Загрузил Владимир

petrov km obshchaia ekologiia vzaimodeistvie obshchestva i p

Реклама
)1зо\
К. М. Петров
ОБЩАЯ
ЭКОЛОГИЯ
К. М. Петров
ОБЩАЯ
ЭКОЛОГИЯ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
ОБЩЕСТВА И ПРИРОДЫ
Издание третье, исправленное
Рекомендовано Министерством образования
Российской Федерации
в качестве учебного пособия для студентов
высших учебных заведений, обучающихся
по направлениям "Экология и природопользование",
"Защита окружающей среды",
специальностям "Экология ”, ”Природопользование ",
"Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов"
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
ХИ М И ЗД АТ
2000
УДК 574
П 305
ББК 57.026
Рецензенты:
зав. кафедрой физической географии Российского
государственного педагогического университета
им. А. И. Герцена проф. И. В. Игнатенко;
директор СПб филиала Института истории
естествознания и техники РАН
проф. Э. И. Колчинский
Петров К. М.
П 305
Общая экология: Взаимодействие общества и приро­
ды: Учебное пособие для вузов. - 3-е изд., испр. - СПб:
Химиздат, 2000. - 352 с., ил.
181^ 5 -9 3 8 0 8 -0 0 3 -7
Раскрывается роль экологии в решении проблем взаимодействия
общества и природы. Освещены этапы развития экологических идей
от первобытного общества до ваших дней. Рассмотрены основы учения
В. И. Вернадского о биосфере; глобальные и региональные проблемы
человечества, связанные с демографическим взрывом; последствия ан­
тропогенного воздействия на атмосферу и Мировой океан. Описаны
зональные типы экологической дестабилизации ландшафтов России.
Изложены предмет и методы географо-экологических исследований.
Показана необходимость формирования нового мировоззрения, эко­
логической этики как обязательного условия устойчивого развития.
Для студентов вузов, обучающихся по направлениям и специаль­
ностям, связанным с экологией и природопользованием, защитой ок­
ружающей среды и рациональным использованием природных ресур­
сов. Может служить источником идей и конкретных сведений для са­
мого широкого круга специалистов - научных работников и проекти­
ровщиков, преподавателей, социологов и др., чья деятельность так
или иначе затрагивает проблемы экологии.
1903040000-016
050(01)-2000
Без объявл.
18В Ы 5 - 9 3 8 0 8 - 0 0 3 - 7
БВК 57.026
©
©
Петров К. М., 1997
ХИМИЗДАТ, 1997
Посвящаю жене,
М айе М арии Владимировне Ошурковой,
с любовью и благодарностью
ПРЕДИСЛОВИЕ
Пространство выгнулось и пош атнулось время,
Д у х скорости ногой ступил на темя
Великих гор и повернул поток.
Отравленным в земле прозябло семя,
И знали все, что наступает срок.
А. А хм ат ова
Ж изнь человека, общества, существование цивилизации на
планете неразрывно связаны с природными условиями. Успехи
научно-технической революции, бурным развитием которой
ознаменовалась вторая половина XX века, лиш ь на короткий
период были восприняты с оптимизмом как свидетельство тор­
жества человеческого разума, как предпосылка к будущему
благоденствию на основе покорения природы. Очень скоро
пришло горькое разочарование: загрязнение окружаю щ ей сре­
ды, истощение природных ресурсов, неконтролируемый рост
населения ясно обозначили угрозу надвигающегося глобального
экологического кризиса.
На протяж ении почти двух веков слова слепого провидца
Ж ана-Батиста Л амарка: "Человеку суждено истребить самого
себя, после того, к а к он сделает Землю непригодной для обита­
ния” долгое время оставались непонятыми. Те ж е, кто воспри­
нял их зловещий смысл, оказались беспомощными в противо­
речивом и расчлененном мире. Опутанные предрассудками,
утопическими догмами, экономической и политической кон ъ­
юнктурой, страдающие близорукостью временщиков, мы лиш ь
сейчас становимся свидетелями пробуждения Разума (Соколов,
1993).
Под влиянием повелительной необходимости ж ить с приро­
дой в гармонии и согласии человечество вынуждено отбросить
вековой императив покорения природы. Осознание безнрав­
ственности этого императива, насаждавшегося многими деяте­
лями, претендовавшими на философское и социальное лидер­
ство, только теперь входит в структуру нового ноосферного
мыш ления. Экологическая культура призвана противостоять
технократическим стереотипам, чтобы роковой ход истории ци­
вилизации был исправлен и биосфера будущего не осталась без­
людной.
3
В приоритеты научно-технического прогресса постепенно
вклю чается не столько увеличение производства, потребитель­
ский эгоцентризм , ск олько спасение природы , сохранение есте­
ственной среды обитани я лю дей. В озмож ностей для самовос­
становления и сам оочи щ ени я п риродны х систем остается все
меньш е. Д ля глубокого гр аж д ан ски осознанного пони м ани я
этого стало необходимо ак ти ви зи ровать весь п отен ци ал к у л ь ту ­
ры в самом ш и роком см ы сле, раскры ть лю дям общ екультурную
значим ость природы .
Метафорический образ Земли как “космического корабля”
принадлежит американскому ученому К. Боулдингу (В оиЫ т^,
1966). Нормальная работа систем
жизнеобеспечения такого
корабля для благополучного путешествия в космосе может под­
держиваться только общими разумными действиями всех зем­
лян. На наш ей ж е планете, разделенной на государства, многие
из которых относятся друг к другу враждебно, ничего подобно­
го нет. Поэтому другой американский ученый Г. Хардин
(НагсНп, 1976) сравнивает человечество с кораблем, потерпев­
шим крушение: в спасательных ш лю пках находятся жители
богатых стран, они затеряны в океане и окружены многочис­
ленными тонущими народами бедных стран.
“Этика спасательной ш лю пки” столь же очевидна, сколь
беспощадна: чтобы кого-то спасти, его надо взять на борт
ш лю пки, вместимость которой жестко ограничена. Спасти чьюто ж изнь - значит пожертвовать своей, бросившись в бушую­
щ ий океан.
Идея защ иты окружаю щ ей среды во всей мировой культуре
сегодня стала господствующей общественной парадигмой. Она
сформировалась под влиянием тревоги за будущее человечества.
Экологический бум - результат не только крайне неблагопри­
ятны х для человека изменений в биосфере. Это определенная
реакция общественного сознания, которое, наконец, начало
подходить к пониманию важности оценки места человека в
природе.
Экологический императив в практике подготовки специа­
листов различного профиля возник в конце 60-х гг. на базе из­
вестных публикаций участников Римского клуба - Д ж . Форре­
стера, Д. Мидоузя и др. В университетах Западной Европы и
США на протяж ении двух последних десятилетий было издано
множество учебников; перечислим некоторые из них, получив­
шие наибольшее признание: “Человек и окруж аю щ ая среда”
(Вои^Ьеу, 1971); “Экология человека” (Ь е у т е , 1975); “Человек
и земные экосистемы” (ВеппеИ, 1975); “Среда обитания челове­
к а и природные системы” (Стееп\уоос1, Е й^агйз, 1979); “Вве­
дение в науку об окружаю щ ей среде” (Могап е1с., 1980);
■‘Воздействие человека на экосистемы” (Т1уу, О’Наге, 1982);
“Изучение окружаю щей среды. Земля как ж ивая планета”
(Во'ккш, Ке11ег, 1987); “Изменение лика Зем ли” (8 1 тто п з,
1989); “Н ау ка об окруж аю щ ей среде. Д ействие д ля устойчивого
развития” (СЫгаз, 1994).
Как видим, ни один из них не называется просто
“Экология”. За этим понятием во всем мире сохраняется тради­
ционное чисто биологическое содержание. В России возникло
определенное противоречие между традиционной и расш ирен­
ной трактовкой понятия “экология”. Наиболее удачным вы хо­
дом из наметившегося противоречия является рассмотрение
расширенных задач экологического образования в рамках гео­
экологии - междисциплинарного направления, объединяющего
биологию и географию (“Основы геоэкологии”, 1994; Петров,
1994).
Важнейш ая цель предлагаемого учебного пособия - способ­
ствовать формированию экологической этики, представлению о
человеке как части природы, о единстве и самоценности всего
живого и невозможности вы ж ивания человечества без сохране­
ния биосферы. В целом курс носит мировоззренческий характер
и построен таким образом, чтобы ввести необходимые базовые
естественнонаучные понятия для создания представлений о
биосфере, месте в ней человека, о проблемах, связанных с вза­
имодействием общества и природы в эпоху развития техни­
ческой цивилизации.
В учебном пособии раскрывается роль общей экологии в
решении проблем, выдвигаемых взаимодействием общества и
природы. В части I прослежены этапы развития экологических
идей от первобытного общества до века Просвещения и ста­
новления научных основ естествознания. Часть II состоит из
трех разделов. В первом излагаю тся основы учения В. И. Вер­
надского о биосфере, исследованы механизмы ее устойчивости.
Во втором - проблемы человечества, связанные с демографиче­
ским взрывом, сокращением пахотных угодий и голодом, за­
грязнением окружаю щ ей среды и разрушением природных
ландшафтов, энергетическим кризисом; анализирую тся послед­
ствия антропогенного воздействия на атмосферу и Мировой
океан; обсуждаются проблемы устойчивого развития. В третьем
описаны зональные типы экологической дестабилизации ланд­
шафтов России, особенности наруш ения среды обитания в ре­
зультате техногенной деятельности. Часть III посвящена пред­
мету и методам географо-экологических (геоэкологических) ис­
следований, обоснованию интегрирующей роли геоэкологии как
науки, стоящей на границе между биологией и географией;
теория, геоэкологии рассматривается как основа при решении
5
практических задач рационального природопользования и
охраны природы. В части IV показана необходимость формиро­
вания нового мировоззрения, экологической этики как обяза­
тельного условия устойчивого развития.
Экологические проблемы человечества придется решать ны ­
нешнему молодому поколению. Оно должно прийти в новое
тысячелетие с развитым ноосферным мышлением. Это учебное
пособие призвано помочь воспитанию у студентов умения оце­
нивать жизнедеятельность людей и результаты их творчества с
позиций сохранения природной и культурной среды, способ­
ности направлять свою профессиональную деятельность на со­
хранение биосферы к а к среды обитания человека.
Особую ценность представляет справочно-методический ап­
парат книги: словарь терминов, список литературы, отражаю ­
щий состояние проблемы к ак в России, так и за рубежом, во­
просы для самостоятельных занятий, являю щ иеся по сути дела
развернутой программой курса.
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обу­
чаю щихся по направлению и специальности “Экология и при­
родопользование” , а такж е слушающих курс “Экология” в есте­
ственнонаучных, технических и гуманитарных учебных заведе­
ниях. Оно может быть полезно преподавателям и научным ра­
ботникам, занимаю щ имся проблемами экологии и рациональ­
ного природопользования.
Автор вы ражает глубокую благодарность профессору фа­
культета географии и геоэкологии Санкт-Петербургского уни­
верситета В. Г. Морачевскому, директору СПб ф илиала Инсти­
тута истории естествознания и техники РАН профессору
Э. И. Колчинскому, заведующему кафедрой физической гео­
графии Российского государственного педагогического универ­
ситета им. А. И. Герцена профессору И. В. Игнатенко, заве­
дующему кафедрой философии науки и техники СанктПетербургского университета профессору Э. Ф. Караваеву,
декану факультета географии и геоэкологии Казанского уни­
верситета профессору Ю. П. Переведенцеву, заведующему к а ­
федрой геоэкологии Калининградского университета профессо­
ру Е. В. Краснову, заведующему кафедрой физической геогра­
фии и геоэкологии Волгоградского педагогического института
профессору В. А. Брылеву и многим другим за поддержку и
критические замечания, вы сказанны е при подготовке рукописи
к печати.
Ч а с т ь
I
О ТНО Ш ЕНИЕ К ПРИРОДЕ
В ЗЕРК АЛ Е ИСТОРИИ Ц И В И Л И ЗА Ц И Й
------------------------------- *
--------------------------------
Наличие разума выделило человека из всех живых существ:
человеческое общество стало развиваться по своим социальным
и экономическим законам. Но человек остался и частицей при­
роды и, к а к все живое, сохранил зависимость от окружаю щ ей
среды, от экологических условий.
Н а протяж ении тысячелетий людей окруж ала ди кая приро­
да, просторы которой казались безграничными. Во времена
Пуш кина на Земле жило около 1 миллиарда человек, а в 1999 г.
родился шестимиллиардный ж итель наш ей планеты. Влияние
человеческой деятельности на природу возрастало не только изза увеличения численности населения, но и благодаря исполь­
зованию все более мощной техники. Н а гребни волн чело­
веческой истории поднимались науки, важность которых в об­
щественном мнении определялась способностью, не ож идая
милости от природы, брать от нее к ак можно больше. Ч ело­
вечество считало важ ны ми и те науки, которые усиливали его
военную мощь.
И вот на рубеж е второго и третьего ты сячелетий наш ей
эры перед народам и и странам и, несмотря на разл и чи я их
политического строя, эконом ического р азви ти я, религиоз­
ных убеж дений, во весь рост встали общие проблемы. От них
зависят сохранение ц и ви ли зац и и , возмож ность самого су­
щ ествования людей. Человечество осознало, что размеры и
ресурсы наш ей планеты ограничены , что усиливаю щ ееся
загрязнение окруж аю щ ей среды вредит здоровью нынеш него
и может сделать невозм ож ной ж изнь последую щ их по­
колений.
Все вместе эти проблемы являю тся глобальными. Они
называются так потому, что затрагивают интересы всех без
исключения народов и стран мира, все его регионы, все
акватории Мирового океана. И решить эти проблемы можно
лиш ь совместными усилиями всех землян, всех государств,
больших и малых. Настала пора формирования нового м ы ш ­
ления, позволяющего перейти от противоборства к объеди­
7
нению усилий д л я р еш ен и я глобальны х проблем. Человечество,
долж но готовить себя к м ирной ж и зн и , созн авая, что ч и сл ен ­
ность лю дей будет расти, а природны е ресурсы - истощ аться и
что, р азви вая производство, строительство, человек неизбеж но
обостряет экологические проблемы.
Гпава 1
ПРОБУЖДЕНИЕ РАЗУМА
селенная возн и кла в результате взры ва, когда все спи­
ральны е тум анности были к а к бы вы стрелены из н е­
большой части пространства, возм ож но, из одной точки. По
теории Больш ого В зры ва вся масса и энергия, а так ж е врем я
и пространство п оявились около 20 млрд лет назад (Кэри,
1991).
К акую ж е гигантскую массу долж на бы ла им еть эта точ­
ка! Вся масса Вселенной концентрировалась в ней: сотня
м иллиардов га л а к ти к , к а ж д а я из которы х содерж ит по сотне
м иллиардов звезд. Этот сверхтяж елы й зароды ш Вселенной
трудно вообразить. Одним из парадоксальны х объяснений
явл яется предполож ение, что он вовсе не имел массы, а
представлял некое средоточие инф орм ационно-энергети­
ческого поля.
Н ачало Вселенной м ы сли тся к а к особая то ч к а н а гр а н и ­
це сферы п о н яти й , отн осящ и хся к ф и зи ке и теософ ии. Л ю ­
бой вопрос о том , что предш ествовало этом у н ач ал у и ли
к ак о в а бы ла его природа, уж е не р ассм атри вается ф и зи кой .
З акон ы ф и зи к и п о яви л и сь вместе с рож дением В селенной.
Л и ш ен н ая корн ей ф и зи к а вновь дает повод ф илософ ам
с кл о н яться к п ри зн ан и ю Б ож ественного н а ч а л а м и розда­
н и я. Об этом говорил ещ е Р . Д ек ар т, д оп ускавш и й , что Бог
сотворил вещ ество и д ви ж ен и е, а затем оставил Вселенную
р азви ваться по тем зак о н ам , которы е он дал и которы м сам
п од чи н ял ся.
Одна из особенностей развития ж изни на наш ей планете со­
стоит в том, что грандиозные события, знаменующие основные
вехи ее истории, протекают со все возрастающей скоростью.
Если условно принять время существования наш ей планеты
(около 5 млрд лет) за 12 месяцев, то продолжительность антро­
погена (около 2 млн лет) составит всего лиш ь несколько часов.
В предлагаемом календаре 1 день равен 12,6 млн лет, а 1 час 525 тыс. лет:
В
1 января: образование Земли.
28 марта: появление первых бактерий.
12 декабря: время расцвета динозавров.
26 декабря: исчезновение динозавров.
31 декабря, 1 ч: появление общего предка обезьяны и чело­
века.
31 декабря, 17 ч 30 мин: появление гоминоидов - австрало­
питеков.
31 декабря, 23 ч 54 мин: появление гоминидов - неандер­
тальцев.
31 декабря, 23 ч 59 мин 46 с: начало новой эры.
31 декабря, полночь: человек шагнул на Луну.
Абсолютный возраст основных событий дан в табл. 1.1.
Более наглядное представление о хронологии Земли и ис­
тории ж изни дает рис. 1.1.
В. И. Вернадский говорил о геологической вечности ж изни,
и это вовсе не метафора. Есть основания допускать, что биосфе­
ра Земли изначально развивалась одновременно с другими
геосферами. Н а вопрос "что ж е появилось раньше - Зем ля или
ж изнь" нет однозначного ответа: древнейшие породы водно­
осадочного происхождения (Гренландия, Иссуа - 3,8 млрд лет)
уже содержат остатки микроорганизмов, обладавших аппара­
том фотосинтеза.
Развитие природы на протяж ении последнего геоло­
гического периода в истории Земли происходило при все воз­
растающем влиянии на нее человеческого общества. Этот пери­
од называется чет верт ичны м, а по предложению известного
русского геолога А. П. Павлова, чтобы подчеркнуть роль дея­
тельности людей, его еще именуют антропоген.
Таблица 1.1. Как давно это было?
2-756
Основные события
Число лет
Образование Вселенной
Происхождение Земли
Первые живые организмы
Первые многоклеточные организмы
Первые позвоночные животные
Первые наземные растения
Первые млекопитающие
Первые приматы
Первые гоминоиды
Первые гоминиды
Первые представители вида Ното заргепв
20 ООО ООО ООО
4 700 ООО ООО
3 800 000 000
1000 000 000
500 000 000
400 000 000
200 000 000
70 000 000
15 000 000
3 000 000
200 000
9
етЛз
эОоуч
Рис. 1.1. Геохронологическая таблица. История Земли и эволюция жизни, по А. В. Лапо
1.1. П ЕР ВО Б Ы ТН О Е О Б Щ Е С Т В О И П РИ РО Д А '
П оявлению разум ного ч ел овека на Зем ле предш ествовало
несколько видов ч еловекообразн ы х сущ еств - гоминоидов и п ер­
вобы тны х лю дей - гоминидов. Би ологической эволю ции вида
сопутствовало р азви тие ум ственной деятельности, форм х о зя й ­
ствования и соц и альн ы х отнош ений. В аж н ей ш ей вехой в
истории лю дей был переход от п рисваиваю щ ей формы
хозяй ства (собирательства и охоты ) к производящ ей - зем ле­
делию и ж ивотноводству. Рост численности, быстрое р ас ш и ­
рение ар еала об и тан и я, ускоряю щ и еся тем пы р азв и ти я хар актер н ы е черты человеческого общ ества.
Гоминоиды и гоминиды — охотники и собиратели. Первым
признаком, выделившим человекообразных существ (гоминои­
дов) из животного мира, было передвижение на задних конеч­
ностях - бипедия. В Ю жной, Центральной и Восточной Африке
обнаружены остатки гоминоидов, которым было свойственно
передвижение на двух ногах. Их отнесли к роду авст ралопи­
теков. Обнаружены окаменевшие отпечатки подошв, оставлен­
ные австралопитеками около 3,8 млн лет назад.
Тело австралопитеков было покрыто волосами, в их облике
еще много обезьяньего. Однако задние лапы гоминоидов уже
стали выполнять ф ункции ног, а передние - рук: у них были
подвижные кисти с развитым большим пальцем. Это позволяло
манипулировать различны ми предметами. Например, австрало­
питеки могли использовать камень, чтобы разбить кость и
извлечь из нее мозг. Однако каменны х орудий они еще не де­
лали (рис. 1.2).
Становление гоминоидов происходило в условиях иссуше­
ния клим ата в конце третичного периода. В неогене впервые на
Земле появились ландш афты саванн и степей. Прямохождение
стало закрепляться естественным отбором, так к а к было полез­
ным приспособлением для передвижения и обзора окрестно­
стей поверх высокой травы.
От африканского гоминоида - австралопитека около 3 млн
лет назад в Восточной Африке отделились прямые предки со­
временного человека гоминиды - виды рода Ното. Первый вид
назвали Человек ум елы й потому, что он начал делать каменные
орудия. В Восточной Африке обнаружено множество грубо об­
работанных камней. Наиболее древним из них - 2,4 млн лет.
Следующий вид назвали Человек прямостоящий. Н ачался пер­
вый период материальной культуры человечества - палеолит ,
древний каменны й век.
* В разделе 1.1 использованы материалы, подготовленные А. И. Ж и­
ровым (Петров, Жиров, 1995).
11
Р и с . 1 . 2. С ем ья
аф риканских
австралопитеков, по А . 8. Вои^Ьеу
Л ю ди,
изготавливавшие
каменные орудия, были прав­
шами, а это значит, что
ф ункции левого и правого
полушарий головного мозга
у них полностью не совпа­
дали. В последнее время
асимметрии полушарий у че­
ловека физиологи стали при­
давать очень большое зна­
чение, считая, что она у ка­
зывает на способность к аб­
страктному мышлению и ре­
чи. Внешний облик и образ
ж изни гоминидов и гоминоидов - австралопитеков существенно
различались (рис. 1.3).
Гоминиды, расш иряя ареал, покидали экваториальные и
тропические ландш афты и осваивали земли более северных
природных зон (рис. 1.4). Прямостоящ ий человек более
500 тыс. лет назад из А фрики расселился по югу Азии: его
останки найдены в Китае, Таиланде, на острове Ява.
В Европе обнаружены останки первобытных людей, назван­
ных неандертальцами. Они населяли север Средиземноморья;
на восток их ареал простирался до Ю го-Западной Туркмении.
Одни ученые считают, что это уже был Человек разум ны й,
архаичный вид (Нот о зарЬепз), давш ий впоследствии начало
подвиду Нот о заргепв зарЬепз, к которому относятся современ­
ные люди. Другие полагают, что неандертальцы были всего
лиш ь слепой ветвью гоминидов.
Последний этап становления гоминидов совпадает с эпохой
Великих оледенений. По классической схеме в четвертичном
периоде выделяется четыре оледенения - гюнц, миндель, рисс и
вюрм. Они чередовались с относительно теплыми межледниковьями. Во время похолоданий ледниковые щ иты покрывали
Канаду, Скандинавию, Западную Сибирь. Леса отступали. Их
место занимала гиперзона тундростепи, опоясывавш ая ледни­
ковые покровы с юга. Появились крупные ж ивотные, приспо­
собленные к холодному климату, представители так назы ­
ваемой мамонтовой фауны: мамонт, шерстистый носорог, мус­
кусный бык, северный олень, бизон, лошадь и др.
Гоминиды, существовавшие до этого в теплом тропическом
климате, вынуждены были приспосабливаться к суровым кли-
12
;;
■щ
:
. ; ’ / ,' ' . Л
У//Л
.л"У. ■г1',./"!.•■,
■■т ■ ;•«>
■■ а■'■••' ,■
-8,.// .--! :-''и.!
' -|г
Рис. 1.3. Столкновение гоминидов (Человека прямостоящего) с гоминоидами (австралопитеками), по А. 8. Вои^Ьеу
По внешнему облику гоминиды отличаются от обезьяноподобных австралопи­
теков. У первых уже существовали основные формы социального деления:
мужчины занимались охотой, отражали нападение врагов, в то время как
женщины и дети оставались вблизи жилищ. Австралопитеки бродили груп­
пами, куда входили и самки с детенышами; каждый искал пищу только для
самого себя
млнтт™'
В°ст- Африка ВлВотжКабнаэ Вот.Свропа
И
*!< *
I и л -1 .
Верхний
палеолит
\
Австрало­
питеки
Сцбарктия.
Тропич. Сц&проп. Умеренный
60*
Природном пояса
Рис. 1.4. Процесс первоначального расселения гоминоидов и гоминидов,
по А. А. Величко
[
:>20\ 40-
о металлургия, письменность
о земледелие, скотоводство
Человек разумный
о вымер мамонт
о произведения искусства
60- о первые захоронения
80100пользование огнем
последнее увеличение мозга
первое расселение на север
Благодаря расширению таза
у Человека разумного
могут рождаться дети
с большой головой
1_
потребление мяса
[ усложнение каменных орудий
Человек прямостоящий
второе увеличение
увеличение роста
укорочение рук
следы орудий не костях
появление праворукости
первое увеличение мозга
2-
Человек умелый
\
каменные орудия
3_
Австралопитек
хождение на двух ногах
гУ детей австралопитеков голова была маленькой,
узкий таз женщин не мешал их рождению
Рис. 1.5. Главные этапы эволюции рода Человек, по В. Р. Дольник
Женские фигуры воспроизводят пропорции тела и роста разных видов. Высота
овала соответствует продолжительности существования вида
матическим условиям. Неандертальцы научились пользоваться
огнем, строить примитивные ж илищ а, жить в пещерах, охо­
титься на крупных зверей.
П алеолити чески й человек н аходился, по мнению Л. Н. Гу­
милева (1990), в состоянии “гомеостазиса” (равновесия) с окру­
жающим его “вмещающим” ландшафтом, входя в биоценоз как
верхнее, завершающее звено. Первобытные люди воздействова­
ли на видовой состав и численность животных, но ограничен­
ность технических средств и навыков охоты не позволяла им
опустошать окружающую природу. Правда, в борьбе за пещеры
был уничтожен пещерный медведь, а изменение растительности
вблизи поселений - выжигание, вытаптывание, сбор съедобных
видов - приводило к формированию синантропной раститель­
ности, что явилось началом возникновения антропогенного
ландшафта вблизи мест обитания первобытных людей.
Гораздо больший ущерб наносили пож ары. Человек, сам
не боявш ийся огня, использовал его при охоте и защ ите от
хищ ников. Часто пож ары превращ ались в стихийное бедст­
вие. Гибли леса и населявш ие их животные. Полагают, что
увеличению площ ади саванн способствовало вы ж игание тро­
пических лесов первобытным человеком. Вместе с тем, повидимому, существовали природоохранные обычаи, которые
позволяли достаточно большому числу людей ж ить оседло на
одном месте. Об этом свидетельствуют следы древних костров,
пламя которых поддерживалось в пещ ерах на протяж ении
столетий.
Подводя итог эволюции гоминоидов и гоминидов (рис. 1.5),
В. Р. Дольник (1994) отмечает, что в поведении Человека уме­
лого и Человека прямостоящего, вплоть до неандертальцев,
автоматическая инстинктивная деятельность преобладала над
разумной. До самого вы мирания, около 500 тыс. лет назад, они
воспроизводили одни и те же орудия, никак не улучш ая техно­
логии их изготовления. Новый этап материальной культуры поздний палеолит — связан с деятельностью Человека разум но­
го.
Человек разум ны й. По мнению антропологов, предком всех
современных людей (Ното заргепз заргепз) была женщ ина,
ж ивш ая в Западной Африке около 200 тыс. лет назад
(Дольник, 1994). Неандертальцы встретились с разумным чело­
веком 120 тыс. лет назад на Ближ нем Востоке. Первые проник­
ли туда с севера, из Европы, а вторые с юга, из А фрики. Н еан­
дертальцы не выдерж али конкуренции с более прогрессивным
видом и вымерли 25 тыс. лет назад.
Расселение первобытных людей по территории всего земно­
го шара нередко сравнивают с эпохой великих географических
15
открытий. Около 15-10 тыс. лет назад человек полностью засе­
лил весь современный ареал своего обитания, кроме А нтаркти­
ды, которая и в то время была покры та льдами. Это было не­
бывалое по быстроте в истории Земли расселение биологическо­
го вида, который сумел приспособиться к экстремальным
условиям, стал
ж ить и осваивать природные ресурсы всех
географических зон. Данному событию способствовало пониж е­
ние уровня Мирового океана более чем на 100 м в связи с тем,
что большое количество влаги было “законсервировано” в лед­
никовом панцире последнего оледенения. Осушились морские
мелководья, и между всеми материками появились сухопутные
переходы. Островов Тихого и Индийского океанов человек
достигал на плотах и лодках, овладевая при этом навигацион­
ными знаниями.
На последнем этапе эволюции человека в наиболее зримой
форме проявилось действие естественного отбора - это нашло
выражение в образовании рас. Внешне представители некото­
рых рас отличаются очень сильно, но генетическая основа раз­
личий невелика. Это служ ит неоспоримым доказательством
того, что все расы относятся к одному виду - Человеку разум ­
ному.
Самым ранним по времени (от 100 до 40 тыс. лет назад)
было отделение от африканской популяции ветви, давшей на­
чало расам от берберов, европеоидов и лопарей до монголоидов,
американских индейцев, океанийцев, папуасов Новой Гвинеи и
австралийских аборигенов. В разных ландш афтах, даже в пре­
делах одного материка, естественный отбор закреплял призна­
ки , наиболее выгодные
для ж изни именно в дан­
ных условиях (рис. 1.6).
Важные процессы раз­
вития умственных способ­
ностей Человека разум но­
го, трудовых навыков, со­
циальных отношений при­
ходятся на эпоху послед­
него вюрмского (валдайРис. 1.6. Разные размеры те­
ла как результат естественно­
го отбора, закрепившего высо­
кое худощавое телосложение
обитателя африканской саван­
ны и коренастое - пигмея,
живущего в тропическом лесу,
по А. 8. Вои^Ьеу
16
ского) оледенения, м акси м ум которого был 18 ты с. лет назад.
С наступлением похолодан и я лесны е лан дш аф ты см еняю тся
откры ты м и пространствам и тундростепи. В этих услови ях, по
свидетельству А. А. В еличко, человек ш ироко расселился в
пределах европейской терри тори и России. Т ен ден ци я к ш и р о ­
ком у расселению в п риледн и ковой зоне х ар актер н а и для п ер­
вобытного общ ества на территории Западной Европы . Н а фоне
сходны х в общ их чертах природны х условий на западе и восто­
ке Европы в позднем п алеоли те отм ечаю тся региональны е осо­
бенности ж и зн и первобы тны х лю дей: на востоке преобладает
откр ы ты й тип поселений с н азем ны м и ко н стр у к ц и ям и из
костей мам онта; н а западе - п ещ ерны е стоян к и .
Территория Восточно-Европейской равнины была заселена
3 0-24 тыс. лет назад. В это время первобытный человек про­
двинулся далеко на север, до бассейна Печоры. В окрестностях
г. Владимира обнаружена одна из самых интересных в мире
позднепалеолитических стоянок - Сунгирь. В период м акси­
мального похолодания валдайской ледниковой эпохи первобыт­
ный человек не только не покинул пределов Русской равнины,
но, напротив, ш ироко расселился в открытой тундростепи.
Такая приверженность к суровым условиям существования у
древних людей объясняется тем, что основой их ж изни была
охота на крупны х млекопитаю щ их - представителей мамонто­
вой фауны.
Значение собирательства в связи с похолоданием упало. З а ­
то сильно возросла роль охоты, которая позволяла кроме мяса
и ж ира получать кости, ш куры и сухожилия и использовать их
для изготовления орудий труда, ж илищ , одежды и ловушек
для ж ивотных. Важно подчеркнуть, что в условиях холодного
клим ата и вечной мерзлоты продукты охоты могли храниться
практически неограниченно долгое время, в теплом же климате
мясо убитых ж ивотных быстро портится.
Охота на крупны х животны х, причем коллективная, - от­
крытие разумного человека. Успех приш ел, когда первые груп­
пы первобытных людей проникли из А фрики в степи Ближнего
Востока, а оттуда еще севернее, на просторы евразийской
тундростепи, населенной стадами мамонтов, северных оленей,
лошадей, бизонов, овцебыков и др. Все они стали объектом
охоты (рис. 1.7).
Необычные природные условия, невиданные звери, мясной
рацион стимулировали умственную деятельность людей, застав­
л яя отказы ваться от многовековых африканских традиций, от
бездумного автоматического поведения. Охота на крупного
зверя была одной из причин быстрого расселения человека на
Земле. Когда первые группы охотников попадали в новые мес17
Рис. 1.7. Применение ловчей ямы при охоте на мамонта, по «1.011ю8еп,
N. М^Пег
Рис. 1.9. Морская корова, обитавшая у берегов Камчатки, истреблена
в XVIII в.
100000
10000
1 000
100
Лет до н.э.
Рис. 1.10. Изменение количества крупных животных (в %), существо­
вавших в Австралии, Северной Америке и на двух крупных островах,
обусловленное проникновением туда человека, по I. О. 81ттоп 8
та, обитавшие там животные ничего не знали об их коварны х
приемах охоты и не боялись людей. Добыча доставалась легко.
