1. Общие понятия [1980 Митрюшкин К.П., Берлянд М.Е., Беличенко Ю.П. и др.

Абиотические факторы (АФ) - совокупность условий неорганической среды, каким-либо образом воздействующих на организмы и их сообщества; в экологии АФ рассматриваются как непременные и важные факторы, обеспечивающие жизнь и развитие растений, животных и микроорганизмов. АФ могут влиять на организмы каждый в отдельности, одновременно или взаимодействуя друг с другом.

К АФ относятся климатические, или физические, условия среды (температура, влажность, осадки, свет, ветер, атмосферное давление, течения, ионизация воздуха, радиоактивное излучение, состав и плотность почвы, рельеф, высота и плотность снежного покрова); химические факторы (газовый состав атмосферы, морских и пресных вод, почвы и донных отложений) и др.

АФ - составная часть биогеоценозов (экосистем) и ландшафтов и играет решающую роль в жизни и эволюции животных, растений и микроорганизмов, приспосабливающихся к условиям среды. Численность (биомасса) и распределение организмов в пределах ареалов зависят от лимитирующих АФ. У каждого организма по отношению к отдельному АФ есть оптимальные потребности; крайние значения каждого АФ делают невозможным нормальную жизнедеятельность организма. Например, живые организмы могут существовать в основном в интервале температур между 0 и 50 °С, если не нарушается нормальный обмен веществ.

Температурный фактор в изолированном виде способен вызвать гибель животных и растений от переохлаждения или перегрева. Однако АФ могут действовать совместно с другими факторами. Например, сильный мороз хуже переносится при высокой влажности воздуха. Перегрев организмов при низкой относительной влажности наступает медленнее, чем при высокой (и в том и в другом случаях меняется интенсивность теплоотдачи).

Организмы данного биотопа существуют в условиях микроклимата, который, являясь производным от климата данной местности, существенно отличается от него. Так, микроклимат пашни во многом не схож с микроклиматом какого-либо лесного сообщества, расположенного в нескольких сотнях метров.

Животные не только выбирают подходящие для себя микроклиматические условия, но и могут активно приспосабливаться к окружающим условиям, смягчая воздействие АФ. Они строят жилища, роют норы и убежища, характеризующиеся своим микроклиматом. Например, в хатках бобра годичная амплитуда температур не превышает обычно 30 ... 35 °С, в то время как снаружи она может достигать 80 ... 85 °С. Это позволило бобру заселить различные природные зоны: от жарких пустынь до суровых лесотундр.

Существует много других форм приспособления животных к АФ - физиологических, поведенческих, экологических и т. д. Например, обитатели пустынь бодрствуют ночью, избегая прямого воздействия солнца. Многие из них привыкли обходиться без питья, добывая воду из растений. Когда солнце высушивает растения, животные впадают в летнюю спячку.

АФ определяют зональность распространения организмов, влияют на их сезонные биологические ритмы, т. е. являются важными экологическими факторами.

АФ наряду с биотическими факторами (БФ) сами подвергаются активному воздействию производственной и бытовой деятельности человека. В ряде районов Земли меняется химический и физический состав земной поверхности, атмосферного воздуха, водоемов, нарушается обычный ход климатических процессов. Эти изменения преобразуют окружающую среду. Вместе с тем человек нередко сложившиеся природные абиотические факторы перестраивает с помощью техники и новейших технологий в соответствии со своими потребностями (переброска стока рек, рассоление почв, защита от иссушающих ветров и др.), способствуя обогащению и улучшению окружающей природной среды.

Антропогенные изменения в природе - изменения, происходящие в природе в результате хозяйственной деятельности человека или непосредственного общения людей с окружающей природной средой [15, 28, 53, 57]. Воздействие человека на природу - необходимое условие его существования. В результате этого воздействия возможно непрерывное обеспечение людей жизненными благами и воспроизводство человеческого общества.

Воздействие человека сказывается, по существу, на всех ресурсах и компонентах биосферы (почвенном покрове, гидросфере, атмосфере, животном и растительном мире, литосфере). Даже труднодоступные районы земного шара - Арктика, Антарктика, высокогорья, глубины океанов, околоземное пространство - оказались в той или иной мере вовлеченными в хозяйственный оборот деятельности людей. Воздействие человека на окружающую среду становится соизмеримым с воздействием геологических сил и неизбежно влечет за собой изменения в экологических системах, ландшафтах, природных комплексах.

Можно выделить четыре главные формы воздействия человека на биосферу:

1. Изменение структуры земной поверхности: распашка целинных земель, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоемов и другие изменения поверхностных вод и т. д.

2. Изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящих в него веществ - добыча ископаемых, создание отвалов выработанных пород, выбросы различных веществ в атмосферу и гидросферу, изменение влагооборота.

3. Изменение энергетического и, в частности, теплового баланса отдельных регионов и планеты в целом.

4. Изменения, вносимые в биоту - совокупность живых организмов; истребление некоторых организмов, создание новых пород животных и растений, перемещение организмов (см. Акклиматизация) в новые места [53].

По подсчетам советских ученых, человечество сейчас активно эксплуатирует около 55% суши и 12% речной воды, половину ежегодного прироста леса; в результате строительства и горных работ ежегодно перемещается более 4 тыс. км³ породы; каждый год извлекается из недр более 100 млрд. т руды и сжигается 7 млрд. т условного топлива. Потребление кислорода за последние 100 лет составило 240 млрд. т; за это же время в атмосферу выброшено 360 млрд. т углекислого газа, что значительно увеличило его содержание в атмосфере. Около 300 млн. автомобилей ежегодно выбрасывают в воздух свыше 200 млн. т окиси углерода и около 50 млн. т различных углеводородов.

Наиболее заметные изменения и преобразования происходят на почвенном покрове. По существу, все земли, пригодные для использования в сельском хозяйстве, утратили естественные экосистемы и покрыты искусственными биоценозами (агробиоценозами и др.); значительная часть ландшафтов подверглась преобразованиям, некоторые из них стали культурными ландшафтами, другие, наоборот, потеряли свои привлекательные качества.

На всех континентах планеты меняется режим водотоков, появляются новые водоемы (водохранилища), каналы, осушаются болота, вырубаются и заменяются искусственными насаждениями естественные леса; меняется газовый состав атмосферы, усиливается загрязнение гидросферы и атмосферного воздуха, уменьшается численность одних и увеличивается других видов животных и растений; меняется климат отдельных районов, городов и промышленных агломераций. В связи с преобразующей деятельностью человека нарушаются биогеоценозы микромира в почвенной и водных средах.

Общие необратимые потери земельных ресурсов в мире за весь исторический период достигли 20 млн. км² и превысили современную пахотную площадь планеты. Ежегодно теряется 5 ... 7 млн. га различных земель. Возникла проблема так называемого "теплового загрязнения" планеты: ежегодно в биосферу выбрасывается 142,8×10¹⁵ кДж тепла и 1 млрд. т продуктов неполного сгорания.

Все антропогенные изменения, в природе можно разделить на две категории: преднамеренные и попутные. Примером преднамеренных преобразований можно назвать освоение земель под сельскохозяйственные культуры или многолетние насаждения, сооружение водохранилищ, строительство городов, промышленных предприятий и населенных пунктов, путей сообщения, рытье котлованов для добычи полезных ископаемых, осушение болот, изменение направления течения рек. Попутные изменения - это изменения газового состава атмосферы, загрязнение окружающей среды, образование депрессионных воронок, обеднение видового состава животного мира, развитие эрозионных процессов на почве, усиление аллергических заболеваний людей, образование фотохимических туманов (смогов), ускорение коррозии металлов и др.

Большая часть попутных изменений в природе неизбежна. Задача заключается в том, чтобы свести их к минимуму или найти решение, полностью устраняющее некоторые виды негативных процессов (например, проведение рекультивации нарушенных земель, улавливание в процессе производства загрязняющих веществ).

По отношению к животному миру выделяются две формы антропогенного влияния - прямое и косвенное. Прямое заключается прежде всего в использовании человеком животных для удовлетворения своих потребностей, преимущественно в пище и в одежде. Это - охота, рыбная ловля, сбор яиц птиц и некоторых пресмыкающихся, птичьего пуха, пчелиного меда, вылов и сбор морских беспозвоночных и т. д. Все эти виды охоты и собирательства безопасны для диких животных, если они не нарушают условий для воспроизводства их запасов, т. е. соразмеряют изъятие с реальным приростом.

Однако бесконтрольные промысел и охота, браконьерство привели к гибели многих видов и подвидов диких животных. Например, была уничтожена стеллерова корова, выбита бескрылая гагарка, истреблен странствующий голубь. В наше время отсутствие надлежащего контроля за охотой и рыбной ловлей, чрезмерная добыча диких животных и особенно браконьерство приводят к региональному сокращению охотничьих и рыбных ресурсов и исчезновению отдельных популяций дичи и рыбы.

К прямым антропогенным проявлениям относится гибель диких животных на дорогах и магистралях от транспортных средств, а также на полях и лугах во время уборки трав и сельскохозяйственных культур. Отход молодняка и кладок полевой дичи может доходить до 50%.

К числу положительных прямых воздействий человека в первую очередь следует отнести все биотехнические мероприятия в охотничьем и рыбном хозяйстве. Они противодействуют разрушению условий обитаний рыбы и дичи, способствуют сохранению высокой численности диких полезных животных. Так, акклиматизированный в СССР североамериканский грызун ондатра значительно повысил биологическую и хозяйственную продуктивность водно-болотных угодий страны.

Косвенные формы антропогенного влияния на диких животных многообразны и различны по последствиям. Все глобальные перемены в биосфере в той или иной мере, подчас многоступенчато, отдаленно, отразились на животном мире планеты.

Рубки леса могут отрицательно сказываться на одних и положительно на других видах животных. Вырубка спелых хвойных лесов ведет к исчезновению соболя, глухаря, рябчика, резкому снижению численности куницы. Но на этих вырубках, возобновляющихся лиственными породами, создаются хорошие условия для лосей, зайцев-беляков, тетеревов. Сплошные концентрированные рубки ухудшают условия жизни большинства лесных зверей и птиц, узколесосечные рубки, увеличивая экологическую мозаику - улучшают. Распашка земель под сельскохозяйственные угодья увеличивает запас кормов для полевой дичи; сплошное освоение угодий под пашню, развитие монокультур лишает полезных полевых животных мест для укрытий и убежищ. Механизация и интенсификация сельского хозяйства, проводимые односторонне, без учета нужд живой природы, обедняют животный мир агрофитоценозов.

Гидромелиоративные мероприятия, особенно сплошное осушение болот и спрямление русел малых рек, отрицательно сказываются на численности и видовом составе животных, населяющих мелиорированные угодья. Внесение небольших коррективов в гидромелиоративные работы (оставление определенного процента переувлажненных земель, сохранение ключевых мест обитания рыбы и дичи, комплексное регулирование гидрорежима и др.) смягчает их негативные последствия, способствует сохранению экологического равновесия.

Урбанизация, промышленное строительство, горнодобывающая промышленность, транспортные магистрали коренным образом изменяют местообитания диких животных и почти не оставляют места для аборигенных видов, хотя и в данных случаях возможны компромиссы. Например, во многих странах обочины дорог (шоссейных и железных), полосы отчуждения путем проведения несложных мероприятий приспосабливают для обитания полезных зверей и птиц, в том числе и охотничьих.

Наибольшую опасность, особенно для ихтиофауны, имеет промышленное и бытовое загрязнение окружающей среды. Крайнюю опасность для морских животных представляют участившиеся за последние годы катастрофы танкеров.

Большую роль в разрешении проблем, связанных с устранением или смягчением негативных последствий антропогенного воздействия, призвано сыграть учение о взаимоотношении человека и природы. Его задачи: изучение взаимодействия человека на природу и среды на человека и общество; конструирование идеальной схемы гармоничного развития биогеоценотического покрова; конструирование идеальной схемы гармонического развития природы и экономики единых географических систем; разработка генеральной схемы оптимального развития экономики региона, сопровождающегося оптимизацией биогеоценотического покрова [57].

Ареал - территория суши или воды, в пределах которой распространен какой-либо вид, род, семейство растений или животных. Площадь ареала может сильно варьировать - от поверхности всей Земли до небольших участков на ней. Организмы, имеющие обширный (на нескольких континентах) ареал, называют космополитами, а живущие на ограниченных участках - эндемиками. Границы ареала обусловливаются естественными преградами (горами, морями, океанами), а также климатом, почвой, пищевыми возможностями для организмов и др.

В век научно-технического прогресса и усиления воздействия человека на природу ареалы животных и растений могут значительно меняться. Так, енотовидная собака, ранее встречавшаяся только на Дальнем Востоке, сейчас благодаря человеку распространена почти по всей территории Советского Союза. Завезенная из Америки в СССР ондатра освоилась во многих областях страны. Расширяется ареал лосей, диких свиней. В то же время сужаются ареалы некоторых ранее широко распространенных животных и растений - выхухоли, азиатского речного бобра, черного аиста, жень-шеня, эдельвейса альпийского, чилима. Животные и растения с сокращающимися ареалами взяты под защиту, занесены в "Красные книги" СССР и союзных республик.

Биогеоценоз - совокупность взаимосвязанных растительных и животных организмов и их абиотической среды обитания (почвы, гидрографии, горных пород, атмосферы), однородной по топографическим, микроклиматическим, почвенным, гидрологическим и биотическим условиям [6, 14, 17, 29, 38].

Все организмы в пределах биогеоценоза находятся в тесной пищевой, пространственной, видовой и размерной взаимозависимости. Пищевая зависимость разнообразна и имеет примерно такие цепи: растения, растительноядные животные, хищники, хищники хищников, черви, грибы, водоросли, бактерии, живущие за счет разрушения и разложения мертвых растений и животных, а также тканей живых организмов или их отходов и отбросов.

Каждый биогеоценоз представлен неодинаковым числом обитателей - животных, растений и других организмов или биомассы. Соотношение между структурными подразделениями данного биогеоценоза (в среднем за год) более или менее постоянно. Виды, которые имеют наибольшее число особей или биомассы, называются доминантными. Положение и роль вида в биогеоценозе, его специализацию называют экологической нишей вида.

Виды и особи биогеоценозов обычно имеют свою степень пространственной упорядоченности, которая может быть горизонтальной и вертикальной в зависимости от микроусловий и видовой потребности организмов, равномерное, групповое, очаговое и другое расположение. В лесу, например, четко просматривается вертикальное распределение растений и животных (нижний, средний и верхний ярусы, почвенный горизонт).

Соотношение между видами, популяциями, числом особей в биогеоценозе по временам года может меняться в зависимости от обеспеченности пищей, погодных условий и т. д. Сообщества животных и растений биогеоценозов в зависимости от естественных или антропогенных факторов могут заменяться после лесных пожаров, высыхания болота, вырубки леса, распашки земли и в силу естественных закономерностей в природе. Примером периодической смены биогеоценозов может служить смена породного состава деревьев в лесу. Под пологом лиственного леса в средней полосе Советского Союза появляется подрост ели и других хвойных пород. По мере отмирания недолговечных осины, березы, ольхи в первый ярус выходят хвойные деревья, образуя качественно новый биогеоценоз. После старения и выпадения деревьев хвойных пород преобладающими становятся снова лиственные породы со свойственным им животным миром.

Последовательную смену одних сообществ или организмов другими на определенном участке называют сукцессией.

