Основные законы природопользования - Понятие природопользования. Проблемы взаимодействия общества и окружающей среды

"Законы" экологии Б. Коммонера:

    1. Все связано со всем. 2. Все должно куда-то деваться. 3. Природа "знает" лучше (потенциально осуществимое разнообразие природы оценивается числами с порядком от 10 в 1000 степени, до 10 в 50 степени). Если бы природа знала хуже давно не было бы смерти. 4. Ничто не дается даром (Все, что было извлечено из глобальной экосистемы человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать: он может быть только отсрочен). За все надо платить. Долг природе со стороны человека постоянно растет.

Закон внутреннего динамического равновесия - вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят, или в их иерархии.

Эмпирические следствия из закона:

    1. Любое изменение среды 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 (см. Закон одного процента; Принцип Ле Шателье-Брауна). 2. Взаимодействие вещественно-энергетических экологических компонентов, информации и динамических качеств природных систем количественно не линейно, т. е. слабое воздействие или изменение одного из показателей может вызвать сильные отклонения в других и во всей системе в целом. 3. 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. 4. Любое местное преобразование природы вызывает в глобальной совокупности биосферы и в ее крупнейших подразделениях ответные реакции, приводящие к относительной неизменности эколого-экономического потенциала, увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических вложений.

Искусственный рост эколого-экономического потенциала ограничен термодинамической устойчивостью природных систем.

Примечание: Пока изменения среды слабы и произведены на относительно небольшой площади, они или ограничиваются конкретным местом, или "гаснут" в цепи иерархии экосистем (биогеоценоз - экосистема суши - биосфера). Большие изменения (крупных экосистем) являются трудно нейтрализуемыми с социально-экономической точки зрения: их выправление требует больших материальных средств и физических усилий.

Законом внутреннего динамического равновесия необходимо пользоваться для разумного управления природными процессами.

Закон константности (В. И. Вернадского) - Количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа. Закон константности тесно связан с законом внутреннего динамического равновесия, являясь его количественным выражением для масштабов всей биосферы Земли. Согласно Закону константности, любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неминуемо влечет за собой такую же по размеру его перемену в каком-либо регионе, но с обратным знаком. Полярные изменения могут быть использованы в процессах управления природой, но следует учитывать, что не всегда происходит адекватная замена. Обычно высокоразвитые виды и экосистемы вытесняются другими, стоящими на относительно эволюционно (для экосистем - сукцессионно) более низком уровне (и крупные организмы более мелкими), а полезные для человека формы - менее полезными, нейтральными или даже вредными. Следствием из Закона константности является правило обязательного заполнения экологических ниш, а косвенно и принцип исключения (Г. Ф. Гаузе).

Закон развития природной системы за счет окружающей ее среды - любая природная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

Закон есть следствие из начал термодинамики. Он имеет чрезвычайно важное теоретическое и практическое значение благодаря основным своим следствиям:

    1. Абсолютно безотходное производство невозможно (оно равнозначно созданию "вечного" двигателя). 2. Любая более высокоорганизованная биотическая система (например, вид живого), используя и видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованных систем (благодаря этому в земной биосфере невозможно повторное зарождение жизни - она будет уничтожена существующими организмами). 3. Биосфера Земли как система развивается не только за счет ресурсов планеты, но опосредованно за счет и под управляющим воздействием космических систем (прежде всего Солнечной).

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. К этим ресурсам относят, например, энергетические, полагая, что солнечная энергия дает практически неисчерпаемый источник получения полезной энергии. Ошибка состоит в том, что не учитываются ограничения, накладываемые самой энергетикой биосферы, антропогенное изменение которой сверх допустимого предела по правилу одного процента чревато серьезными последствиями. Искусственное привнесение энергии в биосферу в наше время достигло уже значений, близких к предельным (отличающихся от них не более чем на 1 математический порядок - в 10 раз).

Правило (Закон) одного процента - изменение энергетики природной системы в пределах 1% (от немногих десятых до, как исключение, единиц процентов) выводит природную систему из равновесного (квазистационарного) состояния. Эмпирически Правило одного процента подтверждается исследованиями в области мировой климатологии и других геофизических, а также биофизических процессов. Все крупномасштабные явления на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов, процесс глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1% от энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты. Переход энергетики процесса за это значение обычно приводит к существенным аномалиям - резким климатическим отклонениям, переменам в характере растительности, крупным лесным и степным пожарам... Как и в случае правила десяти процентов, многое зависит от состояния природной системы, в которой происходят изменения. Это делает Правило одного процента вероятностным, дает лишь придержки, которым целесообразно следовать или во всяком случае учитывать большую вероятность цепи событий, связанных с выходом системы из равновесного (квазистационарного) состояния.