Но проходило время, зверей оставалось все меньше. Люди
устремлялись вперед в “край непуганых птиц” . Многие ж ивот­
ные, ставшие легкой добычей охотников, навсегда исчезли с
лица Земли (рис. 1.8, 1.9).
Расселению первобытных охотников сопутствовало ката­
строфически быстрое обеднение фауны материков и островов
(рис. 1.10). Один из крупнейш их знатоков ледникового периода
Р. Флинт (1963) следующим образом характеризовал процесс
обеднения фауны А мерики под влиянием человека: исчезнове­
ние ж ивотных в основном происходило 5 0 0 0 -1 0 000 лет назад.
К вымершим видам принадлеж ат все верблюды, лош ади, ле­
нивцы, два рода мускусных быков, пекари, винторогие антило20
пы, гигантское ж и вотн ое, п о х о ж ее на бобра, олень с ветвисты ­
ми рогами, отдельны е виды к ош ек, некоторы е и з н их дости га­
ли разм еров льва. И счезл и все виды бизонов (кроме одного),
включая гигантского би зон а, у которого расстояние м еж д у
рогами достигало 180 см, два вида мамонтов, которы е были
крупнее соврем енны х слонов и были распространены на терри­
тории СШ А повсеместно (рис. 1 .1 1 ).
9500-7000 лет
назад
"Ш и
10000-7500 лет
назад
11000-9000 лет
назад
15000-11000 лет
назад
25000-12000 лет
назад
38000-20000 лет
назад
Рис. 1.11: Уничтожение животных Северной Америки по мере заселе­
ния ее территории первобытным человеком, по N. Б. Ь еуте
21
К рупны е м лекопи таю щ ие Северной А м ери ки , хорош о п ри ­
способленные к м естны м природны м услови ям , оказал и сь со­
верш енно беззащ итн ы м и при столкновении с человеком . Они
погибали от рук охотн иков, от пож аров. Их вы м ирание в ы зы ­
валось н аруш ением экологического равновесия: так , круп н ы е
х и щ н и к и могли исчезнуть после истребления человеком к р у п ­
ны х травоядн ы х.
Среди ж и в о тн ы х , и счезн увш их в А м ерике с приходом чело­
века, явно преобладаю т самы е доступны е и ценны е д л я охотн и ­
ков: круп н ы е л ен и вц ы и броненосцы , м астодонты , ш ерстисты е
носороги, м ам онты , овцебы ки , медведи, олени карибу.
В число вымерших видов не попали бизон и северный
олень. Сохранению бизона, до прихода европейцев, способство­
вало расширение степных и лесостепных ландшафтов. Между
численностью индейцев и бизонов установилось равновесие.
Такое же равновесие сохранялось между народами, населяв­
шими тундру, и северным оленем. М елкие млекопитающие крысы, мыши, бурундуки, хом яки, землеройки, суслики совсем не пострадали.
За пределами А фрики в новых условиях сезонности клим а­
та, быстрого расселения по разнообразным ландш афтам, освое­
ния приемов охоты на новых животных естественный отбор
совершенствовал в основном социальную структуру, поведение
и сложную умственную деятельность человека. Возросли агрес­
сивность, предприимчивость и изобретательность. Все большую
роль в приспособлении людей к менявш имся условиям ж изни
начала играть речь. Она позволяла передавать от поколения к
поколению быстро возрастающий объем информации. Посте­
пенно ценность этой информации стала важнее информации,
передаваемой с генами. Возникла уникальная ситуация, когда
естественный отбор стал утрачивать свою функцию совершен­
ствования вида (Дольник, 1994).
Общественный инстинкт, возникш ий еще у ж ивотных, поз­
волял людям вести совместную деятельность (во время охоты,
защ иты от хищ ников и т. п.) и явился природной биологи­
ческой предпосылкой возникновения нравственных чувств, а
затем и нравственности. Произвольное воображение, по мнению
И. Канта, явилось начальным этапом в формировании челове­
ческого сознания. Оно позволило осуществить переворот во
взаимоотношениях человека с окружаю щей средой —перейти
от рефлекторного, животного подчинения среде к преобразова­
нию непригодной окружаю щ ей действительности сообразно с
воображаемой идеальной моделью.
Известный русский биолог К. А. Тимирязев, комментируя
труды Ч. Дарвина, писал, что естественный отбор могуще­
22
ственно способствовал победе в- «.
х и ксти н к •.ел; нал низ
ш им и. Существо с так и м и р а зн и г' т ± ум ственны м и способно­
стями и обладающее сильно вы раж ен н ы м и социальными и н ­
сти н ктам и , неизбеж но долж но было приобрести
чувство или совесть. “Совесть - не что иное, как вн^аррнняя
борьба м еж ду более и ли менее укорени вш и м и ся и н сти н ктам и
меж ду эгоизмом , вы работавш им ся в и ндивидуальной борьбе, к
альтруизм ом - результатом социального и н сти н кта, которы й I
свою очередь вы работался из и нститута м атери нской лю бви” ,
По словам Ч. Дарвина, “Ч еловек, как и другие ж и в о тн ы е
достиг своего высокого современного состояния путем борьбы
за сущ ествование, являю щ ей ся результатом его быстрогс
разм нож ения, и если он долж ен разви ваться далее, то должен
остаться под влиянием этой строгой борьбы, иначе он п огряз­
нет в лени и бездельи, и более даровиты й не будет выходит!
победителем из борьбы с менее даровиты м ” (подчеркнуто
мной - К. П.).
По мнению ряда авторов, важную роль в развитии социаль
ных отношений в первобытном обществе сыграло возникнове
ние у женщ ины - прародительницы человеческого рода - дли
тельного эструса - сексуальной возбудимости. Если у само*
животных эструс ограничен сроком течки, то у молодых жен
щин появляется способность постоянно испытывать сексуальное
желание и наслаждение. Ж енщ ины становятся объектом по
вышенного эротического вним ания со стороны мужчин. Резке
меняется весь уклад ж изни. Сильный самец-вожак попадает I
зависимость от ж енщ ины - любовницы, матери и хозяйки.
Палеолитический человек активно, методом проб и ошибок
накапливал эмпирические знания об окружаю щ ем его мире
В условиях охотничье-собирательского хозяйства люди должнь:
были хорошо знать повадки и пути передвижения про
мысловых животны х, рельеф охотничьих угодий, полезные г
вредные свойства растений, особенности их вегетации и место
произрастания, свойства различны х поделочных материалов
Они научились предсказывать погоду, ориентироваться п<
местным признакам и звездному небу, вести счет времени пс
лунному календарю, сезонам года и др. Первобытный человек
умел выполнять различны е хирургические операции - от уда
ления зубов до трепанации черепа и ампутации конечностей и использовал лекарственные средства растительного, животно
го и минерального происхождения. Нужды распределения прк
разделе добычи породили простейшие арифметические дей
ствия, в первую очередь сложение и деление.
Поздний палеолит (3 5 -1 0 тыс. лет назад), явился периодов
развития материальной культуры и доисторического искусств!
2;
Рис. 1.12. Б и зон , Р и сун ок
первобы тного человека
в самых разнообразных
формах: гравюры ж и ­
вотных и людей на не­
больших кусочках кам ­
ня или кости; глиняные
и каменные скульпту­
ры; наскальные рисун­
ки, выполненные охрой,
древесным углем, мар­
ганцем и прочими минеральными красками. Большинство
изображений располагалось глубоко в пещерах, где они и смог­
ли сохраниться до наш их дней (рис. 1.12).
Наскальные рисунки высоко реалистичны и несут богатую ин­
формацию об особенностях жизни первобытного человека, о ж и ­
вотных, на которых он охотился. В карстовой пещере, недавно
обнаруженной во Франции, близ Лиона (СЬаиуеЪ е!;с., 1996), пер­
вобытные люди, жившие около 20 тыс. лет назад, оставили удиви­
тельные по точности и выразительности изображения медведей, но­
сорогов, лошадей, мамонтов, оленей, козлов, бизонов, львов и др.
С зарождением искусства связано формирование миропони­
м ания палеолитического человека, ибо он достиг определенной
стадии развития интеллекта, когда появилась необходимость
объяснять то, с чем приходилось сталкиваться в повседневной
ж изни. М иропонимание людей первобытной общины нашло
воплощение в ранних видах религиозных представлений: ани­
мизме, тотемизме, фетиш изме, магии.
А ним изм - вера в существование духов, в одушевленность
всех предметов, в наличие независимой от телесной оболочки
души у людей, животны х, растений. Первобытный человек
одушевлял всю природу: скры тая одушевленность присутство­
вала не только в деревьях и животны х, но и в журчащ ем ручье,
пламени костра, т. е. во всех предметах - от моря до небольшо­
го кам ня. Природные стихии не были бездушными, они оли­
цетворяли духов, враждебных, добрых или нейтральных. Сис­
тема запретов и ритуальны х действий была направлена на то,
чтобы необдуманным поступком не обидеть душу зверя или
духов, охраняющ их холмы, рощ и, реки и ж илищ а.
Тот емизм - поклонение животному, растению, явлению
природы (тотему), которые у родовых групп людей служили
объектом религиозного почитания. Первобытный человек не
выделял себя из окружаю щ ей его природы: все одушевленные и
неодушевленные предметы, стихийные силы и люди мыслились
24
как единое целое. Существовала вера в тесную связь между
людьми одного рода и их тотемом. Тотем помогал своим соро­
дичам, а те, в свою очередь, не должны были причинять ему
вред. Одной из причин бережного отношения к ж и вотны м с л у ­
ж ила вера в перевоплощение душ, душа человека после смерти
переходит в другое живое существо. Отголоски тотемизма наш ­
ли свое отражение в более поздних религиозных культах в виде
почитания свящ енных животных в Индии, Египте и других
странах.
Фетишизм - поклонение фетишу - неодушевленному пред­
мету - камню, черепу, клыку зверя и др., - который, по представ­
лению верующих, наделен сверхъестественной силой. Фетиши,
защищавшие человека от злых духов и опасностей, назывались
амулетами. Часто фетишами являлись фигурки людей и живот­
ных - прообразы будущих идолов.
Огромную роль в первобытном мировоззрении играл культ
единой Богини-Матери к а к проявления Души мира, наш едш ий
свое материальное воплощение в женских фигурках с гипер­
трофированными органами деторождения и кормления, кото­
рые были найдены на многих стоянках в Европе и Азии. Из ее
лона выш ли все растения, ж ивотные, люди, которые по этой
причине состоят в кровном родстве (рис. 1.13).
М агия - колдовство, волшебство; совокупность обрядов,
связанных с верой в способность человека воздействовать на
природу, людей, ж ивотных и даже богов. Первобытные люди
активно использовали магические ритуалы, имевшие целью
воздействовать на окружаю щ ий мир в необходимом направле­
нии: обеспечить успех в промысле, прекратить непогоду, вы ­
звать дождь и т. п. Так как ж изнь первобытного человека была
неразрывно связана с охотой, то прежде всего магические дей­
ствия относились к ней. Промысловая
магия существовала в виде всевозможных
магических ритуалов: плясках-пантом и­
мах, метании оруж ия в изображения или
скульптуры ж ивотных. Существовали и
другие виды магий - лечебная, любовная.
Магические ритуалы привели к появле­
нию таких обрядов, к ак жертвопринош е­
ния, в том числе и человеческие.
Пути развития разных, часто замкну­
тых и изолированных, этносов в после­
дующем разошлись: одни, совершенствуя
Рис. 1.13. “Палеолитическая Венера”. Скульп­
тура первобытного человека
25
орудия труда, прош ли все этапы до современной технической
ц и в и л и зац и и , а другие так и остались на уровне р азв и ти я позд­
непалеолитического общества охотников-собирателей (австра­
л ий ские аборигены , п лем ен а ам азонской сельвы и др.)- И по­
ны не человечеству п ри сущ а своеобразная “разноврем енность"
су щ ествован и я.
Возникновение производящ его хозяй ства — зем леделия и
ж ивотноводства. Десять-двенадцать тысяч лет назад началась
деградация огромного ледникового покрова Северной Америки
и Евразии. Переходный период в истории человечества от хо­
лодного клим ата к современному назвали мезолитом - среднекаменным веком. Он характеризовался резким изменением
природных условий: обширные пространства земли освободи­
лись от ледника; поднялся уровень Мирового океана; хо­
лодный климат сменился более теплым; на смену тундровой
растительности приш ла лесная.
Эти, казалось бы, положительные изменения на деле вы ­
звали негативные последствия: одни промысловые животные
(мамонты) были истреблены или вымерли, другие (северный
олень) - откочевали на север. Пришедшие им на смену лесные
животные (благородные олени, лоси, кабаны, косули и др.) не
вели стадный образ ж изни и были пугливы. Это вызвало необ­
ходимость изменять орудия и методы охоты. В лесном ланд­
шафте потеряла свое значение коллективная охота, зато увели­
чилась роль собирательства. П рименяя сети и ловуш ки, люди
занялись рыболовством, стали применять новые способы охоты.
Сокращение числа крупны х млекопитающ их вызвало рас­
пад коллективов охотников на небольшие группы. Возникла
система индивидуальных охотничьих участков. Охота на осто­
рожных и быстрых лесных зверей привела к изобретению лука,
который стал господствующим оружием на ближайш ие 15 тыс.
лет. Австралийские аборигены придумали бумеранг, обладаю­
щ ий дальностью полета до 100 м. Создав лы ж и, а точнее, сне­
гоступы, человек смог преследовать зверей даже по глубокому
снегу. Продвигаясь за отступающим ледником, мезолитический
человек достиг северных побережий, где занялся промыслом
морского зверя и колониально гнездящ ихся птиц.
Нестабильность охотничьего хозяйства, обрекающая людей
на голодание, послуж ила толчком к поиску новых источников
пищ и. Таким источником стало производящее хозяйство. Пере­
ход к земледелию и скотоводству явился кардинальным рубе­
жом в исторйи человечества. Он привел к большей устойчи­
вости в обеспечении продуктами питания и способствовал росту
народонаселения. Производящее хозяйство позволило контро­
лировать источники пищ и, делать долговременные запасы и
26
ограждать себя от угрозы голода. Это вызвало значительный
рост народонаселения, к 2500 году до н. э. население Земли
достигло 100 млн человек. Человечество вступило в эпоху нео­
лит а - нового каменного века.
Возможно, толчком, подвигнувшим человека перейти от со­
бирательства к искусственному выращиванию растений, яви ­
лась засуха, охвативш ая Средний и Ближ ний Восток. Тогда,
чтобы спастись от голода, люди были вынуждены ухаживать за
дикорастущими - взры хлять землю, поливать ее и, наконец,
сеять семена. Самыми древними злаковыми культурами яв л я­
ются ячмень и пшеница. Хлебные злаки очень удобны: в сухих
зернах заключен большой запас питательных веществ, их мож ­
но собирать и хранить бесконечно долго. В неолите были введе­
ны в культуру все основные виды сельскохозяйственных расте­
ний (рис. 1.14).
Параллельно с развитием земледелия шло одомашнивание
диких животных. В условиях нехватки дичи человек уже не
убивал попавш ихся во время охоты подранков и детенышей, а
сохранял и откармливал их в загонах. Одомашниванию в тече­
ние неолита подвергались различны е виды (рис. 1.15): м леко­
питающие (15 видов), птицы (10 видов), рыбы и насекомые
(2 вида). Первыми были приручены овцы и козы . Первоначаль­
но домашние животные использовались преимущественно для
производства продуктов питания и лиш ь позднее - для пере­
движения и как тягловая сила. Три тысячи лет назад была
приручена дикая кош ка. Это событие выделяется особо, так
к ак возникла острая необходимость защ ищ ать запасы зерна от
мышей и крыс. Кош ка в Древнем Египте пользовалась особым
почетом, за причиненный ей вред грозила смертная казнь.
В Индии роль кош ек играли кобры, такж е почитавшиеся свя­
щенными животными.
Исследования археологов и ботаников подтвердили полицентрическую концепцию зарож дения древнейших земледель­
ческих цивилизаций в центрах происхождения культурных
растений, разработанную Н. И. Вавиловым (рис. 1.16).
В Средиземноморском центре человечество освоило возде­
лывание маслины, лавра, капусты , моркови, тмина, свеклы,
петруш ки, спаржи, лука, чеснока, льна, мака; в Передне- и
Среднеазиатском центрах - винограда, груш и, алычи, фисташ ­
ки, миндаля, граната, инж ира, грецкого ореха, дыни, пш ени­
цы, ячменя, рж и , бобовых (гороха, чечевицы, маш а, нута и
др.); в Китайском центре - проса, гречихи, сои, хурмы, чая,
ш елковицы, местных сортов абрикоса, персика, сливы, виш ни,
айвы, капусты , моркови. Растения, введенные в культуру в
Центральной и Северной Америке, показаны на рис. 1.17. Свои
27
I
1
I
I
I
1
I
I
1 I
I
I
I
1 1 1 1 1 1
I
I
(
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
*</
I
Рис. 1.14. Хронология начала возделывания человеке
по Р. К. Баландину и Л. Г. Бо!
Рис. 1.16. Центры происхождения культурных растений, по Н.И. Ва­
вилову
Рис. 1.17. Основные пищевые растения, введенные в культуру в Цен­
тральной и Южной Америке, по А. 8. Вои^Ьеу:
1 - арахис; 2 - картофель; 3 - маниок; 4 - томаты; 5 - ксантозояа; 6 - батат;
7 - кук уруза (маис); 8 - какао
центры п р оисхож ден ия кул ьтурн ы х растений им ею тся в А ф р и ­
ке и в Ю го-Восточной А зии.
Н.
И. В авилов у к а зы в ал н а прямую связь центров проис­
хо ж д ен и я к у л ьту р н ы х растений 'и од ом аш ни ван ия д и к и х ж и ­
вотны х с формированием древнейших ц и ви л и зац и й : ‘‘П роблема
происхождения д ом аш ни х ж ивотных так же, к а к происхожде­
н и я ку л ьту р н ы х растений, связана с историей народов: она есть
часть истории материальной культуры ... география первобыт­
ны х ц и в и л и зац и й мира совпадает в значительной мере с гео­
графией распределения первоисточников культурных растений”
(В авилов, 1932). Территории, на которых расположены центры
происхождения культурных растений, в первую очередь слу­
ж или базой для перехода древнего человека к оседлому образу
ж изни. Именно здесь формировались древнейшие районы зем­
леделия и скотоводства; отсюда распространялась культура в
другие места. Население вне центров происхождения культур­
ных растений отставало в своем развитии. Особенно показате­
лен в этом отношении австралийский материк, флора и фауна
которого лиш ена растений и ж ивотных, способных служить
объектом сельскохозяйственного производства. Основным зан я­
тием аборигенов до прихода европейцев были охота и собира­
тельство, культура оставалась на низком уровне. Древнейшие
районы земледелия и скотоводства, а такж е изменения в типах
землепользования показаны на рис. 1.18.
Наиболее благоприятными для развития земледелия и ско­
товодства оказались предгорные районы Ближ него Востока —
так называемый “плодородный полумесяц”, протянувш ийся от
Египта до гор Загрос в Иране (рис. 1.19). Два других древней­
ших очага земледелия и скотоводства возникли в Восточной и
Юго-Восточной А зии, а такж е в Центральной и Ю жной Аме­
рике.
Размеры общин увеличились, и возникли первые крупные
поселения с численностью ж ителей до 4 -6 тыс. человек (ЧаталГуюк в Турции, Телль-Ш амш ира в предгорьях Загрос в Иране,
легендарный библейский Иерихон в Палестине и др.). Д ля
защ иты от врагов стали строить мощные каменные стены и
дозорные башни. Основными ж илищ ам и становятся уж е не
хиж ины и зем лянки, а достаточно благоустроенные дома из
сырцового кирпича.
Развитие земледелия и скотоводства способствовало бы­
строму прогрессу в изготовлении орудий труда: мотыг, серпов,
зернотерок, ступок, топоров и тесел из разнообразного твердого
каменного сырья, которое подвергалось раскалыванию , ш ли­
фовке, пилению и сверлению. Именно в этот период получает
широкое распространение керамическая посуда, иногда неолит
31
и собирателей;
Рис. 1.18. Древнейшие районы земледелия и скотоводства, по Б. В. Андрианову:
10-7 тыс. лет назад; 2 - 7-5 тыс. лет назад; 3 - 5-4 тыс. лет назад; 4 -зона охотников
5
пути рас
г
Рис. 1.19. Географическое положение “плодородного полумесяца” территории, на которой располагались древнейшие очаги земледелия,
по А. 8. Вои§Ъеу
!щже называют керамическим веком. В неолите были изобретены
прядение и ткачество, что расширило возможности изготовления
эдежды. Усложнение трудовой деятельности привело к постепен­
ной специализации труда как внутри общин, так и между ними.
Эбмен продуктами труда становится прообразом торговли.
В общинах, перешедших к производящему хозяйству, проис­
ходило активное интеллектуальное развитие, выразившееся в
накоплении новых знаний по агротехнике, зоотехнике, селекции,
мелиорации, химии, арифметике, геометрии и географии. Переос­
мыслялись понятия “пространство” и ”время”, которые наполня­
3— 756
33
лись новым содержанием в соответствии с требованиями практики.
Появились первые пиктографические карты и записи в виде рисун­
ков и узелкового письма, счетные приспособления (счетные кам ­
ни - по-латыни са1си!и$ - лали название термину "калькуляц и я'').
И зобразительное искусство неолита отош ло от реали зм а п а ­
леолита. Роспись стен пещ ер см енилась орнам ентам и - обычно
геом етрическим и узорам и на сосудах и других предм етах быта.
П о явл яется м о н у м ен тальн ая скульп тура - кам ен н ы е и зв а я н и я
ж ен ски х фигур.
Расцветали ремесла - изготовление керамических чаш , кув­
шинов, сосудов, орудий труда, оруж ия, украш ений и др. Около
9 тыс. лет назад на территории Турции уже изготовлялись
изделия из чистой меди (бусы, булавки, подвески, сверла),
которую ковали вхолодную. Л иш ь через 2,5 тыс. лет люди
научились извлекать медь из руды при помощи плавки, а около
5 тыс. лет назад начали получать бронзу (из 1 части олова и
9 частей меди), пригодную для создания более твердых орудий
труда. Наступил бронзовый век.
Переход к производящ ему хозяйству привел к изменению
религиозных воззрений. Одомашнивание крупного рогатого
скота обусловило появление культа домашних ж ивотных, оли­
цетворявш их богатство и изобилие: быка и коровы. Обнаруже­
ние в поселении Чатал-Гуюк в Турции храмовых сооружений
с изображениями быков, их глиняны м и головами, украш енны ­
ми рогами, свидетельствует о возникновении культа быка еще в
середине седьмого ты сячелетия до нашей эры. Он нашел свое
продолжение в религиозных верованиях ж ителей Шумера,
Вавилона, Египта, Индии и Греции. Верховный бог Вавилона
Мардук изображался в виде быка, а символом главного шумер­
ского божества А на была рогатая тиара. Образ коровы или
ж енщ ины с коровьими рогами имела египетская богиня плодо­
родия Исида, а сам всемогущий Зевс - глава греческого Олим­
па - временами появлялся в виде быка.
С развитием земледелия возник культ возделываемых рас­
тений: маиса, ты квы , бобов - у индейцев Америки, природных
сил, обеспечивающих обильный урожай: Солнца и Земли, дож ­
дя и плодородия, - у подавляющего большинства земледельче­
ских цивилизаций.
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х за н я ти й
1. Гоминоиды-австралопитеки. Биологические особенности и условия жизни.
2. Гоминиды: Человек умелый и Ч. прямостоящ ий. Время происхождения.
Биологические особенности и условия жизни. Воздействие на природу.
3. Материальная культура палеолита. Присваивающее хозяйство - охота и
собирательство.
34
4. Человек разумный. Время происхож дения. Условия и образ жизни.
Р асш ирение ареала. О бразование рас.
5. Роль ум ственной деятельности и социального фактора в развитии п е р ­
вобы тного общ ества.
6. Культура позднего палеолита. Ранние виды религиозны х представлений:
анимизм, тотемизм, ф етиш изм, магия.
7. Неолит. Возникновение пр ои звод ящ его хозяйства - земледелия и ж и ­
вотноводства. Центры происхож дения культурных растений.
8. Переход к оседлом у образу жизни.
9. М атериальная и духовная культура неолита.
1 .2 . Д Р Е В Н Е Й Ш И Е З Е М Л Е Д Е Л Ь Ч Е С К И Е Ц И В И Л И З А Ц И И
На Земле имеются районы, которые в силу ряда природных
особенностей были наиболее благоприятны для развития древ­
нейших цивилизаций - это ш ирокие пригодные для обработки
равнины, орошаемые реками, узкие перешейки, архипелаги,
совпадающие с центрами происхождения культурных растений.
Они являлись своеобразными полюсами притяж ения первобыт­
ных людей. П. Тейяр де Ш арден (1987) выделяет пять таких
очагов: Нил и Месопотамия с Египтом и Ш умером; долины
Ганга и Инда с цивилизациям и Индии; бассейн Ж елтой реки
(Хуанхэ) с китайской цивилизацией и, наконец, появивш иеся
позже Ц ентральная А мерика с цивилизацией М айя, острова
Тихого и Индийского океанов с полинезийской цивилизацией.
Каждый этнос пережил периоды пассионарных толчков,
приводивших к расширению ареала за счет освоения новых
территорий, еще не обжитых или захваченных у соседей. Под
давлением более мощных этносов цивилизации других народов
отходили на второй план или исчезали вовсе. Так исчезли
древние цивилизации Центральной Америки, о. Пасхи и др.
М агистральный путь развития сохранился только у европей­
ской цивилизации, корнями своими связанной с Месопотамией,
Египтом, Элладой, Римом.
Огромную роль в развитии и экспансии европейской циви­
лизации играл таинственный, по словам Тейяра де Ш ардена,
иудео-христианский фермент, давш ий Европе ее духовную фор­
му. Предприимчивые европейцы долгое время воспринимали
религиозно-философские учения К итая и Индии как путь к вос­
питанию пассивности, отрешенности, созерцательности. Однако
в конце XX в. западная цивилизация стала переосмысливать
духовные ориентиры своего развития. С точки зрения экологи­
ческой этики иудео-христианские догмы, утверждающие право
человека господствовать над природой, уступают идеям буддиз­
ма, даоизма и других восточных учений, проповедующих не­
разрывную связь человека с природой.
35
Р и с . 1 .2 0 . С ем ь ч у д е с с в е т а д р е в н е г о м и р а , п о Епсус1оресИ а А т е п с а п а :
1 - египетские пирамиды в Гизе; 2 - висячие сады Семирамиды в Вавилоне;
3 - статуя Зевса в Олимпии; 4 - колосс Родосский; 5 - храм Артемиды в Эфе­
се; 6 - Галикарнасский мавзолей; 7 - А лександрийский маяк
Возникнув первоначально в засушливых предгорьях,
центры земледелия постепенно сместились в долины крупней­
ш их рек, где зародились древнейшие цивилизации. Возможной
п ричиной такого территориального сдвига явился смыв почв с
горных склонов. Расчеты показывают, что за первые 5 тыс. лет
земледелия с распаханных склонов был смыт слой почвы тол­
щиной до 2 м.
В Двуречье (Месопотамии) между Тигром и Евфратом, в до­
лине Нила 6 - 4 тыс. лет назад, в бронзовом веке возникают
цивилизации Ш умера, Вавилона, Ассирии, Египта. Их харак­
терным признаком было строительство городов.
Происхождение городского образа ж изни не менее значимо
для человека, чем освоение земледелия. Человек, тысячи лет
ж ивш ий на лоне природы, впервые создал свой собственный
мир - город, стены которого изолировали его от окружающего
ландшафта. Образ ж изни в городах древности мало чем отли­
чался от современного: уже в то время существовали дворцы и
храмы, базары, трактиры , мастерские, ш колы , канализация и
водопровод. И в наш и дни следует знать, что колыбелью рели­
гий, искусств и наук были цивилизации Месопотамии и Егип­
та, позже - античного Средиземноморья. Человечество со­
хранило память о семи чудесах света древнего мира (рис. 1.20).
Города строились в древних государствах Индии и ЮгоВосточной Азии, К итая и Центральной Америки.
Долины рек, особенно их дельты, представляли собой цве­
тущие оазисы среди окруж аю щ их пустынных ландшафтов.
Разливы рек оставляли плодородный ил. Богатые почвы позво­
ляли собирать необычайно щедрые урожаи: от 70- до 200кратны х. Кратность урож ая показывает отношение количества
собранного зерна к посеянному.
В засушливом климате поля нуждались в орошении. Возник­
ла потребность в создании оросительных и мелиоративных си­
стем (рис. 1.21). Огромные преимущества орошаемого земледелия
привели к обожествлению рек. Не случайно Ветхий Завет поме­
щает райский Эдемский сад именно в междуречье Тигра и Ев­
фрата. В Месопотамии еще в XXIV в. до н. э. Саргон Аккадский
создает единую общегосударственную оросительную систему,
а кодекс законов вавилонского царя Хаммурапи, датируемый
1750 г. до н. э., содержит целый ряд законов о водопользовании.
Человек, освоив долины рек, создал рукотворные агро­
ландш афты, функционирование которых поддерживалось по­
стоянной созидательной деятельностью (рис.1.22).
Тесная зависимость ж изни людей от режима рек подтвержда­
ется сравнением двух цивилизаций: древнеегипетской и шумерсковавилонской. Стабильный режим Нила обеспечил более длитель37
Рис. 1.21. Ирригационная сеть (на схеме - прямые линии) в Древней
Месопотамии, по данным дешифрирования аэроснимков, по К. МсС. Айагпз
апй Н. .1. Шезеп
ное существование египетского государства, “кровеносной систе­
мой” которого являлась великая река. Прекрасным символом этой ста­
бильности служат величественные пирамиды и храмы (рис. 1.23).
“Все боится времени, а время боится пирамид” , - так гово­
рили древние. Пирамида фараона Хеопса, которую, по данным
Геродота, строили около 100 тыс. человек в течение 20 лет, имеет
высоту 147 м и до конца XIX в. была самым высоким и величе­
ственным творением рук человеческих. Поэт К. Д. Бальмонт,
побывав в Египте, писал: “Пирамида божественна: она вечный
знак устремлений души от человеческого к сверхчеловеческому. Ее
молитвенный храмовый характер совершенно очевиден”.
Если египтянам пришлось затратить много усилий на
освоение долины Н ила, то создание цивилизации в Месопота­
мии сравнимо с подвигом. Пустыни сменялись здесь м алярий­
ными болотами, а длительные речные разливы - бурями и за-
Рис. 1.22. Превращение девственного ландшафта долины Нила, по­
росшей деревьями и кустарниками, в пахотные угодья, по Т. К. Бесту
апё Т. I. АЛШНатз
38
Рис. 1.23. Руины древнеегипетских пирамид и храмов в долине Нила,
по <1. ОМозеп, N. Мо11ег
сухами. Именно в шумерском эпосе “Песнь о Гильгамеше”,
относящемся к первой половине III тысячелетия до н. э., пове­
ствуется о Всемирном потопе. Археологические раскопки в
городе Уре показали, что легенда имеет реальное основание 39
был обнаруж ен м ощ ны й (до 2,5 м) слой ила, которы й мог обра­
зоваться лиш ь в услови ях крупнейш его наводн ен и я, зато­
пивш его огромную территорию в меж дуречье Т и гра и Евф рата.
В ранних мифологических представлениях древних цивилиза­
ций Египта и М есопотамии превалирует культ природных сил,
выразивш ийся в обожествлении солнца, земли, воды, плодородия,
различны х ж ивотны х. Н а фоне характерного для язы чества поли­
теизма во времена Древнего Египта возникает культ солнечного
божества (солярный монотеизм) —почитание бога Солнца Р а или
солнцеподобного Атона. Зн ак круга был олицетворением бо­
жественного солнечного диска, а обелиск символизировал сол­
нечный луч. Атону посвящ ались божественные гимны:
Великолепно твое появление на горизонте,
Воплощенный Атон, жизнетворец!
На небосклоне восточном блистая,
Несчетные земли озаряешь своей красотой.
Над всеми краями,
Величавый, прекрасный, сверкаешь высоко.
Лучами обняв рубежи сотворенных тобою земель,
Ты их отдашь во владенье любимому сыну.
В земледельческих цивилизациях, ж ивущ их в едином с
природой сезонном ритме, возникли мифы, повествующие о
вечном самовозобновлении природы, ее гибели и воскрешении.
Осирис - бог плодородия научил египтян земледелию, виногра­
дарству и многим ремеслам. Даже мертвый он сохранял свою
жизненную силу и, подобно растениям, возрождался под вл и я­
нием животворного солнечного света.
С культом Осириса связано представление египтян о загроб­
ной ж изни. Знатны х египтян хоронили, снабдив всем необхо­
димым. Д ля воссоединения души умершего и его мумифициро­
ванной телесной оболочки необходим был похожий рукотвор­
ный образ. Так возникло знаменитое портретное искусство
Египта. Скульпторы изображали спокойно-бесстрастные лики
реальных людей, помыслами своими обращенные в вечность
(рис. 1.24).