Устойчивость биогеоценозов зависит от соотношения рождаемости и смертности особей, числа организмов и обеспеченности пищевыми ресурсами, а также от динамики поступления и потребления энергии. Биогеоценозы с большим числом составляющих компонентов, как правило, более устойчивы по сравнению с менее сложными.

Одни ученые [6] считают, что биогеоценоз равнозначен понятию экологическая система. Другие [17] рассматривают экосистему более расширенно; по их мнению, экосистема может охватывать пространство любой протяженности.

Учение о биогеоценозах разработал выдающийся советский ученый В. Н. Сукачев на примере лесных сообществ. Однако открытие В. Н. Сукачевым закономерности взаимодействия и взаимозависимости живых организмов с абиотическими условиями в равной мере приемлемы для любых условий земной поверхности и водных условий.

Биогеоценозы различаются по своей первичной продуктивности, являющейся результатом фотосинтеза растениями органического вещества (в граммах сухого вещества на 1 м² в год), и по количеству биомассы органического вещества, находящегося на 1 га или 1 м². Наибольшей первичной продуктивностью обладают биогеоценозы тропических лесов, лесов умеренного климата, саванн, сельскохозяйственных угодий, наименьшей - пустыни, тундры и др. Вторичная продуктивность - это продуктивность, получаемая от животных и других организмов, существующих за счет растений.

Познание внутренней структуры, динамики взаимодействия между составными элементами биогеоценозов, ритмов жизни растительно-животных сообществ позволяет разрабатывать меры для максимального их использования и получения наибольшего количества необходимой человеку продукции, а также обеспечивать долговечность биотических сообществ, уменьшать отрицательные последствия преобразующей деятельности человека, вплотную подойти к управлению биосферой.

Биологический круговорот (БК) - постоянная циркуляция вещества и движение энергии между почвой, растительным и животным миром и микроорганизмами, связанные с существованием и жизнедеятельностью организмов [14, 17, 37, 49]. Основа БК - образование в процессе фотосинтеза первичной продукции (растительной), превращение ее во вторичную (в частности, животную) и ее распад.

Активное движение органического вещества в биогеоценозах (экологических системах) осуществляется по пищевым (трофическим) цепям. "Пищевой цепью называется ряд живых организмов, в котором одни организмы поедают предшественников по цепи и в свою очередь оказываются съеденными теми, которые следуют за ними" [14, 289].

Пищевые цепи первого типа начинаются с живых растений, которыми питаются травоядные животные. В них выделяются следующие категории организмов:

1. Продуценты - преимущественно хлорофиллоносные растения. Под влиянием солнечных лучей, в процессе фотосинтеза растения (автотрофы) образуют органическое вещество, т. е. накапливают потенциальную энергию, содержащуюся в синтезированных углеводах, белках и жирах растений. В наземных экосистемах основные продуценты - зеленые цветковые растения, в водной среде - микроскопические планктонные водоросли.

2. Консументы - гетеротрофные организмы, потребители органического вещества, созданного автотрофами. К первичным консументам относятся травоядные животные, а также паразиты (животные и растения) зеленых растений. Среди травоядных животных в наземной среде преобладают насекомые, грызуны и копытные, в водной - мелкие ракообразные и моллюски. Вторичные консументы питаются травоядными животными, т. е. относятся к плотоядным (или всеядным). Наконец, третичные консументы питаются вторичными (это, конечно, не единственный их корм), т. е. хищниками, поэтому их называют иногда хищниками хищников (например, беркут, поедает лисицу или волка). Состав вторичных и третичных консументов очень разнообразен: здесь и хищники, убивающие свою добычу, и паразиты, и трупоеды.

3. Биоредуценты (деструкторы) - организмы, разлагающие органические вещества, преимущественно микроорганизмы (бактерии, дрожжи, грибы-сапрофиты), поселяющиеся в трупах, экскрементах, отмирающих растениях и разрушающие их.

Несколько примеров пищевых цепей, без редуцентов [по 14]:

I Трава(продуцент) → кролик (первичный консумент) → лисица (вторичный консумент)

II Обыкновенная сосна → тля → божьи коровки → пауки → насекомоядные птицы → хищные птицы

Пищевые цепи второго типа начинаются неживыми и более или менее разложившимися веществами, которые потребляются детритоядными организмами. Биомасса организмов различных трофических уровней в пределах пищевых цепочек неодинакова; она выше на уровне продуцентов и уменьшается по мере продвижения к консументам высшего порядка.

Зеленые растения-автотрофы используют для процессов фотосинтеза и синтеза химической энергии 1 ... 3% получаемой энергии Солнца, с учетом того, что 80 ... 90% образовавшихся углеводов разрушается в процессе дыхания Растения, эффективность фотосинтеза составляет 0,1 ... 0,5%. Для образования биомассы травоядных животных затрачивается в среднем 1% энергии растительного корма (потери 99%).

Если зеленые растения в среднем поглощают 1500 кал солнечной энергии в день на 1 м², то 15 кал будет запасено в виде чистой растительной продуктивности; в тканях жвачных животных аккумулируется 1,5 кал на уровне первичных плотоядных (консументов) и 0,15 кал - вторичных. Это и будет "пирамидой чисел", т. е. экологической пирамидой при схематическом изображении пути вещества и энергии в трофических системах.

Все наземные экосистемы производят около 50 млрд. т органического вещества в год; примерно такова же первичная продуктивность океанов. Следовательно, ежегодно в биосфере образуется примерно 100 млрд. т органического вещества^*.

^* (В научной литературе есть и другие цифры: 53 млрд. т, 140 млрд. т и т. д.)

Биомасса наземных животных не превышает 1% биомассы растений, причем около 95% ее приходится на беспозвоночных.

Биомасса организмов формируется в основном из соединений кислорода, углерода и водорода, поэтому, очевидно, в БК входит цикл круговорота этих элементов в биосфере, вызванный рождением, питанием, гибелью и разложением организмов. Главный источник кислорода в атмосфере - растения, которые на суше производят 53×10⁹ т этого газа в год, а в океанах - 414×10⁹ т. Скорость круговорота кислорода в биосфере, т. е. время, в течение которого весь он проходит через живое вещество, 2 тыс. лет.

Первое звено круговорота углерода - поглощение растениями при фотосинтезе атмосферного углерода, содержащегося в углекислом газе, второе - использование органических веществ животными при питании и частично возвращение углерода в атмосферу при их дыхании. Кроме того, часть органического вещества (опад у растений, отбросы у животных), содержащего углерод, уходит в почву (с частичным возвратом в атмосферу). Скорость оборота углерода в биосфере 700 лет.

Существуют также круговороты водорода, азота и других химических элементов, составляющие часть общего БК.

Интенсивность БК определяет численность и разнообразие живых организмов на земле, объем накапливаемой органической продукции, которая может быть использована для удовлетворения потребностей человеческого общества. Познание всех особенностей БК веществ и движение энергии в природе помогает людям активно влиять на накопление нужной им органической материи.

Биом (англ. biome от греч. bios жизнь, и лат. omat, oma - окончание, обозначающее совокупность) - совокупность видов растений и животных, составляющих живое население данного района. Термин применяют главным образом в зарубежной экологической и биогеографической литературе. К нему близок термин биота, применяемый к более обширным участкам поверхности Земли.

В природоохранительной литературе термин биом применяют как синоним понятия биотическое сообщество, т. е. сообщество взаимосвязанных друг с другом организмов, живущих на определенном участке суши или водоема. Взаимосвязанность организмов и популяций на определенном участке земной или водной поверхности предопределяет необходимость комплексного подхода к разработке и применению природоохранительных мероприятий.

Биомасса - совокупность организмов в популяции или в биогеоценозе (экологической системе) в момент наблюдения [17, 20]. Обычно биомасса характеризуется весовыми единицами. В зависимости от принадлежности органического вещества растениям или животным различают фитомассу (фитобиомассу) и зоомассу (зообиомассу).

Суммарная биомасса всей суши составляет примерно 3×10¹² ... 1×10¹³ т.

Преобладает фитомасса (97 ... 99%); на долю животных приходится лишь 1 ... 3%. Основной удельный вес в зоомассе составляют беспозвоночные организмы (90 ... 95%).

Органической жизнью насыщены почвы. Например, биомасса некоторых лесных почв Дании составляет в среднем 715,2 кг/га, из них на долю дождевых червей приходится 537 кг/га, многоножек двупарноногих 76 кг/га, брюхоногих моллюсков 50 кг/га.

Биомасса высших животных обычно невелика: их большой вес нивелируется спорадическим распространением, невысокой плотностью. Однако в некоторых районах Земного шара, отличающихся высокой первичной биологической продуктивностью, встречаются исключения. Так, биомасса диких копытных в саваннах национального парка Альберта в Африке, составляет в среднем 24406 кг/км². Для сравнения укажем, что при выпасе здесь домашних животных саванны не выдерживают нагрузку свыше 15 ... 18 тыс. кг/км².

Показатели биомассы в экологии и различных отраслях природопользования необходимы для получения абсолютных и относительных оценок; на них строятся все расчеты характера и интенсивности биологического круговорота.

Биосфера (греч. bios - жизнь, sfere - шар) оболочка Земли, включающая части атмосферы, гидросферы и литосферы, заселенные живыми организмами [7, 10, 12, 41]. Впервые термин биосфера появился в XIX в. в трудах австрийского ученого Э. Зюсса. До него на наличие всепроникающей живой материи указывал Ж. Ламарк. Современное учение о биосфере создал выдающийся русский ученый В. И. Вернадский. Он доказал, что все три оболочки Земли воедино связаны живым веществом, которое непрерывно оказывает воздействие на неживую природу, преобразуя и формируя облик планеты.

По последним данным, толщина биосферы составляет 40 ... 50 км. Она включает в себя нижнюю часть атмосферы до высоты 25 ... 30 км (до озонового слоя), практически всю гидросферу и литосферу до 3 км.

Живые организмы, получая поток энергии солнечного излучения, преобразуют его, вовлекают в химические реакции неорганическую материю и создают непрерывный круговорот веществ и энергии. По подсчетам В. И. Вернадского, биомасса всех на Земле организмов достигает 10¹⁵ т, что составляет лишь 0,25% массы всей биосферы. Общая масса сухого вещества фитомассы составляет примерно 2,42×10¹² т, или 99% всего живого вещества на Земле. Роль живого вещества во все геологические эпохи была огромна. Нынешний газовый состав атмосферы, почвенный покров, полезные ископаемые (каменный уголь, нефть, известняки, горючие сланцы, мел, озерный ил сапропель, торф, лесная подстилка) - результат деятельности живого вещества прошлых эпох.

В состав биосферы, кроме живого вещества (растительного и животного мира и микроорганизмов), входит биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (осадочные породы органического происхождения), биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами и косное вещество - горные породы магматического, неорганического происхождения, вода, а также в значительной мере переработанные и видоизмененные живыми организмами вещества космического происхождения (космическая пыль, метеориты и т. п.). Кроме того, в состав биосферы входят радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов, и рассеянные атомы, не связанные химическими реакциями. С современных экологических позиций биосферу можно рассматривать также как совокупность всех взаимодействующих биогеоценозов.

По мнению ученых, жизнь на Земле появилась 2,5 ... 3 млрд. лет назад. Колыбелью ее зарождения была вода. За 0,5 млрд. лет до нашего времени живые организмы распространились по суше.

Формирование биосферы активно началось именно с зарождения жизни на планете. Для всей истории образования биосферы решающее значение имело появление на Земле растительности, содержащей хлорофилл. Только благодаря хлорофиллу растения приобрели способность улавливать энергию солнечного света, использовать ее для фотосинтеза, в результате которого из воды и углекислого газа создается органическое вещество - первооснова существования и развития всего многообразия растительного и животного мира и микроорганизмов. Накопленная зелеными растениями энергия используется другими организмами как при жизни растений, так и после их отмирания, а при полном или частичном распаде тканей остатки усваиваются новыми поколениями растительного мира. Таким образом обеспечивается непрерывность функционирования всей структуры биосферы, совершается биологический круговорот.

Благодаря живому веществу поддерживается взаимосвязь и взаимообусловленность всех компонентов в биосфере. Эта связь, многосторонняя и разнообразная, дает основание определить биосферу как гигантскую экологическую систему, в которой человек выступает, с одной стороны, как биологическая частица всей системы, а, с другой - как активный ее преобразователь. Так как воздействие человека на природу непрерывно усиливается, роль общества по отношению к биосфере должна сводиться к сохранению в ней установившихся закономерностей и связей или к замене их такими, которые не ухудшали бы биофизическую среду, а улучшали ее.

Конечная цель человека относительно биосферы - управление всеми важнейшими процессами, происходящими в экологических системах, т. е. преобразование биосферы в ноосферу - среду разума.

В связи с тем, что неупорядоченное воздействие человека нанесло биосфере ущерб, организованы международные исследования, направленные на ее охрану. В 1972 г. начали осуществлять программу ЮНЕСКО "Человек и биосфера", цель которой - установить тесное сотрудничество специалистов различного профиля для решения проблемы взаимоотношений человека, окружающей среды и естественных ресурсов. Программой руководит Международный координационный комитет, объединяющий 30 стран, в том числе и СССР.

Биота (греч. biote - жизнь) - исторически сложившаяся совокупность растений и животных, объединенных общей областью распространения. В отличие от биоценоза, виды, входящие в состав биоты, могут иметь и не иметь экологические связи. Однако во многих случаях одну и ту же совокупность организмов можно рассматривать и как биоту (с позиций биогеографии), и как биоценоз (с позиций экологии). Термин биота широко используют в литературе по теоретическим и практическим вопросам охраны окружающей среды.

Биотические факторы (БФ) - совокупность влияний, оказываемых на организм жизнедеятельностью других организмов [16, 34, 36]. Биотический фактор наряду с абиотическим фактором и антропогенным воздействием формирует условия обитания вида, динамику его численности. БФ лежит в основе трофических цепей. На этом базируется взаимосвязь между растительным и животным миром, между разными видами плотоядных животных.

Единой классификации БФ нет. Ф. Дре [16], например, выделяет внутривидовые и межвидовые БФ. Внутривидовые БФ состоят из двух больших подгрупп факторов - демографических и экологических; они действуют внутри вида, в популяциях, из которых состоит вид. Демографические факторы^* - это численность популяций, соотношение полов, продолжительность жизни, плодовитость; экологические факторы - это факторы, связанные с полом, групповой эффект, конкуренция. Группа межвидовых БФ разнообразна по составу. В нее входят изменения среды под воздействием живых организмов, взаимодействия между видами (конкуренция, симбиоз, или мутуализм, комменсализм, эксплуатация (паразитизм и хищничество), питание организмов, отношение между видом и его пищей.

^* (Советские экологи относят эти факторы к популяционным и рассматривают их в рамках учения о популяциях - популяционной экологии.)

Возможны и иные классификации БФ. Важны их взаимосвязанность и взаимообусловленность и очень сильное влияние, оказываемое ими (отдельно или в совокупности) на численность животных и ее динамику во времени и пространстве. Пища, например, для животных - единственный источник энергии; недостаток ее по количеству и качеству может служить лимитирующим фактором. Голодание животных приводит к ухудшению их физиологического состояния, снижению размножения, ослаблению жизнестойкости; голодные животные легче заболевают, становятся жертвами хищников, погибают от истощения. С точки зрения популяционной экологии кормовые условия могут служить одной из ведущих причин колебания численности диких животных. Так, при хорошей обеспеченности семенами хвойных растений плотность населения белки в десятки и сотни раз превышает ее плотность, если их нет. Цикличность численности животных с узким спектром питания (стенофагов) повторяет с некоторым отставанием цикличность обилия их основных кормов (белка и еловый клест - семена ели, полярная сова, - лемминги, рысь - заяц-беляк и т. д.).