Принцип Ле Шателье - Брауна - при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Принцип Ле Шателье - Брауна служит подосновой 1-го следствия закона внутреннего динамического равновесия и негативного действия правила (неизбежности) цепных реакций "жесткого" управления природой. Он же в значительной мере объясняет причину действия закона снижения энергетической эффективности природопользования - чем больше отклонение от состояния экологического равновесия, тем значительнее должны быть энергетические затраты для ослабления противодействия природных систем этому отклонению.

Закон падения природно-ресурсного потенциала - В рамках одной общественно-экономической формации и одного типа технологий природные ресурсы становятся все менее доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение и транспортировку. Примерами могут служить минеральные богатства, истощающиеся в густонаселенных и комфортных областях планеты, добываемые из все более глубоких пластов, сельскохозяйственное производство, куда вкладывается относительно большое количество (до 20%) от производимой энергии, гидрогеологическое хозяйство, страдающее от все более глубокого залегания (истощения) подземных вод и т. д.

На эффективность освоения ресурсов постоянно воздействуют два взаимно погашающих фактора. С одной стороны - снижающий: например, ухудшение горно-геологических и прочих условий, повышение капиталоемкости добычи, увеличение фондоемкости, уменьшение национального дохода на единицу фондов; с другой - повышающий: внедрение в производство достижений НТП, интенсификация производства и рационализация использования природных ресурсов, повышение производительности труда.

Закон растущего плодородия (закономерность растущей урожайности полей) - агротехнические и другие прогрессивные приемы ведения сельского хозяйства, появляющиеся в практике земледелия, ведут к увеличению урожайности полей. При любых ограничениях в энергетике, вещественном составе и информации природных систем рост урожайности в рамках существующих технологий прекращается, и человечество переходит к новым агроприемам, вновь снимающим ограничения и дающим возможность для дальнейшего увеличения урожайности. При этом резко возрастает количество используемой энергии.

Закон снижения энергетической эффективности природопользования - с ходом исторического времени при получении из природных систем полезной продукции на ее единицу в среднем затрачивается все больше энергии. Увеличиваются и энергетические расходы на одного человека. Расход энергии на одного человека (в ккал/сутки) в каменном веке был порядка 4 тыс., в аграрном обществе - 12 тыс., в развитых индустриальных странах конца ХХ в. - 250 тыс. В течение ХХ века количество энергии, затрачиваемое на одну единицу с/х продукции, в развитых странах мира возросло в 8-10 раз, на одну единицу промышленной продукции - в 10-12 раз. Общая энергетическая эффективность с/х производства (соотношение вкладываемой и получаемой с готовой продукцией энергии) в промышленно развитых странах примерно в 30 раз ниже, чем при примитивном земледелии. Рост энергетических затрат не может продолжаться бесконечно. Вследствие чего неизбежен переход на новые, энергосберегающие технологии промышленного и с/х производства, избежав тем самым термодинамического (теплового) и экологического кризисов.

Закон (закономерность) снижения природоемкости готовой продукции - удельное содержание природного вещества в усредненной единице общественного продукта исторически неуклонно снижается (филос). Это не означает, что вовлекается меньше природного вещества в процесс производства. Наоборот, его количество увеличивается - выбрасывается до 95-98% потребляемого в производстве природного вещества. Данная закономерность объясняется миниатюризацией изделий, заменой естественных материалов и продуктов синтетическими, сменой вещественных отношений информационными и другими явлениями.

Закон соответствия между уровнем развития производительных сил и природно-ресурсным потенциалом - Развитие производительных сил происходит относительно постепенно до момента резкого истощения соответствующего природно-ресурсного потенциала, который характеризуется как экологический кризис. Кризис разрешается через революционное изменение производительных сил (техническая, промышленная революция).

Закон (закономерность) увеличения оборота вовлекаемых природных ресурсов - В историческом процессе развития мирового хозяйства быстрота оборачиваемости вовлеченных природных ресурсов (вторичных, третичных и т. п.) непрерывно возрастает на фоне относительного уменьшения объемов их вовлечения в общественное 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, что служит одной из предпосылок действия закона падения энергетической эффективности природопользования.

Правило демографического насыщения - в глобальной совокупности количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека (анатомо-физиологические или биологические, материальные, индивидуальные, этнические, информационные, социальные, общественные, эстетические, духовные и др.).

По этой причине эколого-социальное давление на природу несколько иного рода чем "давление жизни" иных видов (правило максимального "давления жизни"), где организмы размножаются с интенсивностью, обеспечивающей максимально возможное их число.