Отголоском тотемизма является обилие зооморфных богов в
пантеоне Древнего Египта: шакал-Анубис - покровитель умер­
ш их, павиан-Тот - бог мудрости и письменности, богиня войны
Сохмет - ж енщ ина с головой львицы, богиня плодородия, ветра
и воды Исида - корова или ж енщ ина с коровьими рогами.
В Месопотамии получил широкое распространение культ вер­
ховного божества Вавилона - М ардука, которому воздвигались
статуи из золота в виде быка. Именно в его честь была постро­
ена знаменитая вавилонская баш ня, которая возвышалась на
40
60 м над городом и п о р аж ал а своим вели колеп ием , так к а к
бы ла п окры та глазурью и золотом.
И зм ен ен ия природны х условий в результате интенсивной
хозяйственной деятельн ости п риводили к негативны м п ослед­
ствиям : эрозии почв, их засолению , разруш ению м ели орати в­
ны х систем, опусты ниванию и, в конечном счете, к деградации
Рис. 1.24. Храм в Убу-Симбеле, колоссы Рамсеса II, по
N. М^11ег
4 -7 5 6
ОМозеп,
41
и скусственны х экосистем , созданны х человеком . В М есопота­
мии возни к д ревнейш ий очаг экологической катастроф ы , спро­
воцированной н аруш ени ем хруп кого равновесия м еж ду челове­
ческим общ еством и окруж аю щ ей средой.
В авилон, бы вш ий в течение полутора ты сяч лет культурной
и эконом ической столицей Б л и ж н его В остока, был основан
ам ореям и в X IX в. до н. э. У стойчивы й антропогенны й л ан д ­
ш аф т просущ ествовал здесь до VII в. до н. э. Гибель В авилон­
ского царства - следствие неумелого х о зяй ствован и я. Вот к а к
описы вает одну из п ервы х экологи ч ески х катастроф ч елове­
чества Л. Н. Г умилев (1990).
Хозяйство Вавилонии базировалось на системе ирригации
междуречья Тигра и Евфрата, причем избыточные воды сбра­
сывались в море через Тигр. В 582 г. до н. э. Навуходоносор
скрепил мир с Египтом женитьбой на египетской царевне.
Вместе с царевной в Вавилон прибыла ее свита из образованных
египтян. Египтяне, имевшие богатый опыт строительства ирри­
гационных сооружений для орошения земель в долине Нила,
предложили построить канал и увеличить площадь орошаемых
земель в междуречье Тигра и Евфрата. Вода оросила земли,
подстилаемые засоленными грунтами. Началось вторичное засо­
ление почв. Вода в Евфрате, откуда ее брали в новый канал,
стала течь медленнее, что вызвало отложение осадков в старой
ирригационной сети. Она стала выходить из строя. Так послед­
ствия очередной “победы над природой”, пишет Гумилев, погуби­
ли великий город. К началу новой эры от него остались лиш ь
руины. Все ближе к городам и селениям подступали пустыни,
все чащ е встречаются изображения корабля пустыни - вер­
блюда. Как отмечает ф ранцузский исследователь Ф. Шатобриан, леса предшествовали человеку, а пустыни следовали за ним.
Фараоны Египта, ш умерские, вавилонские, ассирийские ц а­
ри вписывали в число своих славных деяний преобразование
природы: строительство плотин, каналов, мелиоративных си­
стем, посадку садов и парков. Висячие сады Семирамиды, соз­
данные около 600 г. до н. э. царем Навуходоносором, по праву
считались одним из семи чудес света. Содержание диких ж и ­
вотных, привезенных из разны х стран, в специальных парках
сравнимо с организацией древнейш их зоопарков.
В третьем ты сячелетии до наш ей эры в Египте был создан
современный солнечный календарь, деливш ий год на 365 дней,
а в Ш умере - лунный календарь, в котором период обращения
’ Луны был высчитан с точностью до 4 секунд. Ш умерские м ате­
матики оперировали числами, состоявшими из 15 знаков. Они
же разработали позиционную систему цифр и ш естидесятирич­
ный счет, которые используются по сей день.
42
В Древней Месопотамии зародилась медицина: н азван ие ее
дословно означает “зелень”, т. е. подразумевается лечение тра­
вами. Первая “медицинская энциклопедия” была записана на
22 тысячах гл и н ян ы х табличек. Свод законов вавилонского
правителя Хаммурапи, содержащий 238 статей, является древ­
нейшим письменным изложением шумерского права. Ш умерам
мы обязаны появлением первых библиотек, архивов, учебных
заведений, возникновением художественной литературы, семи­
тоновой звуковой гаммы. Как отмечают многие исследователи,
важнейш ее, что сохранилось от культуры древней Месопота­
мии, - клинопись, которая зародилась на рубеже IV—III ты ся­
челетий до н. э. Вероятно, что именно она повлияла на фор­
мирование финикийского письма, греческого и более поздних
алфавитов.
Египтяне и шумеры разработали принципы пропорции и гар­
монии в архитектуре, оставив после себя величественные храмы,
дворцы, пирамиды, произведения монументальной скульптуры.
Приемы обработки земли, ирригации, интродукции и се­
лекции растений и ж ивотных (от скрещ ивания до искусствен­
ного опыления финиковы х пальм) - все эти достижения древ­
нейш их цивилизаций Месопотамии и Нила были заимствованы
и использованы последующими культурами, что обеспечило их
более быстрое развитие. Из очагов своего зарождения в долинах
рек достижения культуры широко распространились по всему
Средиземноморью.
Как предупреждение потомкам звучит иероглифическая
надпись на пирамиде Хеопса: “Люди погибнут от неумения
пользоваться силами природы и от незнания истинного м ира.”
Ф иникийские мореходы оказывали услуги многим правите­
лям Египта, Ассирии, Иудеи, отправлялись в рискованные пла­
вания. По просьбе легендарного царя Соломона в X в. до н. э.
они плавали в страну Офир (возможно, расположенную в ю ж ­
ной Индии), откуда привозили золото, слоновую кость и эбено­
вое дерево. Но самой удивительной, с точки зрения современно­
го человека, была экспедиция, организованная финикийцами
по просьбе египетского фараона Нехо II на рубеже УП-У1 вв. до
н. э., когда они за три года обогнули Африку с востока на за­
пад. Повторить это плавание - с запада на восток - удалось
лиш ь через 21 столетие португальцам.
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х за н я ти й
1. Древнейшие речные цивилизации. Развитие орошаемого земледелия.
Возникновение городов. Воздействие на природу.
2, Отражение в мифах древнего Египта и Месопотамии отношения людей к
природе.
43
3. Э кологические проблемы древних зем ледельческих цивилизаций.
4. Достижения культуры и науки древнейш их земледельческих цивилизаций.
1 .3 . А Н ТИ Ч Н Ы Е Ц И В И Л И З А Ц И И С РЕ Д И ЗЕ М Н О М О РЬ Я
На рубеже 1У-Ш тысячелетий до н. э. великие “речные”
цивилизации сменяются “морскими” - финикийской и грече­
ской. Для них характерно прибрежное положение городов и
поселений. Сократ говорил, что они теснились вокруг моря,
словно лягуш ки вокруг болота. Тур Хейердал считает, что
3100 и 1200 гг. до н. э. являю тся важнейш ими поворотными
вехами в истории не только Средиземноморья, но и всей Земли.
Это даты крупнейш их тектонических катастроф, которые при­
вели к гибели слож ивш ихся цивилизаций, массовому переселе­
нию народов и возникновению новых культур. В первом случае
в Атлантическом океане произош ла катастрофическая подвиж­
ка земной коры по рифтовому разлому, которая, возможно,
уничтожила легендарную Атлантиду, описанную в знаменитых
платоновских диалогах. Второе событие связано с извержением
санторинского вулкана, повлекш им за собой гибель критской
цивилизации, массовое переселение финикийцев в западную
часть Средиземного моря и даже за его пределы. Интересно, что
обе названные даты оказались отраженными в летосчислении
народов, населяю щ их американский континент. М айя избрали
начальной точкой отсчета своего календаря 3113 г. до н.э., а к
1200 г. до н. э. относится возникновение цивилизации ольмеков, на берегах М ексиканского залива. А если вспомнить, что
м айя называли себя потомками мореплавателей, приш едш их с
востока, то становится ясно, что грандиозные тектонические
катастрофы могли привести не только к локальным, но и гло­
бальным м играциям народов.
Экономика средиземноморских государств базировалась на
возделывании злаков (ячменя, пшеницы), которое дополнялось
скотоводством и рыболовством. В горах разводили преимуще­
ственно коз и овец, тогда к а к на увлаж ненных равнинах дер­
ж али крупный рогатый скот и занимались земледелием. Воз­
можности такого хозяйства были сильно ограничены гористым
рельефом и недостаточным количеством пригодной для обра­
ботки земли. Огромным подспорьем в деле освоения мало при­
годных для земледелия склонов гор явилось выращивание
винограда, а такж е оливковых деревьев. Все “здание” хозяй­
ственной ж изни покоилось преимущественно на средиземноморской триаде - ячмене, винограде и оливе.
Разноплановость хозяйства, экологическая неприхотливость
возделываемых культур, ш ироко развитая торговля продуктами
44
п и тан и я, использование ж ел езн ы х орудий труда - все это по­
зволило ф и н и ки й ц ам и грекам вы й ти за рам ки своего вм ещ а­
ющего лан дш аф та и рассели ться по всему С редиземноморью Если в Египте активн ость общ ества бы ла нап равлен а лиш ь на
поддерж ание ирригаци он ной системы и борьбу с н ад ви гаю щ и ­
м ися п ескам и , то более слож н ы е природны е условия Д ревней
Греции требовали от зем ледельц а значительно больш его труда,
эксперим ентаторства и инициативы.
Наиболее древняя цивилизация - минойская - зародилась
на острове Крит на рубеже III и II тысячелетий до н. э. Ее рас­
цвет приходится на ХУ1-ХУ вв. до н. э. Именно с этими време­
нами связано греческое предание о великом царе Миносе “владыке моря” . Его отец - всемогущий Зевс, приняв облик
быка, привез на Крит ф иникийскую принцессу Европу - мать
Миноса. У царицы Пасифаи, ж ены Миноса, родился сын Мино­
тавр - страшное чудовище с телом человека и головой быка,
которого отец был вынужден спрятать подальше от глаз люд­
ских в мрачном лабиринте, построенном мастером Дедалом.
Для морских цивилизаций финикийцев и греков была харак­
терна колонизация - создание многочисленных новых городов и
поселений по берегам Средиземного и Черного морей, зачастую
достаточно удаленных от города-метрополии. Недостаток пригод­
ной для обработки земли в пределах полисов не позволял обеспе­
чить сносные условия существования увеличивающегося числа
местных жителей. Это, а также причины политического характера
вызывали массовое вытеснение людей из родных мест.
Развитию колонизации способствовала морская торговля.
Потребность в олове для производства бронзы привела древних
финикийцев и греков даже на берега далекой Великобритании,
которую греки называли Касситеридой (Оловянной страной).
На судах перевозили зерно, оливковое масло, вино, древесину,
гончарные изделия.
Процесс исследования и постепенной колонизации побере­
ж ья Средиземного моря начался еще в середине II тысячелетия
до наш ей эры с плаваний древних финикийцев и ж ителей Кри­
та, достигших Гибралтарского пролива. Ф иникийцы создали
множество городов и поселений в Северной Африке: У ттика,
Карфаген, Гиппон, Икозиум и др.; на Пиренейском полуостро­
ве: Гадир - современный Кадис, М алака - современная М алага
и др.
В Древней Греции отсутствовала сильная централизованная
власть. Горы и море изолировали отдельные общины друг от
друга, и вместо единого государства возникло множество не­
больших греческих городов-государств (полисов), разбросанных
по югу Балканского полуострова, островам Эгейского моря и
45
западном у побереж ью М алой А зии. О бразцы древнегреческой
ар хи тектуры до сих пор восхищ аю т человечество (рис. 1.25).
П и к греческой ко л о н и зац и и С редиземноморья п ри ш ел ся на
УП1-У1 вв. до н.э. В н ачале VIII в. до н. э. греки ж и л и в п ре­
делах небольш их, достаточно зам кн уты х общ ин н а огран и чен ­
ной территории ю га Б ал к ан ско го полуострова, островов Эгей­
ского м оря и западного побереж ья М алой А зии, а к н ач ал у V в.
до н. э. греческие города и поселения разм ещ али сь по всему
побереж ью С редиземного и Черного морей от П иренейского
полуострова до К р ы м а и К авказа.
Колонии и метрополии поддерживали активные торговые
связи, при этом колонии выступали поставщ иками продуктов
питания и сырья, а метрополии - продукции ремесленного про­
изводства. Зачастую колонии со временем обгоняли в развитии
метрополии: так, могущество Карфагена затмило славу фини­
кийских городов; греческая колония на острове Сицилия - Си­
ракузы стала одним из самых крупных городов античного мира.
Значительно расш ирив свои познания об окружаю щ ем ми­
ре, простирающемся от ж арких тропиков до хладны х северных
морей, человек все более убеждался в собственном могуществе.
Страшные чудовища и титаны оказались поверженными богами-олимпийцами, столь похожими на людей и обликом, и по­
ведением. Страх перед неукротимыми природными стихиями
отступил на второй план, победа богов-олимпийцев знаменовала
победу человеческого разумного начала над хаосом первоздания.
Победившие боги кроме власти над стихиями обладали также
человеческими добродетелями: умом и образованностью (Афина),
властностью (Зевс), воинственностью (Арес или Марс), красотой
(Афродита), поэтическим талантом (Феб), сметкой и расчетли­
востью (Гермес). Боги древних греков антропоморфны - подобны
людям, лишь бессмертие является гранью, разделяющей их.
Прометей, или “провидящ ий”, олицетворял мыслящ ую силу
человеческого разума. Именно Прометею люди обязаны своим
внешним видом, отличающ им их от животных. “Прометей, говорит Овидий, - размочив землю водой, вылепил из нее чело­
века по образу богов, и тогда к а к у всех зверей голова вечно
клонится к земле, человек может свободно поднимать свою
голову к небесному своду и смотреть на звезды” .
Прометей похитил на Олимпе и передал людям искру не­
бесного огня. Разгневанный Ю питер (Зевс) реш ил наказать за
это Прометея и весь род людской. Прометей был прикован к
скале, каж ды й день прилетал орел клевать его печень и рвать
когтями его тело. За ночь раны заж ивали, а на следующий день
начинались новые мучения.
46
Рис. 1.25. Цитадель древней Трои - Пергамон. Реконструкция, по «I. ОМояеп, N. М<Шег
Чтобы наказать людей, Юпитер придумал для них источник
мучений и вместе с тем предмет страстных желаний. “П ови­
нуясь Юпитеру, хромой Вулкан вылепил из земли образ дев­
ственницы; Минерва поспешила ее нарядить в белую тунику и
придать ей прелесть и обаятельность. Боги и люди пришли в
восторг при виде этого чуда красоты, сотворенного на погибель
человечеству, и дева эта стала прародительницей всех женщ ин,
этих страшных и опасных врагов м уж чин” (Гесиод). Пандора “Одаренная богами” - так звалась первая женщ ина.
Аллегорией того, почему с женщ иной приш ли на Землю не­
счастья, служит “ящ и к Пандоры” . Пандора получила его от
Юпитера, и в нем были заклю чены все людские бедствия. Сой­
дя на Землю, она, со свойственным женщ инам любопытством,
открыла ящ и к, и тотчас оттуда вылетели болезнь, голод, злоба,
ненависть и много других бед. Вместе с появлением женщ ины
прекратился золотой век человечества. Она лиш ила его бес­
смертия. Род человеческий с тех пор продолжается и размно­
жается, но каждый отдельно рождается и должен умереть.
Появление наук было продиктовано потребностями челове­
ка, его основными занятиям и - мореплаванием и земледелием.
М ифологические объяснения одного неизвестного другим неиз­
вестным уже не отвечало запросам людей практичны х и дея­
тельных. Хотя еще длительное время мифы и наука ш ли р я ­
дом. Герои мифов проявляю т пытливость ума, достойную уче­
ных, а ученые и философы облекают свои мысли в форму
мифа.
Гекатей М илетский (546-480 до н. э.) поставил перед собой
задачу собрать воедино имеющиеся сведения об окружаю щ ем
мире и представить их в доступной форме. В своем
“Зем­
леописании” он обобщил множество записок о сухопутных и
морских путешествиях и постарался как можно полнее и прав­
дивее охарактеризовать известную ему Ойкумену - пространство,
заселенное людьми. Ж ивш ий столетием позже Геродот много
путешествовал. В “Истории” в 9 книгах им описана природа
многих стран и особенности ж изни народов, их населяю щ их.
Страбон (ок. 63 до н. э. - ок. 24 н.э.) на основании личных
наблюдений и по материалам многочисленных источников
написал сочинение в 17 книгах “География”. Это была сводка
всех географических знаний, которыми располагали древние
греки.
Будучи прекрасными наблюдателями, греческие ученые вы ­
сказали гениальную догадку о шарообразности Земли. Аристо­
телю удалось найти необходимые доказательства этого пред­
положения, а Эратосфен, первым введший в обращение термин
“география”, сумел с удивительной точностью определить раз­
48
меры земного ш ара. К лав­
дий Птолемей написал “Р у­
ководство по географии” в
8 книгах, к которым было
приложено 27 карт. Это
первый дошедший до нас
географический атлас. Ш и­
рокую известность получи­
ла геоцентрическая система
мира Птолемея, обоснова­
нию которой он посвятил
13-томное “Великое матема­
тическое построение астро­
номии”.
Платон представлял наш
“природный дом”- Землю Геродот (V в. до н.э.)
круглой планетой: “Зем ля,
если взглянуть на нее свер­
ху, похожа на м яч” . Она “очень велика, и мы знаем малую ее
часть”. Ставя вопрос о том, сколько лет существуют на Земле
государства, Платон отвечает: “огромный и неисчислимый
период времени. Тысячи государств появилось за это время
одно за другим и, соответственно, не меньшее число исчезло”.
Уже в античную эпоху люди обладали знаниями и понима­
нием тех проблем, которые мы теперь называем экологически­
ми. Согласно Платону некогда А ттика обладала очень плодо­
родными почвами, обеспечивавшими безбедное существование
ее ж ителей. Горы были покрыты лесами, которые не только
кормили обитавших в них зверей, но и задерживали под своей
сенью дождевые воды. “Вода не исчезала, к а к теперь, скаты ­
ваясь в море по оголенной земле, - пишет Платон, - то, что
сохранилось, если сравнивать это с тей, что существовало
раньше, похоже на истощенное тело больного человека; все
плодородные, м ягкие земли растратились и исчезли, оставив
лиш ь остов суши” .
Великий Аристотель сформулировал принципы научного по­
знания, позволяющие строить теории путем наблюдения фактов,
отвечая при этом на вопрос: “Что это за предмет и почему он
существует?”. Оставив после себя более 300 сочинений (“Ме­
тафизика”, “История ж ивотных”, “Ф изика”, “О Небе”, “Метеорологика” и др.), он по праву считается основателем многих
естественных дисциплин - гидрологии, метеорологии, океаноло­
гии, сравнительной анатомии, систематики животных и других.
Как вдохновенно звучат его слова: “Мышление - доблестнейшее
занятие человека, верх блаженства и радость в ж и зн и ...”
49
Платон (4 2 7 -3 4 7 гг. до н. э.)
Аристотель (384-322 гг. до н. э.)
Преемником Аристотеля был Феофраст. Основной его заслу­
гой была разработка основ ботаники к а к самостоятельной нау­
ки. Им написано “Исследование о растениях” в 9 книгах. При
описании разных растений (около 500 видов) Феофраст уделял
большое внимание их экологии, т.е. зависимости от теплоты,
влажности, освещенности, почв и т. п. “Своеобразие раститель­
ности, - пишет он, - создается разницей в месте”.
Наряду с описательным направлением, шедш им от эмпири­
ческих знаний, для античных ученых был характерен законо­
творческий подход, вы разивш ийся в поиске первичной суб­
станции, преобразования которой создали все многообразие
существующих форм. К ак писал позднее Низами:
Разум знать пожелал в устремлении здравом,
Что же в мире явилось первичным составом?
Следуя своей интуиции, ученые отдавали предпочтение раз­
личным субстанциям: Фалес - воде, Анаксимен - воздуху,
Ксенофан - земле, Гераклит - огню, а Аристотель - всем четы ­
рем субстанциям, а такж е эфиру. По мнению последнего, все
вещи и явления находятся в процессе постоянного физического
изменения, ведущего к совершенному состоянию. Анаксимандр
почитал за первичную субстанцию апейрон, который не может
быть познан опытным путем, предвосхитив тем самым гениаль50
ную догадку Демокрита из Абдер об атомистическом строении
вещества.
Знаменательным явилось высказывание философа из Абдер,
современника Демокрита, Протогора, заявившего: "Ч еловек
есть мера всех вещей: существующих - что они существуют, не
существующих - что они не существуют” . Возведение в абсолют
данных слов привело к тому, что в античном мире человек был
выделен из природы и поставлен в центр мироздания; обожест­
вление природы сменилось антропоцентризмом. Природа стала
рассматриваться лиш ь как основа для материальной деятель­
ности человека, его мастерская.
Антропоцентризм греков наш ел материальное воплощение в
произведениях искусства, где человек выступает как основная
фигура, а природа служит лиш ь рамой для ее обрамления.
Античное искусство направило свое внимание на единственный
объект - человеческое тело, которое считалось наиболее близ­
ким к идеалу. Изобразительное искусство постепенно шагнуло
от статичных фигур куросов и кор (божественных юношей и
девушек) к динамизму Лаокоона (рис. 1.26). Венцом античной
скульптуры являю тся шедевры Фидия: он творец богов, похо­
ж их на олимпийцев, и олимпийцев, похожих на богов.
Выдающиеся достижения античной культуры породили
представление о гармонии человека и природы. На деле при­
знаки экологического кризиса были свойственны и цивилиза­
ции
Древней
Греции.
Еще
в начале первого ты сячелетия
до н. э. горы Греции были по­
крыты лесами, а в IV в. до н. э.,
по свидетельству Феофраста,
корабельный лес рос уже толь­
ко в горной А ркадии и за пре­
делами Греции - в М акедонии,
Ф ракии, И талии. Леса вы тесня­
лись полями, садами, вино­
градниками; весьма велика бы­
ла потребность в лесе для ко­
раблестроения и в древесном
угле для металлургии. Сведение
лесов вело к эрозии почв, осо­
бенно на склонах. Козы, поедая
побеги молодых деревьев, сво­
дили на нет возможность есте­
ственного восстановления лесов.
Рис. 1.26. Лаокоон (ок. 50 г. до н. э.)
51
Смыв почв с горны х склонов коренн ы м образом изм ен и л облик
девственны х лан дш аф тов. Областью “оскальп и рован ны х п очв”
назы ваю т теперь С редиземноморье ученые.
Зн ач и тел ьн ы й урон окруж аю щ ей среде н ан оси лся горнодо­
бываю щ ей пром ы ш ленностью . До настоящ его времени сохра­
нились следы огром ны х кам енолом ен и ш ахт. Ш ахты Л аврионских рудников в А тти ке, где добы вали серебро и свинец, имеют
глубину до 119 м, а кам ен олом н и возле С иракуз н а о. С иц и лия
углублены на 30 м.
Недовольство первых жертв неразумного хозяйствования мелких землевладельцев - нашло воплощение в философии
ш колы киников, выдвинувш их на первое место идеалы ограни­
чения потребностей, простоты и естественности. По мнению
Диогена из Синона, "лиш ь труды в согласии с природой ведут к
счастливой ж и зн и ”. П ризы вая уподобляться естественной при­
роде животных, они противопоставляли “порочность” греков и
“чистоту” варваров, отдавая предпочтение последним. Идея
киников о разумном ограничении потребностей звучит доста­
точно актуально и в настоящее время.
Весьма созвучно с современной нравственной оценкой ис­
тории человечества выделение древними греками четырех ве­
ков. Первый век - золотой, когда на земле царила вечная вес­
на; повсюду текли млечные ручьи; сок деревьев был подобен
меду; земля рож дала всевозможные злаки и плоды земные;
болезней и старости не существовало; люди переходили в небы­
тие засыпая. Второй век - серебряный: вечная весна уступила
место четырем временам года; земля уже нуждалась в обработ­
ке для того, чтобы производить хлеб, необходимый для пищ и.
Третий век - медный: люди становятся ж естокими, воюют друг
с другом, но не доходят еще до преступления. И, наконец,
четвертый век - железны й - является веком всеобщей испор­
ченности и греховности. ”Тогда, - говорит Овидий, - пришлось
поделить землю, которая до того времени была общим достоя­
нием, как воздух и свет, и обозначить границы каждого
участка. Люди стали рыться в недрах земли, ищ а в ней со­
кры ты х сокровищ. Л иш ь только были добыты железо и золото,
как тотчас же родилась Распря, и вскоре повсюду стало раз­
даваться бряцание оруж ия” .
Теория Греции стала практикой Рима. Как отмечает В. В. Лункевич, “философия была для римлян не всеобъединяющим знанием
о Вселенной' и человеке, а искусством ж ить...” Четко работающая
государственная машина военизированного государства точно так
же покоряла и эксплуатировала природу, как захватывала и подчи­
няла земли и народы. Не отдельным городам-полисам, но могучей
империи было под силу осуществление самых грандиозных проек­
52
тов: создание обширной сети дорог, сооружение величественных
строений, мостов, акведуков (рис. 1.27). Как указывает В. Д. Блазатский. из Рим а во все направления вели 16 дорог с каменным
покрытием, а мост через Дунай, сооруженный во времена императо­
ра Траяна, имел длину 1070 м, ничуть не уступая современным
сооружениям подобного типа. При строительстве вилл, как пишет
Саллюстий, срывались горы и “застраивались” моря.
П р акти ц и зм и р ац и он ал и зм ри м л ян подобен современному
п рагм атизм у тех н и чески х ц и в и л и зац и й Запада. К ак считаю т
Р. К. Б ал ан д и н и Л . Г. Б ондарев, “рим ское общ ество того вре­
мени мож но н азвать первы м общ еством потреблен ия” .
В ооруж енны е более прогрессивны м и орудиям и труда (к о ­
лесны й плуг, ж н е й к а и др.) и культурой сельского хозяй ства
(применение двух-трехп ольн ой системы зем леделия, севооборо­
тов и др.), р и м л ян е ш и роко разд ви н ули гран и ц ы зем ель, си л ь ­
но преобразованны х человеком , ш агнув за пределы своего вм е­
щ аю щ его л ан дш аф та —своей природной зоны.
Больш инство д р евнерим ски х учены х бы ли по сути своей
п опуляризаторам и к о н кр етн ы х п р ак ти ч еск и х зн ан и й , о чем
мож но судить д аж е по н азв ан и я м их трудов, н априм ер сочине­
н и я К атона Ц ензора “О д елах д еревен ски х” и “Н аставл ен и я
сы ну” , а т а к ж е “отц а ри м ской учености” М арка Т еренция Варрона с т ак и м ж е н азван ием “О делах деревен ских” . Эти кн и ги
содерж али мудры е и п олезн ы е советы о том, к а к следует выби-
Рис. 1.27. Акведук, построенный во времена Римской империи в Испа­
нии, по <1. ОМозеп, N. М^11ег
53
рать угодья и заботиться о зем ле, кул ьти ви ровать растен ия,
у х аж и в ать за дом аш ни м и ж и вотн ы м и и п тиц ей , и многие дру­
гие. П оэма великого поэта В ерги ли я “Г еорги ки ” , по мнению
В. В. Л у н к ев и ч а, п ред ставл яет собой “м н ож ество п р а к т и ч е ­
ски х советов, обви ты х ги р л я н д ам и п оэти чески х о п и с ан и й ” :
А с промежутками в год - труд спорый;
Лишь бы скупую почву вдоволь питать навозом жирным,
А также грязную сыпать золу поверх истощенного поля,
Так, сменяя плоды, поля предаются покою.
Знаменитый оратор и политический деятель Древнего Рима
Цицерон проповедовал утилитарное отношение человека к при­
роде: ”Люди будто назначены блюстителями земли... Неужели
мир создан для деревьев, травы и зверей? Господство над земны­
ми благами у человека полное. Мы используем поля и холмы,
реки и озера, мы сеем хлеб, сажаем деревья, направляем и пово­
рачиваем реки... Человеческий разум проник в самое небо” .
Покорение природы в Древнем Риме обернулось обострением
экологических проблем. Основной причиной деградации природы
оставались чрезмерный выпас скота, вырубка лесов, распашка
горных склонов. Урожаи с полей становились все меньше:
И уже пахарь-старик, головою качая, со вздохом
Чаще и чаще глядит на бесплодность тяжелой работы,
Если же с прошлым начнет настоящее сравнивать время,
То постоянно тогда восхваляет родителей долю.
И виноградарь, смотря на тщедушные, чахлые лозы,
Век, злополучный, клянет и на время он сетует горько,
И беспрестанно ворчит, что народ, благочестия полный,
В древности жизнь проводил беззаботно, довольствуясь малым,
Хоть и земельный надел был в то время значительно меньше,
Не понимая, что все дряхлеет и мало-помалу,
Жизни далеким путем истомленное, сходит в могилу.
Лукреций Кар
Состоящая из 6 книг поэма Лукреция Кара содержит много
интересных и оригинальных мыслей: о безграничности Вселенной
и множественности миров, о вечности и изменчивости мира, о
происхождении жизни, борьбе за существование и естественном
отборе. Вслед за Варроном он затрагивает тему происхождения
человека, весьма живописно изображая быт первобытных людей:
Люди еще не умели с огнем обращаться, и шкуры,
Снятые с диких зверей, не служили одеждой их телу;
В рощах, в лесах или в горных они обитали пещерах
И укрывали в кустах свои заскорузлые члены,
Ежели их застигали дожди или ветра порывы.
Общего блага они не блюли, и в сношеньях взаимных
Были обычаи им и законы совсем неизвестны.
54
Таблица 1.2. Периодизация развития географических идей и знаний
в античное время (по А. Б. Дитмару, с сокращениями)
Дата
т!
1
| Период
1
1
До новой
эры
546 г.
Классическая
Греция
404 г.
Этап развития
географии
Основные географические знания
и идеи
1. Донаучные
географические представ­
ления
2. Первые науч­
ные попытки
систематиза­
ции географи­
ческих зна­
ний, развитие
первых идей
Зачатки географических зна­
ний тесно переплетены с ми­
фологией. Появление материа­
листических
космогоний,
со­
держащих географические пред­
ставления. Умозрительные пред­
ставления о Земле как о диске
или шаре. Идея Ойкумены как
обитаемой части Земли. Идея о
природной зональности
3. Начало диф­
ференциации
научных зна­
ний, зарожде­
ние частных
географичес­
ких дисци­
плин
Появление элементов метеоро­
логии, географии растений,
геоморфологии и других гео­
графических наук. Научное
доказательство шарообразной
фигуры Земли, попытка изме­
рения диаметра земного шара
277 г.
Эллинизм
4. Зарождение
физической
географии
как особой от­
расли научных
знаний
Синтез данных астрономии,
математики и физики. Созда­
ние карты Ойкумены с ис­
пользованием градусной сет­
ки, первый опыт районирова­
ния. Идея о существовании
четырех материков
146 г. начало
Новой
эры
Римская 5. Развитие
империя
физической,
математической географии
и картографии.
Обобщение
географичес­
ких знаний о
природе и на­
селении новых
стран
Расширение пространственного
кругозора в связи с римскими
завоеваниями. Развитие уче­
ний о процессах, изменяющих
поверхность Земли. Построе­
ние картографической сетки с
учетом сферичности Земли
55
Ш ирокую известность у потом ков п олучило эн ц и кл оп еди ч е­
ское сочинение П л и н и я С тарш его “Е стественная и сто р и я” ,
состоящ ее из 37 к н и г, в которы х он дает д етал ьн ей ш и й обзор
более чем 2 ООО трудов. По мнению А. Гумбольдта, “в древ­
ности нет ничего, что м ож но было бы поставить рядом с этой
величественной п о п ы ткой описать вселенную ” .
Основные этап ы р азв и ти я географ ически х идей и зн ан и й в
античное врем я обобщ ены в табл. 1.2.
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х з а н я ти й
1.
2.
3.
4.
5.
Формирование античных цивилизаций Средиземноморья.
Отражение в мифах древней Греции отношения людей к природе.
Экологические проблемы античных цивилизаций.
Достижения культуры и науки античного мира. Антропоцентризм.
Периодизация развития географических идей и знаний в античное время.
Гпава 2
ИЗ ТЬМ Ы СРЕДНЕВЕКОВЬЯ К ЭПОХЕ ВОЗРОЖДЕНИЯ
нтичный мир отделяет от начала Новой истории ты ся­
А
челетний период средневековья. Главной духовной силой
на этом этапе развития человечества были различны е религи­
озные конфессии. Под влиянием религий складывались ф ило­
софия, мораль, этические и эстетические нормы и др. Многие
национальные черты характера японцев и китайцев, индусов и
жителей арабского Востока, России и Западной Европы опре­
деляются религией, исповедуемой этими народами.