В последние годы большое значение придают внутривидовым факторам - структуре популяции, взаимоотношениям животных разных половозрастных групп, плотности населения. Установлено, например, что нарушение нормального состава семей (на фоне повышенной плотности населения, но при сохранении общих хороших условий обитания) может вызвать прохолостание части половозрелых самок: явление саморегуляции численности, отодвигающее резкую перенаселенность со всеми губительными для вида последствиями.

БФ широко используют в преобразовании, управлении и охране окружающей среды, изменении состава и состояния живой и неживой природы определенных участков и территорий (например, при закреплении подвижных песков растительностью), изменении микроклимата в ландшафте путем лесонасаждений, улучшении состава почвы с помощью бактерий и некоторых растений, организации биологической борьбы с вредителями и болезнями растений и др.

Биотоп (греч. bios - жизнь, topos - место) - участок земной поверхности (суши или водоема) с однотипными абиотическими условиями среды (климатом, почвой, рельефом и т. п.), занимаемый тем или иным биоценозом. Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет как видовой состав организмов, так и особенности их существования, и в свою очередь подвергается изменениям под воздействием биоценоза. Таким образом, биотоп - неорганический компонент биогеоценоза.

Взаимосвязь и взаимообусловленность явлений, предметов и процессов в природе - непреложный закон материалистической диалектики [16, 17, 20]. Взаимозависимость многогранна, разнообразна и бесконечна. Она проявляется на различных ступенях существования и развития органической жизни. Прежде всего фиксируется связь между живой и неживой материей. Энергия солнечных лучей порождает жизнь. За счет синтезированных органических тканей (продуцентов) существуют животные (консументы) и многие виды бактерий (редуценты). Между особями, популяциями и видами животных и растений устанавливаются многочисленные трофические (пищевые) и другие связи. Травоядные и фитопланктоноядные животные составляют первую ступень - основу существования всех животных. После отмирания животных и растений в их тканях поселяются бактерии, грибы, водоросли, которые доводят продукты своего питания до полной минерализации. Остатки заложенной в растениях солнечной энергии выделяются в виде тепла.

В органическом мире взаимосвязь выражается в конкурентной борьбе за влагу, пространство, солнечный свет и другие факторы и в конечном итоге проявляется в количественном соотношении между особями и популяциями.

В основе взаимосвязей явлений, процессов и предметов в природе находится непрерывная миграция химических элементов литосферы, гидросферы, атмосферы и живой материи, в первую очередь так называемых биофилов: кислорода, углерода, азота, фосфора, серы, железа, кальция, магния и калия. Главенствующее значение в переносе элементов в природе принадлежит живым организмам, которые осуществляют обмен веществ с абиотической (неживой) средой обитания.

Взаимосвязи и взаимообусловленость в природе создает нечто единое в биосфере, объясняет устойчивость биоценозов и в определенных пределах самовосстановительных способностей природы. Вместе с тем это порождает уязвимость создавшихся биогеоценозов, ибо серьезное нарушение человеком одного из звеньев в общем комплексе взаимосвязей вызывает цепную реакцию распада всей исторически сложившейся экологической системы.

Взаимосвязь и взаимообусловленность явлений, предметов и процессов в природе предопределяют необходимость комплексного подхода к практическим задачам охраны окружающей среды, планирования в соответствующих мероприятиях такого воздействия на биогеоценозы, которое по возможности обеспечивало бы природное равновесие или создавало условия для управления человеком экологическими системами.

Для изучения проблем взаимосвязей и взаимообусловленности в природе большое значение имеет работа В. В. Докучаева "Учение о зонах природы".

Всемирный день окружающей среды - 5-е июня. Учрежден Конференцией ООН по окружающей среде, которая состоялась в Стокгольме (Швеция) 5-16 июня 1972 г., по предложению делегаций Японии и Сенегала. Отмечается ежегодно для привлечения внимания мировой общественности к проблемам охраны окружающей среды.

Конференция ООН по окружающей среде приняла декларацию, содержащую 26 принципов, которыми должны руководствоваться в своей деятельности, направленной на охрану природы и рациональное использование природных ресурсов, все государства. Особое внимание в декларации обращено на право государств разрабатывать свои собственные естественные богатства в соответствии со своей политикой в области окружающей среды и на ответственность государств за обеспечение того, чтобы их деятельность в рамках своей юрисдикции не причиняла ущерба окружающей среде других стран или районов, выходящих за пределы действия национальной юрисдикции.

В Советском Союзе Всемирный день окружающей среды отмечается с 1973 г. Ежегодно в первых числах июня проводятся мероприятия, посвященные этому дню. В Москве на совместное заседание собираются представители Междуведомственного научно-технического совета по комплексным проблемам охраны окружающей природной среды Государственного комитета СССР по науке и технике, Научного совета АН СССР по проблемам биосферы, Комитета ВСНТО по проблемам окружающей природной среды, Всесоюзного общества "Знание". В союзных республиках совместные заседания проводятся при активном участии обществ охраны природы.

К проведению Всемирного дня окружающей среды приурочиваются конкурсы, смотры, кинофестивали, выставки и многие другие мероприятия, которые призваны вовлечь широкие слои населения в практическую работу по предотвращению неблагоприятного воздействия производственной и хозяйственной деятельности на природу, труд и жизнь людей. Печать, радио, телевидение освещают проблемы охраны природы, пропагандируют научно-технические достижения в этой области, а также излагают решения партии и правительства о мерах по улучшению состояния окружающей среды в стране.

Проведение Всемирного дня окружающей среды не ограничивается подведением итогов научно-технической и практической деятельности в области охраны природы в нашей стране. Подводится итог достижениям международного сотрудничества в области решения региональных и глобальных задач охраны окружающей среды и рационального использования природных богатств.

Глобальная экология - это дисциплина, изучающая биосферу в целом, т. е. экологическую систему, охватывающую весь земной шар. Этот термин появился в литературе в последние годы. Одни ученые считают глобальную экологию разделом общей экологии, другие рассматривают ее как самостоятельную дисциплину. М. И. Будыко [8] относит к числу главных задач современной глобальной экологии изучение антропогенных изменений окружающей природной среды и обоснование методов сохранения и улучшения этой среды в интересах человечества. Глобальная экология должна также охватывать и выяснение закономерностей эволюции биосферы.

Советские ученые считают, что в дальнейшем формировании и развитии этой дисциплины, помимо обобщения накапливаемых эмпирических материалов, важное значение будет иметь исследование крупномасштабных процессов в биосфере методом численного моделирования. Комплексная численная модель для биосферы в целом, учитывающая взаимодействие всех компонентов природы, должна строиться из данных о современном состоянии биосферы и о ее состоянии в прошлые геологические эпохи. Первоочередная задача глобальной экологии - разработка прогнозов изменения биосферы в будущем, что должно служить основой для разработки мероприятий на ближайшие годы и перспективу по сохранению и улучшению среды обитания людей, а также предотвращению непредвиденных в настоящее время аномалий в биосфере.

"Демографический взрыв" - резкое увеличение населения Земли во второй половине XX в. [2, 29, 30, 52]. Неуклонный рост численности людей присущ человечеству со времени его возникновения. Как правило, каждое последующее поколение землян становилось многочисленнее предыдущего.

К началу нашей эры численность людей на планете составила около 300 млн. чел., а к середине XIX в. достигла 1 млрд. чел. Затем наблюдалось дальнейшее ускорение роста В 1930 г. на Земле проживало 2 млрд. чел., а в 1960 г. - 3 млрд., а в 1976 г. - 4 млрд. чел.

По данным ООН, в настоящее время ежегодно прирост населения составляет от 60 до 70 млн. чел., и к 2000 г. его численность, вероятно, достигнет примерно 6,3 ... 6,5 млрд. чел. Темпы прироста населения в различных регионах мира неодинаковы: в Латинской Америке они достигают 3% в год, в Африке - 2,5%, в Азии более 2%. В европейских странах и Северной Америке прибавка населения составляет 0,8 ... 1,2% в год.

Быстрое увеличение числа людей привлекает большое внимание ученых и государственных деятелей в связи с тем, что оно тесно связано с продовольственной проблемой, усилением влияния на природу и использованием природных ресурсов. Ряд западных ученых считает, что именно быстрый рост населения повинен в голоде миллионов людей уже в наши дни и представляет большую опасность для будущности человечества. По данным ФАО ООН, от калорийного голодания страдает 20%, от белкового и других видов голодания - 60% населения развивающихся стран.

Безусловно, рост численности населения на планете - мощный фактор влияния на природу. Но это влияние не обязательно должно быть губительным для окружающей среды. При разумном построении взаимоотношений с природой оно может оказаться благоприятным и для людей и для окружающей среды.

Преодолеть голод при растущей численности населения можно при росте производительных сил, увеличении производительности земли, более полном использовании богатств Мирового океана, распространении на весь мир и прежде всего на развивающиеся страны "зеленой революции". Новейшие открытия в области энергетики, органической химии, генетике вселяют уверенность в обеспечении всем необходимым увеличивающуюся численность населения Земного шара. Однако необходимая предпосылка для этого - переустройство социального мира, а именно ликвидация пережитков колониализма и устранение неоколониализма, замена капитализма социализмом.

Советские ученые считают, что для каждой общественно-экономической формации характерны свои законы народонаселения. Они определяются не биологическими, а социально-экономическими условиями жизни общества. Изменение социальных и экономических условий в ближайшем будущем сократит рождаемость без принятия каких-либо мер в глобальном масштабе.

Естественные (природные) ресурсы и компоненты - части всей совокупности природных условий существования человечества и важнейшие составные части окружающей его естественной среды, которые используются или могут быть использованы человеком в производственных или в других нужных ему целях [3, 6, 44]. К природным ресурсам (богатствам) относят воду, почву, солнечное тепло, солнечную радиацию, полезные ископаемые, энергию приливов и отливов, животный мир, растительность, внутриземное тепло, силу ветра. Само понятие "ресурс" появилось тогда, когда началась хозяйственная деятельность человека и возникла необходимость широкого и разнообразного использования природных богатств и объектов окружающей среды для приготовления жизнеобеспечивающей продукции и орудий труда.

Иногда к природным ресурсам относят атмосферный воздух, климат, космическую радиацию, озоновый слой. Однако эти объекты целесообразнее считать компонентами природы, составляющими природные условия существования людей, безотносительно к постоянной производственной их деятельности. Природные ресурсы (богатства) выступают и как компоненты природы и как экономическая категория. Естественные ресурсы, вовлеченные в процесс общественного производства, в конечном итоге входят в качестве составной части в производительные силы общества.

Природные ресурсы и компоненты принято делить на исчерпаемые и неисчерпаемые. К первым относят богатства недр, почву, растительный и животный мир, ко вторым - воду, солнечную радиацию, энергию приливов и отливов, внутриземное тепло. Компоненты биосферы - воздух, озоновый слой, космическая радиация, климат - можно также отнести к вечным (неисчерпаемым) составляющим биосферы.

Исчерпаемые ресурсы в свою очередь делятся на возобновимые (почва, флора и фауна, некоторые виды минерального сырья, например осаждающиеся а озерах соли) и невозобновимые (богатства недр).

Такая классификация природных ресурсов помогает ориентироваться в практических вопросах охраны природы, но она в значительной мере условна. Например, почва считается возобновимым ресурсом, но при определенных неблагоприятных условиях, неправильном с ней обращении она не возобновляется; воду относят к неисчерпаемой категории ресурсов. В действительности, в настоящее время пресная вода в ряде мест изымается в такой мере, что становится дефицитом. Многие виды животных и растений оказались на грани уничтожения, стали практически невозобновимыми и в связи с этим внесены в "Красную книгу" и взяты под защиту государства.

Используемые в производстве природные ресурсы в зависимости от их количества, качества и индивидуальных особенностей дифференцируют по характеру использования. Например, при планировании и использовании возобновимых ресурсов предусматривают допустимые размеры изъятия и меры для ускорения их возобновления; в отношении невозобновимых ресурсов принимают меры для экономного их расходования, вторичного применения, изыскания заменителей и т. п.

Многие природные ресурсы состоят из ряда компонентов. Так, полезные ископаемые представляют собой, как правило, сложные соединения элементов, руды, смеси; растительный мир - это лес с его множеством составных частей, травянистая растительность; почвенный покров - сложноорганизованное тело, "состоящее из минеральной основы, живых организмов и перегнившей органической массы и т. д. В связи с этим использование природных ресурсов должно быть комплексным.

Загрязнение окружающей среды - поступление в природную среду любых твердых, газообразных веществ или видов энергии (тепла, звука, радиоактивности) в количествах, превышающих допустимый уровень, т. е. уровень, не оказывающий вредного воздействия на человека, животных и растения (15, 22, 55].

Виды, источники и пути загрязнения окружающей среды различны и многообразны: выбросы в атмосферу химических соединений и смесей; слив в водную среду всевозможных производственных и коммунально-бытовых отходов, попадание в нее нефтяных продуктов; засорение ландшафтов мусором и упаковочными материалами; загрязнение полей, лугов, лесов и водных объектов пестицидами; повышение уровня ионизирующей радиации, производственных и бытовых шумов, вибраций, а также накопление тепла в атмосфере.

Известно более 150 загрязняющих атмосферу веществ, причем по мере освоения новых технологических процессов и создания новых продуктов производства число загрязняющих веществ возрастает. Этому способствуют также реакции в атмосфере и других средах между загрязняющими веществами под воздействием солнечного света, окислительно-восстановительных процессов и других реакций.

Наиболее распространенное загрязняющее среду вещество - углекислый газ. Двуокись углерода СО₂ (непременную составляющую атмосферного воздуха) приходится рассматривать как загрязняющее вещество в связи с тем, что за последние десятилетия ее поступление в атмосферу в результате сжигания угля, нефти, газов, сланцев и других горючих материалов настолько велико, что не может полностью перерабатываться растениями планеты и растворяться водами Мирового океана.

Из других газов наибольшую опасность представляет окись углерода СО (угарный газ), окислы серы S_xO_x и азота N_xO_x, соединения фтора HF₄ и FSi₄, аммиак NH₃, вредно воздействующие на организм человека, животных, растения, микрофлору и фауну почвы. К загрязняющим веществам относятся и взвешенные в воздухе частицы: дым, пыль, аэрозоли, мелкие комочки почвы и т. п.

Немалую озабоченность ученых, работников медицины и экологов вызывают попадающие в организм животных и человека через пищу, воду и воздух соединения тяжелых металлов - ртути, свинца и кадмия, а также фосфатов, нитратов и нитритов. Серьезную опасность для среды, а стало быть, и для человека представляет загрязнение вод Мирового океана нефтепродуктами, которые снижают фотосинтезирующую способность фитопланктона и ухудшают условия жизни морских животных. Особенно сильно загрязнены нефтепродуктами воды Средиземного, Балтийского и Северного морей.

Возрастает загрязнение внутренних водоемов бытовыми отбросами, особенно поверхностно-активными соединениями (детергентами) и органическими веществами, в результате разложения которых снижается содержание кислорода в воде.

