химических заводов и нефтяных вышек образуются безжизненные почвы, сохраняющие свое потенциальное плодородие, но лишенные эффективного плодородия. «Умирание» почвы неизбежно сопровождается отмиранием, уничтожением, гибелью биогеоценоза. Кроме того, такие почвы выпадают уже из сельскохозяйственного фонда и, несмотря на свое, может быть, очень высокое потенциальное плодородие, превращаются в техногенную пустыню.

Все сказанное свидетельствует об одном: деятельность человека достигла такого уровня, когда он способен менять и почву, и биосферу на огромных территориях. Он может нарушать привычные для данного участка биосферы природные связи, заменяя их новыми. Поэтому самое главное средство для сохранения биосферы — контроль за всеми, сегодня еще небольшими изменениями, которые завтра могут стать необратимыми или потребовать больших средств, чем сегодняшний контроль, для своего устранения.

В этом контроле мы должны опираться на те природные процессы, которые идут в почвах, учитывать характер изменения этих процессов под влиянием деятельности человека, последствия этих изменений и возможные способы регуляции их.

Принятая в 1982 г. в СССР Продовольственная программа основана на детальном научном анализе современного состояния производства сельского хозяйства в СССР. Она охватывает все стороны производства продуктов, учитывает наиболее эффективные пути развития нашего хозяйства, оценивает его перспективы.

В выполнении первой задачи этой программы — повышении валового производства продуктов питания — одно из важнейших значений отводится научному знанию почв. Учитывая новые требования, почвоведы должны провести инвентаризацию земельных ресурсов и дать прогноз их использования