Роль религии в развитии человеческого общества нельзя
оценивать однозначно. Н а определенных этапах ее путы сдер­
ж ивали прогресс. Однако сила всех религий - в призывах к ду­
ховному совершенству, в признании гармоничности созданной
Творцом природы. Современное общество, пользуясь благами
научно-технического прогресса, насилует природу и все глубже
погружается в бездну бездуховности. Поэтому, несмотря на
высокие достижения науки, современное общество вновь ищет
в религии ответ на вечный вопрос: “К ак ж ить дальш е?”
2 .1 . С р е д н е в е к о в а я Е вропа
Территории за пределами благодатного Средиземноморья
отличались более суровым климатом и были покрыты
девственными дремучими лесами. Племена варваров ж или в
основном охотой и грабежами. Сельскохозяйственное производ56
стзо было в зачаточном состоянии. П остепенно к началу XI в,
на народы , населяю щ ие Западную Европу, распространяется
влияни е ри м ско-католи ческой ц еркви; утверж дается ф еодаль­
ный строй.
В Х 1-Х Ш вв. происходит массовое сведение лесов в и н тере­
сах зем леделия (рис. 2.1). Это бы ла эпоха “великого корчева-
Рис. 2.1. Обезлесение центральной Европы с начала X по начало XX в.,
п о 1 .0 . 8
ш ш ю п
8
57
н и я ” , по ф орм улировке зап адн ы х авторов (Бондарев, 1996). Н о­
вые зем ли быстро осваиваю тся под пахотны е угодья. Двуполье
зам еняется трехпольем . У рож аи по сравнению с ран н им средне­
вековьем возрастают вдвое (рис. 2.2).
И склю чительно активно строятся укрепленны е зам ки , мона­
стыри, а вокруг них возникаю т ж и лы е и хозяйственны е по­
стройки. Средневековые города долго сохраняли сельский облик.
Внутри городских стен располагались огороды, сады (рис. 2.3).
Р азви вается горнодобы ваю щ ая деятельность (рис. 2.4).
Занятием и привилегией господствующего класса были бес­
конечные войны; это было время и крестовых походов. Десяти­
летиями и столетиями дливш иеся войны сопровождались ис­
тощением производительных сил, запустением и обезлюдением
культурных земель. И. М. Дьяконов (1994) считает, что средне­
вековые войны трудно объяснить социально-экономическими
причинами. По его мнению, почти все они (как многие из более
ранних и более поздних войн) объясняются весьма просто с со­
циально-психологической точки зрения —к а к результат при­
сущего человеку побуждения к агрессии. Завоевать и покорить
соседа было престижно и удовлетворяло социальный импульс
агрессивности, который в Риме отчасти погаш ался гладиатор­
скими боями, а в наш и дни удовлетворяется футбольными и
хоккейны ми матчами.
На рубеже ХП1-Х1У вв. экологическая ситуация в Европе
осложняется. Возможности экстенсивного пути развития земле­
делия оказались исчерпанными. Продолжалось интенсивное
сведение лесов не только под земледелие, но и для строитель­
ства домов, кораблестроения, ради топлива, развития металлур­
гии. Склоны гор и возвышенностей, лиш енные растительности,
стали интенсивно денудироваться. По меткому выражению
местных ж ителей, становилось все больше “земель с ободран­
ной ш курой” .
Оборонительные стены ограничивали рост городов. Мусор и
нечистоты выбрасывались из окон прямо на улицу. Отсутствие
канализации приводило к загрязнению грунтовых вод. Колод­
цы становились рассадниками инфекции. Из-за тесноты за­
стройки каж ды й пожар имел опустошительные последствия.
Скученность населения и антисанитария способствовали рас­
пространению эпидемий. Тенденция к сокращению численности
населения, обозначивш аяся в начале XIV в., получила колос­
сальное ускорение в годы эпидемии чумы - 1346-1353 гг. Тог­
да, по разным оценкам, вымерло от 20 до 50 % всего населения
Европы (Бондарев, 1996).
Все сферы ж изни были во власти духовенства, не допус­
кавшего никаких отступлений от установленных канонов. За58
\ Я0 “ /
0>Г>>
Рис. 2.2. Сельскохозяйственные работы, 1340 г., по <1. ОМозеп, N. М<»11ег
Рис. 2.3. Рим, 1490 г., по
ОМозеп, N. М^Иег
Рис. 2.4. Добыча полезных ископаемых в шахтах, 1556 г., по I. О. Зшшюпз
дачами всех наук было прославление мудрости Творца и сп а се­
ние души, что было возможно только в лоне католической
церкви. В средн евековой Европе лю ди верили з буквс лън;: к и с­
тину Священного писания. Всякое сомнение считалось ересью ,
внушенной Сатаной. Еретики ж естоко преследовались. В тече­
ние тысячи лет библейская догма сковывала развитие есте­
ствознания. Большая часть знаний, накопленных греками, бы ­
ла утрачена с разрушением знаменитой Александрийской би­
блиотеки Юлием Цезарем в 48 г. до н.э. Окончательно она была
сож жена арабами после падения Римской империи в 642 г. н.э.
2 .2 . АРАБСКАЯ КУЛЬТУРА
Арабы, чье влияние в средние века простиралось от Среди­
земноморья до Средней Азии и Индии, исповедовали ислам и с
неменьшим фанатизмом, чем христиане в евангелие, верили в
догматы Корана. Так, халиф Омар направил военачальнику
Амру приказ, гласящий: “ Содержание этих книг либо согла­
суется с Кораном, либо нет. Если согласуется, то Корана доста­
точно и без книг, если же нет —они зловредны. Следовательно,
пусть они будут уничтожены” .
По иронии судьбы часть греческой премудрости сохрани­
лась именно при мусульманских дворах вдоль древнего
“ шелкового пути” . Некоторые халифы покровительствовали
ученым, и арабские переводы античных авторов в некоторых
случаях стали единственным источником, из которых теперь
можно почерпнуть сведения о содержании многих древнегрече­
ских рукописей.
Арабы и сами заметно продвинулись в науке, литературе и
искусстве. В течение семи столетий они практически одни под­
держивали дух творчества. Противоречивость философских
взглядов арабских ученых во многом определялась влиянием
античного наследия, вступавшего в противоречие с догматами
ислама. Об этом хорошо сказал Омар Хайям (1040-1123):
Несовместимых мы всегда полны желаний;
В одной руке бокал, другая на Коране.
И так вот мы живем под сводом голубым:
Полубезбожники и полумусульмане.
Многие произведения арабских ученых получили распро­
странение в Европе. Легендарный врач Авиценна - это Ибн Сина
(980-1037), родившийся и живший в Средней Азии и Иране. Его
мировоззрение формировалось под влиянием классиков античной
философии: Платона, Аристотеля, Гиппократа и др. Многие тру­
ды античных авторов он сам переводил на арабский язык.
Мировую славу Ибн Сине принесло его искусство врачева­
ния и в особенности книга “Канон врачебной науки” . Рассуж ­
дения Ибн Сины носят экологический характер. Т ак, в главе “ О
вещ ах, которые возникают от причины, принадлежащей к об­
щ им причинам” имеются разделы о влиянии на организм
окруж аю щ его воздуха, о временах года, о явлен и ях, обуслов­
ленных местом ж ительства, и др. Ибн Сина занимался пробле­
мами происхождения животного мира, формирования рельефа
земной поверхности. Он утверж дал, что суш а и море много раз
в вечной истории Земли менялись местами и окаменелости
фиксируют эти события.
Отдавая должное трудам Ибн Сины, Данте в “ Божест­
венной комедии” упоминает его имя наряду с Птолемеем, Ев­
клидом, Гиппократом. В Европе средних веков никого нельзя
поставить рядом с ним ни по объему разнообразных знаний, ни
по гигантским творческим итогам.
2 . 3 . КИ ЕВ С КА Я РУСЬ
В Восточной Европе на рубеже У Ш -1 Х вв. в результате
объединения восточно-славянских племен возникла Киев­
ская Русь. В 988 г. при князе Владимире был совершен об­
ряд крещения киевлян и новгородцев. Славяне-язычники,
поклонявшиеся Перуну, приняли православную веру и с ней
питающие ее исУоки византийской культуры. А за сто с
лишним лет до крещения Руси просветители Кирилл и Мефодий создали славянскую азбуку и перевели с греческого
священные писания.
С принятием христианства оживились сношения русских
с греками, а затем и с другими европейскими народами. Киев
со своими великолепными храмами, каменными домами и го­
родскими стенами не уступал западноевропейским столицам, да
и русский народ по нравам и понятиям не стоял тогда ниже
своих западных соседей. В Киев съезжалось много торговцев:
тут встречались венгры, немцы, скандинавы, восточные купцы.
Целыми колониями заселяли город иноземцы. Благодаря па­
ломничеству к святым местам, торговле и военным походам
расширялись географические познания славян о соседних зем­
лях.
Киево-Цечерская обитель и другие монастыри способствова­
ли утверждению на Руси христианства и распространению книг.
Они в то время были исключительно богослужебными и поучи­
тельными, и потому читать книги уже считалось делом благоче­
стивым, а переписывать их и этим содействовать распростране­
нию слова Божьего - подвигом и богоугодным делом. В Киево62
Печерской обители Нестор-летописец пишет первые жития свя­
тых (1073). В XII в. была составлена самая древняя дошедшая до
нас летопись “ Повесть временных лет” , содержащая упоминания
не только об исторических событиях, но и о примечательных яв­
лениях природы. К XII в. относится великий памятник русской
средневековой культуры “ Слово о полку Игореве” .
Раздоры и м еж доусобицы князей ослабили Русскую зем ­
лю. В X III в. в результате завоевания кочевниками устана­
вливается м онголо-татарское иго. Оно искусственно законсер­
вировало на длительное время (XIII—X V вв.) феодальные п о­
рядки на Руси.
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Особенности духовного развития и экологической ситуации в средневе­
ковой Европе.
2. Арабская культура. Ее влияние на культуру средневековой Европы.
3. Киевская Русь. Принятие православной веры; влияние византийской
культуры; распространение славянской письменности; летописи. М еж ­
дународные связи Киевской Руси. Начало монголо-татарского ига.
Гпава 3
ЭПОХА ВОЗРОЖДЕНИЯ
озрождение (Ренессанс) положило начало новому этапу
в истории мировой культуры. По значению для развития
культуры и искусства с ним может сравниться только эпоха
расцвета античной цивилизации. Гении Возрождения утверж­
дали принципы реализма и гуманизма в литературе, театраль­
ном и изобразительном искусстве. Это было время великих гео­
графических открытий, зарождения современного естествозна­
ния. Огромное значение имело развитие мореплавания. Благо­
даря безумно смелым капитанам человечество расширило свой
пространственный кругозор:
В
На полярных морях и на южных,
По изгибам зеленых зыбей,
Меж базальтовых скал и жемчужных
Шелестят паруса кораблей.
Быстрокрылых ведут капитаны,
Открыватели новых земель,
Для кого не страшны ураганы,
Кто изведал мильстремы и мель.
Н. Гумилев
63
3.1, ИТАЛИЯ, ХУ-ХУ! ВВ.
В конце средневековья в Италии мощ ного развития до­
стигли экономика и культура феодальных городов. Крупные
города превращались е самостоятельные государства. Возникли
первые университеты, которые становились центрами культуры
и образования.
Начало Возрождения принято связывать с творчеством
Данте, Петрарки, Б оккачио, приходящ имся на X IV в. Воз­
рож дению итальянской культуры способствовало и то, что в
1453 г. под напором турецких полчищ пал Константинополь,
столица Византийской империи. Греческие эмигранты, поки­
нувшие свою родину, в большинстве своем нашли приют в
Италии. Образованные греки, выросшие и воспитывавшиеся
вне католического обскурантизма, всколыхнули итальянское
общество. Они дали толчок новому направлению развития
науки и искусства. И с этого времени, совпавшего с падением
Византийской империи, началась знаменитая эпоха Возрож­
дения, которая произвела полную революцию в умах людей в
Западной Европе.
В условиях возросшей деловой активности на передний
план стала выдвигаться человеческая личность, обязанная сво­
им положением и успехами не знатности предков, а собствен­
ным усилиям, предприимчивости, уму, знаниям. Интерес к че­
ловеку и всему человеческому противопоставлялся схоласти­
ческому изучению Божественного. Отсюда и название нового
мировоззрения - гуманизм.
Стоячее болото зашевелилось. Стали появляться талантли­
вые изобретатели, даровитые ученые, выдающиеся художники,
смелые реформаторы-мыслители: Джордано Бруно, Леонардо да
Винчи, Галилей и др. Утверждая новое мировоззрение, гума­
нисты обратились к античному наследию. В нем деятели Воз­
рождения находили родственные идеи антропоцентризма, нор­
мы нравственного и прекрасного, основанные на изучении че­
ловека и природы.
3 . 2 . ПОРТУГАЛИЯ И ИСПАН ИЯ , Х У -Х У 1 ВВ.
После Италии дух Возрождения охватил Пиренейский по­
луостров, который в то время был завоеван маврами (арабами).
Коренные этносы Пиренеев испытали духовный подъем, ре­
зультатом которого стала реконкиста - национальная борьба за
освобождение страны от мавров. Португалия и Испания утвер­
дились как самостоятельные государства. Португальский этнос,
завершив реконкисту, вышел к берегу Атлантического океана.
64
Рис. 3.1. Каравелла
Человеком, который направил
энергию народа в сторону освое­
ния заморских территорий, был
принц, сын короля Хуана I, про­
званный Генрихом-Мореплавателем. Одну за другой он отправля­
ет морские экспедиции к югу от
Пиренейского
полуострова
и
дальше вдоль берегов Африки.
Снаряжая эти экспедиции, пор­
тугальцы учились строить мор­
ские суда. Так была создана ка­
равелла - судно, которое благода­
ря особенностям парусного осна­
щения способно плыть против вет­
ра (рис. 3.1).
На кораблях такого типа пор~
'■----тугальцы и испанцы сделали все
великие географические открытия. Христофор Колумб достиг Ба­
гамских островов 8 октября 1492 г.; Васко да Гама обогнул Афри­
ку и показал дорогу в Ост-Индию в 1498 г.; Магеллан обогнул
Америку с юга в 1520 г. и совершил первое кругосветное плава­
ние; Америго Веспуччи объез­
дил и описал материк, назван­
ный впоследствии его именем;
Бальбоа перешел Панамский
перешеек в 1513 г. и открыл
Великий (Тихий) океан и т. д.
Богатства, накопленные на­
родами Центральной и Юж­
ной Америки, стали военной
добычей испанских завоева­
телей.
Ширились
торговые
связи, со странами Востока Индией и Китаем. Через тер­
риторию Средней и Централь­
ной Азии пролегла Великая
Шелковая Дорога, по которой
переправлялись в Западную
Европу с Востока пряности и
предметы роскоши, купленные
за зол ото, награбленное в амеХристофор Колумб
р и к а н ск и х к ол он и я х .
5 -7 5 6
(1451-1506)
65
Испания в X V I в. переживала небывалый культурны й подъ­
ем. Эпоха Возрождения ознаменовалась творчеством ж и во­
писцев, писателей, поэтов, драматургов, произведения которых
звучат нередко и в наши дни. Однако, в то время как в Италии
эпохе Возрождения кроме подъема литературы и искусства со­
путствовало развитие естественных наук, опровергавших би­
блейские каноны сотворения мира, в Испании сохранялась аб­
солютная приверженность вере и она стала оплотом католициз­
ма. Борьба инквизиции с инакомыслием даже ужесточилась. В
результате Португалия и И спания, явивш иеся зачинателями
эпохи великих географических открытий, обогатившие культуру
Ренессанса, не оставили заметных имен в науке этого периода.
3 . 3 . ГЕРМ А Н И Я , X V —X V I ВВ.
Пытливый ум человека, пробудившись от долгого сна, не
мог ограничиться рамками, указанными католическим духо­
венством. Выразителем протеста стал августинский монах, сын
рудокопа Мартин Лютер.
Началась борьба за реформацию римско-католической
церкви, в результате которой обособилось новое направление
христианского вероучения - протестантизм. Оно крепло в эпоху
буржуазных перемен в Германии, Англии, Голландии, Сканди­
навских странах.
Лютер, осуществив первый перевод библии на немецкий
язык, явился основоположником литературного языка нации.
Иоганн Гутенберг изобрел книгопечатание с помощью на­
борного шрифта. Таким образом, у католического духовенства
было отнято исключительное право владеть манускриптами.
Кроме книг духовного содержания стали печататься научные
трактаты и светская литература. Если в католических храмах
обряды совершались на латинском языке, непонятном простому
народу, то протестантские священники стали обращаться к при­
хожанам с проповедями на их родном языке; если католиче­
ская вера подавляла волю человека, убеждая, что все совер­
шается по воле Бога, то протестантизм поощрял деловую ак­
тивность, личную ответственность, накопительство.
Знаменитый роман Д. Дефо “ Робинзон Крузо” , вышедший в
свет в 1719 г., явился своеобразной библией протестантов. Эта
книга учила, что человек может быть хозяином своей судьбы:
разумным трудом он способен взять у природы все необходимое
ему для жизни.
В лагере, враждебном папскому режиму, в странах Запад­
ной Европы появились выдающиеся мыслители, талантливые
писатели. К их числу следует отнести Эразма Роттердамского,
Мишеля де Монтеня, Франсуа Рабле и др. Эти люди серьезно
66
подорвали
доверие
папской
власти в народе. Кроме того, в
эту
же
эпоху
появились
“ небесные
революционеры” астрономы,
оспаривавшие
признанную церковью геоцен­
трическую модель Птолемея:
Коперник
построил
гелио­
центрическую модель Солнеч­
ной системы; Галилей и К е­
плер утвердили торжество тео­
рии Коперника.
Противоборство сторонни­
ков католической и проте­
стантской веры приобретало
подчас жестокий
характер.
В кровавую летопись истории
вошла страшная Варфоломеев­
ская ночь: в годы правления
Карла IX во Франции католи­
ки совершили массовое убийство гугенотов (протестантов), не
жалея ни женщин, ни детей. После этой бойни Франция на­
всегда осталась католической страной.
3 . 4 . А Н ГЛ И Я , Х У 1 -Х У М ВВ.
В годы царствования королевы-девственницы Елизаветы I
Англия стала протестантской страной. В это же время шла
борьба за независимость протестантской Голландии (Нидер­
ландов) от католической Испании. Однако за религиозным кон­
фликтом скрывалась гораздо более важная причина - борьба за
земли в Новом Свете, в Америке.
Англия постепенно утверждала свое право на морское гос­
подство. Молодой пират Дрейк, грабивший торговые суда, стал
знаменитым мореплавателем. В 1577-1580 гг. он совершил
кругосветное плавание, пройдя проливом, отделяющим Южную
Америку от Антарктиды (ныне пролив Дрейка). За это плава­
ние Елизавета I прямо на борту корабля пожаловала его звани­
ем адмирала и произвела в рыцари.
Ареной военных сражений между Англией, Голландией и
Испанией стало море. Главный бой произошел в 1588 г. с ис­
панской “непобедимой армадой” , состоявшей из 130 кораблей.
Он продолжался 9 дней. Объединенный флот под командовани­
ем адмирала Дрейка одержал решительную победу. Оставив за
Испанией право владычествовать в Центральной и Южной
67
Америке, Англия и Голландия
стали активно осваивать Се­
верную Америку.
В Англии заметно изме­
нился уровень жизни. Те, чьи
отцы еще ели из деревянных
мисок и спали на лошадиных
и овечьих шкурах, стали поль­
зоваться оловянной посудой,
спать на льняных простынях и
пуховых перинах, курить та­
бак, употреблять в пищу дико­
винный еще в то время карто­
фель.
Период английского Ренес­
санса падает на два последние
десятилетия XVI в. - время
творчества Шекспира, который
Ф. Бэкон
стал как бы символом подъема
(1561-1626)
культуры Англии в это время.
В неменьшей степени олице­
творением духовного подъема нации является творчество фило­
софа и ученого, политика и литератора Ф. Бэкона. Заметим,
что многогранный талант Бэкона дал основание полагать, что
под именем малообразованного актера Шекспира в действи­
тельности творил Бэкон.
Колоритная фигура Ф р енсиса Бэкона возвышается у на­
чала философии Нового времени. Его мысли отмечены великой
культурой Ренессанса, а душа устремлена в будущее.
Бэкон родился в Лондоне, в семье одного из высших санов­
ников елизаветинского двора. Образование он получает в Тринити колледже Кембриджского университета. Реформация
ослабила зависимость этого национального центра науки и об­
разования от церкви. Обучение приобретало все более светский
характер. Огромное впечатление на юношу оказал год, прове­
денный в Париже в составе английского посольства. Диплома­
тическая работа позволила ему посетить Италию, Испанию,
Германию, Данию, Швецию, Польшу. В 1586 г. Бэкон становит­
ся старшиной юридической корпорации в Лондоне. В 1593 г.
он - член палаты общин английского парламента.
После смерти Елизаветы I на престол взошел Яков I, кото­
рый распустил парламент. Однако именно в этот период начи­
нается быстрое возвышение Бэкона. В 1618 г. он становится
верховным канцлером и пэром Англии. В 1621 г. Яков I вновь
собирает парламент. Депутаты выступают с резкой критикой
68
деятельности высших должностных лиц королевства, Бэкон
предстает перед судом. Ему вынесен суровый приговор - штраф
в 40 тысяч фунтов стерлингов, заключение в Тауэр, лишениеправа занимать какие-либо государственные должности. И хотя
вскоре Бэкон был помилован, его карьера государственного
деятеля закончилась.
“ Возвышение требует порой унижения, а честь достается
бесчестьем. На высоком месте нелегко устоять, но нет и пути
назад, кроме падения или по крайней мере заката, а это - пе­
чальное зрелище” , - писал Бэкон. Хорошее предупреждение
чересчур честолюбивым политикам.
Бэкон всецело отдается творчеству. Природа, человек, об­
щество, история, поэзия - все интересует его.
По инициативе Бэкона, но уже после его смерти, в 1660 г.,
было основано Королевское общество (Академия наук). Этим собы­
тием формально обозначено начало эпохи Просвещения. Среди
первых членов Королевского общества были Исаак Ньютон, Ро­
берт Бойль, Роберт Кук, о котором говорили, что не было ничего,
чего бы он не знал и не умел, архитектор Христофер Врен, постро­
ивший в Лондоне величественный собор Св. Павла, и др.
Труды Бэкона поистине энциклопедичны. Они оказали вли­
яние на целую эпоху философского и научного развития. Об
этом говорится, в частности, во вступительной статье к знаме­
нитой французской “ Энциклопедии” .
В “ Новом Органоне или указаниях для истолкования при­
роды” излагается учение о методе познания как “ законном со­
четании способностей опыта и разума” . В противоположность
дедуктивной логической теории “ Органона” , написанного Ари­
стотелем, ставшим непререкаемым авторитетом средневековых
схоластов, Бэкон выдвигает индуктивную концепцию научного
познания, в основе которой лежат опыт и эксперимент, методы
анализа и обобщения полученных фактов.
Бэкон предполагал начать кропотливую работу по изучению
и систематизации естественнонаучных наблюдений и экспери­
ментов, которые согласно его концепции должны были стать
исходным материалом для последующего индуктивного обоб­
щения. Следует признать, что эти намерения, скорее, дали тол­
чок в работе других исследователей, чем были реализованы са­
мим Бэконом.
Бэкон предвидел, что эпоха великих географических открытий
не только раздвине’1' пространственный кругозор человечества, но
послужит основой для познания законов природы. “Не должно счи­
тать малозначащим и то, —пишет Бэкон, —что дальние плавания и
странствия (кои в наши века участились) открыли и показали в
природе много такого, что может подать новый свет философии” .
69
С именем Бэкона связано утверждение новой, отличной от
античности и средневекового времени роли науки. Отныне она
не может быть самоцелью, знанием ради знания, мудростью
ради мудрости. Сила науки — сокращать длинные и извилистые
пути опыта. Результаты науки - это полезные изобретения и
открытия, способствующие удовлетворению потребностей и
улучшению жизни людей, умножению власти человека над
природой. Только истинное знание дает людям реальное могу­
щество и обеспечивает их способность изменять лицо мира.
В этом состоит руководящ ая идея всей бэконовской философии.
Провозгласив великое значение естествознания и техниче­
ских изобретений для человеческого могущества, Бэкон верил,
что этой идее суждена долгая жизнь. Он считал, что со време­
нем она станет одним из конструктивных принципов всей чело­
веческой деятельности. Признавая пророческую силу этого
предсказания, мы вместе с тем испытываем чувство горечи изза того, что, покоряя и преобразуя природу, человек мало забо­
тился об охране и приумножении ее богатств.
3 .5 . РОССИЯ, ХУ-ХУ1 в в .
С конца XV в. окрепшая экономически и политически Русь
начинает играть заметную роль в европейских делах, приобре­
тая постепенно вес великой евроазиатской державы. Интересы
русских людей расширились. Появилось новое поколение энергичное и предприимчивое. Одним из его представителей
был тверской купец Афанасий Никитин. Он не боится про­
странства и первым из русских проникает в Индию в поисках
“ на Русскую землю товару” . Написанное Афанасием Никити­
ным “Хождение за три моря” - богатейшее по содержанию опи­
сание путешествия в далекие страны в 1466-1472 гг.
Эпохе Возрождения в России присущи противоречивые чер­
ты, что обусловлено царствованием Ивана IV - Грозного и по­
следовавшим за ним смутным временем, завершившимся из­
бранием на трон династии Романовых. Однако именно во вре­
мена Ивана Грозного шло энергичное расширение Московского
княжества, присоединение земель Поволжья и Сибири.
Во второй половине XV в., когда Москва стала политическим и
культурным центром русских земель, итальянские зодчие пере­
страивают Кремль. Центром его становится Соборная площадь с
Успенским собором, местом коронации русских князей и царей, а
затем и императоров. В ознаменование победы над Казанским хан­
ством на Красной площади в 1555 - 1561 гг. русскими мастерами
Бармой и Постником построен Покровский собор (храм Василия
Блаженного) - великолепный образец русского Ренессанса (рис. 3.2).
70
Зависимость начала эпохи Возрождения от падения Визан­
тии имела продолжение и в России. Как уже говорилось,
эмигранты из Византии увезли в Италию много книг античных
авторов. Сбереженные в Византии культурные ценности Древ­
ней Греции и Рима попали в христианский мир и дали толчок
расцвету науки и искусства. Племянница последнего византий­
ского императора Софья Палеолог в ноябре 1472 года прибыла
в Москву из Италии и стала женой Ивана III. Есть свидетель­
ства современников, что она взяла с собой большую библиоте­
ку, составившую основу знаменитой библиотеки Ивана Грозно­
го. В ней хранились редчайшие древнеегипетские папирусы и
труды античных авторов на греческом и латинском языках. К
сожалению, библиотека Ивана Грозного бесследно пропала. Ее
поиски ведутся до сих пор.
Поначалу православная церковь считала книги античных
авторов ересью, однако именно под их влиянием росла тяга
просветителей к мудрости древних.
Распространению знаний способствовало начатое Иваном
Федоровым книгопечатание. В 1564 г. выходит “Апостол” , а в
Рис, 3.2. Храм Василия Блаженного
71
1 5 7 0 г. - первый русский печатный учебник - букварь. Россия
все увереннее вступала в век Просвещения.
В 1552 г. Иван Грозный велел “землю измерить и чертеж госу­
дарства сделать". Так был составлен чертеж (карта), получивший впо­
следствии название “старого чертежа” . Он охватывал огромную терри­
торию от Студеного моря до Черного моря и от Котлина озера
(Финского залива) до реки Оби. В 1627 г. был составлен новый чер­
теж всего Московского государства и к нему написана обширная объ­
яснительная записка - “Книга Большому Чертежу” . А . С. Пушкин в
“Борисе Годунове” упоминает о географической карте России. На во­
прос царя “ Что это?” царевич Федор отвечает:
Чертеж земли московской; наше царство
Из края в край. Вот видишь: тут Москва,
Тут Новгород, тут Астрахань. Вот море,
А вот Сибирь.
Борис Годунов замечает:
Как хорошо! Вот сладкий плод ученья!
Как с облаков ты можешь обозреть
Все царство вдруг: границы, грады, реки.
Несмотря на то, что сами карты были утеряны, “ Книга
Большому Чертежу” представляет замечательное по своей точ­
ности топографическое описание нашего отечества.
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Италия, XV—XV! вв. Формирование гуманистического мировоззрения.
2. Португалия и Испания, XV—XVI вв. Начало эпохи великих географических
открытий.
3. Германия, ХУ-ХУ1 вв. Реформация римско-католической церкви. Проте­
стантство - религия нарождающейся буржуазии.
4. Англия, XVI—XVII вв. Идеи Ф. Бэкона об индуктивном методе научного
познания, о роли науки в преобразовании природы.
5. Россия, ХУ-ХУ1 вв. “Хождение за три моря “ Афанасия Никитина. Первые
географические карты страны; начало книгопечатания в России.
Гпава 4
ВЕК ПРОСВЕЩЕНИЯ
конца XVI в. в странах Западной Европы начинается
быстрый подъем творческой мысли. Расширение гео­
графического кругозора человечества, последовавшее за ве­
ликими географическими открытиями, и накопление ог­
ромного багажа эмпирических знаний и фактов нуждались
в теоретическом осмыслении. Этого требовали также запро­
С
72
сы быстро развивавшихся сельского хозяйства и промышлен­
ности.
В XVII—XVIII вв. естествознание все еще находилось под
контролем религиозных догм. В биологии господствовала
концепция креационизм а, утверждавшего, что все виды ж и­
вых организмов созданы Творцом и что они неизменны. Да­
же К. Линней (1 7 01 -1 7 78 ), основоположник естественной
системы животных и растений, придерживался аксиомы:
“ Виды неизменны, их столько, сколько было сотворено
Творцом” .
Обобщение накопленного ботанического и зоологического
материала, прямые наблюдения в природе наводили исследо­
вателей на мысль об изменчивости организмов. Направление
научной мысли, согласно которому организмы меняются под
влиянием внешних условий, получило название т рансф ор­
мизм. Еще в античные времена и в средневековье наряду со
здравыми наблюдениями существовали наивные представле­
ния, согласно которым плоды дерева могли трансформиро­
ваться в рыб и гусей (рис. 4.1), в тине болотной зарождались
телята и т.п.
По сути дела это были реликты мифологического сознания.
Глубокое изучение свойств видов животных и растений в XVIII в.
способствовало изгнанию наивно-трансформистских представ­
лений.
Трансформизм стал научной концепцией, доказывающей,
что одни организмы, изменяясь, порождают другие. Рассужде­
ния об изменчивости органических
форм на протяжении геологи­
ческой истории Земли привели
трансформистов к мысли, что эти
изменения явились причиной по­
степенного усложнения организ­
мов, совершенствования их строе­
ния. Логическим продолжением,
трансформизма явилось эволюци­
онное учение Ч. Дарвина.
Х У П -Х У Ш вв. - эпоха бурно­
го расцвета науки и культуры в
западноевропейских странах. На­
блюдение и эксперимент начина­
ют играть все более важную роль
в естественных науках. СовокупРис. 4.1. Превращение плодов дерева в
гусей и рыб, по Дюре, 1605 г.
6 -7 5 6
73
ность ф илософ ских попы ток толковать и объяснять природу с
помощ ью основны х знаний из области естественны х наук п о­
лучило название натурфилософии - философии природы. Ц е­
лое созвездие имен во шло в историю мировой культуры. П од­
час новые идеи встречали непонимание или осуждение совре­
менников. П риступая к анализу вклада натурфилософов в к о ­
пилку общ их культурны х ценностей человечества, не будем
высокомерно разбирать “ недостатки” наследия великих м ы с­
лителей. Проследим логику развития основополагающ их идей
естествознания. Ж ивы е и яркие характеристики натурфило­
софов во многом заимствованы из книги В. В. Лункевича
(1960).
4 .1 . Ф Р А Н Ц И Я , ГО Л Л А Н Д И Я , X V I—X V III ВВ.
Первая половина XVI в. - это годы юности Марии Стю­
арт, проведенные в Париже. Вот как характеризует Фран­
цию этого времени Стефан Цвейг: “ Только что миновало
мрачное средневековье, и последние романтические отблески
умирающего рыцарства еще озаряют поколение переходной
эпохи. По-прежнему сила и храбрость проявляют себя в ста­
родавних суровых и мужественных потехах: охоте, игрищах,
турнирах, приключениях, войне, но в высших кругах об­
щества уже одерживает верх духовное начало; гуманизм за­
воевывает вслед за монастырями и университетами и коро­
левские замки” . К городам еще вплотную подступали дрему­
чие леса, в которых водилась богатая дичь. На обширных
пространствах леса вырубались, уступая место сельскохозяй­
ственным угодьям (рис. 4.2).
Быстро росли города, а вместе с ними экологические про­
блемы: отсутствие сточной канализации, скученность населе­
ния, нечистоты на улицах вызывали страшные эпидемии чумы,
холеры, черной оспы (рис. 4.3, 4.4).
К этому периоду относится деятельность великих писателей
и ученых-просветителей. Творческий гений проявил себя ярко
и многогранно в философии, литературе и искусстве. XVII сто­
летие дало Франции великих мыслителей, драматургов - Кор­
неля, Расина, Мольера. Пышности королевского двора отве­
чало помпезное искусство барокко.