Увеличивается засорение природной среды твердыми отходами. По подсчету экспертов ООН, в настоящее время в городах их накапливается в среднем до 500 кг на душу населения. Использование или ликвидация таких отходов представляет немалую трудность.

К загрязняющим веществам относятся также ядохимикаты, широко используемые для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Особенно опасны хлорорганические соединения ДДТ, альдрин, дильдрин и др., способные аккумулироваться в тканях организмов.

Вызывает серьезное беспокойство повышение в природной среде ионизирующей радиации, накапливающейся в результате производства ядерной электроэнергии, испытания ядерного оружия, использования в различных отраслях хозяйства радиоизотопов.

Много неприятностей приносит людям шум от промышленных предприятий и транспортных средств и особенно так называемые инфразвуки.

Внимание ученых, инженеров, агрономов, других специалистов и общественности сосредоточено на устранении всех видов загрязняющих веществ, представляющих наибольшую опасность для здоровья как настоящего, так и будущих поколений людей. Способы и пути борьбы с загрязнением окружающей среды разнообразны: устройство очистных сооружений, установка пылегазоулавливающих фильтров, создание и внедрение безотходных и малоотходных технологий, замкнутых циклов водопользования, замена химических способов борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных и лесных растений биологическими, устройство звукопоглотительных приспособлений, использование отходов для получения полезной продукции, поиски новых видов топлива (например, водородное топливо), использование для технических и бытовых нужд тепла геотермальных источников, силы ветра, морских приливов, солнечного тепла, установление режима пользования автомобильным и авиационным транспортом.

Кризисные экологические ситуации - это ситуации, возникающие в экологических системах (биогеоценозах) в результате нарушения равновесия под воздействием стихийных природных явлений (например, землетрясений, извержения вулканов, наводнений, ураганов, засухи, лесных пожаров и др.) или в результате антропогенных факторов. Экологическим системам (биогеоценозам), развивающимся по естественным законам, присуще саморегулирование. Эта способность постепенно приводит к восстановлению нарушенного равновесия, возобновлению нормального функционирования той или иной системы. Однако иногда нарушения бывают так пространственно велики и по глубине значительны, что экосистема (биогеоценоз) видоизменяется или погибает. Кризисные ситуации возникали в различных регионах (или в небольших районах) Земли на протяжении всей геологической истории и истории развития жизни на ней. Нередко крупные кризисные потрясения ученые связывали с "геологическими катастрофами" - катаклизмами.

Хозяйственная и производственная деятельность человека по мере своего развития и совершенствования постепенно привела к усилению антропогенного воздействия на природную среду, отдельные ее компоненты и естественные богатства. Человечество в своем развитии пошло по такому пути становления цивилизации, в основе которого долгое время лежало потребительское отношение к природе, уверенность в практической неисчерпаемости естественных ресурсов. Главным критерием совершенствования производства служила хозяйственная и экономическая выгода; проблема "отходов" выпадала из сферы интересов. Нерациональное использование природных богатств особенно значительно стало сказываться в эпоху капитализма и империализма и проявляться в кризисных экологических ситуациях. Хищническая эксплуатация минеральных и биологических ресурсов, игнорирование неблагожелательного воздействия на биосферу бурно развивающейся производственной и хозяйственной деятельности обусловили появление в отдельных районах или регионах Земли кризисных экологических ситуаций - резкое загрязнение атмосферы и воды продуктами производства и жизнедеятельности, деградацию почвенного покрова, уменьшение численности или полное исчезновение популяций промысловых животных, ксерофитизацию местности. Для народов бывших колониальных стран, ныне развивающихся государств, кризисные экологические ситуации нередко оборачивались бедствием - массовыми болезнями, нехваткой продовольствия и других средств существования. Кризисные экологические ситуации в наши дни присущи ряду крупных городских агломераций в Японии, ФРГ, США и других капиталистических стран, где монополистические объединения превыше всего ставят прибыли, а благополучие населения, охрану окружающей среды не считают для себя существенными вопросами и не выделяют для защиты природы необходимых денежных ассигнований и материальных ресурсов. Острота кризисных экологических ситуаций усиливается общим кризисом капитализма, ростом инфляции, безработицы, а также энергетическими трудностями. Вопросы охраны и улучшения жизненной среды входят одним из важных разделов в программы борьбы трудящихся за свои права и интересы.

В отдельных случаях кризисные экологические ситуации могут возникать и в социалистических странах, например при неправильном использовании почв (см. Эрозия почв), лесных массивов, аварийных сбросов сточных вод. Эти случаи фиксируют и принимают необходимые меры для их устранения. Плановое хозяйство социалистических стран, общенародная собственность на природные ресурсы устраняют возможность серьезных кризисных ситуаций антропогенного происхождения. Однако стихийные явления природы иной раз их вызывают. В таких случаях пострадавшему району оказывается необходимая помощь для ликвидации разрушений, вызванных стихией (наводнениями, засухой, градобитием, нашествием вредителей, ураганами и др.).

Мониторинг - система наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды. Он состоит из трех ступеней: наблюдения, оценки состояния и прогноза возможных изменений. Мониторинг осуществляет наблюдение в первую очередь за антропогенными изменениями, так как в век научно-технического прогресса именно техногенное и хозяйственное воздействие человека на окружающую среду привносит опасные изменения в экологические системы, ландшафты и обширные природные комплексы. Конечно, необходимо слежение и за естественной, малоизмененной природой, чтобы были объекты для сравнения при оценке антропогенных изменений.

В системе мониторинга различают три уровня: санитарно-токсический, экологический и биосферный.

Санитарно-токсический мониторинг обеспечивает наблюдения за состоянием качества окружающей среды, главным образом за степенью загрязнения природных ресурсов вредными веществами и влиянием этого загрязнения на человека, животный и растительный мир. Он включает в себя не только определение степени загрязненности среды токсичными веществами, но и определение наличия шумов, аллергенов, пыли, патогенных микроорганизмов, неприятных запахов, сажи. Много внимания уделяется контролю за содержанием в атмосфере окислов серы и азота, окиси углерода, соединений тяжелых металлов, качеству водных объектов, загрязненности их различными органическими веществами, нефтепродуктами.

Экологический мониторинг - определение изменений в составе экологических систем, биогеоценозов, природных комплексов и их продуктивности, а также выявление динамики запасов полезных ископаемых, водных, земельных и растительных ресурсов.

Экологическая ступень мониторинга не имеет единой системы учетных показателей. Степень нарушения природных комплексов, биогеоценозов, отдельных составляющих биосферу компонентов определяют путем сравнения их по ряду признаков и характеристик с ненарушенными экосистемами, по динамике поддающихся учету изменений и т. п. Наиболее важный показатель - биологическая продуктивность биогеоценоза, единицы площади суши или воды за определенный промежуток времени. О степени антропогенного воздействия человека на окружающую среду можно судить по снижению плодородия земли, запасов и качества пресной воды, аридизации или заболачиванию местности, по снижению запасов минеральных ресурсов. О характере и мере нарушения природных комплексов судят путем сравнения или сопоставления их с охраняемыми, заповедными территориями, стационарными опытными участками, а также по поведению животных (миграции, изменению пищевых связей и т. п.).

Биосферный мониторинг позволяет определить глобально-фоновые изменения в природе, радиацию, углекислый газ, озон, тепло, запыленность, циркуляцию газов между океаном и воздушной оболочкой Земли, мировые миграции птиц, млекопитающих, рыб и насекомых, погодно-климатические изменения на планете [1, 18].

Важный элемент биосферного мониторинга - биосферные заповедники.

Успех слежения и контроля окружающей природной среды сопряжен с большими трудностями в связи со слабой теоретической разработкой основ мониторинга и недостаточной изученностью нормативов и показателей по многим видам антропогенных нарушений в природе. Совершенствование мониторинга будет способствовать овладению человеком механизмами управления биосферой.

В настоящее время слежение и контроль за природной средой в Советском Союзе осуществляется в основном Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды, Министерством мелиорации и водного хозяйства СССР, Министерством сельского хозяйства СССР, Государственным комитетом СССР по лесному хозяйству.

Наблюдения за состоянием природной среды из космоса в нашей стране проводятся систематически с 60-х годов. Космическая техника интенсивно и широко используется для изучения окружающей среды и природных ресурсов Земли. Данные о природных образованиях суши, океана и атмосферы нашей планеты собирают в космосе методами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). В сочетании с наземными и аэровоздушными наблюдениями они дают возможность решать практические задачи, ДЗЗ проводится с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ) "Метеор" и "Космос", пилотируемых космических кораблей (ПКК) и орбитальных станций.

В нашей стране для сбора данных ДЗЗ используют два типа автоматических искусственных спутников: фотографические и с телевизионными системами. Фотографические спутники передают собранные данные периодически, по мере завершения съемки тех или иных районов Земли. Спутники с телевизионным оборудованием могут передавать данные на наземные приемные станции в режиме непосредственной передачи, т. е. проходя над определенными участками поверхности Земли. Кроме того, такие ИСЗ имеют бортовую записывающую аппаратуру для накапливания данных и передачи их при проходе над приемной станцией. Автоматические ИС поставляют информацию не только об освещенной части Земли, регистрирующуюся телевизионной аппаратурой в видимой области спектра, но и с неосвещенной. Спутники системы "Метеор" дают тепловую характеристику заснятой местности, т. е. изображение природных образований, полученных в инфракрасной области спектра, а также радиационные характеристики, т. е. тепловое излучение земной поверхности и облаков в различных областях спектра. Эти виды информации могут быть получены как днем, так и ночью.

Искусственные спутники Земли дают возможность систематически получать данные об изменениях, происходящих на земной поверхности под влиянием различных явлений природы и антропогенной деятельности, быстро обновлять данные, представляющие интерес для различных отраслей народного хозяйства. Космические фотографии помогают выявлять возникновение и развитие тропических циклонов (ураганов и тайфунов), пыльных бурь, фиксируют лесные пожары, эрозионные формы рельефа, фиксировать состояние чистоты моря.

Пилотируемые КК могут дополнять наблюдения ИСЗ путем сборов данных космонавтами-исследователями по определенным заданиям. Так, наблюдения с КК "Союз-3", "Союз-4", "Союз-5" позволили определить строение Земли, важных для поиска газа и нефти. Во время полета корабля "Союз-9" была проведена съемка соляных отложений залива Кара-Богаз-Гол для уточнения запасов химического сырья.

ДЗЗ с борта орбитальных станций имеет большое преимущество как в возможности установки на них специальной аппаратуры, так и в проведении наблюдений в течение длительного времени космонавтами-исследователями, сменяющими друг друга.

Средства космической техники - одна из составляющих общей системы ДЗЗ. Важное звено этой системы - наземная служба, состоящая из станций приема космических данных, центров сбора, хранения, обработки и распространения данных дистанционного зондирования, а также отраслевых центров по их тематической интерпретации.

В Советском Союзе ведутся работы по созданию оперативной постоянно действующей космической системы для изучения природных ресурсов Земли и окружающей среды. Наблюдения советских и американских космонавтов позволяют сделать вывод, что пилотируемые КК, спутники могут экстренно сообщать об опасных (катастрофических) ситуациях в природе, выявлять загрязнение биосферы. По оценке некоторых экспертов, к концу XX в. космические наблюдения за ресурсами Земли и природной средой займут ведущее место в решении глобальных проблем охраны биосферы.

Ноосфера - сфера разума. Так назвал В. И. Вернадский биосферу будущего [9, 40]. Ученый считал, что биосфера в связи с усиливающимся на природу и естественные ресурсы воздействием человека со временем может оказаться непригодной для жизни людей (из-за резкого изменения климатических условий, нарушения газового равновесия атмосферы, загрязнения природной среды токсичными веществами и др.), поэтому человечество должно научиться управлять природными процессами в региональном и глобальном масштабе, чтобы сохранить основные параметры качества природной среды. Переход от биосферы к ноосфере должен происходить постепенно. Люди во многом изменили природную среду в своих интересах: вывели новые, высокопродуктивные породы животных и сорта растений, изменили направление течения рек, осушили болота и обводнили пустыни, ликвидировали ряд эпидемических заболеваний, создали большие массивы новых лесонасаждений и др.). Некоторые ученые называют эту стадию развития биосферы техносферой. Но многие проблемы управления процессами биосферы остаются пока неподвластными человеку.

Так, в отдельных регионах Земного шара с большими отклонениями от ранее сложившихся параметров происходит круговорот основных биофильных элементов - кислорода, углерода, азота, калия, фосфора; снижается численность некоторых видов животных и растений; уменьшаются запасы ряда минеральных ресурсов; происходит аридизация обширных территорий суши; нарушается экологическое равновесие в северных экстремальных условиях.

Управление природными процессами означает не изменение общей экологической обстановки, к которой адаптировались человек, животные и растения, а, наоборот, сохранение положительных и привычных для людей природных условий и качества окружающей среды и их улучшение. В. И. Вернадский указывал, что в решении этой задачи должны участвовать все люди планеты, но осуществление перехода биосферы (техносферы) в ноосферу возможно только в условиях планового социалистического строя.

Охрана космического пространства - один из разделов деятельности по международному сотрудничеству в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Необходимость в такой охране возникла недавно в связи с началом исследования и освоения космоса после запуска первого в мире искусственного спутника Земли в Советском Союзе (4 октября 1957 г.). Последующие годы принесли миру огромные достижения в развитии космической техники.

По мере развития космонавтики деятельность человека в околоземном пространстве и на ближайших к Земле планетах будет развиваться, усложняться, становиться все более многоплановой, оказывая, с одной стороны, значительное влияние на научную и практическую работу на Земле, в том числе и на охрану природы (см. Наблюдение за состоянием природной среды из космоса), а с другой - на дальнейшие исследования и освоение космического пространства и планет.

Для рационального использования богатств небесных тел вопросы охраны их природы, несомненно, должны быть решены раньше, чем государства приступят к практической деятельности по их использованию. В охране природы планет солнечной системы и разумном освоении их естественных ресурсов заинтересованы все государства Земли, все человечество. Поэтому в основу международного правового регулирования охраны природных богатств Луны и других небесных тел должен быть положен принцип широкого международного сотрудничества.

Научно-технические достижения в области исследования и освоения космоса позволяют утверждать, что в обозримом будущем не исключена возможность начала "обживания" Луны. Инициатива Советского Союза в разработке международного договора о Луне, проект которого был представлен в 1971 г. для рассмотрения XXVI сессией Генеральной Ассамблеи ООН, одобрена представителями многих стран. Такой договор обеспечил бы правовую основу возможного использования Луны, а также не допускал бы превращения деятельности государств на Луне в источник международных конфликтов.

Ведя борьбу за мирный космос, Советский Союз последовательно и неуклонно отстаивает основные принципы международного права, зафиксированные в Уставе ООН, и в первую очередь принцип суверенитета и равноправия государств; распространения действия соглашений о космосе на все страны мира без какой-либо дискриминации.

Охрана литосферы - это охрана оболочки Земли как одного из важнейших компонентов биосферы, на котором базируется жизнедеятельность человечества [31, 54]. Быстрый рост городских агломераций и других видов поселений, увеличение густоты дорожной сети, возведение промышленных и энергетических объектов, горнорудных предприятий, интенсификация сельскохозяйственного производства, появление антропогенных ландшафтов приводят к значительным преобразованиям не только рельефа земли, но и природных условий приповерхностной части литосферы, ее состава и строения.