По Дж. Уайнеру оптимальная плотность населения - это плотность, которая гарантирует уровень жизни, соответствующий технологии и ресурсам данного сообщества. Когда количество затрачиваемого труда таково, что и уменьшение и увеличение его ведет к снижению прибыли. Вопросы оптимальной численности населения очень дискуссионны и, можно сказать, совсем еще не проработаны. По данным антропологов до развития земледелия и скотоводства на планете проживало 4-8 млн людей. Причем в период предшествующий неолитической революции население сократилось от 2-х до 10-ти раз. На рубеже эр население планеты составляло около 500 млн человек. Считается, что именно такое количество способны прокормить естественные экосистемы. Сто лет назад на земле проживало 1,6 млрд, сейчас почти 7 млрд человек. Среди ученых нет однозначного мнения об оптимальной численности населения на планете, оно варьирует от 0,5 до 40,0 млрд человек. Наиболее часто предлагаются биосферная модель будущего земли - 1-2 млрд и ресурсная модель - 8,2 млрд человек.

Правило меры преобразования природных систем - в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизация и саморегуляция) и обычно ограниченные заметным изменением систем трех сопряженных уровней иерархии (подсистем, систем того же уровня и надсистем). Выводы:

    1. Единица ресурса может быть получена лишь в определенный промежуток времени. 2. Перешагнуть через фазу развития природной системы невозможно. 3. Проведение хозяйственных мероприятий рационально лишь в рамках некоторых оптимальных размеров, выход за которые в меньшую или большую стороны снижает их хозяйственную эффективность. 4. Преобразовательная деятельность не должна выводить природные системы из состояния равновесия. 5. Преобразование природы (если оно не восстановительное, не "мягкое") дает локальный или региональный выигрыш за счет ухудшения каких-то показателей в смежных местностях или биосфере в целом. 6. Хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на которую оно направлено, но и ее надсистемы, "стремящиеся" нивелировать производимые изменения. 7. Природные цепные реакции никогда не ограничиваются изменением вещества и энергии, но затрагивают и динамические качества систем природы. 8. Вторичное постепенно сложившееся экологическое равновесие, как правило, устойчивее, чем первичное, но потенциальный "запас преобразования" при этом сокращается. 9. Несоответствие "целей" естественно-системной регуляции и целей хозяйства может приводить к деструкции природного образования (т. е. силы природы и хозяйственных преобразований при большей величине последних могут в ходе противоборства сначала "гасить" друг друга, а затем разрушать природную составляющую). 10. Технические системы воздействия в конечном итоге (в длительном интервале времени) всегда менее хозяйственно эффективны, чем направляемые естественные. 11. Технические воздействия имеют тенденцию превращаться в перманентные и все более усиливающиеся, вплоть до полной замены саморегуляции природных систем техногенным регулированием, что в конечном итоге экономически разорительно.

Правило оптимальной компонентной дополнительности - никакая экосистема не может самостоятельно существовать при искусственно созданном значительном избытке или недостатке одного из экологических компонентов. "Нормой" экологического компонента следует считать ту, которая обеспечивает экологическое равновесие определенного типа, позволяющее функционировать именно той экосистеме, которая имеется и соответствует сложившемуся балансу в природной надсистеме (всей иерархии природных систем). Данное правило предупреждает о том, что длительное искусственное изменение одного из экологических компонентов неминуемо приведет к замене существующей экосистемы другой, не всегда хозяйственно желательной. При этом полезные для человека ресурсы экосистемы относительно быстро иссякнут. Правило дает объяснение причин гибели многих цивилизаций прошлого (начиная с цивилизаций Месопотамии и Древнего Египта), строивших свое благополучие на предельном экологическом дисбалансе и, как следствие, вынужденных вкладывать все большее количество энергии для получения единицы продукции. Исчерпание энергетических возможностей приводило цивилизации к краху.

Правило десяти процентов - среднемаксимальный переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой - 10% (от 7 до 17%) энергии (или вещества в энергетическом выражении), как правило, не ведет к неблагоприятным для экосистемы (и теряющего энергию трофического уровня) последствиям. Правило десяти процентов вытекает из Закона пирамиды энергий (Р. Линдемана).

В стационарных популяциях (не подверженных в данный момент массовому размножению или катастрофическому падению численности) изъятие 10-30% особей также не ведет к выведению популяции из стационарного (вернее, квазистационарного) состояния. В нестационарных популяциях при их росте возможно изъятие до 95% особей, что не предотвращает дальнейшего увеличения численности. В то же время из популяций, снижающих численность, изъятие особей в пределах Правила десяти процентов может привести к полному их исчезновению. Использование Правила десяти процентов позволяет определять возможный и безопасный объем промысла особей.

Похожие статьи




Основные законы природопользования - Понятие природопользования. Проблемы взаимодействия общества и окружающей среды

Предыдущая | Следующая