Интеллектуальная мощь французских гуманистов была на­
правлена на раскрепощение человеческой личности; она расчи­
щала дорогу для научного познания природы. Величайшим
мыслителем Франции первой половины XVII в., заложившим
основы нового естествознания, боровшимся со схоластическим
мировоззрением средневековья, был Декарт.
74
Рис. 4.2. Сельскохозяйственные работы на монастырских землях, по
Л. ОНозеп, N. М^Пег
Рене Декарт родился в семье французского дворянина на
юге Франции. Свою учебу он начал в Иезуитской коллегии в
годы, когда борьбу за корону вел Генрих Наваррский, став­
ший вскоре королем Франции Генрихом IV. Все преподава­
ние и воспитание в коллегии подчинялось задаче - сформи­
ровать убежденных католиков, ревностно служащих римскокатолической церкви и ордену иезуитов. Достоинством обу­
чения было внимание к совершенному владению латинским
языком. Литературным материалом для чтения служили
произведения античной поэзии и научные трактаты А ристо­
теля. В последующем многие свои работы Декарт писал на
латинском языке, бывшем в ту пору международным языком
ученых.
Молодой Декарт по окончании школы приезжает в Париж.
Иезуитская коллегия, научив латыни, воспитала неприязнь к
75
Р ис. 4.3 . На у ли це П а р и ж а , по
<1. ( Ж о з е п , N. М^Нег
схоластическим церковным
наукам. Любознательный ум
искал пищи. “ Как только
возраст позволил мне вый­
ти из подчинения настав­
никам, - писал Декарт, — я
совершенно оставил изуче­
ние наук и решился не ис­
кать иной науки, кроме
той, которую мог бы обрес­
ти в себе самом или в вели­
кой книге мира. Я употре­
бил остаток своей юности
на то, чтобы путешество­
вать...”
Декарт решает стать во­
лонтером и поступает на
службу в голландскую армию. Нидерланды, где он провел
большую часть творческой жизни, оказали на Декарта боль­
шое влияние. Голландия (Нидерланды) была первой в фео­
дальной Европе страной, где буржуазная революция увенча­
лась победой. Борьба против испанского абсолютизма была
направлена одновременно против римско-католической церкви
и привела к утверждению в
Голландии протестантизма
(кальвинизма). Завоевание
национальной независимос­
ти и уничтожение феодаль­
ного строя открыли перед
Голландией возможности для
бурного развития промыш­
ленности, торговли, науки
и искусства. К середине
XVII в. Голландская бур­
жуазная республика оказа­
лась далеко впереди крупРис. 4.4. Глашатай, предуп­
реждающий об опасности за­
ражения чумой, по <1. (Жозеп,
N. М^Пег
76
неиших европейских дер­
жав, Не случайно Петр I
начал свое приобщение к
европейским
ремеслам
и
наукам именно в Голлан­
дии. Маленькая страна да­
ла миру много выдающ ихся
личностей: Спинозу (фило­
софия), Гюйгенса (физика),
Левенгука (биология). Вы­
сокие достижения голланд­
ской культуры были связа­
ны с живописью - всемир­
но известны имена Рем­
брандта, Халса, Вермеера
и др.
Декарта влекло в эту
цветущую и богатую респу­
блику стремление к свободе
мысли и научного исследо­
вания. Положение волонте­
ра, материальная независи­
Р. Декарт
мость не связывали Декар­
(1 5 9 5-1650)
та обременительными обя­
занностями по службе, и он
совершает длительные путешествия по Европе. Поездки обога­
тили Декарта впечатлениями, а главное - расширили круг
его знакомств с выдающимися философами и учеными того
времени.
В своих философских и научных исканиях Декарт мало мог
положиться на книжный опыт. По свидетельству биографа Де­
карта В. Асмуса, книг он читал мало и лишь бегло. Часто, едва
заглянув в конец и ознакомившись с содержанием, откладывал
книгу не читая. Он предпочитал самостоятельно решить ту же
задачу, следуя своему собственному методу. Опыты и наблюде­
ния Декарта распространялись на физику, механику, оптику,
анатомию, физиологию и ботанику. В своем саду он выращивал
плодовые деревья, овощи, держал ульи. Они были необходимы
ему не только для опытов; он стал убежденным сторонником и
пропагандистом вегетарианской диеты задолго до того, как к
выводу о пользе ее пришли врачи-диетологи.
Декарт первым ставит вопрос о возможности научного по­
знания и о методе, посредством которого может быть получено
такое знание. Достоверное и строгое познание возможно, гово­
рит Декарт, только при условии сведения всех качеств и эле­
77
ментов физического мира к элементам математического позна­
ния. Истинная наука о действительности есть та, которая до­
ступна математическому, ясному и отчетливому постижению.
Для современной научной методологии, основанной на строгих
методах математического моделирования, эти слова звучат
очень современно.
Декарт стоял у истоков новой космогонии. Он отрицал
мысль об особой природе нашей планеты и относил Землю к
разряду обычных небесных тел, каких во Вселенной множе­
ство. Центральным пунктом концепции Декарта о происхожде­
нии Земли является то, что Земля первоначально представляла
собой расплавленную горячую звезду. Расплавленное вещество
постепенно затвердевало, облекаясь все утолщавшейся коркой.
При этом шел процесс, который мы назвали бы теперь диффе­
ренциацией вещества, в результате чего тело планеты разделя­
лось на оболочки различного состава.
Космогония Декарта разрывала связь с библейской легендой
о сотворении мира в шесть дней. Богу отводится только роль
Творца материи, развитие же Вселенной шло по естественным
законам природы. Идее развития Декарт придает универсальное
значение. Развитие охватывает, по Декарту, весь мир и все об­
ласти природы: от образования небесных тел до развития Зем­
ли, органической жизни на ее поверхности и, наконец, до раз­
вития человека.
Серьезным философским учением в начале XVII в. во
Франции становится скептицизм. Он опирался на труды антич­
ных авторов, говорящих о противоречиях и иллюзиях в показаниях
наших чувств, о равной силе противоречащих друг другу утвер­
ждений об одной и той же вещи. Французские скептики - Монтень,
Шаррон - направили аргументы скептицизма не только против ис­
толкования результатов опыта, но и против церковной схоластики.
На смену феодальной раздробленности приходит абсолю­
тизм, который достигает апогея в годы правления королясолнца Людовика XIV. Ему не без основания приписывают де­
виз: “ Государство - это я!” .
В галантный век королевской роскоши и отважных мушке­
теров осторожные ростки стала давать наука. Покровительствуя
наукам и искусствам, кардинал Ришелье в годы царствования
Людовика XIII основал Французскую академию. “ Науки слу­
жат одним из величайших украшений государства, и обойтись
без них нельзя, - говорил Ришелье, но тут же добавлял: - Чер­
ни больше приличествует грубое невежество, чем утонченное
знание” .
Смена королей - от Людовика XIII до Людовика XVI - со­
провождалась ростом праздности, расточительства знати и
78
упадком экономики всего госу­
дарства. Недовольство нарастало
со всех сторон. Надвигалась бур­
жуазная революция 1789 г.
Интересы
развивающейся
буржуазии требовали развития
науки. Свет знаний стал распро­
страняться трудами целого со­
звездия французских просвети­
телей.
Центрами просвещения ста­
новились великосветские сало­
ны, для которых, по выраже­
нию современников, “ философ
стал такой же необходимой
принадлежностью, как люстра
со своими яркими огнями” . За­
костенелые церковные догмы
меркли в блеске остроумия. Так,
Вольтер
о познаваемости законов приро­
(1694-1778)
ды Д. Дидро высказывался до­
вольно игриво: “ Природа напо­
минает женщину, любящую переодеваться, - и ее разнообраз­
ные наряды, из-за которых ускользает то одна часть тела, то
другая, дают надежду настойчивым поклонникам когда-нибудь
узнать ее всю” .
Язвительный ум и острое перо Вольтера были направлены
на высмеивание и высшего сословия, и церкви. Перед талантом
Вольтера преклонялись цари - Фридрих Великий в Пруссии и
Екатерина II в России. Цари не ведали, что ветер вольнолюбия,
посеянный Вольтером, подготовит революционную бурю, кото­
рую пожнет новое поколение.
В качестве примера сатиры Вольтера, направленной на вы­
смеивание полной целесообразности в природе, предусмотрен­
ной Творцом, приведем рассуждения одного из гер.оев его фило­
софской повести “ Кандид” : “Доказано, что вещи не могут быть
иными, так как все создано сообразно цели. Вот заметьте, носы
созданы для очков, потому у нас очки. Ноги, очевидно, назна­
чены для того, чтобы быть обутыми, и мы их обуваем. Камни
образовались для того, чтобы их тесать и чтобы из них строить
замки, и вот владетельный барон имеет прекрасный замок.
Свиньи созданы, чтобы их ели, - мы едим свинину круглый
год” .
Сатира действует убийственней, чем сухие научные доказа­
тельства. Несомненно, что именно под влиянием Вольтера
79
очень похожее сатирическое
рассуждение, высмеивающее бо­
жественную целесообразность,
использует Гейне (см. с. 93).
Жан-Жак Руссо пропове­
довал необычные для своего
времени взгляды, отрицающие
антропоцентризм и полезные
результаты просвещения. В сво­
ем первом трактате “ Способ­
ствовало ли возрождение наук
и искусств очищению нравов?”
(1750) он дает отрицательный
ответ на этот вопрос. По его
утверждению легендарный Про­
метей, похитивший для людей
искру небесного огня и олице­
Жан-Жак Руссо
творявший мыслящую силу
(1712-1778)
человечества, принес не поль­
зу, а вред людям. Раскрывая
взгляды Руссо, Дидро писал своему оппоненту : “ Руссо считает
человека добрым от природы, а Вы считаете его дурным. Руссо
считает, что общество годится только для того, чтобы портить
естественного человека, а Вы считаете, что имеются хорошие
общественные законы, которые могут исправить первоначаль­
ные недостатки природы. Руссо полагает, что все самое лучшее
находится в лесах, самое худшее - в городах. Вы же думаете,
что в городах довольно плохо, но хуже всего - в лесах” .
В трактате “ Рассуждения о происхождении и основаниях
неравенства между людьми” (1755) Руссо развивает мысль об
изначально доброй природе человека, о счастливом естествен­
ном состоянии первобытных людей, о том, что это состояние
было нарушено в результате развития общества. Характеризуя
первобытного человека, Руссо пишет: “ Его желания не идут
далее его физических потребностей; единственные блага в мире,
которые ему известны, —это пища, самка и отдых; единствен­
ные беды, которых он страшится, - это боль и голод” . Перво­
бытный человек в естественном состоянии не нарушал гармо­
нии природы: “естественное состояние - это такое состояние,
когда забота о нашем самосохранении менее всего вредит заботе
других о самосохранении, и состояние это, следовательно, есть
наиболее благоприятное для мира и наиболее подходящее для
человеческого рода...”
Руссо рисует картину возрастания неравенства в социальной
организации людей, ухудшения условий их жизни по мере ис­
80
торического развития человечества. “ Когда, с одной стороны,
смотришь на безмерные труды людей, на такое множество
наук, ими разработанных, искусств, ими изобретенных, на та­
кое множество сил, ими приложенных, засыпанных пропастей,
срытых гор, снесенных скал, рек, превращенных в судоходные,
распаханных земель, вырытых озер, осушенных болот, огром­
ных зданий, воздвигнутых на суше; на море, покрытое кораб­
лями и матросами; и когда, с другой стороны, исследуешь, не­
много поразмыслив, какие подлинные блага принесло все это
для счастья рода человеческого, то можно лишь поразиться
удивительному несоответствию между первыми и вторыми ито­
гами и пожалеть об ослеплении человека, которое, дабы насы­
тить его гордыню и не знаю уж какое тщеславное восхищение
самим собою, заставляет его с жаром гоняться за тем, что мо­
жет его сделать несчастным и что благодетельная природа поза­
ботилась от него отвратить.”
Руссо оправдывает действие естественного отбора в
обществе: “ Природа поступает с ними (с людьми - К. П .) так
же, как закон Спарты с детьми ее граждан; она делает сильны­
ми и крепкими тех, которые хорошо сложены, и уничтожает
всех остальных...” Человек в общественном состоянии, будучи
рабом, “делается слабым, боязливым, приниженным, а его об­
раз жизни, изнеженный и расслабленный, окончательно подта­
чивает его силы и его мужество” . Социальный человек вырож­
дается; чтобы избежать вырождения, Руссо призывает жить
согласно естественным законам в своей семье и в своем госу­
дарстве.
Развитие цивилизаций по Руссо зависит от природных
условий: “ ... вообще народы Севера более изобретательны, чем
народы Юга, потому что им труднее без этого обойтись; как ес­
ли бы природа таким образом хотела уравнять возможности,
наделив умы тем плодородием, в котором она отказала поч­
вам” . От географических условий зависит и форма правления:
“ ...монархия... пригодна только для богатых народов; арис­
тократия - для Государств средних как по богатству, так и по
величине; демократия - для Государств малых и бедных” .
Среди бед цивилизации Руссо отмечает “ряд вредных заня­
тий, которые сокращают жизнь или разрушают здоровье, та­
ких, как работа в рудниках, различные виды обработки метал­
лов, минералов, в особенности же свинца, меди, ртути, кобаль­
та, мышьяка, реальгара, иные опасные ремесла, которые еже­
дневно стоят жизни многим работникам: то ли кровельщикам,
то ли плотникам, то ли каменотесам и тем, кто работает в ка­
меноломнях” . В “ Проекте конституции для Корсики” Руссо об­
ращается к негативным последствиям хозяйствования в Швей­
81
царии: “ Ш вейцария была некогда покрыта лесами в таком из­
обилии, что испытывала от этого неудобства; но как ради
умножения пастбищ, так и для создания мануфактур они были
вырублены без меры и без порядка; и теперь вместо этих необо­
зримых лесов видны лишь почти голые скалы. По счастью, на­
ученные горьким опытом Франции, швейцарцы увидели опас­
ность и приняли меры к упорядочению вырубки... Остается еще
только решить, не слишком ли запоздали их предосторож­
ности, ибо, если, несмотря на все это, количество лесов в
Швейцарии с каждым днем уменьшается, то ясно, что эти леса
должны в конце концов исчезнуть” .
В статье “ О политической экономии” (1755) Руссо отмечает,
что слово “ экономия” , или “ойкономия” , происходит из грече­
ского языка и означает “дом” . По своему первоначальному
смыслу - это благоразумное управление домом для общего бла­
га всей семьи. Значение термина “экономия” распространилось
и на “управление большой семьей, то есть Государством” . Так
различаются “ домашняя” экономия и “ общая” , или “ поли­
тическая” , экономия. Руссо обращает внимание и на народный
смысл слова “ экономия” , подразумевающий бережное отноше­
ние к тому, что есть, а не приобретение того, чего нет. В упо­
мянутом выше “ Проекте...” Руссо осуждает нерациональное
использование лесов: “ Не следует поступать так, как во Фран­
ции, где смотрители вод и лесов, имея право срубить одно дере­
во, находят для себя выгодным уничтожить все; они к тому же
делают это весьма старательно. Следует глядеть в далекое бу­
дущее: хотя и несвоевременно сейчас создавать флот, но насту­
пит время, когда его должны будут создать; и тогда вы по­
чувствуете выгоду того, что вы не отдали для постройки чужих
флотов прекрасные леса, расположенные вблизи моря. Надле­
жит вырубать или продавать деревья старые и уже
бесполезные; но следует оставить все те деревья, которые полны
сил; они найдут применение в свое время” .
В трактате “ Об общественном договоре, или Принципы по­
литического права” (1762) Руссо утверждает, что “ самое древ­
нее из всех обществ и единственное естественное - это семья” .
Путем общественного договора создается “условное коллек­
тивное Целое” - Государство. Последнее должно иметь сораз­
мерную территорию, “чтобы земли было достаточно для пропи­
тания жителей Государства, а их должно быть столько, сколько
земля может прокормить.”
Жорж Луи Леклерк де Бюффон выделяется среди первых
натурфилософов Франции.
Бюффон имел средства, чтобы полностью удовлетворить
свое желание заниматься естественными науками. Он объездил
82
всю Францию и Италию, об­
стоятельно исследуя ландшаф­
ты. К его услугам были пре­
красные
коллекции
и
есте­
ственноисторические книги всех
сколько-нибудь известных тогда
натуралистов. Он мог пользо­
ваться
консультациями
уче­
ных - ботаников, зоологов, ми­
нералогов. Наконец, занятиям
естественными науками способ­
ствовала его должность управ­
ляющего Королевским ботани­
ческим садом в Париже. Этот
сад был не только ботаниче­
ским, но и зоологическим.
Бюффон берется за поистине
титанический труд: его “Есте­
ственная история” вышла в свет
в 44 томах (последние 7 томов
были дописаны уже после смерти Бюффона его неизменным
сотрудником Добантоном). К этому следует добавить, что
Бюффон и Добантон писали статьи по естествознанию в знаме­
нитую “ Энциклопедию или толковый словарь наук, искусств и
ремесел” . Редакторами этого многотомного издания — 17 томов
текста и 11 томов таблиц - были Дидро и Д’Аламбер.
Книги Бюффона, написанные образным языком, прекрасно
иллюстрированные, произвели огромное впечатление на чи­
тающую публику. “Естественная история” переиздается и пере­
водится на иностранные языки. Под ее' влиянием начинает
формироваться материалистическое мировоззрение широких
слоев общества. Из “ Естественной истории” взошли ростки эво­
люционизма Ламарка, выросло могучее эволюционное учение
Дарвина.
Исходной предпосылкой космогонии Бюффона служит
чисто материалистический взгляд на неразрывность материи и
движения. “ Материя без движения никогда не существовала, говорит он, - движение, следовательно, столь же старо, как и
материя” .
Бюффон отрицает миф о божественном происхождении Зем­
ли. В ее долгой истории он выделяет семь периодов. Первые че­
тыре периода - это геологическая предыстория Земли: первый рождение планет Солнечной системы; второй - от общей массы
вещества, составляющего Землю, отделились более легкие части­
цы, образовавшие первичную атмосферу; Земля в это время была
83
огненно-жидкой, затем она постепенно оделась твердой оболоч­
кой; третий - поверхность Земли остыла, и водяные пары,
охладев, полились на нее потоками дождей, покрывших Землю
“ всемирным океаном” ; четвертый - уровень всемирного океана
начал понижаться, и над его поверхностью выступила суша, к о­
торая была единой. Заметим, что основоположник современной
теории образования материков и океанов А. Вегенер также гово­
рил об изначально существовавшем сверхматерике “ Пангея” , к о ­
торый был окружен сверхокеаном “ Панталассом” .
Во время пятого и шест ого периодов последовательно про­
исходило образование животных и растений и разделение еди­
ного материка на части, заложившие основу современных мате­
риков. Для доказательства того, что все материки были некогда
едины, Бюффон пользуется современным научным методом, а
именно данными палеонтологии и биогеографии. Сходные чер­
ты фауны и флоры удаленных в настоящее время друг от друга
материков говорят о том, что некогда они представляли единое
целое.
В последний, седьмой период появился человек. Предло­
женная Бюффоном периодизация истории Земли в целом не
противоречит современным научным представлениям.
Профессора парижского университета Сорбонны сочли бого­
хульством деление истории Земли на многовековые периоды, в
то время как в Святом писании акт творения занял всего лишь
шесть дней. Сорбонна постановила сжечь произведения Бюффона руками палача. Однако этот акт не воспрепятствовал про­
светительской деятельности Бюффона, имя которого очень по­
пулярно и овеяно славой во всех цивилизованных странах.
О смелости для своего времени научных гипотез, с которыми
выступил Бюффон, свидетельствует то, с каким трудом давались
человеку очевидные, казалось бы, умозаключения о том, что
встречаемые в пластах горных пород окаменелости принадлежат
некогда жившим организмам. Наиболее распространенным был
взгляд, объяснявший причину возникновения “фигурных камней”
божественной волей: если Богу было угодно сотворить живые су­
щества различных видов и форм, то почему бы ему было не соз­
дать аналогичные формы в виде камней? При этом высказывалось
предположение, что прежде чем создать живые существа, Бог
практиковался на камнях, делая модели будущих организмов.
Длинный ряд противников органического происхождения окаме­
нелостей заканчивается в первой четверти XVIII в. трагикомической
фигурой немецкого профессора Берингера. Вот как описывает случив­
шийся с ним казус известный русский геолог В. В. Белоусов. Хотя
Берингер видел в ископаемых лишь “хитрость природы” , он чрезвы­
чайно увлекался их коллекционированием. Облюбовав в окрестностях
84
В ю р ц б у р га , где он ж и л и работал, х о л м , с л о ж е н н ы й по ро д ам и , чрез
вычайно б о г а т ы м и о к а м е н е л о с т я м и , он проводил там много часов за
сб ором все н о в ы х и н о в ы х рари тетов. Студенты , п р ос л е д и в ш и е его
,.:аршиут, вздумали п о д ш у т и т ь над с вои м профессором к
и- . : .
сыпать на его пути “ископаемые", сделанны е весьма »
Берингер собирал их и п р и с ое д и н я л к к ол л ек ц и и . В 17 26 г. он в ы п у с ­
ти л
книгу , где все эти под дел ки бы ли и зоб р а ж ен ы . В и л л ю с т р а ц и я х
нет ни одной по д лин н ой ок а м е н е л о сти , все р и с у н к и с в и д е т е л ь с т в у ю т
л и ш ь о н е и с т о щ и м о й ф а нтазии студ ен тов. Берингер тщательно зари­
совы вал м у л я ж и я щ е р и ц , к рабо в , змей, насекомых, звезд с лучами и
ч ел ов е ч еск и м и ли ц ам и , рыб, букв различных алфавитов, цифр и мно­
го других не менее удивительных для ископаемого мира вещей. Со­
проводительный текст полон восторгов автора, трепетно прекло­
ня в ш е го с я перед многообразием и изобретательностью природы.
Когда книга была издана, некоторые друзья Берингера обратили
его внимание на то, что он, вероятно, стал жертвой обмана. Но в спе­
циальной статье он отверг это предположение, настаивая на подлин­
ности своих “ископаемых” . Мистификация, однако, обнаружилась, ко­
гда профессор однажды во время очередных сборов нашел у себя под
ногами “окаменелость” с собственным именем. Разочарование обош­
лось дорого: вся эта история преждевременно свела его в могилу.
Много страниц в обширном труде Бюффона посвящено
влиянию окружающей среды на организмы. “Каждое живот­
ное, - говорит он, - имеет свою страну, свое естественное оте­
чество, в котором оно и держится силой физической необходи­
мости. Каждое является детищем обитаемой им местности” . По
мнению Бюффона, “ в кругу животных каждый вид изменяется
согласно различию климата, и общим результатом этих изме­
нений являются различные расы...”
Отмечая изменчивость организмов под влиянием условий
окружающей среды, Бюффон вплотную подходит к эволюцион­
ным идеям происхождения организмов от одного предка.
“Перед нами встает вопрос более важный и широкий - это во­
прос об изменении самих видов, вопрос о преобразованиях бо­
лее старых, происходивших с незапамятных времен и, повидимому, имевших место в каждом семействе... В таком се­
мействе обычно отмечают один общий основной ствол, от кото­
рого как бы выходят различные ветви, тем более многочислен­
ные, чем более плодовиты и более мелки по размерам индивиды
каждого вида.” Этот образ ветвящегося дерева, отражающего
связь всего многообразия ныне живущих животных и растений
с общими предками, широко вошел в обиход эволюционистов
последующих поколений под названием филогенетического
древа. Ниже мы приведем его описание, сделанное Дарвином.
Большое внимание уделяет Бюффон происхождению до­
машних животных. Со времен Вергилия и Лукреция обраща­
85
лось внимание на роль искусственного отбора в процессе разве­
дения новых пород. Но Бюффон впервые излагает этот вопрос
строго научно. Среди многочисленных примеров Бюффон рас­
сматривает выведение человеком новых пород голубей. Благо­
даря систематически проводимому из поколения в поколение
подбору родичей, говорит Бюффон, “ можно со временем, на
наших же глазах вывести множество новых существ, которых
сама природа не произвела бы на свет” . По^видимому, не без
влияния Бюффона Дарвин для подтверждения изменчивости
видов обращался к опыту искусственного отбора и сам зани­
мался выведением новых пород голубей. В историческом обзоре
к своему “ Происхождению видов” Дарвин пишет: “ ...должно
признать, что первый из писателей новейших времен, обсуж­
давших этот предмет в истинно научном духе, был Бюффон” .
4 . 2 . ГЕ РМ АНИ Я, X V III В.
В своем социально-экономическом и политическом развитии
Германия значительно отставала от Англии и Франции. Она
еще очень долго оставалась феодальной раздробленной страной.
Политическая жизнь характеризовалась господством княжеско­
го абсолютизма. Постепенно на первый план выдвигается гер­
цогство Прусское, приобретшее статус королевства. Своего наи­
высшего развития Пруссия достигла при Фридрихе II (17401786), претендовавшем на роль просвещенного монарха.
Научные основы естествознания заложены немецкими мыс­
лителями, сочетавшими дух романтизма и пытливый ум есте­
ствоиспытателей. У истоков натурфилософии в Германии стоят
два гения: в XVIII в. - Кант, в XIX в. - Гете.
Иммануил Кант с юных лет тяготел к наукам. Он любил
читать книги французских просветителей, увлекался поэмой
Лукреция Кара “ О природе вещей” , серьезно занимался вопро­
сами механики, астрономии, физики, химии, науками о живой
природе. Сохраняя веру в божественное провидение, Кант дерз­
нул говорить об эволюции форм и живой природы в то время,
когда большинство натуралистов пребывало во власти библей­
ской легенды.
Кант дерзнул вскрыть тайну происхождения Вселенной,
картину происхождения Солнечной системы. В 1755 г. выходит
в свет “ Всеобщая естественная история и теория неба” . Канту
было тогда всего 30 лет. В более завершенном виде теория Кан­
та была изложена позже знаменитым французским математи­
ком и астрономом Лапласом, напечатавшим в 1797 г.
“Изложение системы мира” . Напомним основные положения
гипотезы Канта-Лапласа.
Из слегка мерцающей ту­
манности, сперва бесформен­
ной, потом шарообразной, воз­
никло
центральное
светило
Солнечной системы. Вращаясь
вокруг своей оси, оно отброси­
ло от себя ряд таких же, как
само, туманных колец. Кольца
эти, сгущ аясь, образовали све­
тила
значительно
меньших
размеров. Эти “ дети Солнца”
яркими звездами сияли в небе,
и среди них маленькой звез­
дочкой искрилась Земля. До­
черние звезды, отбросив, в
И. Кант
свою очередь, кольца, образо­
(1724-1804)
вали спутники. Огненные, вра­
щающиеся шары звезд посте­
пенно охлаждались, тускнели , гасли и, наконец, оделись в
твердый панцирь. Умерев, звезды оставили свои трупы - пла­
неты Солнечной системы.
Идеи Канта - Лапласа легли в основу современных взглядов
на происхождение Солнечной системы. Согласно теории аккре­
ции Солнечная система образовалась путем сгущения протопланетного облака разреженного газа и пыли.
Кант был поборником естественного происхождения орга­
низмов, их родства и постепенного развития. Приведем мысли
Канта о взаимоотношениях организма с окружающей средой.
Любой организм относительно “целесообразен” , т. е. и постро­
ен, и функционирует применительно к изменчивым условиям
места и времени; между организмом и окружающей его средой
есть определенная взаимосвязь и определенные взаимоотноше­
ния, устанавливающие необходимый для его существования
образ жизни. Под этими словами и сегодня подпишется каж­
дый, кто считает себя экологом.
Будучи типичным “ кабинетным ученым” , Кант не участво­
вал в экспедициях и дальних поездках. Однако он живо инте­
ресовался географией и в течение 40 лет читал в Кенигсберг­
ском университете курс лекций, названный им “ Физической
географией” . Он видел в географии исключительно важную
воспитательную и познавательную дисциплину (“ без знания
географии человек остается тупым, узким, ограниченным” ).
Кант уделял большое внимание обсуждению философских
категорий “ пространство и время” применительно к изучению
природы. “География и история заполняют весь объем нашего
87
познания, - говорил он, - а именно: география - пространство,
история - время” .
4 . 3 . РОССИЯ, X V III
В.
Россия прошла сложный путь исторического развития, ас­
симилировала передовые идеи западноевропейского Просвеще­
ния и заложила прочный фундамент самобытной русской куль­
туры. В 1714 году, при спуске на воду военного корабля, Петр I
напоминает, что эпоха Возрождения в Европе началась благо­
даря грекам, бежавшим в Италию под давлением турок, и
предсказывает, что отныне и Россия, преодолев “нерадение
предков” , встает на путь развития наук: “ ...я чувствую некото­
рое по сердце моем предуведение, что оные науки убегут когданибудь из Англии, Франции и Германии и перейдут для обита­
ния между нами на многие века, а потом уже возвратятся в
Грецию на прежнее свое жилище” .
Обновленная Россия жадно впитывала и вплетала в ткань
своей самобытной культуры идеи Просвещения и достижения
науки и искусства Голландии и Франции, Германии и Англии.
Уходящая корнями в далекое прошлое великая русская куль­
тура обретала новые черты. Указом от 28 января (8 февраля)
1724 года учреждается Академия наук. Начинается активный
перевод на русский язык античных и западноевропейских авто­
ров нового времени. Литература освобождается от пут богосло­
вия (до Петра православная церковь запрещала читать
“бесовские” теории античности).
Л. С. Берг (1946) отмечает, что научные географические ис­
следования и вообще развитие географии как науки начались
у нас только в петровское время. Систематическое картографи­
рование государства завершилось в 1734 г. изданием первого
“Атласа Всероссийской Империи” . Одним из последних геогра­
фических начинаний Петра I было снаряжение в 1725 г. Пер­
вой Камчатской экспедиции В. Беринга - А. И. Чирикова для
разрешения вопроса, где Азия “ сошлась с Америкой” . Смерть
Петра I не остановила начатого дела —вскоре развернулись гран­
диозные работы Второй Камчатской, или, как ее часто назы­
вают, Великой Северной экспедиции, продолжавшейся с 1733
по 1743 гг. Весьма сильно способствовали изучению обширных
пространств России большие академические экспедиции 17681774 гг. К .именам соратников Беринга: Крашенинникова,
Стеллера и Гмелина - добавились новые имена ученых-путешественников: Палласа, Лепехина и др.
Послепетровская Россия не только не свернула с намеченно­
го пути, но заметно преуспела в развитии наук и искусств. Соз­
данная по замыслу Петра I А к а ­
демия наук объединила круп­
нейших европейских и россий­
ских ученых. Начавшийся бла­
годаря преобразованиям Петра I
век Просвещения в России не­
разрывно
связан
с
именем
М. В. Ломоносова.
В 19 лет Ломоносов прихо­
дит в Москву из далекого по­
морского села в устье Северной
Двины и поступает учиться в
Славяно-греко-латинскую
ака­
демию. Изучение классических
языков, обязательное в высших
духовных учебных заведениях,
давало возможность ее студен­
там в оригинале читать труды
античных авторов, служивших
в то время непререкаемыми на­
учными авторитетами.
В 1735 г. счастливый случай помог Ломоносову попасть в
число студентов Петербургской Академии наук и отправиться
стажироваться в Германию. Там Ломоносов пробыл пять лет,
обогатив свои знания опытом европейской культуры и науки.
Период научного и литературного творчества Ломоносова
охватил около 25 лет - со времени возвращения в Россию
в 1741 г. и до смерти в 1765 г. Однако за это время сделать ему
удалось очень многое. “ Ломоносов, - писал А. С. Пушкин, был великий человек. Между Петром I и Екатериною II он
один является самобытным сподвижником просвещения. Он
создал первый университет. Он, лучше сказать, сам был первым
нашим университетом” .
Ломоносов критиковал систему мира Птолемея и активно про­
пагандировал еретическое, по мнению Синода, воззрение Коперни­
ка на устройство Солнечной системы. Популяризации этих идей
немало способствовало шутливое стихотворение Ломоносова.
Случились вместе два Астронома в пиру
И спорили весьма между собой в жару.
Один твердил: земля, вертясь, вкруг солнца ходит,
Другой, что солнце все с собой планеты водит.
Один Коперник был, другой слыл Птолемей.
Тут повар спор решил усмешкою своей.
Хозяин спрашивал: ты звезд течение знаешь?
Скажи, как ты о сем сомненье рассуждаешь?
89
Он дал ответ: что в том Коперник прав,
Я правду докажу, на солнце не бывав:
Кто видел простачка из поваров такова,
Который бы вертел очаг кругом жаркова?
Почти одновременно с трудами Бюффона появилось сочине­
ние Ломоносова “ О слоях земных” . В этом сочинении он фор­
мулирует задачи геологии: “ Велико есть дело достигать во глу­
бину земную разумом, куда рукам и оку посягнуть возбраняет
натура; странствовать размышлениями в преисподней, прони­
кать рассуждением сквозь тесные расселины, и вечною ночью
помраченные вещи и деяния выводить на солнечную ясность” .