Из недр Земли ежегодно извлекаются десятки миллиардов тонн горных пород, содержащих твердые полезные ископаемые. При переработке минерального сырья до ⁹/₁₀ общего его объема идет в отвалы. Таким образом, с одной стороны, богатства недр распыляются, а с другой стороны, на поверхности земли создаются массы пустой породы и отходов. При открытой разработке месторождений твердых полезных ископаемых поверхность Земли покрывается "ранами"; извлечение полезных ископаемых из недр влечет за собой образование подземных вакуумов. Откачка жидких и газообразных топливно-энергетических материалов и подземных вод приводит к освобождению естественных емкостей - трещин, пустот и других образований. Значительное воздействие на приповерхностные слои земной коры оказывают мелиорация, динамические нагрузки крупных городских агломераций и промышленных центров, крупные ирригационные системы и гидротехнические узлы.

Многочисленные взрывы при инженерно-строительных работах, попадание в земные слои отходов предприятий и "хвостов" со стоками различных видов производства, освоение минеральных богатств океанической земной коры (добыча полезных ископаемых на шельфе) активно влияют на экологические условия и биологическую продуктивность живой природы, а также на другие компоненты биосферы.

Как известно, в течение 3,5 млрд. лет геологической истории Земли равновесие биосферы поддерживалось главным образом обменом веществ и энергии между земной корой, гидросферой и атмосферой. Солнечная радиация, гравитация, геологические силы, химическая и биогенная энергия были основными компонентами круговорота веществ, обеспечивающего устойчивость биосферы, как глобальной экологической системы.

В эпоху научно-технической революции антропогенное воздействие все более заметно сказывается на всех естественных процессах. Из недр Земли ежегодно добывается около 100 млрд. т руд и минерального топлива, более 300 млн. т сырья для удобрений. К началу 70-х годов количество добываемых энергетических материалов составляло почти 6 млрд. т условного топлива. Потребляя огромное количество топлива, "человек распыляет углерод в земной коре, обогащает им атмосферу и этим вызывает ряд геологических и геохимических процессов [54]. Перераспределяются и рассеиваются и другие вещества. Ученые предполагают, что через 50 лет в поверхностных отложениях земной коры содержание окиси железа повысится в 2 раза, свинца в 10 раз, ртути в 100, мышьяка в 250 раз.

Инженерно-строительная деятельность, как правило, способствует выравниванию поверхности: срезаются возвышенности, заполняются пониженные места, что приводит к затуханию физико-химических процессов, связанных с перемещением твердых земных масс и водных потоков. Вместе с тем создаются новые неустойчивые формы рельефа, например берега водохранилищ, которые легко размываются, увлекая под воду сельскохозяйственные и другие угодья. При открытых разработках минерального сырья образуются карьеры, выемки, террасы, перевертываются и погребаются на значительную глубину плодородные слои земли.

В Советском Союзе ежегодно только при открытой разработке каменного угля образуются отвалы объемом в сотни миллионов кубических метров. Ученые предполагают, что общий объем вскрышных пород в СССР в ближайшие годы может возрасти почти до 14 млрд. м³. В зонах действия горнорудных предприятий порой над разработками возникают провалы, достигающие десятков метров (в Кузбассе - иногда до 70, в центре Караганды - глубиной до 10 м). Это сказывается на нормальном функционировании различных сооружений (особенно железных дорог). В местах интенсивной добычи известняка образуется карстовый рельеф.

Сельскохозяйственное производство, способствуя созданию лучшего ландшафта как среды обитания людей, в то же время отрицательно воздействует на приповерхностные слои земной коры и на почвы (образуются эрозионные формы рельефа, происходит засоление почвы и др.). Почвы создавались и создаются на основе лежащих под ними геологических образований, откуда поступают микроэлементы, определяющие геохимический состав почв и степень их плодородия. В связи с этим использование агротехники должно вестись с учетом состояния и состава подпочвенных горных пород. За последнее столетие на Земле подвергалось эрозии около 2 млрд. га поверхности суши, что составляет 27% всех обрабатываемых земель. Только водная эрозия ежегодно уносит около 3 млрд. т земной массы с участков, занятых сельскохозяйственными культурами. Ветровая эрозия имеет плоскостное распространение, водная - еще и глубинное. Овраги и балки врезаются в горные породы иногда на десятки метров.

Таким образом, земная кора - минеральная основа биосферы стремительно подвергается возрастающему вторжению человека. В. И. Вернадский с полным основанием утверждал, что деятельность человека в современных условиях выступает в качестве геологического фактора. Это положение подчеркнул ученик В. И. Вернадского академик А. Е. Ферсман, который писал: "...Судорожно и нервно идет использование вещества; грандиозные горные и инженерные работы перераспределяют вещество на земной поверхности по своим собственным законам, столь отличным от естественных законов геологии и геохимии" [54].

Литосфера в связи с усилением воздействия человека нуждается не только в охране и в защитных мероприятиях, но и в планомерном поддержании равновесного гармоничного взаимоотношения между человеком и окружающей средой, основу которого составляет твердая оболочка Земли.

Охрана природы. В многоязычном словаре терминов охраны природы, изданном Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (МСОП) в 1976 г. (Швейцария), этому понятию дается следующее толкование: "Охрана природы". Принципы и методы рационального использования той части окружающей среды, которая состоит из природных компонентов (воздух, вода, почвы и организмы), путем поддержания их потенциала в интересах нынешнего и будущего использования человечеством" [48, с. 24].

В советской печати дается более конкретное определение этого термина: охрана природы - это система государственных и общественных мероприятий, направленных на рациональное использование, охрану и воспроизводство природных ресурсов, на защиту природной среды от загрязнения и разрушения в интересах удовлетворения материальных и культурных потребностей как существующих, так и будущих поколений людей.

Охрана природы включает в себя предупредительные меры и меры активного действия человека, общества [3, 19, 39]. Предупредительные меры - это создание условий для сохранения природного равновесия в том или ином регионе (например, сбережение ландшафтов, ценных и примечательных геологических образований, биологических сообществ растений и животных, отдельных видов животных и растений). Многие такие участки и памятники природы берут под защиту закона, объявляют заповедниками, заказниками, природными (национальными) парками и отдельными охраняемыми объектами.

Активные меры - это действия общества, направленные на предупреждение или устранение загрязнения атмосферы, воды и земли, разработка технологий, которые обеспечивают экономное расходование природного сырья, пресной воды, полезных ископаемых, биологических ресурсов. К этим мерам можно также отнести преобразование экологических систем, территорий природных комплексов для создания лучших условий жизни человека, повышения экономического потенциала государства.

В нашей стране охрана природы рассматривается как общенародная задача, связанная с удовлетворением культурных, социальных и экономических потребностей населения. Ее главная цель - сочетать поступательный ход развития советского общества с сохранением и восстановлением благоприятной для него природной среды. В социалистическом государстве охрана природы - неотъемлемая часть общего хозяйственного строительства и осуществления социальных мероприятий.

Наряду с понятием охрана природы часто применяют словосочетания охрана окружающей природной среды или более краткое охрана окружающей среды и охрана среды окружения. Все эти термины принято понимать как синонимы, ибо природная среда - это та часть природы, в окружении которой протекает жизнь человека и в целом общества. Иногда термин охрана природы заменяют словом природопользование.

В современных условиях решение практических задач охраны природы требует специальных научных исследований. В связи с этим идет процесс формирования комплексной науки, которую принято называть охраной природы. Основная задача науки об охране природы - разработка мер воздействия общества на природу для наиболее эффективного и разностороннего ее использования и сохранения качества окружающей природной среды.

В целях охраны окружающей среды ЦК КПСС и Советом Министров СССР приняты постановления "Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов" (29 декабря 1972 г.)^* и "О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов" (1 декабря 1978 г.)^**.

^* (Решения партии и правительства по хозяйственным вопросам. Т. 9, М., 1972, с. 348-371.)

В разработке теоретических проблем охраны природы необходим междисциплинарный подход с использованием достижений физических, биологических, географических, социальных и многих других наук.

Охрана природных комплексов в экстремальных условиях - деятельность людей, общества в целом, направленная на охрану окружающей среды в условиях тундры, лесотундры, пустынь и др. [21, 26]. При проведении различных работ по охране окружающей природной среды всегда имеется в виду самовосстановительная способность экологических систем. В экстремальных условиях вечной мерзлоты тундры, лесотундры биологические процессы в растительном мире, почвенной и водной микрофлоре проходят крайне замедленно. В связи с этим самоочищение загрязненных сред задерживается на длительное время, что создает дискомфортность, а иногда и прямую опасность благополучию человека и животного мира.

Известно, например, что летом открытый водный поток, соприкасаясь с воздухом, обогащается кислородом, очищается от вредных примесей. Этому способствует и солнечное облучение. Но в условиях Субарктики в течение длительного времени водные потоки и водоемы находятся подо льдом, не соприкасаются с воздухом и содержание в них кислорода уменьшается, реакция воды становится кислой. В средних широтах загрязненные воды реки могут самоочищаться на участке протяженностью 200 ... 300 км, в условиях Севера самоочищение воды происходит на участке протяженностью не менее 1500 ... 2000 км.

Запыленность и загазованность атмосферы в районах Крайнего Севера более опасна, чем в средних и южных широтах, так как из-за низкого стояния Солнца не все его лучи проникают к Земле и ультрафиолетовая радиация мала. Очищению атмосферы в значительной мере способствует зеленая растительность. Однако вегетационный период на Севере очень короткий (3 ... 6 недель), поэтому роль растений в самоочищении атмосферного воздуха незначительна. Моросящие дожди, принимающие часто форму густого тумана, не способствуют самоочищению атмосферы, а, наоборот, становятся источником образования смогов.

Повышенную чувствительность к различного рода воздействиям имеют почвенные экологические системы. Антропогенные нарушения биогеоценозов земли здесь принимают, как правило, необратимый характер. Особенно часты они при строительстве газо- и нефтепроводов, промышленных сооружений, жилищных построек и дорожных коммуникаций. Нередко возникают термокарстовые овраги, провалы, образуются новые болота. Подсчитано, что скорость роста оврагов в районах населенных пунктов составляет в среднем 15 ... 30 м в год; глубина их достигает 5 м и ширина поверху 7 ... Юм. Замечено, что след, оставленный вездеходом в летнее время, нередко становится причиной образования оврага.

В настоящее время субарктическая зона подвергается активному вторжению человека в связи с обнаружением там богатых залежей полезных ископаемых. Освоение северных зон влечет за собой расстройство сложившегося тысячелетиями равновесия в природе и как результат - резкое ухудшение качества окружающей среды. Поэтому так важно сейчас предпринимать необходимые меры для предупреждения нарушений в природе, сохранения благоприятных условий для жизни в осваиваемых северных территориях.

С большими сложностями сопряжено освоение пустынных и полупустынных пространств. Почвенный покров там состоит преимущественно из песков и супесей, имеет малую прочность, неустойчивый растительный покров. При нарушении его при неумеренном выпасе скота, земляных работах, связанных с добычей полезных ископаемых, пески приходят в движение, погребая оазисы и даже населенные пункты. Ученые ведут поиск активной защиты и скрепления песчаного покрова химическими средствами, путем механической защиты и культивирования пустынной растительности - саксаула, тамарикса, джузгуна, терескена, кандыма, черкеза и других кустарников.

С большими предосторожностями следует подходить к освоению богатств в горных районах. Сплошная вырубка лесов здесь приводит к эрозионным процессам, образованию лавин, селей, оползней, к нарушению водно-почвенного баланса.

Пестициды (от латинского pestis - зараза, cide - убивать) ядохимикаты, применяемые для уничтожения вредных организмов, животных, растений, бактерий и болезнетворных грибов [27, 33]. В зависимости от назначения их подразделяют на группы:

Группы ядохимикатов	Объекты применения
Инсектициды	Вредные насекомые
Фунгициды	Болезнетворные грибы
Зооциды	Позвоночные животные
Нематециды	Нематоды (круглые черви)
Бактерициды	Болезнетворные бактерии
Гербициды	Сорная растительность
Арборициды	Древесная и кустарниковая растительность
Акарициды	Клещи
Дефолианты	Листья растений

В Советском Союзе выпускается около 90 наименований пестицидов. В ближайшее время ассортимент в основном сохранится, а объем применяемых пестицидов намного возрастет.

Применение ядохимикатов в сельском и лесном хозяйстве наряду с положительным влиянием на урожай сельскохозяйственных культур и продуктивность лесных насаждений имеет ряд негативных последствий. В некоторых случаях вместо снижения численности вредителей происходит их накопление из-за отравления хищников и паразитов этих вредителей в местах использования ядохимикатов, снижается устойчивость растений к болезням и вредителям, возникают и размножаются невосприимчивые к ядам виды вредителей.

Многие пестициды имеют кумулятивное свойство, т. е. способность накапливаться в тканях растений и затем быть источником отравления и гибели животных, которые питаются этими растениями. Хлорорганические и некоторые другие соединения переходят от первичных консументов в организм хищников первого и второго порядка, приводят к их тяжелому отравлению или к смерти. Пестициды, используемые в отравленных приманках против грызунов, могут поедаться птицами, являясь причиной их гибели. От ядохимикатов могут погибнуть пчелы и другие насекомые-опылители. Это наносит ощутимый вред хозяйству.

Многие пестициды и их метаболиты сохраняют свои вредные свойства, находясь в почве, воде и в тканях растений. Установлено, что распад ядохимикатов происходит быстрее в южных широтах и медленнее в северных, где биологические процессы замедленны. Длительность действия пестицидов зависит от ландшафтной среды, характера почв, рельефа местности. В щелочной среде и местах нижних течений рек и понижениях влияние пестицидов продолжительнее, чем на промываемых и возвышенных участках. Это следует учитывать при выращивании сельскохозяйственных культур и выборе пастбищ для скота.

В связи со способностью ядохимикатов накапливаться и сохраняться в природной среде и быть опасными для здоровья человека использовать их необходимо с большой осторожностью. Применять пестициды надо только в крайних случаях, когда другие методы борьбы с вредителями, с болезнями сельскохозяйственных растений и сорной растительностью (агротехнические, биологические и механические) недостаточно эффективны. Необходимо строго соблюдать дозы и условия внесения их на полях и в лесу, принимая меры к предупреждению отравления людей и животных.

Природопользование - совокупность воздействий человечества на географическую оболочку Земли, рассматриваемую в комплексе. По мнению географов, это понятие объединяет все стороны воздействия человечества на природу, включая ее охрану, освоение и преобразование [43].

Природопользование подразделяют на рациональное и нерациональное.

Рациональное природопользование направлено на обеспечение условий существования человечества и получение материальных благ, максимальное использование каждого природного территориального комплекса, предотвращение или снижение возможных вредных последствий процессов производства или других видов человеческой деятельности, на поддержание и повышение продуктивности и привлекательности природы, обеспечение и регулирование экономического освоения ее ресурсов.

Нерациональное природопользование сказывается в снижении качества, растрате и исчерпании природных ресурсов, подрыве восстановительных сил природы, загрязнении окружающей среды, снижении ее оздоровительных и эстетических достоинств.

Природопользование связано с физической и экономической географией, социологией, экономикой, технологией различных производств.

Вместе с тем природопользование - не только совокупность воздействий человечества на природу, но и отрасль, изучающая эти воздействия.

Однако поскольку понятие природопользование новое, определение его требует уточнения. В том виде, как оно принято в научных работах отдельных ученых, понятие природопользование, по существу, совпадает с понятием охрана природы и особенно с одной из сторон охраны природы - рациональным использованием природных ресурсов.

Прогнозирование состояния окружающей среды и природных ресурсов - информация о происходящих в биосфере под воздействием хозяйственной деятельности человека процессах и возможных нарушениях сложившихся равновесий в ближайшие годы и на обозримую перспективу.

Прогнозирование состояния окружающей среды представляет сложную, со множеством переменных показателей задачу. Оно включает в себя прежде всего данные о современном положении и сложившихся тенденциях в использовании природных богатств и в состоянии окружающей среды. Отправной пункт составления прогнозов - определение основных направлений и конечных целей хозяйственного развития на перспективу. Исходя из этих данных, определяют степень возможных нарушений природных комплексов и экологических систем в регионах и степени загрязнения окружающей среды. Важным моментом экологического прогнозирования и планирования должно быть составление кадастров природных ресурсов (земель, вод, лесов, животного мира).

Предполагаемые экологические изменения к концу прогнозируемого периода определяют сопоставлением показателей, получаемых методом экстраполяции тенденций в экологических системах, возможных средневзвешенных показателей, получаемых с учетом роста воздействия человека на природу, применения средств по охране среды (очистных сооружений, безотходных технологий и др.) и сохранения самовосстановительных способностей природы.

Прогнозирование ведется по отраслевому принципу и в региональном разрезе. Только в сочетании этих направлений можно получить объективные данные о предполагаемом состоянии окружающей среды и природных ресурсов на обозримую перспективу. Разработка надежных прогнозов окружающей среды в современном мире становится важным этапом в системе планирования природопользования и базой для выбора эффективных путей развития охраны окружающей среды. Однако прогнозирование предполагает систематическое ведение статистической отчетности экологических изменений, научную разработку базовых актов в природоохранительном законодательстве (например, по ограничению шумов, вибрации, электромагнитных колебаний), составление научно обоснованных ПДК (предельно допустимые концентрации) для человека, животных и растительного мира, получение данных о динамике народонаселения, миграциях людей, экономической оценке прямых и сопутствующих нарушений равновесия в окружающей природной среде (см. стр. 46).

Самоочищение окружающей природной среды - способность природы к самоочищению от загрязняющих техногенных, бытовых и других антропогенных веществ [13]. Самоочищение природной среды происходит непрерывно и протекает в связи с круговоротом веществ в природе.

Наиболее распространенный и визуально наблюдаемый вид самоочищения - это смыв атмосферными осадками и постоянно действующими водотоками различных загрязняющих веществ с возвышенных мест в пониженные, с верховьев течения рек в низовья, эстуарии, моря, озера, водохранилища, захват каплями дождя и снежинками пылевых частиц из воздуха и сброс их на землю или в водоемы, снос или развеивание потоками воздуха скоплений пылевых, аэрозольных и газообразных загрязняющих веществ, выбрасываемых промышленными и коммунальными предприятиями, фильтрация жидких загрязнителей через почву, задержание растительным покровом земли и особенно лесными массивами пылевидных и аэрозольных загрязнителей атмосферы, оседание органических и ряда других загрязняющих веществ из верхних слоев водных объектов на дно.

Однако все эти процессы в природе нельзя в полном смысле слова назвать самоочищением. В действительности, это перенос загрязнителей из одной среды в другую, но для повседневной жизни он играет огромную роль, нормализуя экологические условия мест обитания.

Полное очищение окружающей природной среды от органических загрязняющих веществ наступает в результате их минерализации, а от ряда неорганических веществ - в результате химических реакций, превращающих их в безвредные нейтральные соединения. Минерализация органических загрязняющих веществ происходит в основном под воздействием различных микроорганизмов-редуцентов, использующих для поддержания своей жизни остатки накопленной растениями и животными энергии. Интенсивность разложения органических загрязняющих веществ зависит от количества ультрафиолетовой радиации и суммы активных температур воздуха и почвы, а также от наличия в. среде окислителей. В южных широтах этот процесс происходит в десятки раз быстрее, чем в северных. Зимой самоочищение происходит медленнее, чем летом. Наиболее распространенные вещества, загрязняющие атмосферный воздух (окислы серы и азота), вступая в соединения с металлами, образуют соли, которые включаются в общий круговорот веществ в природе.

Установлено, что некоторые высшие растения и микроорганизмы активно очищают среду от загрязняющих веществ. Так, тростник Schoenoplcctus lacustris эффективно поглощает из воды соединения тяжелых металлов, расщепляя CN и CH, фенолы и их производные - цианиды и родониды. Многие бактерии и микроскопические водоросли расщепляют несвойственные природе загрязняющие вещества промышленных предприятий и используют остатки энергии в них для поддержания своей жизни. Ряд синтетических материалов также усваивается бактериями.

Установлено, что самоочищение в природе в прошлом полностью уравновешивало загрязнение ее вредными веществами. Но начиная с 50-70-х гг. текущего столетия в связи с резким увеличением попадания загрязняющих веществ в окружающую среду природа в ряде мест не обеспечивает их полного разложения и нейтрализации; загрязняющие вещества продолжают накапливаться в окружающей среде, что ведет к ухудшению экологических условий жизни людей, животных и растений. В связи с этим возникла необходимость в прогнозировании степени загрязнения окружающей среды с учетом самоочищающей способности природы и в разработке практических мер для снижения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду.

Санитарно-экологическая охрана населенных мест - это система мер для сохранения или оздоровления среды обитания, труда и отдыха жителей городов, сел и других пунктов сосредоточения людей [5, 25, 32].

Ускоряющиеся темпы научно-технического прогресса способствуют быстрому развитию народного хозяйства, строительству новых и реконструкции существующих городов, освоению ранее необжитых или малообжитых районов нашей страны. Эти процессы сопровождаются непрерывным ростом городского населения. Например, в городах СССР к началу одиннадцатой пятилетки проживает примерно ²/₃ населения. Однако в современных городах заметно влияние отрицательных сторон урбанизации. Это загрязнение атмосферного воздуха промышленными выбросами и выхлопными газами автомобилей, а водоемов - сточными водами, это интенсивный шум, связанный главным образом с городским транспортом, наличие патогенной микрофлоры. Решениями XXV съезда КПСС предусмотрено сдерживание роста крупных городов и развитие экономически перспективных малых и средних городов путем размещения в них небольших предприятий, филиалов и специализированных цехов действующих объединений, фабрик и заводов.

В настоящее время при проектировании и застройке городов и других поселений в СССР обязательно учитывают экологические и санитарно-гигиенические требования, предусмотренные соответствующими нормативными актами. В городах, больших населенных пунктах и промышленных центрах оздоровление окружающей среды ведется по следующим основным направлениям: 1) оздоровление атмосферного воздуха путем газификации (замены твердого и жидкого топлива бездымным газообразным); 2) широкое использование электроэнергии в производственных, бытовых и транспортных целях; 3) вынос за пределы городской черты тепловых электростанций, цементных, нефтехимических, химических заводов и других предприятий, выбрасывающих в атмосферу вредные вещества; 4) обеспечение промышленных и коммунальных объектов надежными средствами газоочистки и пылеулавливания; 5) совершенствование и внедрение малоотходных и безотходных технологий; 6) предотвращение загрязнения водоемов и строгое соблюдение санитарно-гигиенических требований к качеству воды, особенно питьевой; 7) строительство сооружений по очистке стоков и внедрение в производство замкнутых схем водооборота.

Одна из серьезнейших проблем санитарно-экологической охраны населенных мест - удаление и обезвреживание твердых отбросов производства и коммунально-бытового хозяйства. Для предотвращения загрязнения природной среды населенных мест твердыми бытовыми отходами и использования их в качестве вторичного сырья строят специальные мусороперерабатывающие заводы. Например, в Москве построены заводы системы "Трига" и КНИМ, в Ленинграде опытный завод перерабатывает мусор в органические удобрения.

Мероприятия по борьбе с шумами, которые особенно в крупных городах оказывают вредное влияние на здоровье людей, сводятся к рациональной планировке населенных мест, замене шумных средств транспорта менее шумными (например, трамваев - троллейбусами) и регулированию городского шума (запрещению звуковых сигналов).

Важную шумозащитную роль играют зеленые насаждения, которые к тому же выполняют и другие здравоохранительные функции. Городские парки, бульвары и скверы ("зеленые легкие" населенных пунктов) улучшают микроклимат, защищают от ветров, поглощают пыль, насыщают воздух кислородом. Древесные насаждения, выделяя фитонциды, способствуют очищению городской среды от патогенных микроорганизмов.

Санитарно-экологическая охрана городов, промышленных центров и других населенных мест занимает одно из ведущих направлений в общей проблеме управления качеством городской среды. Эту работу возглавляют советские органы и ведут специализированные службы санитарного надзора, коммунального хозяйства, общества охраны природы. Успех дела в значительной мере зависит от участия всех жителей в осуществлении намечаемых мероприятий, направленных на защиту городской среды от экологических нарушений и обеспечение санитарного порядка.

Созология (греч. sozo - я защищаю и logos - учение) - наука о разумном использовании богатств природы. Советский ученый И. П. Лаптев дал следующее определение этому термину: "Созология - наука о социальном обмене веществ и энергии, вскрывающая его закономерности, выявляющая его влияние на природу и воздействие измененной природы на общество, разрабатывающая пути управления обменом веществ в интересах человечества, с учетом интересов разумных существ других планет". И далее: "Созология - комплексная наука, методами естественных наук, изучающая ряд сторон сложного социального явления - обмена веществ и энергии между природой и обществом" [23, с. 13-14].

Однако не все ученые считают правомерным признание созологии наукой, так как:

теоретические положения о разумном использовании богатств природы исходят из многих наук - экологии, биологии, химии, физики, политической экономии, агрономии, географии, ряда технических наук; связывать отдельные научные положения в единую систему пока еще трудно и возможность этого сомнительна;

сердцевинная часть созологии - обмен веществ и энергии между обществом и природой, но обмен веществ лишь часть обширного естественно-исторического явления - взаимодействия общества и природы;

созология не имеет своих методик исследования, поэтому ученые пользуются уже сложившимися методиками наук, перечисленных выше.

Имеет ли созология право на существование в качестве самостоятельной науки о разумном использовании богатств природы, покажут дальнейшие исследования этого вопроса.

Стоимость природных ресурсов - стоимость полезных ископаемых и других богатств природы, вовлеченных в производственный оборот [24, 47].

После Великой Октябрьской социалистической революции в результате национализации природных богатств земля, полезные ископаемые, леса и другие естественные ресурсы выпали из товарооборота страны. Они стали даровыми благами природы. Объявление природных богатств общенародной государственной собственностью наряду с национализацией средств производства было величайшим актом Советской власти, который имел и имеет решающее значение для строительства развитого социализма и построения коммунизма в нашей стране.

Поскольку природные богатства не стали иметь цены и рассматриваются как даровые блага природы, возникла необходимость экономного и рачительного использования ресурсов. О том, что эта проблема приобретает актуальное значение, говорят факты неэкономного, а в ряде случаев расточительного отношения к земельным запасам, когда отводят площади для городского и промышленного строительства, сооружения водохранилищ и для других хозяйственных надобностей. Безвозмездное пользование предприятиями и организациями природными ресурсами не способствует повседневной заботе об их экономии, приводит к потерям полезных ископаемых, перерасходу воды на производственно-технические нужды. Например, на производство 1 т чугуна расход воды на различных предприятиях страны колеблется от 25 до 760 м³, а потребление воды на заводах ферросплавов в расчете на 1 т продукции составляет от 40 до 800 м³. На многих месторождениях полезных ископаемых из добытых руд извлекают только основной продукт, а сопутствующие элементы, как не имеющие стоимости, поступают в отвалы.

Перед наукой стоит задача определить сравнительную экономическую эффективность использования природных ресурсов применительно к различным отраслям народного хозяйства, чтобы можно было вносить соответствующий коэффициент в показатели хозяйственного расчета предприятия, по достоинству оценивать степень участия коллектива каждого предприятия в оптимизации природопользования. Вместе с тем необходим действенный контроль за правильностью, т. е. за соблюдением научных рекомендаций, использования природных ресурсов, особенно земли, воды, полезных ископаемых, лесных запасов, чтобы добиться максимизации выпуска продукции при ограничениях размера потребляемых природных богатств и сырья. Стоимость природных ресурсов, включаемых в производственный оборот, можно и следует определять по экономии труда, а также по снижению себестоимости продукции с учетом исключения попутных негативных последствий в окружающей среде.

Техносфера - измененная хозяйственным воздействием человеческая биосфера [3, 46, 50]. Если биосфера представляет собой исторически сложившуюся и саморегулирующуюся природную систему, то идущая ей на смену техносфера утрачивает часть присущих биосфере свойств авторегулирования и нуждается в защите и управлении, хотя свои основные характеристики и параметры она сохраняет. Для техносферы характерно некоторое отклонение от средних многолетних показателей газового состава атмосферы (повышенное содержание углекислого газа, загазованность атмосферы окислами серы и азота, полициклическими углеводородами), усиленное втягивание в производственный оборот литосферы, заметное изменение сложившихся экосистем гидросферы, создание агробиогеоценозов на месте естественных экологических систем, преобразование и окультуривание ландшафтов, изменение ареалов и численности видов животных и растений.

Техносфера - начальная стадия ноосферы. Однако если по определению В. И. Вернадского ноосфера - это биосфера, преобразованная научной мыслью и полностью управляемая человеком, то техносфера пока частично корректируется человечеством в процессе ее формирования и эволюции в нужном направлении путем создания новейших технологий, культивирования выгодных экосистем, проведения профилактических и других мероприятий.

Преобразуемую биосферу иногда называют биотехносферой. Этот термин более точно передает суть происходящей целенаправленной эволюции биосферы, поскольку ее движущим ядром и связующей основой является живое вещество.

Советскими учеными разработаны основные направления фундаментальных научных исследований, выполнение которых обеспечит решение проблемы формирования и оптимизации биотехносферы. К ним относятся:

изучение влияния деятельности человека на атмосферу, гидросферу, литосферу, биологические и почвенные ресурсы Земли; биологические и генетические последствия загрязнения окружающей среды вредными веществами; разработка рациональных способов использования, охраны и воспроизводства ресурсов биосферы и экологических систем;

глобальные и региональные прогнозы использования естественных ресурсов в условиях охраны окружающей среды и их воспроизводство, прогнозы последствий крупных народнохозяйственных мероприятий;

разработка научных основ новых технологических процессов, исключающих вредное влияние на окружающую среду, комплексное использование сырья, утилизация отходов производства и их очистки;

охрана генетического фонда естественной растительности и животных;

современное состояние, охрана, улучшение и прогноз изменений природной среды новых крупных территориально-промышленных комплексов.

Фундаментальные основы прогнозирования процессов биосферы и биотехносферы создадут необходимые предпосылки для организации территориально-производственных комплексов (структурных единиц техносферы), органически сочетающихся и не нарушающих экологического равновесия биосферы.

Превращение биосферы в биотехносферу будет сопровождаться осознанными человеком действиями, направленными на прогрессивное развитие среды обитания. Реальность осуществления управления биотехносферой определяется не только состоянием науки, но и в первую очередь дальнейшим развитием социалистического общества и его возрастающим влиянием па судьбы мира, а стало быть, на экологическое благополучие человечества.