Говоря об изменениях земной коры, испытанных ею на про­
тяжении тысячелетий, Ломоносов указывает на двоякого рода
факторы, обусловливающие эти изменения. Одни из них внеш­
ние - воздух и вода; другие - внутренние, вызываемые “под­
земным пожаром” . Такого же разделения факторов, контроли­
рующих формирование рельефа земной поверхности, придер­
живается и современная наука.
Замечательны рассуждения Ломоносова о внутренних силах
Земли, вызывающих “долговременные земной поверхности по­
нижения и повышения. Чем возвышены великие хребты Кав­
казские, Таврийские, Кордерьерские, Пиренейские и другие, и
самые главные горы, то есть части света? - спрашивает Ломо­
носов и отвечает: - Конечно, не ветрами, не дождями, не река­
ми, не приливами и не потопами, ибо все они не достаточны
для произведения столь мощных образований, как горные
хребты и континенты. Сила, поднявшая таковую тягость, ни­
чему... приписана быть не может, как господствующему жару в
земной утробе” .
Ломоносов был далек от мысли единовременного акта тво­
рения Земли: “ Такие перемены произошли на свете не один
раз, но случались в разные времена, несчетным множеством
крат, и ныне происходят, и едва ли когда перестанут” .
Отметим еще ряд новых для того времени взглядов Ломоно­
сова. Наступление моря на сушу и выход суши на дневную по­
верхность Ломоносов объясняет “ поднятием и опущением зем­
ной поверхности” . Слоистые горные породы образовались путем
осаждения из воды, о чем свидетельствует нахождение в них
ископаемых остатков морских животных. Чередование таких
пластов указывает на смену различных эпох в жизни Земли.
Торф, который Ломоносов называет “ подземным экономиче­
ским сокровищем” , произошел из растений. При обугливании
торфа на глубине без доступа воздуха, “ в глухом огне” , образо­
вался каменный уголь. Чернозем произошел в результате
90
“ согнития” ж ивотных и растений. Янтарь - смола погребенных
древних растений. Об этом свидетельствуют содержащиеся в
некоторых кусках янтаря насекомые, которые попали в смолу
тогда, когда она еще была ж идкой, и т. п.
Ломоносов полностью стоял на позициях трансформизма,
распространяя идею развития не только на историю земной к о ­
ры, но и на весь мир, на все “ видимые на земле вещи” , на мир
животных и растений. “ Твердо помнить должно, - писал Ломо­
носов, —что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в
таком состоянии были с начала их создания, как ныне нахо­
дим, но великие происходили в нем перемены... Итак, напрасно
многие думают, что все, как видим, сначала творцом созда­
но... легко быть философами, выуча наизусть три слова: Бог так
сотворил, и сие дая в ответ вместо всех причин” .
Ломоносов смело противопоставлял свою точку зрения взгля­
ду на видимый мир как на результат божественного творческого
акта. Согласно Ломоносову “свет имеет великую древность” , а не
5 тыс. лет, как указано в библии. Лик Земли многократно ме­
нялся, на месте морей появлялась суша, и наоборот, земные
пласты постепенно поднимались и изгибались, образуя горные
складки, изменялся климат, изменялась флора и фауна, “слоны
и южных земель травы - на севере важивались” . Все это дает
право считать Ломоносова первым русским натурфилософомтрансформистом, прокладывавшим путь эволюционной идее.
В годы правления Екатерины II (1762-1796) были продол­
жены преобразования, начатые Петром I. Играя роль просве­
щенного монарха, Екатерина способствовала распространению в
России идей французских просветителей. С ее негласного одоб­
рения выходят в свет переводы Вольтера, с которым сама импе­
ратрица состояла в активной переписке; энциклопедисту
Д’Аламберу она предлагала место воспитателя наследника
(Павла); Руссо она звала поселиться в России; у Дидро она ку­
пила за 15 ООО ливров библиотеку, оставив ее ему в пользование,
и, сверх того, платила жалованье как своему библиотекарю.
Передовое дворянское общество все более выходило на уро­
вень французского Просвещения. Весьма существенно, что
французский становится бытовым разговорным языком дво­
рянства всей Европы, в том числе и русского. В России пофранцузски не только говорили, но и думали в конце XVIII и в
X IX в. Характеризуя “ милую Таню” в “ Евгении Онегине” ,
признанной энциклопедии русской жизни, Пушкин пишет:
Она по-русски мало знала,
Журналов наших не читала
И выражалася с трудом
На языке своем родном...
91
Приобщение к западноевропейской культуре отнюдь не подавляло
самобытного русского духа. “Взгляните на русского крестьянина, писал А . С. Пушкин в “Путешествии из Москвы в Петербург ” , - есть
ли и тень рабского уничижения в его поступи и речи? О его смелости
и смышлености и говорить нечего. Переимчивость его известна. Про­
ворство и ловкость удивительны” . О той же самобытности пишет и
Лев Толстой, любуясь Наташей Ростовой, танцующей под русскую
песню у дядюшки: “Где, когда всосала в себя из того русского возду­
ха, которым она дышала, - эта графинечка, воспитанная эмигрант кой-француженкой, - этот дух, откуда взяла она эти приемы... Но
дух и приемы эти были те самые, неподражаемые, неизучаемые, рус­
ские, которые и ждал от нее дядюшка” .
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Предпосылки развития натурфилософских идей в Западной Европе в
XVI—XVIII вв. Креационизм и трансформизм.
2. Франция в XVI в., Голландия в эпоху первой буржуазной революции.
Идеи Р. Декарта о методах научного познания, о происхождении Сол­
нечной системы, о развитии неорганического и органического мира.
3. Франция в ХУИ-ХУШ вв. Идеи Бюффона о происхождении Земли, об и з­
меняемости организмов, их эволюции, искусственном отборе в процес­
се выведения новых пород домашних животных.
4. Германия в XVIII в. Идеи И. Канта о происхождении Солнечной системы,
естественном происхождении и эволюции организмов, о приспособи­
тельной изменчивости, о роли географии в воспитании и образовании.
5. Россия в XVIII в. Идеи М. В. Ломоносова об изменениях земной коры и
органического мира.
Гпава 5
ВЕК ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
спехи естествознания в XVIII в. явились предпосылкой об­
новления в XIX в. теоретического багажа древней науки географии и возникновения новой науки - экологии. Научные
основы естествознания, а в его рамках географии и экологии,
продолжали формироваться в русле натурфилософии. Ее проти­
воречие в дуализме: с одной стороны, утверждалась материаль­
ность и познаваемость законов окружающей природы, с дру­
гой - явно или скрыто признавался первоначальный акт творе­
ния мира Богом. Иногда признание роли Творца выглядело
формальной уступкой богословской традиции. Как это сделал,
например, Кант во введении к “ Всеобщей естественной истории
и теории неба” : только сама материя, свойства и силы которой
лежат в основе всех изменений, есть непосредственное след­
ствие бытия Божия. Далее, для того чтобы вывести законы
У
92
мироздания, К анту уже достаточно опираться только на при­
знание материальности окруж аю щ его мира. “Дайте мне мате­
рию, и я построю из нее мир, то есть: дайте мне материю, и я
покаж у вам, как из нее должен образоваться мир” .
5 .1 . ГЕРМ А Н И Я , X IX В.
Вольфганг Гете, великий поэт и гуманист, гораздо меньше
известен как естествоиспытатель. Вместе с тем наиболее полное
веймаровское издание его сочинений включает 12 томов,
всецело посвященных научным работам. Это не были
сочинения дилетанта. В своей работе Гете руководствовался
сформулированным им самим принципом: “ остерегаться всеми
силами двух вещей: окостенения в узкой специальности и
дилетантизма, когда уходишь далеко за пределы ее” .
Окружающий мир во всем его разнообразии, прежде всего
живая природа, таящая немало волнующих загадок, приковы­
вали к себе внимание поэта уже в юности. Зоология и ботани­
ка, анатомия и физиология, геология и палеонтология, физика
и минералогия —все эти науки в равной степени интересовали
и увлекали Гете.
Изучая природу, Гете проделал огромный труд, интенсивно
и планомерно ведя наблюдения, добросовестно и многосторонне
обследуя каждый факт. Сводки материалов, протоколы наблю­
дений Гете вел так же аккуратно, как это делает каждый се­
рьезный ученый в своей научно-исследовательской работе. Гете
чутко прислушивался к каждому авторитетному замечанию на­
туралистов, с которыми поддерживал тесное общение. Много­
летняя дружба связывала Гете с великим естествоиспытателем
Александром Гумбольдтом. Отмечая широту взглядов Гете, Гум­
больдт писал: “ Разве не он связал вновь прочными узами фило­
софию, науки и поэзию?”
Мир живых существ еще воспринимался большинством со­
временников Гете как множество неизменяющихся форм, со­
вершенство которых свидетельствовало лишь о мудрости и ве­
личии сотворившего их Бога. Эта застывшая картина мира ж и­
вой природы была запечатлена в естественной системе Карла
Линнея.
Гете увидел в застывших видах организмов жизнь подвиж­
ную, изменчивую, но единую в своем разнообразии. В недрах
живой природы, говорит Гете, лежит метаморфоз ее форм: все
они могут быть выведены из нескольких типичных исходных
форм путем их разнообразнейших модификаций. Гете создал
новую науку, назвав ее “ морфологией” или “ наукой об образо­
вании и преобразовании органических тел” .
93
Любовь к миру живой
природы была для Гете могу­
чим стимулом в его поэтиче­
ских, философских и науч­
ных изысканиях. Специаль­
ными экологическими можно
назвать мысли Гете о росте и
развитии растений, о видо­
изменении листьев под влия­
нием света, тепла и влаги.
Всем этим вопросам посвя­
щена известная работа Гете
“ Опыт объяснения метамор­
фоза растений.”
Гете считал, что в ходе
изменений
под
влиянием
внешних условий организмы
достигают определенной гар­
монии с окружающей средой.
И. В. Гете
Однако целесообразность ор­
(1749 - 1832)
ганического мира относитель­
на. По-видимому, не без вли­
яния идей Гете поэт Гейне высмеивает представления об абсо­
лютной и изначальной целесообразности. Он описывает, как
встретился с одним доморощенным “ философом” , который раз­
глагольствовал о целесообразности природы. “ Выведенный из
себя, - говорит Гейне, - я постарался, наконец, подладиться
под его тон и продолжал: Вы правы, в природе все целесообраз­
но, - вот она создала быка, чтобы из него можно было делать
вкусный бульон; она создала осла, чтобы человек имел перед
собой вечный предмет для сравнения; она создала, наконец,
человека, чтобы он кушал бульон и не походил на осла.”
Эволюционные взгляды Гете основывались на его палеонто­
логических наблюдениях. Позже дарвиновский метод анализа
эволюции копытных, открывший новый этап в развитии пале­
онтологии, был блестяще реализован В. О. Ковалевским. Одна­
ко задолго до этого Гете фактически предсказал основной вы­
вод, сделанный Ковалевским: ”До всего, что творит природа,
она может дойти только постепенно. Следовательно, она не
могла бы, например, создать лошадь, если бы последней не
предшествовали все остальные животные, по которым природа,
как по лестнице, поднимается до строения лошади” .
Гете определенно высказывался о происхождении высоко­
развитых форм растений и животных в ходе эволюции из про­
стейших форм: “ Если наблюдать растения и животных в их са­
94
мом несовершенном виде, то они едва различимы друг от друга.
И все же мы имеем право сказать, что возникавш ие из них ор­
ганизмы, как растения, так и ж ивотны е, совершенствовались в
двух противополож ных направлениях, так что под конец вен­
цом творения среди растений стало долговечное и косное дере­
во, а среди ж ивотны х - достигш ий высш ей степени п одви ж ­
ности и свободы человек” .
Гете жил и работал в эпоху расцвета философии Канта,
Шеллинга, Гегеля. Однако натурфилософское мировоззрение
Гете было глубоко самобытным. Гете была присуща глубокая
вера в могущество естествознания, способного проникнуть в
самые сокровенные тайны природы. “ Письмена природы вели­
ки и прекрасны, и я утверждаю, что их можно все прочесть.”
Уже на склоне лет Гете писал: “ Пусть мир лежит перед нами
безначальный и бесконечный, пусть будет безгранична даль,
непроницаема близь; все это так, и все же - пусть никогда не
определяют и не ограничивают, насколько далеко и насколько
глубоко способен человеческий ум проникнуть в свои тайны и в
тайны мира” .
5 . 2 . Ф Р А Н Ц И Я , X IX В.
После революции, сокрушившей монархию, в скором вре­
мени начинаются бурные годы расцвета Франции, связанные с
правлением и захватническими войнами Наполеона I.
Жан Батист Ламарк — один из самых крупных представи­
телей французской науки первой трети X IX в. и вместе с тем
человек с трагичной судьбой.
Был старик, застенчивый как мальчик,
Неуклюжий робкий патриарх.
Кто за честь природы фехтовальщик?
Ну, конечно, пламенный Ламарк.
О. Мандельштам
Непонимание и насмешки сопутствовали ему при жизни,
забвение преследовало его труды долгие годы после смерти.
В 1909 г. в Париже был торжественно открыт памятник Ла­
марку. На одном из барельефов изображен Ламарк на склоне
дней: слепой старик сидит в кресле, опустив руки на колени и
подняв вверх страдальческое лицо. Рядом стоит его дочь Кор­
нелия. Положив руку на плечо старика, она произносит слова
утешения, вычеканенные на барельефе: “ Потомство будет вос­
хищаться тобой, оно отомстит за тебя, отец” .
Как это, к сожалению, бывает и в наши дни, судьба ученого
оказалась в зависимости от “влиятельной персоны” . Идеи эво­
95
люции
органического
мира,
которые
развивал
Л амарк,
встретили
враждебное
отно­
шение сенатора К ю вье, пропо­
ведовавшего
гипотезу
ката­
строф и многократных актов
создания новых форм Богом.
В 1802 г. Ламарк печатает
свой труд “ Гидрогеология” . В
нем рассматриваются природ­
ные процессы, ведущие к из­
менениям на поверхности зем­
ного шара. Никаких “ великих
потрясений” , никаких “ ката­
строф” : лик Земли меняется
постепенно под влиянием ес­
тественных сил природы.
Особо Ламарк рассматри­
не. Б. Ламарк
вает роль живых организмов в
(1 7 4 4 -1 8 2 9 )
природных процессах. Под­
черкивая принципиальное раз­
личие органического и неорганического мира, Ламарк впервые
вводит в обиход термин “ биология” . Он вплотную подошел к
понятию “биосфера” (хотя и не использовал этого термина), яр­
ко показав планетарную роль жизни: “ Сложные минеральные
вещества всех видов, образующие внешнюю кору земного шара
и встречающиеся там в виде отдельных скоплений, рудных тел,
параллельных пластов и т. д. и образующие низменности, хол­
мы, долины и горы, являются исключительно продуктами жи­
вотных и растений, которые существовали на этих участках
поверхности земного шара” .
В 1809 г. выходит в свет классическое произведение “Фи­
лософия зоологии” . Этот труд принес Ламарку много горьких
обид при жизни и запоздалое признание после смерти. Обще­
признанным авторитетом в науке в эти годы был Кювье. Он на­
зывал учение Ламарка “ глупостями” , а в лучшем случае “печальным заблуждением” . “ Никто не считает эту философию
настолько опасной, чтоб нужно было ее опровергнуть!” - высоко­
мерно заявлял Кювье. Этого мнения стало придерживаться и все так
называемое “образованное общество” Парижа.
Эволюционные взгляды Ламарка во многом предвосхищали
дарвиновскую теорию происхождения видов. “Множество фактов
показывает нам, что, по мере того как индивиды одного из наших
видов меняют местожительство, климат, образ жизни или при­
вычки, они подвергаются влияниям, которые мало-помалу изме­
96
няют состав и пропорции их отдельных частей, их форму, сп особ­
ности и даже организацию, так что изменения, которые они испы­
тали, охватывают со временем весь их организм... Спустя множе­
ство следующих друг за другом поколений, индивиды, относив­
шиеся по происхождению к одному виду, в конце концов оказывают­
ся превращенными в новый вид, отличный от первоначального.”
Никто до Ламарка не развивал учения об изменяемости организ­
мов под влиянием факторов окружающей среды, о происхождении
одних из других и о прогрессе в мире животных и растений так по­
следовательно и четко, как это сделал Ламарк. В наши дни мы можем
сказать, что в равной степени его взгляды были и эволюционными, и
экологическими. Однако в годы культа Кювье с его теорией катастроф
и неизменяемости видов идеи трансформизма и эволюции органиче­
ского мира, высказанные Ламарком, не были поняты.
В 1818 г. Ламарк ослеп. Умер он восьмидесятилетним всеми
забытым стариком. Могила его затерялась. Имя Ламарка из
забвения вернул Чарльз Дарвин.
Ламарк первым применил исторический взгляд на формы
живой природы, попытался установить родственные (фило­
генетические) отношения между различными животными, рас­
сматривая их в свете эволюционного процесса. Однако мало
признать факт эволюции, и Ламарк берется за поиски ее дви­
жущих сил. Время и среда - вот основные факторы эволюции,
говорит Ламарк. Однако влияние среды на изменчивость орга­
низмов объяснялось Ламарком слишком прямолинейно: напри­
мер, у животных - как результат упражнения или неупражнения органов. Крот полуслеп, потому что живет в условиях, где
не нужны глаза; у змеи, приобретшей привычку ползать по
земле, исчезли ноги; у бегающего по земле страуса атрофирова­
лись крылья; птица, живущая на воде и привыкшая растяги­
вать пальцы на ногах, приобрела плавательные перепонки; шея
жирафа, постоянно тянущегося за высокими ветвями деревьев,
постепенно удлинилась и т. п. Трансформистские идеи Ламарка
были во многом еще перефразировкой наивного трансформизма
предшествующих веков. Найти правильное объяснение движу­
щим силам происхождения новых видов смог только Дарвин.
Эволюционные идеи приводят Ламарка к мысли, что физи­
ческая природа человека может быть полностью объяснена дей­
ствием тех же естественных факторов, что привели к эволюции
органического мира в целом. Ламарк считал, что человеческий
род по своей организации ближе всего стоит к высшим челове­
кообразным обезьянам.
Подводя итог идеям Ламарка, приведем выводы, сформулиро­
ванные им самим: "Природа, производя последовательно все виды
животных и начав с самых несовершенных или самых простых,
7 -7 5 6
97
чтобы закончить свою работу наиболее совершенными, постепенно
усложняла их организацию; распространяясь по всем вообще оби­
таемым местам земли, каждый вид животных воспринимал влия­
ние окружающих условий, приобретая те привычки, которые нам
у него известны, и те изменения в различньрс частях своего тела,
которые устанавливаются наблюдением” .
5 . 3 . А. ГУМ Б О ЛЬД Т И Ч. ДАРВИ Н - ПРЕДТЕЧИ СО ВРЕМ ЕННО Й
ГЕОГРАФ ИИ И Э КО Л О ГИ И
На протяжении XIX в. все естественные науки пережили
бурный подъем. Достижения географии и биологии (экологии)
были связаны прежде всего с именами Александра Гумбольдта
и Чарльза Дарвина.
Александр Гумбольдт был человеком энциклопедических
знаний. Человеком-академией назвал его Гете. В жизни и науч­
ной деятельности Гумбольдта можно выделить три главных пе­
риода: путешествие в Южную и Центральную Америку, обра­
ботка экспедиционных материалов, работа над обобщающим
теоретическим трудом “ Космос” .
Путешествие в Южную и Центральную Америку (1799-1804)
позволило Гумбольдту необычайно расширить свой географиче­
ский кругозор, сделать наблюдения и собрать коллекции, по­
служившие фактической базой для теоретических обобщений.
Получить разрешение на научную экспедицию в заморские
владения Испании в то время было делом необычайно трудным.
Управление колониями осуществлялось методом жестокой во­
енной диктатуры. Торговля была всецело в руках государства.
Продажа товаров какому-либо иностранцу каралась смертной
казнью. Въезд иностранцев в колонии был запрещен. Богатая и
своеобразная природа Южной Америки оставалась поэтому ма­
ло изученной.
Гумбольдт, добившись аудиенции у испанского короля, су­
мел так очаровать его, что ему была предоставлена совершенно
небывалая для иностранца свобода передвижения и исследова­
ния испанских владений в Америке.
Отправляясь в свою первую большую экспедицию, Гум­
больдт задумал необычайно широкую программу работ: ” Я буду
собирать растения и окаменелости, производить прекрасными
инструментами астрономические наблюдения, я буду химиче­
ски анализировать состав воздуха... Но все это не глазная цель
моего путешествия. На взаимодействие сил, на влияние
мертвой природы на животный и растительный мир, на эту
гармонию должны быть неизменно направлены мои глаза,” писал Гумбольдт накануне отплытия.
98
На обработку материалов
экспедиции
по
Ю жной
и
Центральной Америке
Гум­
больдту потребовалось более
20 лет. Все эти годы (1804—
1827 гг. ) он жил в Париже признанном центре европей­
ской культуры в то время.
Научные труды Гумбольдта,
дар популяризатора, личное
обаяние сделали его знамени­
тостью. Восхищение вызывали
исключительные результаты,
достигнутые в такой трудной
экспедиции одним человеком.
Отдавали должное личному
героизму путешественника, не
останавливавшегося ни перед
А . Гумбольдт
какими опасностями для до­
(1 7 6 9 -1 8 5 9 )
стижения своих целей.
Начало работы Гумбольдта
в Париже совпало с триумфальным укреплением власти Напо­
леона. Великий император плохо разбирался в естественных
науках. “Вы занимаетесь ботаникой? Моя жена также это дела­
ет” . Это было все, что он нашелся сказать, когда ему предста­
вили знаменитого путешественника.
Итоги пятилетнего путешествия Гумбольдта по Южной
Америке изложены в 30 томах. Результаты ни одной экспеди­
ции не публиковались с такой полнотой и с такой роскошью.
Прекрасные таблицы рисунков, гравированных на меди, рас­
крашивались в каждом экземпляре книги от руки. Гумбольдт
истратил на путешествие и опубликование его результатов все
свое состояние. “ Все, что я унаследовал - я истратил, и так как
я употребил эти средства на научные цели, то я высказываю
это, не боясь порицания,” - писал Гумбольдт. Достойный при­
мер для подражания.
Гумбольдт как географ прославил себя открытием не новых
земель, а новых законов. Именно благодаря трудам Гумбольдта
география получила прочный теоретический фундамент. Он
был выдающимся естествоиспытателем не только в горах и
тропических лесах Южной Америки, но и за рабочим столом
своего кабинета. Именно здесь полевые наблюдения соединял
он в стройную географическую теорию.
Отправным пунктом для вывода главного закона - закона
географической зональности - для Гумбольдта было детальное
99
изучение распределения растительности. Начав искать связи
меж ду растительностью и климатом “ под различными ш ирота­
ми, от экватора до полярного круга” , ученый проанализировал
все накопленные к тому времени измерения температуры в раз­
ных пунктах земного шара. Гумбольдт впервые использовал
метод показа на карте линий равной температуры - изотерм.
Анализ карты изотерм показал, что их ход не всегда строго
следует географическим ш иротам. Гумбольдт установил разли­
чия тепловых условий на западных и восточных окраинах ма­
териков, в глубине континентов и вблизи океанических побе­
режий. Благодаря трудам Гумбольдта и его картографическому
анализу идея географической зональности приобрела логи­
ческую стройность. Он сумел увязать климатические пояса и
климатические аномалии с распределением растительности и
животного мира на земном шаре. “ География растений и жи­
вотных зависит от сложных противоположностей в распределе­
нии моря и земли, от формы поверхности, от направления изо­
метрических линий — поясов одинаковой средней годовой теп­
лоты,” - писал Гумбольдт.
Последние годы своей жизни (1827-1859 гг.) Гумбольдт
прожил в Берлине. Здесь он написал главный теоретический
труд “ Космос” . В этом произведении изложены основы его на­
турфилософского мировоззрения. В трактовке окружающего
мира Гумбольдт продолжает научно-эстетические взгляды Гете,
мечтавшего слить воедино научные, философские и эстетиче­
ские представления о природе. “Космос” посвящен, говоря сло­
вами самого Гумбольдта, истории физического мировоззрения,
истории мышления об единстве явлений и взаимодействии сил
во Вселенной, истории стремлений человечества понять гармо­
ническую деятельность сил природы на земле и на небе.
Гумбольдт высказывает и развивает теоретические положения,
которые легли в основу современной физической географии.
Прежде всего он различает основные геосферы - твердую внеш­
нюю кору, океан и атмосферу. Особое внимание он уделяет сфере
жизни: “ ...там, где миросозерцание стремится подняться до более
возвышенной точки зрения, эта картина была бы лишена своей
наиболее очаровательной прелести, если бы она не представила
нам и сферу органической жизни...” Вопреки тогдашним пред­
ставлениям Гумбольдт считал необходимым включить в свое фи­
зическое описание мира и законы, управляющие живыми орга­
низмами, т. е. то, что позже назвали экологией.
“ Космос” Гумбольдта был произведением, которое пробуди­
ло в широких слоях населения различных стран, еще совер­
шенно чуждых естественным знаниям, интерес и стремление к
познанию законов природы. Переведенный почти на все евро­
100
пейские языки “ К осмос” был
одной из самых популярных
книг, которые открывали пе­
ред читателями
новый для
них мир.
Чарльз
Дарвин
(18091882) открыл новую эпоху в
естествознании. Знаменатель­
но, что перед отправлением в
кругосветное плавание, с ко­
торого началась его научная
деятельность,
Дарвин
был
глубоко верующим человеком.
По этому поводу он сам писал:
“ Во время путешествия на
“ Бигле” я был настоящим ор­
тодоксальным христианином;
вспоминаю,
как
несколько
офицеров (хотя сами и были
Ч. Дарвин в возрасте 28 лет
верующими) от всей души
смеялись надо мной, когда я по какому-то вопросу нравствен­
ности цитировал библию в качестве неопровержимого авторите­
та” . В целом у Дарвина в начале плавания не было сомнений в
справедливости библейских догм. За пять лет путешествия ми­
ровоззрение Дарвина резко меняется: “ Старому завету нельзя
верить больше, чем священным книгам индусов” , - заявляет он
по возвращении.
Занятия в Кембриджском университете не мешали Дарвину
увлекаться охотой. Природная наблюдательность сочеталась со
стремлением точно фиксировать и документировать свои на­
блюдения. Первым свидетельством пробуждающегося интереса
к естественным наукам было коллекционирование жуков. Тяга
к естественным наукам свела Дарвина с профессором ботаники
Кембриджского университета Дж. Генсло. Совместные экскур­
сии расширили знания Дарвина по зоологии, ботанике, геоло­
гии.
В борьбе религиозного рвения и интереса к естествознанию
решающим оказалось впечатление, которое произвело на Дар­
вина чтение “ Путешествия” Гумбольдта. Голова Дарвина теперь
была заполнена мечтами о плавании в тропические страны.
Судьба была благосклонна к нему: именно в это время на ан­
глийский бриг “Бигль” (в переводе - “ Ищейка” ) требовался ес­
тествоиспытатель. Профессор Генсло рекомендовал Дарвина в
состав экспедиции. “ Бигль” уходил в плавание на пять лет к
берегам Южной Америки; далее корабль проследовал к берегам
101
южной Австралии, пересек Индийский океан, обогнул с юга
Аф рику и через Атлантический океан вернулся в А н глию
(рис. 5 .1 ).
Как и Гумбольдт, Дарвин вернулся из далекого путеш ествия
обогащенный впечатлениями, научными наблюдениями. Н ача­
лись долгие годы осмысления и обобщения обширного фактиче­
ского материала. В этой работе Дарвин руководствовался новой
Рис. 5.1. Маршрут кругосветного плавания корабля “Бигль”
102
открытой им теорией. Весьма поучителен следующий совет
Дарвина молодым учены м: “ Собирать факты, не имея предва­
рительных гипотез, все равно, что пересчитывать камеш ки в
гравийном карьере. Пусть теория руководит Вашими н абл ю де­
ниями, но пока Ваш а репутация не утвердилась, не спешите
публиковать теорию, это заставит людей усомниться в Ваш их
наблюдениях” .
Приближаясь к своему пятидесятилетию, Дарвин все еще
медлил с публикацией новых теоретических воззрений. К п у ­
бликации книги его подтолкнула присланная ему рукопись А .
Уоллеса, в которой излагались мысли, очень сходные с основ­
ными положениями его теории. Будучи человеком деликатным,
Дарвин даже хотел отказаться от своего приоритета, но по на­
стоянию друзей статья Уоллеса и извлечения из трудов Дарви­
на были опубликованы одновременно в 1858 г. в трудах Линнеевского общества. Знаменитая книга “Происхождение видов
путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас
в борьбе за жизнь” вышла в свет 24 ноября 1859 г. Весь тираж
книги, более 1000 экземпляров, был распродан в первый же
день.
Ключевое положение в учении, созданном Дарвином, зани­
мает теория естественного отбора в результате борьбы за суще­
ствование: “ Путешествуя на корабле ее величества “Бигль” в
качестве натуралиста, —писал Дарвин, —я был поражен неко­
торыми фактами, касавшимися распределения органических
существ в Южной Америке, и геологическими отношениями
между прежними и современными обитателями этого конти­
нента. Факты эти, кажется, освещают до некоторой степени
происхождение видов - эту тайну из тайн” . Так начинается
главный труд Дарвина “Происхождение видов” .
“ Борьба за существование неизбежно вытекает из большой
скорости, с которой все органические существа имеют тенден­
цию увеличивать свою численность” , - пишет Дарвин. Для де­
сятого поколения одного семени одуванчика потребовалась бы
площадь в 15 раз более поверхности всей суши на Земле.
О. Е. Агаханянц (1986) приводит таблицу, в которой показана
скорость заселения поверхности нашей планеты разными орга­
низмами (табл. 5.1).
Способность размножаться в геометрической прогрессии - это
закон, подчеркивает Дарвин, открытый Мальтусом. Поскольку в
животном и растительном мире, пишет Дарвин, невозможно
“благоразумное воздержание от брака” , увеличение численности
всех видов невозможно, ибо Земля не смогла бы вместить их.
Поэтому, так как производится более особей, чем может выжить,
в каждом случае должна вестись борьба за существование либо
ЮЗ
Таблица 5.1. Скорость заселения поверхности Земли
Организмы
Бактерии
Насекомые
Ц в е т к о в ы е ра сте н и я (клевер)
Рыбы
Птицы (куры)
Млекопитающие:
крысы
слон
Скорость заселения
До 1.8 сут.
2 0 3 -3 6 6 сутОколо 11 лет
Около 12 лет
Около 18 лет
Около 8 лет
Более 1000 лет
между особями того же вида, либо между особями различных
видов, либо с физическими условиями жизни.
Дарвин специально останавливается на полном и доходчи­
вом толковании термина “ борьба за существование” : “ Я должен
предупредить, что применяю этот термин в широком и метафо­
рическом смысле, включая сюда зависимость одного существа
от другого, а также включая (что еще важнее) не только жизнь
особи, но и успех в оставлении потомства. Про двух животных
из рода Саше (собак - К. П .) можно совершенно верно сказать,
что они во время голода борются друг с другом за пищу и
жизнь. Но также говорят, что растение на окраине пустыни
ведет борьбу за жизнь против засухи, хотя правильнее было бы
сказать, что оно зависит от влажности... Так как омела рассеи­
вается птицами, ее существование зависит от них и, выражаясь
метафорически, можно сказать, что она борется с другими
растениями, приносящими плоды, тем, что привлекает птиц
пожирать ее плоды и таким путем разносить ее семена.”
Учение Дарвина, преодолев волны критики, легло в основа­
ние всех естественных наук. Дарвин отмечал, что каждый ор­
ганизм имеет постоянные связи не только с условиями место­
обитания, но и со всеми окружающими его существами. На не­
го как бы ложится отпечаток всей окружающей среды. Из этой
двоякой зависимости организмов вытекают два вида приспособ­
ления - к абиотическим условиям (характеру почвы, климата
и т. п.) и к биотическим (сосуществованию с другими организ­
мами). Естественный отбор направлен на сохранение организ­
мов, в которых произошли изменения, дающие им преиму­
щества для существования в данной местности в данное время
или дающие им защиту от врагов, приспособления для добыва­
ния пищи, делающие их более привлекательными при выборе
брачной пары и т. п.
Такой ход рассуждений Дарвина дал повод его современни­
ку и последователю немецкому ученому Эрнсту Геккелю
104
(Наеске1, 1866) заявить о целесообразности выделения новой
науки - экологии - науки о взаимоотношениях живых орга­
низмов и образуемых ими сообществ друг с другом и с окру­
жающей средой.
В предыдущих главах было показано, что экологический
подход к изучению природы был свойствен человеку с древней­
ших времен, однако слово “ экология” не было известно. Заслу­
га Геккеля в том, что он первым предложил название новой
науки и определил предмет ее исследования. Как самостоятель­
ная наука экология сформировалась к началу X X в., когда
Е. Варминг (1901) впервые использовал этот термин в совре­
менном смысле в книге “ Ойкологическая география растений” .