Экологический кризис - нарушение равновесия в экологических системах и в отношениях человеческого общества с природой. На современном этапе научно-технической революции в деятельности развитых капиталистических стран появляется все больше фактов, свидетельствующих об экологическом кризисе, что вызывает вполне обоснованную тревогу людей [53]. В 70-х годах XX в. в развитых капиталистических государствах появилось много литературы, посвященной экологической проблеме. Известную роль в оценке экологической ситуации сыграли прогнозы Римского клуба. В книге "Пределы роста" [1972 г.] утверждалось, что если развитие общества будет следовать современным тенденциям, то в первой половине XXI в. человечество ожидает экологическая катастрофа (глобальный экологический кризис) в результате роста народонаселения, истощения естественных природных ресурсов и загрязнения среды обитания человека. Авторы этой книги считают, что предотвратить "грядущую катастрофу" можно лишь при глобальном равновесии, т. е. при стабилизации мирового народонаселения, отказа от дальнейшего расширения общественного производства и др.

В построениях Римского клуба и других буржуазных исследовательских организаций недостаточно выявляется тот факт, что негативные экологические последствия техногенного развития современной цивилизации имеют прежде всего социально-экономические причины. Капиталистическая форма производства в основе своей не ориентирована на рационализацию отношений между человеком и биосферой. Планомерный, рациональный и гармоничный характер производственной деятельности в странах социализма предотвращает остроту экологической ситуации, исключает наступление кризисного состояния природной среды, присущего развитым капиталистическим государствам.

Формы научно-технического прогресса, культивируемые при капитализме, способствуют тому, что производственная деятельность общества, направленная на подавление природы, извлечение из нее максимальной прибыли, вызывает фатальные деградационные изменения окружающей среды. Экологический кризис присущ капиталистическому способу производства, капиталистическим производственным отношениям.

Некоторые советские ученые не только переняли из литературы капиталистических стран понятие "экологического кризиса", хотя термин этот в официальных источниках нашей страны не числится, но и применяют его при рассмотрении всей истории человеческого общества, считают, что в период научно-технической революции локальные и региональные экологические кризисные ситуации перерастают в глобальный экологический кризис. Они утверждают, что экологические кризисы неоднократно возникали на протяжении длительного времени геологического формирования Земли и развития жизни на ней, а также в далеком прошлом, относящемся к истории человеческого общества на заре его возникновения. Это не способствует раскрытию классовой сути неблагоприятной современной экологической обстановки в ряде стран Запада, порождаемой прежде всего капиталистической системой производства, хищнической эксплуатацией природных богатств.

Современные экологические дисгармонии - одна из сторон всеобщего кризиса капитализма, углубляющая его и обостряющая противоречия в капиталистическом мире.

Позиция советских ученых, советской науки базируется на том, что локальные и региональные экологические нарушения присущи главным образом окружающей среде капиталистических стран. В социалистических странах отрицательные явления в окружающей среде также возникают, но не достигают критической точки и не создают губительной ситуации для окружающей среды. Советский Союз и другие социалистические государства прилагают немало усилий к тому, чтобы предотвратить возможность экологических нарушений внутри своих стран и вместе с тем, укрепляя международное научно-техническое сотрудничество, способствуют общему оздоровлению природной среды в мире. В этом большую помощь оказывают трудящиеся и другие прогрессивные слои населения капиталистических стран, которые ведут борьбу за улучшение состояния окружающей среды.

Известный советский ученый М. И. Будыко считает, что "хотя современная деятельность человека во многих случаях нанесла значительный ущерб окружающей среде, созданные человеком изменения природных условий, как правило, не являются непоправимыми, в связи с чем в настоящее время не существует глобального экологического кризиса" [8, с. 317].

Экологическое воспитание и просвещение (формальное и неформальное образование в области окружающей среды) - формирование у человека сознательного восприятия окружающей природной среды, убежденности в необходимости бережного отношения к природе, к разумному использованию ее богатств, пониманию важности приумножения естественных ресурсов. Важность природоохранительного просвещения и воспитания населения подчеркивается в ряде постановлений ЦК КПСС и Советского правительства, в законах по охране природы союзных республик. На необходимость усиления распространения среди населения знаний по охране природы, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов обращено внимание в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 1 декабря 1978 г. "О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов"^*.

Экологическое просвещение и образование в Советском Союзе - одна из составных частей общей стратегии коммунистического воспитания советских людей, формирования марксистско-ленинского мировоззрения, правильного понимания проблемы взаимодействия советского общества с природой.

Важная роль в экологическом воспитании отводится общественным организациям (обществам охраны природы, "Знание", философскому, географическому, педагогическому и другим обществам, народным университетам). Действенными средствами экологического воспитания служат печать, радио, телевидение, кино, музеи, выставки, заповедники и др.

В начальной и средней школах, в профессионально-технических, средних специальных и высших учебных заведениях природоохранительное просвещение ведется двумя путями. Один из них - включение в учебные планы природоведения, географии, биологии, химии, физики, экономических и общественных дисциплин, разделов по экологии и, в частности, по защите окружающей человека среды. В ряде вузов вводится обязательный или факультативный курс "Охрана природы". В некоторых университетах выполняются курсовые и дипломные работы, посвященные проблемам охраны природы, В Казанском, Томском, Ростовском и Алма-Атинском университетах созданы кафедры, которые готовят специалистов в области охраны природы для различных отраслей народного хозяйства. В Тартуском университете специалистов широкого природоохранительного профиля готовит Кабинет охраны природы.

Развитию природоохранительного просвещения способствует международное сотрудничество. Советские ученые принимают участие в работе Комиссии по просвещению МСОП, в конференциях (ЮНЕСКО, ООН), на которых обсуждаются проблемы образования и просвещения в области окружающей среды, в ЮНЕП (Программе ООН по окружающей среде), уделяющей большое внимание природоохранительному просвещению.

Для расширения природоохранительного просвещения и выполнения рекомендаций Межправительственной конференции по образованию в области окружающей среды в составе Междуведомственного научно-технического совета по комплексным проблемам охраны окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов Государственного комитета СССР по науке и технике учреждена секция по образованию в области окружающей среды. Основное направление деятельности этой секции - координация работ в области образования по вопросам окружающей природной среды между министерствами, ведомствами, научными учреждениями, учебными заведениями и общественными организациями.

Экологическое равновесие - состояние экологической системы, или биотического сообщества, характеризующееся устойчивостью, способностью к саморегуляции, сопротивляемостью нарушениям, восстановлением первоначального состояния, существовавшего до нарушения равновесия.

В ходе естественного развития экологической системы могут возникать ситуации, приводящие к нарушению ее сложившегося естественного состояния. Нарушения часто вызываются стихийными бедствиями или погодно-климатическими аномалиями (ураганами, наводнениями, землетрясениями, извержениями вулканов и другими тектоническими явлениями); засухами, заморозками, эпизоотией, эпифитотией, изменением русел рек, лавинами, селями, выпадением града, лесными и степными пожарами или антропогенной деятельностью. В биоценозах, где соотношение между особями или популяциями находится обычно в относительно устойчивом состоянии, нарушения обусловливаются несоответствием между численностью животных и пищевыми ресурсами, хищниками и их жертвами, паразитами и их хозяевами-носителями.

Производственная деятельность человека во все времена влияла на состояние природных условий, на компоненты экологических систем. Особенно резко это стало сказываться во второй половине XX в. в связи с научно-технической революцией. Интенсивная вырубка лесов и распашка земель, гидротехническое строительство и мелиоративные работы, освоение новых территорий, быстрый рост численности городов, промышленных предприятий, прокладка транспортных магистралей, повышение уровня шумового воздействия, развитие автомобильного, воздушного и водного транспорта повлекли за собой многочисленные отрицательные явления, в первую очередь загрязнение природной среды (воздуха, водоемов, почвенного покрова, морей, океанов), изменение равновесного положения в животном и растительном мире. В силу взаимосвязанности всех компонентов и явлений в природе появившиеся нарушения неизбежно передаются от одного компонента к другому, вызывая те или иные изменения в окружающей природной среде.

Для нейтрализации, уменьшения или полного устранения негативных явлений вследствие нарушения экологического равновесия из-за природных и антропогенных факторов ведется их прогнозирование и систематическое наблюдение в природе - мониторинг.

Экологизация технологий - разработка и внедрение в производство, коммунальное хозяйство, повседневную жизнь людей таких технологий, которые бы при максимальном получении высокого качества продукции обеспечивали сохранение экологического равновесия в окружающей среде и природном круговороте веществ и энергии, не допускали загрязнения среды обитания [1, 42, 56]. Важнейшая сторона экологизации технологии - экономное расходование сырья, комплексное использование природных ресурсов, создание новых технологических систем, обеспечивающих малоотходное или безотходное производство, замкнутые циклы водооборота, утилизацию отходов, миниатюризацию в технике.

Принцип безотходного производства заимствован у природы, работающей по замкнутой схеме. Круговорот вещества и энергии в природе воспроизводит жизнь во всех ее многообразных формах при полной утилизации отходов. В добывающей и перерабатывающей промышленности безотходные технологии развиваются по нескольким направлениям.

Первое направление - разработка и внедрение технологических процессов и схем, которые исключают или доводят до минимума отходы и выбросы в среду вредных веществ, создание водооборотных циклов и бессточных систем для экономии и охраны от загрязнения вредными веществами пресной воды, как одного из самых дефицитных ресурсов. Ряд предприятий химической промышленности (например, Алмалыкский химический завод, Чимкентский завод фосфорных солей и др.) полностью работают по замкнутому водооборотному циклу без существенных выбросов вредных веществ со сточными водами.

Переведены на бессточную систему Кременчугский, Лисичанский и Ачинский нефтеперерабатывающий заводы, Львовская и Раховская картонные фабрики.

Второе направление - проектирование и внедрение систем переработки отходов производства и потребления, возвращение в основной производственный цикл вторичных материальных ресурсов. В выполнении этих задач важное место занимает промышленность строительных материалов, которая в значительной степени может базироваться на отходах энергетики, черной и цветной металлургии, химической промышленности.

Третье направление - разработка и внедрение принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции и устранение отходов. Например, Оскольский электрометаллургический комбинат работает по схеме прямого восстановления железного концентрата водородом с последующей переплавкой на сталь получающегося губчатого железа. При этом устраняется доменный процесс (коксохимическое производство), а следовательно, исключаются выбросы отходящих газов и сточных вод.

Четвертое направление, обеспечивающее безотходное производство, - создание региональных промышленных комплексов, в которых предприятия связаны переработкой отходов. В соответствии с генеральным направлением долговременной программы развития в нашей стране создаются энергометаллурго-химический Павлодарско-Экибастузский комплекс, Братский лесопромышленный комплекс, нефтехимический комплекс в Западной Сибири и др.

Известный советский ученый И. В. Петрянов-Соколов указывает: "Одним из непременных условий создания безотходного промышленного комплекса является такое сочетание технологий, которое позволит максимально утилизовать все составляющие компоненты поступающего сырья и потреблять внутри предприятия отходы одного вида продукции для изготовления другого и т. д. вплоть до полной ликвидации отходов" [42].

Конечно, не все предприятия в. нашей стране и за рубежом в силу теоретической и практической неразработанности многих процессов производства могут обеспечить переход на безотходные и малоотходные технологические циклы, замкнутое водопотребление. Однако экологизация технологий - важнейший путь гармонизации взаимоотношения общества и природы.

Экология (общая) - наука об отношениях организмов и окружающей среды, с учетом всех условий существования в широком смысле слова, включающих частично как органическую, так и неорганическую природу [14, 35, 45, 57]. Слово экология происходит от двух греческих слов - ойкос - дом, жилище или место обитания, и логос - наука. Это слово и определение было введено в научную литературу немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 г.

В дальнейшем ученые стали трактовать экологию как науку об условиях существования живых организмов и о взаимосвязи между организмами и средой их обитания. В настоящее время единого, признанного всеми учеными как в нашей стране, так и за рубежом определения термина экология нет.

Известный ученый эколог США Е. Одум [35] считает, что как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г., но лишь в последнее десятилетие этот термин приобрел особую популярность. В наши дни каждый остро осознает важность наук о среде для поддержания и повышения уровня современной цивилизации. Советские ученые акад. С. С. Шварц, Б. П. Колесников и Б. С. Рябинин в книге "Диалог о природе" пишут: "Экология - наука не новая, но переживает сейчас вторую молодость. Возникла она около ста лет назад, но первоначально была учением о взаимосвязи организма и среды; на наших глазах она трансформировалась в науку о структуре природы, о том, как работает живой покров Земли в его целостности. На наших глазах экология становится основой поведения индустриального общества в природе" [57, с. 126-127].

Некоторые специалисты определяют экологию как область знаний, научную отрасль или биологическую дисциплину.

До сих пор не выработана единая классификация разделов, входящих в экологическую науку. Ряд специалистов к основным разделам экологии относят общую экологию, исследующую основные принципы организации и функционирования различных надорганизменных систем, и частную экологию, сфера которой ограничена изучением конкретных групп определенного таксономического ранга - экологию растений, насекомых, микроорганизмов, позвоночных (по Е. Одуму). Однако относить экологию человека к одной из экологических ветвей неправомерно, так как во взаимодействии человека и природы выступают законы социально-экономического и политического характера.

По мнению некоторых ученых, деление экологии на общую и частную должно основываться на другом принципе. Общая экология занимается исследованиями экологической системы как объекта, а предмет изучения частной экологии - подразделения экосистем (например, наземные и водные; водные - морские и пресноводные н т. д.).

В научной литературе встречается и деление экологии на аутоэкологию, исследующую взаимоотношения отдельных видов со средой (главным образом, абиотическими факторами), и синэкологию, изучающую сообщества и биогеоценозы.

В литературе зарубежных стран и нашей страны появилось много терминов, связанных со словом экология, например экология эволюционная, глобальная экология, экология региональная и др.

Общая экология как наука интегральная, по нашему мнению, базируется на данных общественных, естественных и технических наук, и она должна лежать в основе теории природопользования и практических вопросов охраны природы, отражающих основные черты проблемы взаимодействия общества и природы в эпоху научно-технического прогресса.

Теоретическая основа экологии - учение диалектического материализма о всеобщей взаимосвязи и взаимообусловленности в природе. Целенаправленная хозяйственная деятельность людей невозможна без учета взаимосвязей в природных системах и комплексах, поэтому экология в какой-то мере предопределяет поведение человека и общества в целом в природе.

Экология человека - в работах некоторых ученых этот термин и его синоним социальная экология используются в смысле таксономической ветви общей экологии. Определение места человека в биосфере, его экологической ниши, т. е. обеспечение оптимальных условий, необходимых человеку для жизни и развития, для функционирования и взаимодействия с другими компонентами биосферы, должно исходить из марксистского положения о невозможности перенесения законов жизни сообществ животных на человеческое общество.

Общество связано с природой генетически, функционально и эволюционно. Однако оно существенно отличается от неорганической и органической природы. Общество представляет собой качественно особую систему, со специфической структурой и особыми законами деятельности и развития.

К. Маркс указывал, что между человеком и природой происходит постоянный обмен веществ, без которого была бы невозможна сама человеческая жизнь, и что этот закон регулирует общественное производство. Ведь чтобы существовать, люди должны производить. Для этого они вступают в определенные связи и отношения, и лишь через посредство этих связей и отношений существует их отношение к природе.