Учение Дарвина не только объясняет механизм происхожде­
ния новых видов, но имеет глубокий эволюционный смысл, ука­
зывая на возможность происхождения высокоорганизованных
растений и животных от простейших форм: “ ...представляется
вероятным, что от какой-нибудь низкоорганизованной и проме­
жуточной формы могли развиться как животные, так и расте­
ния; а если мы допустим это, мы должны допустить, что и все
органические существа, когда-либо жившие на Земле, могли про­
изойти от одной первобытной формы” . В этом отношении Дарвин
не делает исключения даже для человека. Так, сходный набор
костей руки, крыла летучей мыши, плавника дельфина и ноги
лошади, по его заключению, говорит о том, что все эти живот­
ные произошли от одного общего предка.
“ По мере своего разумения, - пишет Дарвин, - я привел
свидетельства, которые, на мой взгляд, вынуждают нас прийти
к заключению, что человек, при всех его благородных и высо­
ких качествах, его готовности сочувствовать самым уни­
женным, его доброте, простирающейся не только на других лю­
дей, но и на низшие существа, при его богоподобном разуме,
проникшем в тайну строения и движения Солнечной системы,
человек в своей телесной оболочке, несет неизгладимую печать
своего низкого происхождения” .
Наглядным приемом для изображения увеличения разнооб­
разия (дивергенции) видов в процессе эволюции и вместе с тем
наличия у видов общих предков является построение филогене­
тического древа (рис. 5.2).
Вот что пишет по этому поводу Дарвин: “Родство всех су­
ществ одного класса иногда изображают в форме большого де­
рева. Я думаю, что это сравнение очень близко к истине. Зеле­
ные ветви с распускающимися почками представляют су­
ществующие виды, а ветви предшествующих лет соответствуют
длинному ряду вымерших видов... Разветвления ствола, деля­
щиеся на своих концах сначала на большие ветви, а затем на
8 -7 5 6
105
Рис. 5.2. Филогенетическое древо пресмыкающихся, по Т. Николову
Пресмыкающиеся дали начало двум новым классам - млекопитающим и пти­
цам, а те в свою очередь - огромному разнообразию родов и видов этих ж ивот­
ных
более и более мелкие веточки, были сами когда-то, когда дерево
еще было молодо, побегами, усеянными почками; и эта связь
прежних и современных почек через посредство разветвляю­
щихся ветвей прекрасно представляет нам классификацию всех
современных и вымерших видов, соединяющую их в соподчи­
ненные друг другу группы” .
106
Общий смысл своего учения Дарвин формулирует в Заклю ­
чении своей книги, ‘‘Любопытно созерцать, - пиш ет он, - густо
заросший берег, покрытый многочисленными, разнообразными
растениями с поющ ими в кустах птицами, порхающ ими вокруг
насекомыми, ползающими в сырой земле червями и думать, что
все эти прекрасно построенные формы, столь отличающиеся
одна от другой и так сложно одна от другой зависящие, были
созданы благодаря законам, еще и теперь действующим вокруг
нас” . Эти законы в самом широком смысле, по формулировке
Дарвина, следующие: “ Рост и Воспроизведение, Наследствен­
ность, почти необходимо вытекающая из Воспроизведения, Из­
менчивость, зависящая от прямого или косвенного действия
жизненных условий и от употребления или неупотребления
(имеется в виду концепция Ламарка об употреблении или не­
употреблении органов - К. П .), Прогрессия возрастания чис­
ленности - столь высокая, что она ведет к Борьбе за жизнь и ее
последствию - Естественному Отбору, влекущему за собою Ди­
вергенцию признаков и Вымирание менее улучшенных форм.
Таким образом, из борьбы в природе, из голода и смерти непо­
средственно вытекает самый высокий результат, какой ум
в состоянии представить, - образование высших животных” .
Мы считаем Дарвина материалистом, хотя он в значитель­
ной мере оставался приверженцем английской традиции и ве­
рил в гармонию природы, предусмотренную Творцом. Дарвин
завершает свою книгу фразой, которая на протяжении многих
лет приводит в смятение философов-материалистов: “ Есть вели­
чие в этом воззрении, по которому жизнь с ее различными про­
явлениями Творец первоначально вдохнул в одну или ограни­
ченное число форм; и между тем как наша планета продолжает
вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого
простого начала развилось и продолжает развиваться бесконеч­
ное число самых прекрасных и самых изумительных форм” .
Это высказывание напрямую связано с дуализмом Канта и Ла­
марка. Что это? Духовные вериги прошлой эпохи или слова
мудреца, предвидевшего, что ответа на таинство живого не бу­
дет найдено и в наши дни?
5 .4 . СШ А, X IX В.
После открытия Колумбом Америки началась ее колонизация.
Южная Америка покорялась в основном испанцами; в Северную
Америку хлынул поток переселенцев из Англии. Быстро разви­
вающаяся североамериканская нация не могла мириться с колони­
альной зависимостью от метрополии. В конце XVIII в. война за
независимость завершилась победой. Конституция, принятая в
107
1878 г., официально оформила Соединенные Штаты Америки в
качестве федеральной республики. Гражданская война 1861-1865
годов ликвидировала рабство на юге США. Страна вступила на
путь быстрого экономического и социального развития.
В 1864 г. в США вышла книга, почти тотчас же переведен­
ная на русский язык (1866), но практически на столетие забы­
тая. Теперь она расценивается как одно из значительнейших
научных произведений, положившее начало натурсоциальному
направлению в географии. Имеется в виду книга Георга
(Джорджа) Марша (1801-1882) “ Человек и природа, или О вли­
янии человека на изменение физико-географических условий
природы” (Круть, Забелин, 1988). “ Узкое понимание геогра­
фии, - писал Марш, - ограничивает эту науку описанием
внешних очертаний земной поверхности, относительно положе­
ния и величины земель и вод. Понимаемая же надлежащим
образом, она обнимает не только земной шар, но и все живое,
произрастающее или движущееся на нем, все разнообразие
влияния друг на друга различных форм жизни, взаимное дей­
ствие и воздействие между этими формами и населяемою ими
землею... каждое растение, каждое животное есть географиче­
ский деятель; человек - сила разрушающая, растения и даже
дикие животные - силы восстанавливающие” .
Марш с особой силой подчеркивает проблемы воздействия
человека на природу: “ Человек слишком долго забывал, что
земля дана ему для пользования ее плодами. А не для растраты
ее и еще менее для безрассудного уничтожения ее производи­
тельности... Человек является повсюду как разрушающий дея­
тель. Где он ни ступит, гармонии природы заменяются дисгар­
монией...” Он различал сознательное и стихийное, косвенное
воздействие на природу: “ Конечно, преднамеренные перемены и
замены, производимые человеком, имеют великое значение,
но... они ничтожны в сравнении с теми непреднамеренными
последствиями, какие вытекают из человеческой деятель­
ности” . “ ...человек успел превратить в голые пустыни самые
лучшие плодороднейшие страны Старого Света... Произведен­
ные человеком опустошения извратили отношения и расстрои­
ли равновесия, устанавливаемые природой между её органиче­
скими и неорганическими созданиями, - и природа мстит свое­
му нарушителю, давая свободу ... разрушительным силам...”
5 . 5 . РО ССИ Я , X IX В.
В X IX в. Россия окончательно утвердилась как великая ев­
роазиатская империя. Стабильность государственных границ
содействовала развитию определенного самосознания ее наро108
дов. Н аряду с религиозным складывалось и национальное само­
сознание. Все более широкое распространение в России полу­
чают идеи натурфилософии. А . И. Герцен писал о том, что есте­
ственные науки сумели накопить больш ой фактический мате­
риал, который ж дет своего философского обобщ ения. Стало
очевидным, что философия без естествознания так же невоз­
можна, как естествознание без философии (“ Письма об изуче­
нии природы” ).
А.
Гумбольдт получает приглашение Николая I приехать в
Россию “ ввиду большой пользы, которая может от того после­
довать для науки и государства” . Все расходы по путешествию
царское правительство брало на себя. Гумбольдт посетил Урал,
Алтай, Прикаспийскую низменность. В губернских городах он
был окружен почетом и вниманием. Однако особый успех на
его долю выпал в столицах. Ему посвящались научные заседа­
ния и великосветские рауты. Есть свидетельства о том, что его
слушал Пушкин. Сохранились воспоминания А. И. Герцена,
бывшего в то время студентом Московского университета, о
торжественном заседании Московского общества испытателей
природы, на которое был приглашен Гумбольдт.
“ Прием Гумбольдта в Москве и в университете было дело не
шуточное. Генерал-губернатор, разные вое- и градоначальники,
сенат - все явилось: лента через плечо, в полном мундире, про­
фессора естественно при шпагах и с треугольными шляпами
под рукой. Гумбольдт, ничего не подозревая, приехал в синем
фраке с золотыми пуговицами и, разумеется, был сконфужен.
От сеней до залы Общества Естествоиспытателей - везде были
приготовлены засады: тут ректор, там декан, тут начинающий
профессор, там ветеран, оканчивающий свое поприще и именно
потому говорящий очень медленно, - каждый приветствовал
его по-латыни, по-немецки, по-французски... Гумбольдт все
слушал без шляпы и на все отвечал.”
Особенно ярким примером влияния работ Гумбольдта на об­
щественное мнение России является отклик на них Н. В. Гоголя:
“Неужели великий Гумбольдт и те отважные исследователи,
принесшие так много сведений в область науки, истолковавшие
дивные иероглифы, коими покрыт мир наш, должны быть до­
ступны немногому числу ученых?” Для Гоголя этот вопрос был
риторическим. Задав его, он предлагает ответ, в котором заклю­
чена мысль о важности формирования географического мировоз­
зрения в детском возрасте: “ Детский возраст есть еще одна жаж­
да, одно безотчетное стремление к познанию... Его более всего
интересуют отдаленные земли: как там? что там такое? какие
там люди? как живут? - эти вопросы стремятся у него толпою, и
все они относятся прямо к физической географии...”
109
Гоголь выступает с развернутой методикой преподавания
географии в ш коле. Важное место отводит он изложению идей
Гумбольдта о географической зональности: “ Процесс и расселе­
ние растительной силы по земле должно показать на карте
лестницею градусов: где растение юга - хозяин, куда перешло
оно как гость, под каким градусом умирает, где начинается
растение севера, где и оно наконец гибнет, прозябание прекра­
щ ается, природа обмирает в объятиях студеного океана и чуд­
ный полюс закутывается недоступными для человека льдами” .
В письме к издателю М. П. Погодину он призывает:
“ Обождите несколько времени: я вам пришлю или привезу
чисто свое, которое подготовляю к печати. Это будет всеобщая
история и всеобщая география в трех, если не в двух томах под
названием “Земля и люди” . Великий писатель обратился не
просто к популяризации географии, а к мыслям о ее препода­
вании детям. Вспомним госпожу Простакову из “ Недоросля”
Фонвизина, которая еще недавно считала географию не дворян­
ской наукой. К сожалению, планам Гоголя не суждено было
сбыться.
Как бы полемизируя с поклонниками А. Гумбольдта, пи­
тавшими страсть к дальним странствиям, мысль о важности
наблюдать природу родных мест высказывал профессор Мо­
сковского университета К. Ф. Рулье (1814-1858): “ Приляг к
лужице, изучи подробно существа - растения и животных, ее
населяющих, в постепенном развитии и взаимно непрестанно
перекрещивающихся отношениях организации и образа жиз­
ни, - и ты для науки сделаешь несравненно более, нежели мно­
гие путешественники” .
Рулье был ярким ученым и популяризатором естественно­
научных знаний, развивавшим эволюционные идеи в России
еще до Дарвина. Свои взгляды на историческое развитие орга­
нического мира он излагал не только с профессорской кафедры
в университете, но и выступая с публичными лекциями.
В классическом труде “ Общая зоология” Рулье утверждает,
что природа вечна; все ее явления взаимосвязаны и составляют
единое целое. Живые организмы нельзя изучать в отрыве от
той внешней среды, в которой они живут и с которой взаимо­
связаны. Любое животное зависит от наружных условий, т.е. от
воздуха, воды, климата, почвы, растений, других животных и,
наконец, от человека. Природа не всегда была таковой, какой
мы ее видим сейчас. По общему закону природы, по которому
нет ничего вдруг, от начала, данного, все образуется путем мед­
ленных непрестанных изменений. Эти изменения приводят к
тому, что из более простого с присоединением к нему чего-либо
нового развивается более сложное.
110
В 60-е годы на смену культуре аристократических салонов
постепенно приходят демократические течения разночинцев.
Мощное умственное развитие молодежи пролегало через изуче­
ние естественных наук. Обычно принято говорить, что в России
идеи Дарвина активно пропагандировались и развивались. В
действительности все было намного сложнее. Многие полож е­
ния теории Дарвина подвергались резкой критике. С едким
сарказмом отнесся к теории естественного отбора революцион­
ный демократ Н. Г. Чернышевский. Приведем некоторые из его
высказываний. “ Нормы, по которым Дарвин производил анали­
зы фактов жизни, были клочки оптимистической философии в
популярной переделке, подводящие всякие факты безо всякого
исключения под простонародную поговорку: “ все на свете к
лучшему” . Человек, руководящийся в своих суждениях подоб­
ными мыслями, не имеет научной подготовки к пониманию
законов жизни, какова бы ни была обширность его специаль­
ных сведений” .
Выразив сомнение в научной компетентности Дарвина, Чер­
нышевский далее пишет: “ И эту теорию, достойную Торквемады, сочинил добряк, покинувший изучение медицины по не­
способности выносить вид операций в хирургической клини­
к е...” Критикуя теорию естественного отбора, Чернышевский
излагает следующие глубокомысленные, на его взгляд, сообра­
жения: “ Бегание (жертвы от хищника - К. П .) полезно ли для
развития мускулов и энергии дыхания? Не надрываются ли си­
лы от такого бегания? Не ослабевают ли мускулы от чрезмер­
ных усилий? Не портятся ли легкие? Не получается ли отдыш­
ка? По физиологии, да: результат такого бегания - порча орга­
низма. И беганием ли ограничивается дело? Не сидят ли мыши,
спрятавшись в норах? Полезно ли для мышей, млекопитающих
животных, т. е. существ с сильной потребностью движения и
очень сильной потребностью дыхания, неподвижное сидение в
душных норах? По физиологии не полезно, а вредно” .
Сам Чернышевский не замечает противоречия в своих дово­
дах. Получается, что и бегать вредно, и сидеть в норах нехоро­
шо. Тем не менее приговор выносится суровый: “ Вот до какого
помрачения памяти и рассудка, - пишет Чернышевский, - мо­
жет доводить ученое фантазерство, развивающее ошибочную
догадку... Тридцать восемь лет напрасной траты сил на блу­
ждание по сторонам...”
Сильна была в то время тяга к изучению природы: есте­
ственные факультеты университетов России переполняла моло­
дежь.
Следствием широкого признания географии как науки, (
имеющей большое общепознавательное, а также практичёское
111
значение, явилось создание в 1 8 4 5 г. Русского географического
общества. С первых же лет своего существования оно разверну­
ло обширную экспедиционную, издательскую и просветительс­
кую деятельность. Больш ой вклад был сделан в изучение Севе­
ра, Сибири, Дальнего Востока, Средней и Центральной А зи и ,
Новой Гвинеи и др. Исследования эти связаны с именами
П. А . Чихачева, П . А . К ропоткина, П . П . Семенова-Тян-Ш анского, Н . М . П рж евальского, Н . Н . М и к л ухо-М аклая, В. А . Об­
ручева, Л. С. Берга и многих других.
Петр Александрович Чихачев (1808-1890) удивительно
полно и четко изложил проблемы взаимодействия человека и
природы (Чихачев, 1974). В 1842 г. он возглавил геологи­
ческую экспедицию по Восточному Алтаю и смежным районам
Сибири. Его особенно волновала проблема гибели лесной расти­
тельности. “ Меня уверяли, что страшные бедствия, уничто­
жающие в этих районах громадные и чудные леса, бывают вы­
званы не только беспечностью охотников, которые никогда не
дают себе труда как следует погасить костер, покидая стоянку,
но и различными средствами, употребляемыми ими, чтобы об­
наруживать и выслеживать зверя. Можно видеть, как они, пре­
следуя эту цель, производят ужасающие опустошения, уничто­
жая в течение нескольких дней творения веков. По-видимому,
безжалостное истребление лесов с таким же остервенением про­
изводится в самых различных уголках Сибири.” Чихачев опи­
сывает, на примере месторождений Змеиногорска, какой ущерб
наносят природе полиметаллические и серебряные рудники:
“При эксплуатации здесь применяется способ, который из-за
дороговизны горючего был бы очень невыгодным для боль­
шинства рудников Европы. Место обработки заваливается дро­
вами, которые зажигаются и долго нагревают породу, после че­
го она обливается холодной водой и растрескивается. Это счи­
тается более дешевым, чем применение пороха, хотя леса от
Змеиногорска уже отступили на 125 км. Вокруг выработанных
рудников исчезает и человеческое жилье” .
Первая половина X IX в. ознаменовалась рядом русских
кругосветных плаваний. Начало было положено плаванием
Крузенштерна и Лисянского; Беллинсгаузен и Лазарев открыли
недосягаемый прежде новый материк - Антарктиду, завершив
тем самым эпоху великих географических открытий.
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Становление научных основ естествознания в XVIII—XIX вв.
2. Идеи И. В. Гете о метаморфозе (выделение науки морфологии), об эво­
люции организмов.
112
3. Идеи Ж. Б. Ламарка о постепенных изменениях лика Земли, о роли о р ­
ганизмов в природных процессах (выделение науки биологии), о при­
способительной изменчивости и эволюции организмов,
4. Путешествие А. Гумбольдта в Южную Америку. Идеи о географической
зональности, о геосферах. Гумбольдт в России.
5. Кругосветное плавание Ч. Дарвина на “ Бигле” . Идеи о происхождении
видов и эволюции организмов; о борьбе за существование и естествен­
ном отборе; приспособительной изменчивости и наследственности.
6. Выделение науки экологии Э. Геккелем; связь экологии с дарвинизмом.
7. Становление натурсоциального направления в географии в США. Работа
Г. Марша.
8. Развитие духовной жизни в России в XIX в.; тяга к естественным наукам;
учреждение Русского географического общества; русские географыпутешественники; открытие Антарктиды.
Ч а с т ь II
ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ
Хозяйственная деятельность человека вносит дисгармо­
нию в естественные циклы вещества и энергии. Благодаря
значительному энергетическому вкладу в производственные
процессы движение веществ ускоряется. Наряду с их физи­
ческим перемещением создаются новые химические соедине­
ния. И в том и в другом случае антропогенные потоки ве­
щества оказывают дестабилизирующее влияние на при­
родные экосистемы. Эффект антропогенного загрязнения
окружающей среды приобрел во второй половине X X в. гло­
бальное значение.
А. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
Особая роль в развитии учения о биосфере - оболочке
Земли, строение и организованность которой обусловлены
жизнедеятельностью организмов, - принадлежит В. И. Вер­
надскому (1960). По его утверждению, биосфера - планетар­
ное явление космического характера. Мысль о жизни как о
косм ическом явлении, пишет Вернадский, существовала уже
давно. В конце XVII в, голландский ученый X . Гюйгенс в
книге “ Космотеорос” , переведенной в России по инициативе
Петра I, сделал следующее научное обобщение: “ жизнь есть
космическое явление, в чем-то р езк о от личное от косной
материи” . Вернадский назвал это обобщение “ принципом
Гюйгенса” .
Гпава 6
ФЕНОМЕН ИДЕЙ В .И . ВЕРНАДСКОГО
осле нескольких лет гражданской войны, полной экономи­
ческой разрухи, уже с конца 20-х гг. намечается бурный
взлет творческой мысли в России, ведущую роль в котором иг­
рала интеллигенция, сохранившая свой духовный потенциал и
П
114
перенесшая его в новое общество. Этот парадокс, заклю чавш ий­
ся в том, что несмотря на преследования и физическое ун и что­
жение интеллигенции, Россия в 30-е гг. вы ш ла на передовые
рубежи мировой науки, объясняет известный русский генетик
В. С. К ирпичников.
В дореволюционной России наука была связана в основном
с университетами. Отбор на университетские кафедры студентов
был очень строгим. Высокое качество преподавания сопро­
вождалось возможностью стажировки по окончании универси­
тета в самых лучших научных лабораториях за рубежом. В ев­
ропейских странах существовали даже специальные русские
научно-технические центры.
Обстановка высокой требовательности к студентам и моло­
дым специалистам, широкие возможности контактов с круп­
нейшими европейскими учеными, свободное владение несколь­
кими иностранными языками —все это обусловило появление в
России в предреволюционные годы “могучей кучки” ученых.
Среди биологов (экологов) и географов можно назвать таких
выдающихся деятелей науки, как И. П. Павлов, К. А. Тимиря­
зев, А. Н. Северцов, Н. М. Книпович, В. Л. Комаров, В. Н. Су­
качев, Г. Ф. Морозов, Л. С. Берг, Г. Н. Высоцкий и другие.
В их числе был и великий энциклопедист X X в. В. И. Вернад­
ский.
В.
И. Вернадский в студенческие годы в Петербурге был
учеником В. В. Докучаева, которого справедливо называют ос­
новоположником современной физической географии. Докучаев
первым в конце XIX в. отметил присущую географии потреб­
ность синтезировать знания частных наук для комплексного
изучения природы земной поверхности. Приведем его слова,
подытоживающие достижения естествознания XIX в. и наме­
чающие новые задачи географии: “ Не подлежит сомнению, что
познание природы - ее сил, стихий, явлений и тел - сделало в
течение X IX столетия такие гигантские шаги, что само столе­
тие нередко называют веком естествознания, веком натуралис­
тов. Но всматриваясь внимательнее в эти величайшие приобре­
тения человеческого знания..., нельзя не заметить одного весь­
ма существенного и важного недочета__ Изучались, главным
образом, отдельные тела - минералы, горные породы, растения
и животные - и явления, отдельные стихии - огонь (вулка­
низм), вода, земля, воздух, в чем, повторяем, наука и достигла
удивительных результатов, но не их соотношение, не та гене­
тическая, вековечная и всегда закономерная связь, какая су­
ществует между силами, телами и явлениями, между мертвой и
живой природой, между растительными, животными и мине­
ральными царствами, с одной стороны, и человеком, его бытом,
115
и даже духовным миром - с
другой. А между тем именно
эти соотношения, эти законо­
мерные взаимодействия и со­
ставляют сущность познания
естества, ядро истинной на­
турфилософии - лучшую и выс­
шую прелесть естествознания” .
Вся “ Биосфера”
Вернад­
ского пронизана идеей вза­
имодействия не только зем­
ных, но и космических тел и
явлений. И главную роль сре­
ди них играют живые орга­
низмы, “ живое вещество” пла­
неты. “Своеобразным, един­
ственным в своем роде, отлич­
ным и неповторяемым в дру­
гих небесных телах представ­
ляется нам л и к З е м л и В. И. Вернадский
ее изображение в космосе, вы­
(1863-1945)
рисовывающееся
извне,
со
стороны, из дали бесконечных
небесных пространств” , - так начинает Вернадский свою книгу
“Биосфера” .
Небольшая книга Вернадского вышла в свет в 1926 г. Он
написал ее в возрасте 63 лет. Понимание идей Вернадского
пришло только в 60-е гг. нашего столетия. Оно крепло по мере
осознания человечеством угрозы экологического кризиса. Ре­
шение глобальных экологических проблем невозможно без по­
нимания законов, управляющих живыми организмами в био­
сфере.
Вернадский раскрывает ведущую роль живых организмов в
трансформации солнечной энергии и преобразовании веществ,
слагающих наружные оболочки Земли: “ По существу, биосфера
может быть рассматриваема как область земной коры, занятая
трансформаторами, переводящими космические излучения в
действенную земную энергию, ~ пишет Вернадский, лучи
Солнца обуславливают главные черты механизма биосферы...
Солнцем в корне переработан и изменен лик Земли, пронизана
и охвачена вся биосфера” .
Живое вещество, по словам Вернадского, выполняет косми­
ческую функцию, связывая Землю с космосом: “ Вещество био­
сферы благодаря им (солнечным лучам - К. П .) проникнуто
энергией; оно становится активным, собирает и распределяет в
116
биосфере полученную в форме излучений энергию, превращает
ее в конце концов в энергию в -земной среде свободную, способ­
ную производить р аботу... Лик Земли ими меняется, ими в
значительной мере лепится. Он не есть только отражение на
шей планеты, проявление ее вещества и ее энергии - он одно­
временно является и созданием внеш них сил космоса” .
Вернадский подчеркивает, что, используя солнечную энер­
гию, живое вещество выполняет гигантскую химическую рабо­
ту. Поскольку речь идет о преобразовании живыми организма­
ми земных веществ, Вернадский назвал эти процессы биогеохимическими: “ Жизнь захватывает значительную часть атомов,
составляющих материю земной поверхности. Под ее влиянием
эти атомы находятся в непрерывном, интенсивном движении.
Из них все время создаются миллионы разнообразнейших сое­
динений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллио­
нов лет...”
Остановимся на изложении ключевых положений учения о
биосфере, используя работы не только Вернадского, но и совре­
менных авторов: 1) определим понятие “ биосфера” , 2) рас­
смотрим функции живого вещества и 3) сформулируем закон
сохранения (бережливости).
6 .1 . БИОСФ ЕРА
Понятие “биосферы” , по мнению В. И. Вернадского, было
сформулировано (без употребления самого термина) Ж . Б. Ла­
марком в начале XIX в. А. Гумбольдт выделял сферу жизни
как неотъемлемую часть географической оболочки. Наконец,
Э. Зюсс в 1875 г. при рассмотрении основных оболочек Земли:
лито-, атмо- и гидросферы, - полагал, что в области взаимодей­
ствия верхних сфер и литосферы можно выделять самостоя­
тельную оболочку - биосферу. Э. Зюсс впервые ввел этот тер­
мин в науку.
Определяя биосферу, Вернадский вводит понятие ^ж ивое
вещ ест во” - совокупность всех живых организмов. Область
распространения живого вещества включает нижнюю часть
воздушной оболочки (атмосферы), всю водную оболочку
(гидросферу) и верхнюю часть твердой оболочки (литосферы^
(рис. 6.1).
Вернадский четко обозначает верхний и нижний пределы рас­
пространения жизни. Верхний - обусловливается лучистой энер­
гией, приходящей из космоса, губительной для живых существ.
Речь идет о жестком ультрафиолетовом излучении; оно задержи­
вается озоновым экраном, нижняя граница которого проходит на
высоте около 15 км: это верхняя граница биосферы.
117
100 ОООМ
50 0001
22 ООО
-ЮО.ОООм
Рис. 6.1'. Распределение живых организмов в биосфере
Нижний предел жизни связан с повышением температуры
в земных недрах. На глубине 3 -3 ,5 км температура достигает
100 °С. Наибольшую мощность биосфера имеет в океане: от по­
верхности до максимальных глубин в нем обитают ж ивы е су­
щества.
Для биосферы характерно не только присутствие живого
вещества. Она обладает также следующими тремя особенностя­
ми: во-первых, в ней в значительном количестве содержится
жидкая вода; во-вторых, на нее падает мощный поток солнеч­
ной энергии; в-третьих, в биосфере проходят поверхности раз­
дела между веществами, находящимися в трех фазах - твердой,
жидкой и газообразной. Все это служит предпосылкой для ак­
тивного обмена веществом и энергией, в котором большую роль
играют организмы. Биосфера - главная арена жизни и хозяй­
ственной деятельности человека.'!
6 . 2 . Ф У Н К Ц И И Ж ИВО ГО ВЕЩ ЕСТВА
Чтобы более доходчиво раскрыть сущность процессов, проте­
кающих в биосфере, А. В. Лапо (1987) предлагает рассмотреть
следующиеНэсновные функции живого вещества: энергетическую,
деструктивную, концентрационную и средообразующуюЛ
"Энергетическая функция выполняется прежде всего расте­
ниями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнеч­
ную энергию в виде разнообразных органических соединений^
По словам Вернадского, зеленые хлорофилльные организмы,
зеленые растения, являются главным механизмом биосферы,
который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом хи­
мические тела —своеобразные солнечные консервы, энергия
которых в дальнейшем является источником действенной хи­
мической энергии биосферы, а в значительной мере - всей зем­
ной коры.
По расчетам Вернадского, на Земле ежегодно аккумулиру­
ется растениями около 1019 больших калорий энергии. Внутри
экосистемы эта энергия в виде пищи распределяется между
животными. Частично энергия рассеивается, а частично накап­
ливается в отмершем органическом веществе и переходит в ис­
копаемое состояние. Так образовались залежи торфа, каменного
угля, нефти и других горючих полезных ископаемых, служа­
щие в настоящее время энергетической базой для жизни и ра­
боты людей. Растения - главный источник пищи для людей и
сельскохозяйственных животных.
/ Деструктивная функция состоит в разложении, минерали­
зации мертвого органического вещества, химическом разложе­
нии горных пород, вовлечении образовавшихся минералов в
119
биотический круговорот. Мертвое органическое вещество разла­
гается до простых неорганических соединений (углекислого га­
за, воды, сероводорода, метана, аммиака и т. д.), которые вновь
используются в начальном звене круговорота. Этим занимается
специальная группа организмов - редуценты (деструкторы).
Особо следует сказать о химическом разложении горных
пород. Благодаря живому веществу биотический круговорот
пополняется минералами, высвобождаемыми из литосферы.
Например, по свидетельству А. В. Лапо, плесневый грибок в
лабораторных условиях за неделю высвобождал из базальта
3 % содержащегося в нем кремния, 11 % алюминия, 59 %
магния, 64 % железа. Пионеры жизни на скалах - бактерии,
сине-зеленые водоросли, грибы и лишайники - оказывают на
горные породы сильнейшее химическое воздействие растворами
целого комплекса кислот - угольной, азотной, серной и разно­
образных органических. Разлагая с их помощью те или иные
минералы, организмы избирательно извлекают и включают в
биотический круговорот важнейшие питательные элементы кальций, калий, натрий, фосфор, кремний, микроэлементы.
Общая майса зольных элементов, вовлекаемая ежегодно в
биотический круговорот только на суше, составляет около 8
млрд т. Это в несколько раз превышает массу продуктов извер­
жения всех вулканов мира на протяжении года. Благодаря
жизнедеятельности организмов-деструкторов создается уни­
кальное свойство почв - их плодородие.
^Концентрационная функция заключается в избирательном
накоплении при жизнедеятельности организмов атомов ве­
ществ, рассеянных в природе. Способность концентрировать
элементы из разбавленных растворов - это характерная особен­
ность живого вещества^ Наиболее активными концентраторами
многих элементов являются микроорганизмы^ Например, в про­
дуктах жизнедеятельности некоторых из них по сравнению с
природной средой содержание марганца увеличено в 1 200 ООО
раз, железа - в 65 ООО, ванадия - в 420 ООО, серебра - в
240 ООО раз и т.д.
Морские организмы активно концентрируют рассеянные
минералы для построения своих скелетов или покровов. Су­
ществуют, например, кальциевые организмы (моллюски, ко­
раллы, мшанки, иглокожие, известковые водоросли и т. п.) и
кремниевые (диатомовые водоросли, кремниевые губки, радио­
лярии). Особо следует обратить внимание на способность мор­
ских организмов накапливать микроэлементы, тяжелые метал­
лы, в том числе ядовитые (ртуть, свинец, мышьяк), радиоак­
тивные элементы. Их концентрация в теле беспозвоночных и
рыб может в сотни тысяч раз превосходить содержание в мор120
ской воде. Благодаря этому морские организмы полезны как
и сточн ик микроэлементов, но вместе с тем употребление их в
п и щ у м ож е т грозить отравлением тя ж ел ы м и металлам-' и т а
быть опасным в связи с повышенной радиоактивностью.
Средообразующая функция состоит в трансформации физи­
ко-химических параметров среды (литосферы, гидросферы,
атмосферы) в условия, благоприятные для существования орга­
низмов .„Можно сказать, что она является совместным результа­
том всех рассмотренных выше функций живого вещества: энер­
гетическая функция обеспечивает энергией все звенья биологи­
ческого круговорота; деструктивная и концентрационная
способствуют извлечению из природной среды и накоплению
рассеянных, но жизненно важных для организмов элементов.
Средообразующие функции живого вещества создали и под­
держивают в равновесии баланс вещества и энергии в биосфере,
обеспечивая стабильность условий существования организмов, в
том числе человека. Вместе с тем живое вещество способно вос­
станавливать условия обитания, нарушенные в результате при­
родных катастроф или антропогенного воздействия. Эту способ­
ность живого вещества к регенерации экологических условий
выражает принцип Ле Шателье, заимствованный из области
термодинамических равновесий. Он заключается в том, что
изменение любых переменных в системе в ответ на внешние
возмущения происходит в направлении компенсации произ­
водимых возмущений. В теории управления аналогичное явле­
ние носит название отрицательных обратных связей. Бла­
годаря этим связям система возвращается в первоначальное
состояние, если производимые возмущения не превышают поро­
говых значений. Таким образом гомеостаз, устойчивость экоси­
стемы, оказывается явлением не статическим, а динамическим.