Во взаимодействии с природой общество выступает как социальный организм. Функционирование и развитие системы природа - общество происходит, с одной стороны, путем влияния природы на общество, с другой - путем воздействия общества на природу и, наконец, путем реакции природы на воздействие общества.

Человек - продукт эволюции природы и общественного развития. Он не только использует природные ресурсы и вообще природу в производственных и бытовых целях, но и создает преднамеренно искусственную среду, поэтому взаимодействие человека и природы нельзя втиснуть в качестве раздела в науку общей экологии.

Экологическая система (экосистема) - взаимосвязанная единая функциональная совокупность организмов и абиотической среды их обитания [11, 17, 36, 39]. Это понятие впервые было введено в научный обиход английским ботаником А. Тенсли в 1935 г., который предложил под экосистемой считать любую совокупность совместно обитающих организмов (автотрофов и гетеротрофов) и необходимую для их существования абиотическую среду. Многими учеными принято считать, что понятие экосистема шире, чем понятие биогеоценоз, которое было введено В. Н. Сукачевым как единство растений, животных и микроорганизмов, населяющих определенный участок земной поверхности с его ландшафтными, почвенными и гидрологическими условиями. Во многих случаях в натуре понятия биогеоценоз и экосистема совпадают, но в связи с тем, что пределы экосистемы не всегда строго ограничиваются, понятие экосистема имеет право на самостоятельное существование.

"Экологическая система - основная функциональная единица экологии, поскольку она включает в себя организмы (биотические сообщества) и абиотическую среду, причем каждая из этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни в том виде, в каком она существует" считает американский ученый Е. Одум [36].

Основу экологической системы, как и биосферы (глобальной экосистемы) в целом составляет круговорот веществ под воздействием энергии. Все живые организмы, населяющие экосистему, выполняют в ней строго определенную функцию. Одни из них перерабатывают и накапливают солнечную энергию в органоминеральных веществах (продуценты), другие потребляют эти вещества и накопленную энергию (консументы), а третьи обеспечивают минерализацию органического вещества, завершая таким образом внутренний круговорот веществ в системе, и воспроизводят их (биоредуценты).

Для каждой экологической системы свойственны определенные пищевые цели, но в то же время общий принцип экосистемы состоит в том, что одни организмы служат пищей другим, которые в свою очередь служат пищей третьим и т. д., каждый биотический компонент, играя в экосистеме строго определенную роль, занимает в ней и вполне определенную экологическую нишу. Изучение трофических (пищевых) уровней позволило количественно охарактеризовать процесс превращения вещества и энергии при переходе с одного уровня на другой. Все экологические системы имеют общий принцип построения и деятельности, все они состоят из живых организмов и физической среды их обитания и находятся во взаимодействии с ней. Это относится как к водным экосистемам, так и к экосистемам суши; это присуще и крупным по размерам, по пространственному расположению системам и к самым небольшим (это и биосфера в целом, как глобальная экосистема, и, например, пруд или поляна в лесу).

В ходе геологической истории Земли в биосфере установилось равновесие между экологическими системами и внутри их; сложился непрерывный обмен веществ и энергии как между отдельными составными компонентами внутри экосистем, так и с другими экосистемами (биогеоценозами). Изменения во внешней, абиотической среде вызывают со стороны экосистемы ответную реакцию, которая может привести либо к устранению этих изменений, либо вызвать перестройку самой экосистемы. В ходе эволюционного развития Земли природные условия изменялись неоднократно, и экосистемы соответственно реагировали на эти изменения. На протяжении столетий и тысячелетий экологические системы нивелировали или полностью устраняли последствия хозяйственной деятельности человека.

Во второй половине XX в. (в период ускорения научно-технического прогресса) экосистемы часто не справляются с усложнившимися нагрузками антропогенного характера. Одна из причин состоит в том, что людьми используются вещества (пластмассы, синтетические материалы, детергенты и др.) чуждые органической природе, часто ядовитые. Микроорганизмы, которые прежде способствовали включению в биологический круговорот отбросов производства, не в состоянии переработать эти новые вещества, а порой под их воздействием гибнут или, накапливая их, передают по пищевой цепи человеку (например, ДДТ в высшем звене пищевой цепи водоема - в рыбе в 84 тыс. раз превышает его исходную концентрацию в воде).

Экологический подход к решению проблемы нарушений, возникающих в сложившихся экосистемах под воздействием человека, представляет сложную, требующую безотлагательного решения задачу, ибо в ряде районов Земли устойчивость экологических систем настолько нарушается, что их саморегуляция не в состоянии восстановить утраченное равновесие, вследствие чего гибнет растительность и животный мир, ухудшаются условия жизни людей.

Экологическая экспертиза проектов - система комплексной оценки всех возможных экологических и социально-экономических последствий осуществления проектов строительства и реконструкции крупных народнохозяйственных объектов, направленная на предотвращение их отрицательного влияния на окружающую среду и на решение намеченных задач с наименьшей затратой ресурсов и минимальными нежелательными последствиями. Характер, масштабы и темпы современной научно-технической революции значительно расширяют возможности получения положительного эффекта от внедрения новых проектных решений. Вместе с тем нередко создается угроза недоучета его отрицательных последствий относительно географических, ландшафтно-экологических, экономических, социальных и других факторов. Поэтому очень важно глубоко и тщательно анализировать последствия внедрения новой техники и осуществления крупных хозяйственных проектов, выбирать из различных направлений науки, техники и комплексов хозяйственных мероприятий наиболее экологически безвредные, оптимальные, точно прогнозировать максимально больший круг последствий, потенциально возможных в результате осуществления проекта. Все гидротехнические, энергетические, строительные, агропромышленные, транспортные, коммунальные и другие сооружения существенно воздействуют на природные комплексы и являются в той или иной степени средством преобразования природы и использования се ресурсов. Вызванные ими изменения окружающей среды могут носить как положительный, так и отрицательный характер. Только посредством экологической экспертизы можно избежать серьезных ошибок в организации рационального природопользования и разрешить многие проблемы охраны природы еще на стадии планирования и проектирования.

В задачу экологической экспертизы входят, в частности, рассмотрение на стадии проектирования документации на строительство новых и реконструкцию действующих промышленных объектов, комплексная экспертиза возможного вредного влияния деятельности таких объектов на состояние окружающей среды, контроль за разработкой мероприятий для устранения их отрицательного воздействия на экологические системы. В заданиях на проектирование промышленных и градостроительных комплексов контролируют наличие и соблюдение экологических требований к функционированию объектов, пользуясь методами прогнозирования и соответствующими количественными и качественными критериями. При проектировании и осуществлении проектов на строительство (реконструкцию) предприятий и сооружений необходимо обеспечить комплексное решение вопросов охраны окружающей среды, внедрение высокоэффективных безотходных технологических схем производства, систем замкнутого водопользования (без сброса загрязненных сточных вод), использование достижений отечественной и зарубежной науки и практики охраны природы. Проектные организации обязаны заранее согласовать материалы о выборе земельных участков для размещения промышленных и других народнохозяйственных объектов, экологически обоснованных условиях их строительства и т. п.

Успешное решение проблемы охраны природной среды зависит в первую очередь от внедрения в производство таких технологических процессов, материалов и оборудования, которые обеспечили бы более полную и комплексную переработку сырья, уменьшение отходов производства и максимальную их утилизацию, экономию земельных, водных и других природных ресурсов. Поэтому рассмотрение и согласование различных проектных решений, материалов о выборе земельных участков для размещения промышленных и других народнохозяйственных объектов, участие в комиссиях по вводу в эксплуатацию народнохозяйственных объектов - важнейшие направления деятельности экологической экспертизы. На стадии выбора строительных площадок прежде всего рассматривают возможность использования для строительства непригодных для сельскохозяйственного использования земель или малопродуктивных угодий, возможность комплексного использования сырья, наиболее рационального использования водных ресурсов, а также возможность предотвращения загрязнения земель, водоемов, подземных водоносных горизонтов и воздушного бассейна промышленными выбросами и прочими отходами производства.

Комплексная экологическая экспертиза проектов осуществляется прежде всего специалистами отделов экспертизы экологической оценки проектов строительства и реконструкции объектов народного хозяйства. Контроль и прогнозирование состояния атмосферы, водоемов, загрязнения почв осуществляет Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды. В структуре ряда государственных комитетов СССР, союзных министерств и ведомств есть подразделения, выполняющие природоохранительные функции, в том числе экологический контроль проектных материалов (Госплан СССР, Минсельхоз СССР, Минводхоз СССР, Гослесхоз СССР, Минздрав СССР, Мингео СССР, МРХ СССР). В ряде союзных республик контрольно-проектные экологические функции возложены на Государственные инспекции экологической экспертизы проектов - специальные подразделения госкомитетов по охране природы.

При необходимости комплексной экологической оценки проектов строительства особенно значительных народнохозяйственных объектов для каждого из них соответствующими органами создаются специальные экспертные комиссии, выводы и рекомендации которых обязательно учитывают при разработке проектов. Для таких работ широко привлекают ведущих ученых и высококвалифицированных специалистов отраслевых научно-исследовательских институтов, а также представителей министерств и ведомств. Методы и критерии комплексной оценки вредного влияния производственных объектов на окружающую среду учитываются в "Строительных нормах и правилах".

Академией наук СССР, академиями наук союзных республик, союзными и республиканскими государственными плановыми комитетами разрабатываются методы прогнозирования возможных отрицательных изменений окружающей среды и разрабатываются научно обоснованные рекомендации для своевременного предотвращения вредного влияния хозяйственной деятельности на экологические системы. Теоретические и научно-прикладные вопросы рационального природопользования разрабатываются многими научными учреждениями, в том числе Институтом географии, Институтом водных проблем, а также Государственным комитетом СССР по стандартам, рядом проектных организаций. Государственными стандартами устанавливаются допустимые размеры выбросов, загрязняющих веществ (см. стр. 32).

Цели и задачи служб экологической экспертизы проектов в нашей стране вытекают из Конституции СССР, статья 18 которой гласит: "В интересах настоящего и будущих поколений в СССР принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды"^*.

^* (Конституция (Основной Закон) Союза Советских Социалистических Республик. М., 1977, ст. 18.)

Энергетический кризис - резкий дефицит жидкого топлива в капиталистических странах. Многие экономисты Запада считают, что энергетический кризис - результат исчерпания нефтяных месторождений и в связи с этим снижения добычи и продажи нефти на мировом рынке. В действительности появление дефицита жидкого топлива - результат сложного переплетения обстоятельств геологического, экономического и социального порядка. Нельзя отрицать того, что в ряде регионов мира (например, в США) запасы нефти в земных недрах истощаются. Западная пресса вопрос об энергетическом кризисе освещает по-разному. В одних случаях, когда выгодно монополиям, говорят о пустых колонках, в других - о значительных запасах нефти на складах.

Тем не менее дефицит нефти в ряде стран мира - бесспорный факт. Экономика стран капитализма в погоне за сверхприбылями была ориентирована главным образом на использование жидкого топлива. В 1955-1972 гг. доля "черного золота" в удовлетворении энергетических потребностей Западной Европы и США увеличилась с 10 до 60%, а угля, наоборот, сократилась с 75 до 20%. При таком быстром росте потребления нефти возможность стран, добывающих нефть, достигла своего предела. Положение с нефтью в капиталистическом мире серьезно осложнилось в связи с повышением государствами, входящими в Организацию стран - экспортеров нефти (ОПЭК), цен на этот продукт.

В складывающейся неблагоприятной энергетической обстановке в мире между развитыми капиталистическими странами усиливается борьба за источники сырья, углубляются противоречия между поставщиками и потребителями нефти. Вместе с тем ведутся лихорадочные поиски замены нефтяного топлива другими видами энергетического сырья. В частности, предлагают расширение использования угля, ядерной энергии. Применение этих источников получения энергии потребует дополнительных материальных и финансовых затрат на предотвращение загрязнения окружающей природной среды.

Эффективность охраны природы в СССР - конечный показатель сохранения здоровой среды обитания людей, экономного расходования невозобновимых, воспроизводства и приумножения возобновимых естественных ресурсов [51]. Мероприятия для охраны окружающей природной среды требуют огромных денежных и материальных затрат. В десятой пятилетке на эти цели в нашей стране было выделено 11 млрд. руб. В перспективе капиталовложения на охрану природы, научные изыскания в этой области будут непрерывно увеличиваться. Необходимость роста вложений в охрану природной среды диктуется в основном созданием благоприятной окружающей среды для жизни советского общества и поддержанием потенциала природных богатств, без которых немыслим научно-технический прогресс.

О суммарной экономической эффективности природоохранительных работ можно судить по затратам на них в отдельных отраслях народного хозяйства. Эффективность охраны природы выражается в устранении дефицита некоторых природных ресурсов, приумножении биологических запасов, снижении заболеваемости населения, повышении качества и комфортности среды.

О хозяйственной эффективности охраны природы и рационализации природопользования можно судить, например, по фактическим данным. В ряде районов Советского Союза в связи со строительством крупных водопотребляющих предприятий и развитием орошаемого земледелия создалась напряженность в обеспечении их пресной водой. В соответствии с народнохозяйственными планами ряд отраслей стали активно переходить на методы повторного использования воды. Так, в химической промышленности уже в 1975 г. около 80% общего количества потребляемой воды было оборотной и повторно используемой. При росте продукции в 1,6 раза потребление воды в целом по отрасли осталось на уровне 1970 г. На предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности использование воды в обороте составило в среднем 89,5%. В черной металлургии использование воды в системах оборотного водоснабжения превысило 80%.

Запасы наиболее ценных охотничье-промысловых животных, особенно пушных зверей и копытных, к концу XIX и началу XX вв. оказались сильно подорванными. Законы об охране дикой фауны, принятые в первые годы Советской власти, и последующие усилия по воспроизводству поголовья промысловых животных, привели к положительным результатам. Численность лосей к настоящему времени возросла до 800 тыс.; ежегодный отстрел их в количестве 70 тыс. не влияет на снижение общего поголовья и дает значительный доход государству. Большой хозяйственной эффективности достигло восстановление сайгаков, которые были на грани полного исчезновения. Поголовье их сейчас составляет около 2 млн. Сайгачий промысел дает вкусное, дешевое мясо, кожевенное и медицинское сырье, а также служит источником поступления иностранной валюты.

В 20-е годы XX в. численность соболей упала до 25 тыс. особей; в настоящее время, несмотря на интенсивный промысел, поголовье их достигло примерно 1850 тыс. Почти полностью истребленный к началу XX в. речной бобр также успешно восстановлен (общая численность этих зверьков теперь составляет 300 . . . 350 тыс.). Бобров расселили более чем в 75 областях нашей страны. Бобры вернулись в число основных промысловых видов пушных зверей. Важнейшая предпосылка высокой эффективности мероприятий по охране природы - социалистическая собственность на природные богатства (землю, леса, недра, растительный и животный мир). Плановая система ведения народного хозяйства позволяет обеспечивать комплексное использование природных ресурсов, планировать работы, направленные на охрану окружающей среды и рациональное природопользование, на основании научных краткосрочных и долгосрочных прогнозов при соблюдении принципов экологизации всех народнохозяйственных производственных мероприятий от проектирования до завершающих стадий.