В результате средообразующей функции в географической
оболочке произошли следующие важнейшие события: был пре­
образован газовый состав первичной атмосферы; изменился хи­
мический состав вод первичного океана; образовалась толща
осадочных пород в литосфере; на поверхности суши возник
плодородный почвенный покров (также плодородны воды
океана, рек и озер).
Вернадский объясняет парадокс: почему, несмотря на то,
что общая масса живого вещества - пленка жизни, покры­
вающая Землю, - ничтожно мала, результаты жизнедеятель­
ности организмов сказываются на составе и литосферы, и гид­
росферы, и атмосферы?
Если живое вещество распределить на поверхности Земли
ровным слоем, его толщина составит всего 2 см. При такой не­
значительной массе организмы осуществляют свою планетар­
121
ную роль за счет весьма быстрого размнож ения, т. е, весьма
энергичного круговорота вещ еств, связанного с этим размноже­
нием.
Масса живого вещ ества, соответствующ ая данному моменту
времени, с трудом сопоставляется с тем грандиозным ее к ол и ­
чеством, которое производило свою работу в течение сотен м и л­
лионов лет существования организмов. Если рассчитать всю
массу живого вещ ества, воспроизведенного за это время био­
сферой, она окаж ется равной 2 ,4 х Ю 20 т. Это в 12 раз превы­
шает массу земной коры .
На земной поверхности нет химической силы, более посто­
янно действующей, а потому и более могущественной по своим
конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в це­
лом. Глины, известняки, доломиты, бурые железняки, бокси­
ты - это все породы органогенного происхождения. Наконец,
свойства природных вод, соленость Мирового океана и газовый
состав атмосферы определяются жизнедеятельностью населяю­
щих планету существ.
Рассмотрим влияние средообразующей функции организмов
на содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере. На­
помним, что повышение концентрации СО2 в атмосфере вызы­
вает “парниковый эффект” и способствует потеплению климата.
Свободный кислород выделяется при фотосинтезе. Впервые на
Земле массовое развитие фотосинтезирующих организмов - сине-зеленых водорослей - имело место 2 ,5 млрд лет назад. Бла­
годаря этому в атмосфере появился кислород, что дало импульс
быстрому развитию животных. Однако интенсивный фотосин­
тез сопровождался усиленным потреблением СО2 и уменьшени­
ем его содержания в атмосфере. Это привело к ослаблению
“ парникового эффекта” , резкому похолоданию и первому в ис­
тории планеты (гуронскому) оледенению.
В наши дни накопление в атмосфере углекислого газа от
сжигания углеводородного топлива рассматривается как тре­
вожная тенденция, ведущая к потеплению климата, таянию
ледников и грозящая повышением уровня Мирового океана бо­
лее чем на 100 м. В этой связи следует отметить функцию за­
хвата и захоронения избыточной углекислоты морскими орга­
низмами путем перевода ее в соединения углекислого кальция,
а также путем образования биомассы живого вещества на суше
и в океане.
Чистота морских вод - во многом результат фильтрации,
осуществляемой разнообразными организмами, но особенно
зоопланктоном. Большинство из этих организмов добывает пи­
щу, отцеживая из воды мелкие частицы. Работа их настолько
интенсивна, что весь океан очищается от взвеси за 4 года. Бай­
122
кал исключительной чистотой своих вод во многом обязан
веслоногому рачку эпиш уре, который за год триж ды процеж и­
вает его воду.
6 . 3 . ЗА КО Н СОХРАНЕНИЯ (Б Е РЕЖ Л И В О С ТИ )
К . Бэр установил “ закон бережливости” в использовании
живым веществом простых химических тел, раз вошедших в
его состав. Вернадский очень образно формулирует этот закон:
“Атомы, вошедшие в какую-нибудь форму живого вещества,
захваченные единичным жизненным вихрем, с трудом возвра­
щаются, а может быть, и не возвращаются назад, в косную ма­
терию биосферы” . Благодаря “ закону бережливости” можно го­
ворить об атомах, остающихся в пределах живой материи в те­
чение геологических периодов, все время находящихся в дви­
жении и миграции, но не выходящих назад в косную материю.
Иными словами, основу функционирования живого вещества
составляет биотический круговорот веществ.
(,,, Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием
трех основных групп организмов: 1) продуцентов - зеленых
растений, осуществляющих фотосинтез, и бактерий, способных
Солнечная энергия
Ж
Зелено/е растения
(пр.
° ---------------------------- '
Растительноядные
(консументы Iпорядка)
Растворимые и газо­
образные Вещестба
Хищ ники
(консументй1 I I
порядка)
Хищника
(консументй! Щ порядка)
________1
Осадочные породы
Рис. 6.2. Модель биотического круговорота веществ
123
к хемосинтезу, - они создают первичное органическое вещ е­
ство; 2) консументов, потребляю щ их органическое вещ ество, это растительноядные и хищ ны е ж ивотны е; 3) редуцентов
(деструкторов), разлагающих мертвое органическое вещество до
минерального, - это в основном бактерии, грибы и простейшие
животные.,(рис 6 .2 ).
На восходящей ветви биотического круговорота, основанно­
го на выполнении энергетической функции зелеными расте­
ниями, происходит аккумуляция солнечной энергии в виде ор­
ганических веществ, синтезируемых растениями из неорганиче­
ских соединений - углекислого газа, воды, азота, зольных эле­
ментов питания. Нисходящая ветвь биотического круговорота
связана с потерями органического вещества. Важнейший про­
цесс - дыхание растений, при котором до половины ассимили­
рованного при фотосинтезе органического вещества окисляется
до СС>2 и возвращается в атмосферу. Второй существенный про­
цесс расходования органического вещества и накопленной в
нем энергии - это потребление растений консументами первого
порядка - растительноядными животными. Запасаемая фито­
фагами с пищей энергия также в значительной мере расходует­
ся на дыхание, жизнедеятельность, размножение, выделяется с
экскрементами.
Растительноядные животные являются пищей для плотояд­
ных животных - консументов более высокого трофического
уровня. Консументы второго порядка расходуют накопленную с
пищей энергию по тем же каналам, что и консументы первого
порядка (растительноядные животные). Число трофических
уровней, образуемых хищными животными, обычно не превы­
шает трех-четырех, так как в связи с большими тратами энер­
гии численность и биомасса животных на более высоких тро­
фических уровнях становятся все меньше.
Каждое звено экосистемы поставляет в окружающую среду
органические остатки (детрит), которые служат источником
пищи и энергии для животных-сапрофагов, а главным образом
для микроорганизмов - бактерий, грибов, актиномицетов и др.
Завершающим этапом превращения органического вещества
являются процессы гумификации и далее окисления гумуса до
СО2 и минерализации зольных элементов, которые вновь воз­
вращаются в почву и атмосферу, обеспечивая растение пищей.
Таким образом, [биотический круговорот представляет собой
непрерывный процесс создания и деструкции органического
вещества. Он реализуется при участии представителей всех трех
групп организмов: без продуцентов невозможна жизнь, по­
скольку лишь они производят основу жизни - первичное орга­
ническое вещество; консументы разных порядков, потребляя
124
первичную и вторичную продукцию и переводя органическое
вещество из одной формы в другую, способствуют возрастанию
многообразия форм жизни на Земле; наконец, редуценты, разлагая органическое вещество до минерального, возвращают его
к началу круговорота. Глобальные циклы миграции хи м и че­
ских элементов не только связывают три наружные оболочки
нашей планеты в единое целое, но и обусловливают непрерыв­
ную эволюцию ее состава.
Движущей силой биотического круговорота служит энергия
Солнца. Основной процесс, в результате которого образуются
органические вещества, - фотосинтез осуществляется благодаря
использованию солнечной энергии зелеными растениями. Автотрофы, синтезируя органическое вещество, по сути дела
“консервируют” солнечную энергию в географической оболочке.
Проникая из космоса в биосферу, энергия накапливается не
только в растениях, но и в животных, почвах, горных породах.
“ Энергия Солнца движет по кругу плеяды химических элемен­
тов, которые то сцепляются в гроздья органических молекул,
то рассыпаются опять в неорганические вещества...,” - пишет
П. П. Второв (цит. по А. В. Лапо, 1987).
В биотическом круговороте помимо образующих органиче­
ское вещество элементов (кислород, углерод, водород) прини­
мают участие большое число биологически важных элементов
(азот, кальций, натрий, калий, кремний, фосфор, сера), а так­
же микроэлементы (бром, иод, цинк, серебро, молибден, медь,
магний, свинец, кобальт, никель). Список элементов, погло­
щающихся живым веществом, можно значительно расширить,
причем в него входят даже ядовитые элементы (ртуть, селен,
мышьяк) и радиоактивные.
Отметив циклический характер массоэнергообмена, ответим
на вопрос о скорости круговорота различных веществ в биосфере.
Все живое вещество биосферы обновляется в среднем за 8 лет.
В океане циркуляция идет во много раз быстрее: вся масса живо­
го вещества обновляется за 33 дня, а масса фитопланктона каждый день. В атмосфере смена кислорода происходит за
2000 лет, углекислого газа - за 6,3 года. Процесс полной смены
вод в гидросфере осуществляется за 2800 лет, а время, необходи­
мое для фотосинтетического разложения всей массы воды, ис­
числяется 5 -6 млн лет.
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Границы и характерные особенности биосферы.
2. Функции живого вещества: энергетическая, деструктивная, концентра­
ционная, средообразующая.
125
3. Действие принципа Ле Шателье в биосфере.
4. Биотический круговорот веществ.
5. Скорость круговорота различных веществ в биосфере.
Глава 7
МЕХАНИЗМЫ УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ
се виды гомеостаза, наблюдаемого в живых организмах и
экосистемах, не являются статическими, а достигаются за
счет непрерывно протекающих процессов, активно препятствую­
щих любой тенденции к нарушению этого постоянства. Устойчи­
вость всего живого есть непрерывная борьба за существование.
Ключ к загадке, которую представляет для человека органический
мир, писал К. А. Тимирязев (1939), заключается в одном слове:
это слово —смерть. Смерть, рано или поздно пресекающая все
уродливое, все бесполезное, все несогласное с окружающими усло­
виями, и есть причина красоты и гармонии органического мира.
И если эта вечная борьба, это бесконечное истребление невольно
вселяют в душу ужас, то мы не должны забывать, что:
В
...у гробового входа
Младая будет жизнь играть
И равнодушная природа
Красою вечною сиять.
А. Пушкин
Ключевое положение в понимании законов развития окру­
жающего
мира
приобретает
теория
открытых
систем
(синергетика).
7 .1 . С И Н ЕР ГЕТИ КА БИО СФ ЕРЫ
Законы развития живой и косной материи описываются
двумя противоположными теориями - это классическая термо­
динамика и эволюционное учение Ч. Дарвина. Обе теории от­
ражают единую физическую реальность, но соответствуют раз­
личным ее проявлениям.
Согласно второму началу термодинамики, если рассмат­
ривать Вселенную как закрытую систему, она идет к своей не­
избежной дезинтеграции, так как запас полезной энергии, при­
водящей мировую машину в движение, рано или поздно будет
исчерпан. Если запас полезной энергии в системе тает, то ее
способность поддерживать организованные структуры ослабе­
вает. Высокоорганизованные структуры распадаются на менее
организованные, которые в большей мере наделены слу­
чайными элементами. Мера внутренней неупорядоченности си­
126
стемы - энтропия - растет. Второе начало термодинамики пред­
сказывает все более однородное будущее окруж аю щ его мира.
Теория эволюции органического мира рассматривает биосфе­
ру как открытую систему, находящ уюся в неравновесном состоя­
нии и обменивающуюся веществом, энергией и информацией с
окружающей средой. Временной ход развития биосферы отнюдь
не приводит к понижению уровня организации и обеднению раз­
нообразия форм организмов и образуемых ими сообществ; разви­
тие живой материи идет от низш их форм к высш им.
Обоснование совместимости второго начала термодинамики
со способностью открытых систем к самоорганизации - одно из
крупнейших достижений современной физики. Теория термо­
динамики открытых систем переживает бурное развитие. Г. Хакен (1994) предложил назвать эту область исследований си­
нергетикой (от греч. “ зтег^ оз” - совместный, согласованно
действующий). Термодинамика открытых систем изучает суще­
ственно неравновесные процессы. В их описании ключевую
роль играет понятие возрастания энтропии системы за счет
процессов, происходящих внутри нее. Открытые системы, в ко­
торых наблюдается прирост энтропии, получили название дис­
сипативных. Выдающаяся роль в развитии данного направ­
ления принадлежит И. Р. Пригожину (1986, 1994). Примене­
нию синергетики в развитии концепции биосферы и ноосферы
посвящена статья В. И. Короткова (1996).
Пригожин противопоставляет закономерности развития
замкнутых детерминированных систем и открытых неустойчи­
вых неравновесных, в которых малый сигнал на входе может
вызвать сколь угодно сильный отклик на выходе. По Пригожи­
ну замкнутые системы составляют лишь малую долю физи­
ческой Вселенной. Большинство же систем, в том числе все гео­
графические и экологические системы, открыты. Они обмени­
ваются веществом, энергией и информацией с окружающей
средой. Открытый характер большинства систем наводит на
мысль, что реальность отнюдь не является ареной, на которой
господствует порядок: главенствующую роль в окружающем нас
мире играют неустойчивость и неравновесность.
Пригожин отмечает, что открытые системы непрерывно
флуктуируют. Иногда отдельная флуктуация или их комбина­
ция может стать (в результате положительной обратной связи)
настолько сильной, что существовавшая прежде организация не
выдерживает и разрушается. В этот переломный момент, в
точке бифуркации, принципиально невозможно предсказать, в
каком направлении будет происходить дальнейшее развитие;
станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на
новый, более высокий уровень организации.
127'
Диссипативные системы для поддержания своего ф ункцио­
нирования требуют больше энергии, чем более простые струк­
туры, на смену которым они приходят. При этом Пригожин
подчеркивает возмож ность спонтанного возникновения по­
рядка и организованности из беспорядка и хаоса в р езул ь­
тате процесса самоорганизации.
Строение живой материи существенно отличается от строе­
ния мертвой не только чрезвычайно сложной структурой, но и
способностью отбирать из окружающей среды полезную энер­
гию в количестве, необходимом для самосохранения и самораз­
вития, что достигается путем создания таких элементов мате­
рии, которые способны (Струминский, 1995):
- черпать свободную энергию из окружающего пространства
в процессе их зарождения, развития и жизни;
- стремительно размножаться в питательной среде, вы­
черпывая ее свободную энергию для парирования роста эн­
тропии;
- образовывать новые элементы живой материи, используя пи­
тательную среду для дополнительного парирования роста энтропии;
- в питательной среде сохранять информацию о структуре
живых элементов, об их наследственности и т.п. за счет ис­
пользования свободной энергии из окружающей среды.
Рассмотренные положения позволяют по-новому оценить
механизмы устойчивости биосферы. Очевидно, что при су­
ществующих космических и земных предпосылках живое
вещество биосферы способно продолжать свое “ давление” на
внешние оболочки Земли и потенциал этого давления отнюдь
не ослабевает. Антропогенный фактор, вызывающий де­
струкцию биосферы, следует рассматривать как
флуктуа­
цию, вызванную популяционным взрывом, который по за­
конам регулирования неизбежно будет элиминирован. Си­
стема общество - природа, следуя теории Пригожина, до­
стигнув точки бифуркации, должна будет перестроиться.
Однако распад старой системы отнюдь не будет означать ее
хаотического состояния. Бифуркация - это импульс к разви­
тию биосферы по новому, неведомому пути. Какое место
займет в нем человеческое общество - это предмет специаль­
ных исследований. О судьбе биосферы можно не беспокоить­
ся, она продолжит свое развитие (Петров, 1995).
Рассмотрим движущие силы, которые поддерживают био­
сферу в устойчивом состоянии, - это
динамика популяций,
реализация разных жизненных стратегий организмов и зани­
маемых ими экологических ниш, сукцессии сообществ, функ­
ции живого вещества, биотические круговороты, соблюдение
принципа экологической эквивалентности.
128
7 .2 . Д И Н А М И К А ПО ПУЛЯЦИЙ
Сохранность того или иного вида в сообществе основана на
постоянной борьбе жизни и смерти. Популяция вида ж и з н е ­
стойка, если существует равномерный поток особей, протекаю­
щий через все возрастные классы данной популяции от рожде­
ния до биологической старости. Если смертность будет превы­
шать численность приходящих на смену старым молодых ви­
дов, популяция деградирует; если количество молодых видов
будет превышать смертность - популяция будет распростра­
няться и вытеснять другие виды (Уиттекер, 1980).
Во всех организмах заложена потенция размножения, вы­
ражающаяся геометрической прогрессией, графическим изоб­
ражением которой является экспонента. Устойчивость биосфе­
ры основана на постоянной экспансии живого вещества, борьбе
за существование и вытекающем из нее естественном отборе,
охватывающем не только отдельные организмы, но и целые по­
пуляции, ценоэлементы, сообщества, а в конечном счете биогеоценотический покров всей Земли. При ухудшении биотиче­
ских и абиотических условий среды в популяции могут сохра­
ниться только те особи, которые генетически лучше приспособ­
лены к суровому природному окружению. Иными словами, на­
чинает действовать классический механизм естественного отбо­
ра по Дарвину.
Неограниченный экспоненциальный рост популяции подо­
бен взрыву, он приводит к истощению и полному разрушению
ресурсов среды. В основе существования любой популяции,
подчеркивает Р. Уиттекер, лежит конфликт между свойствен­
ной организму тенденцией увеличивать свою численность и
разнообразными ограничениями, которые препятствуют такому
увеличению. Если система не получает постоянной подпитки
необходимыми ресурсами извне, устойчивое состояние может
быть достигнуто только при условии равных значений рождае­
мости и смертности особей.
Рассмотрим несколько кривых, отображающих разные типы
динамики популяций (рис. 7.1). Тип а — 8-образная кривая ха­
рактерна для популяций, в которых высокая рождаемость, бы­
стро обеспечив оптимальную для данных условий численность,
снижает ее до уровня, когда рождаемость равна смертности, кривая выходит на “ плато” , что говорит об устойчивом суще­
ствовании во времени. Тип б - куполообразная кривая харак­
терна для популяции, быстро размножившейся, а затем так же
быстро погибшей в результате того, что все жизненные ресурсы
оказались исчерпанными. Тип в - волнообразная кривая харак­
терна для популяций, которые быстро восстанавливают свою
Время
Рис. 7.1. Характерные типы динамики популяций, по N. Б. Ь еуте.
Объяснения в тексте
численность после спада, вызванного неблагоприятными факто­
рами. Тип г - кривая, демонстрирующая, как после спада чис­
ленность популяции выходит на “ плато” , т. е. существование
становится устойчивым.
Р. Уиттекер указывает на существование приспособлений,
благодаря которым потери популяции сокращаются, когда ее
численность и ресурсы среды входят в конфликт. Он называет
этот феномен буферностъю популяции. Например, как только
вид становится редким, хищничество по отношению к нему
может уменьшиться. Хищники могут забыть способ поиска по­
добных жертв и не считать их пищей. Многие организмы
(растения, членистоногие и др.) переносят неблагоприятный
период в форме покоящихся диаспор. Последние могут оста­
ваться в почве до тех пор, пока условия среды не станут благо­
приятными, тогда из них вновь появляются и размножаются
активные особи. Так пустынные эфемеры в виде семян пережи­
вают неблагоприятные сезоны или, если это потребуется, даже
периоды неблагоприятных лет.
7 .3 . Ж И З Н Е Н Н Ы Е СТРАТЕГИИ
К механизмам устойчивости сообществ относится также и
то, что популяции представлены видами с различной жизнен­
ной стратегией, т. е. с особыми приспособлениями, обеспечи130
вающими им возможность обитать совместно с другими орга­
низмами и занимать определенную экологическую нишу в соот­
ветствующем биоценозе (Работнов, 1980).
Л. Г. Раменский (1938) первым выделил три фитоценотипа:
1) виоленты - львы - сильные конкуренты, способные захва­
тывать место и удерживать его за собой благодаря энергии
жизнедеятельности и полноте использования среды; 2) пативнты - верблюды - виды, способные довольствоваться незна­
чительным количеством ресурсов и быть устойчивыми к суро­
вым условиям среды; 3) эксплеренты - шакалы - слабые кон­
куренты, способные временами взрывообразно резко повышать
свое участие в ценозах, но доминирующие относительно непро­
должительное время.
Система эколого-ценотических стратегий растений Э. Пиал­
ки (1981), получившая широкое распространение в экологии,
включает два типа стратегий, сформировавшихся под давлени­
ем К- и г-отборов. -К-Стратегия определяется энергетическими
затратами на поддержание жизнедеятельности взрослых особей;
г-стратегия - затратами на размножение. ^Г-Стратеги приуроче­
ны к более или менее стабильным условиям среды, обладают
равновесными популяциями и приспособлены к условиям ост­
рой конкуренции. Это многолетние растения с медленным раз­
витием и жизненной формой от трав до деревьев. г-Стратеги,
напротив, предпочитают нестабильные местообитания и харак­
теризуются неравновесными популяциями. Это, как правило,
одно-, малолетние травянистые растения с высокой репродук­
тивной активностью.
Э. Пианка отмечает относительность разделения всех видов
растений на два типа стратегий, подчеркивая, что “ мир не
окрашен только в черное и белое и крайние варианты, как пра­
вило, связаны гаммой переходов” (1981, с. 138). Если, скажем,
положение однолетних рудералов как типичных г-стратегов не
вызывает сомнений, то белая полынь, несмотря на то, что яв­
ляется соэдификатором зональных типов полупустынных сооб­
ществ Северо-Западного Прикаспия, занимает переходное по­
ложение, так как наряду с признаками ^Г-стратега она обладает
несомненными свойствами г-стратега.
Б. М. Миркин (1983), осуществив синтез классификаций
эколого-ценотических стратегий у растений, разработанных
Л. Г. Раменским (1938),
Т. А. Работновым
(1975,
1980),
Дж. Граймом (О п т е , 1979), Р. Уиттекером (1980), Э. Пианки
(1981), предложил систему из пяти первичных стратегических
типов: 1) патиенты экотопические - переживают абиотический
стресс в условиях физического экстремума: холода, засухи, за­
соления и т. д.; как правило, взаимоотношения видов в таких
131
условиях ослаблены; 2) патиенты фитоценотические - пере­
живают стресс под влиянием более мощных конкурентов;
3) виоленты - мощные конкуренты, подавляющие жизнен­
ность других видов; 4) эксплеренты типичные; кратковремен­
но присутствуют в сообществах в период их разрушения под
влиянием естественных или антропогенных факторов; не­
совместимы с наличием виолентов и фитоценотических патиентов; 5) эксплеренты ложные —сезонные и флуктуационные. В стадии семян и вегетативных зачатков они постоянно
присутствуют в сообществах. Вспышка их развития происходит
или в определенные сезоны года, когда фитоценотическая роль
более мощных видов временно угасает, - это эфемеры; либо они
быстрее реагируют на благоприятный климатический импульс,
когда другие виды еще не успевают этого сделать.
7 .4 . РЕ АЛИ ЗА Ц ИЯ Э К О Л О ГИ Ч Е С К И Х НИШ
Экологическая ниша - основной структурный элемент био­
геоценоза. Г. Хатчинсон (НиЪсЫпзоп, 1965) определяет ее как
гиперобъем в га-мерном пространстве множества экологических
факторов. Каждая видовая популяция в сообществе реализует
определенную экологическую нишу, границы которой контро­
лируются условиями среды во времени, пространстве и в гради­
ентах абиогенных факторов. Отсюда следует, что новый вид не
может образоваться, если нет свободной ниши или если обра­
зующийся вид не может ее “ отобрать” у какого-нибудь другого
вида, участвующего в экосистеме (Левченко, 1995). Вхождение
новых видов в устойчивую экосистему осуществляется главным
образом путем открытия новых ниш, что создает тенденцию к
структурному усложнению, отождествляемому с морфологиче­
ским прогрессом (Красилов, 1995).
Экологические ниши, объединяемые определенными типами
связей, образуют функциональные подсистемы (блоки) сооб­
щества. В качестве таких блоков, например, выступают синузии автотрофов, гильдии гетеротрофов, консорции - вся сово­
купность ниш, связанных прямыми связями с крупным орга­
низмом, вмещающим массу ниш мелких организмов. Каждая
ниша может входить одновременно в несколько функциональ­
ных блоков, а в пределах одного блока они могут перекрывать­
ся. Выделяются также ниши доминирующих (ядерных) и под­
чиненных (сат.еллитных) ценопопуляций.
Описание связей между растениями и животными в эколо­
гических нишах возможно в рамках классификации В. Н. Бек­
лемишева (1970), в которой все многообразие связей сведено
к четырем фундаментальным типам: 1) трофические (по пита­
132
нию), 2) топические (по местоположению), 3) форические (по
переносу, например, между растением и его опылителем),
4) фабрические (по материалу, используемому животными для
обустройства гнезд, укрытий и т.п.). Эта система является ис­
черпывающей и позволяет описать любые типы взаимоотноше­
ний между экологическими нишами.
Функциональную структуру сообщества, образованную со­
четанием экологических ниш, В. В. Жерихин (1994) уподобля­
ет генотипу организма, в котором записана программа, управ­
ляющая развитием системы в целом. Пока этот набор остается
постоянным, структура сообщества и его сукцессионная после­
довательность воспроизводятся в прежнем виде. Изменение это­
го набора означает отклонение от прежней нормы развития си­
стемы. Если это изменение фиксируется и впоследствии ста­
бильно воспроизводится, можно говорить о переходе системы в
новое состояние.
Р. Уиттекер (1980) подвергает сомнению гипотезу о том, что
стабильность сообщества - это результат наличия большого
числа взаимно приспособленных друг к другу видов. Представ­
ление о том, что сложность ведет к стабильности, пишет Уит­
текер, более привлекательно, чем верно. На самом деле увели­
чение числа видов и сложности взаимоотношений, скорее, яв­
ляется причиной уязвимости сообществ при их нарушении.
Этот эффект особенно ярко проявляется при антропогенном
воздействии на древние сложные по составу и структуре сооб­
щества, например, дождевых тропических лесов или коралло­
вых рифов. Сложные сообщества оказываются более уязвимыми
в условиях, когда их среда резко нарушается; они могут раз­
виваться только в стабильных условиях.
7 .5 . С У К Ц Е С С И И СООБЩ ЕСТВ
Динамические изменения экосистем, означающие гибель
одних и становление других, называются сукцессиями. Их сле­
дует рассматривать как реакцию биоты на изменения окру­
жающей среды. Первая классификация сукцессий раститель­
ных сообществ, составляющих ядро сухопутных биогеоценозов,
предложена В. Н. Сукачевым (1942). Динамика растительного
покрова подразделялась им на сукцессии сингенетические, свя­
занные с развитием самого растительного покрова; эндоэкогенетические, связанные с развитием биогеоценоза в целом; экзоэкодинамические, вызванные воздействием внешних факторов.
Анализ общих закономерностей динамики растительных со­
обществ содержится в работе Ю. А. Исакова и др. (1986). Среди
многообразных форм динамики авторы выделяют три принци­
133
пиально различные динамические категории: ф луктуации, сук­
цессии и преобразования экосистем человеком.
Под флуктуациями фитоценозов понимаются ненаправлен­
ные изменения от года к году, завершающиеся возвратом фито­
ценоза к исходному или, точнее, близкому к исходному состоя­
нию. С некоторой долей условности к флуктуациям раститель­
ных сообществ можно отнести изменения, вызываемые хозяй­
ственной деятельностью - сенокошением, выпасом, лесохозяй­
ственными мероприятиями. (Заметим, что в данной классифи­
кации понятию флуктуация придается иное значение, чем в
работах Пригожина, рассмотренных выше.)
Сукцессионные процессы в противоположность флуктуаци­
ям развиваются в определенном направлении. Они никогда не
имеют характера колебаний около какого-то среднего состоя­
ния. Различают эндогенные и экзогенные сукцессии. Первые
определяются внутриценотическими причинами. Они делятся
на две категории: 1) сукцессии развития, первичные, началом
которых служит освоение биотой еще не занятого субстрата
(В. Н. Сукачев называл их сингенетическими), и 2) сукцессии
восстановительные, вторичные. К категории экзогенных
(экзоэкодинамических - по В. Н. Сукачеву) сукцессий, вызы­
ваемых внешними факторами, относятся как многолетние, на­
пример климатогенные, так и катастрофические - результат
стихийных природных явлений.
Особенно большое распространение получили сейчас антро­
погенные сукцессии, возникающие в результате хозяйственной
деятельности человека. Они происходят под влиянием пожаров,
выпаса скота, рекреации и др. Глубокую трансформацию поч­
венно-растительного покрова вызывают строительные работы,
горные выработки и др. Растительный покров и животный мир
меняются под воздействием загрязнения атмосферы, вод и почвы.
Наряду с негативным воздействием на биоту хозяйственная
деятельность человека может носить конструктивный характер.
Природные системы, в которых проводятся мелиоративные ме­
роприятия, направленные на повышение их продуктивности: лесо-, луго-, рыбо-, охотохозяйственные и другие работы, - перево­
дятся в категорию полуприродных. Наконец, создаются антропо­
генные экологические комплексы: сельскохозяйственные, са­
дово-парковые, водохозяйственные и др. Затраты на управление
этими комплексами человек полностью берет на себя.
Коренное различие этих систем состоит в том, что в есте­
ственных экосистемах воспроизводство живого вещества и его
средообразующие функции выполняются сами собой, а природ­
но-хозяйственные системы не могут самовоспроизводиться. Для
поддержания их устойчивого существования необходимы затра­
134
ты , и чем противоестественнее природно-хозяйственные систе­
мы , тем большую цену должен платить человек. Предоставлен­
ные сами себе, они, через серию восстановительных сукцессий,
стремятся вернуться к естественному состоянию.
Современный биогеоценотический покров суши из-за посто­
янны х нарушений практически лишен экосистем, достигших в
своем естественном развитии климакса - финальной стадии,
когда экосистемы находятся в наиболее полном единстве с фак­
торами окружающей среды. Однако это не должно служить
основанием для вывода о наступающей деструкции биосферы.
Согласно современным представлениям зрелые климаксовые
сообщества менее устойчивы к воздействию внешних факторов
(Василевич, 1993). Это является следствием узкой специализа­
ции климаксовых сообществ, высокой степени сбалансирован­
ности свойственных им функциональных процессов. Субклимаксовые же сообщества, находящиеся на пути к терминаль­
ным стадиям, менее специализированы и поэтому обладают
большей способностью к восстановлению своей структуры. В на­
стоящее время, когда влияние антропогенных факторов стано­
вится почти повсеместным, именно эта категория экосистем в
силу своей адаптивности наиболее распространена.
7 .6 . П Р И Н Ц И П Э КО Л О ГИ Ч Е С КО Й Э КВ И В АЛЕНТНО СТИ
Человек, воздействуя на экосистемы и отторгая часть ве­
щества и энергии в производственный цикл, нарушает биотиче­
ские круговороты, что неминуемо сказывается на состоянии
окружающей среды. Как правило, она становится неблагопри­
ятной для жизни человека. Однако вторичные биогеоценозы,
возникающие на месте коренных в результате антропогенного
воздействия, не всегда ущербны с точки зрения поддержания
функций биотического круговорота. Для человека главное, что­
бы живое вещество, независимо от того, какими формами оно
представлено (например, коренным лесом или вторичным лу­
гом), выполняло свои разнообразные функции так, чтобы среда
обитания в данном месте оставалась благоприятной-.
А.
М. Алпатьев (1978) предложил оценивать состояние при­
роды, исходя из принципа экологической эквивалентности:
возникающие в результате антропогенного воздействия дина­
мические равновесия должны быть эквивалентны средообра­
зующим функциям естественных экосистем. Следует признать,
что эволюция биосферы в фанерозое происходила именно со­
гласно этому принципу: леса лепидофитов каменноугольного
периода уступили место лесам голосеменных и покрытосемен­
ных растений мезозоя и кайнозоя, формациям травянистой рас135
тительности. Несмотря на смену сообществ, все они исправно
выполняли свои средообразующие функции.
Принцип эквивалентности расширяет трактовку понятия
устойчивости биосферы: она может считаться устойчивой, если
возникающ ие в ней экосистемы будут по основным средообра­
зую щ им ф ункциям эквивалентны старым.
7 .7 . Б ИО ЛО ГИЧЕСКАЯ С ТА БИ ЛИ ЗАЦИ Я О КРУЖ АЮ Щ ЕЙ СРЕД Ы *
Сформулируем некоторые выводы из изложенного:
- биосфера служит не просто источником ресурсов для че­
ловека и приемником отходов его производства и жизнедея­
тельности — это гораздо более сложная система, фундамент
жизни, в которой сама биота обеспечивает стабильность окру­
жающей среды;
- биосфера обладает предельной хозяйственной емкостью;
существует верхний порог этой емкости, превышение которого
нарушает устойчивость биоты и окружающей среды;
- в пределах хозяйственной емкости биосфера и земные экоси­
стемы выполняют принцип Ле Шателье, быстро восстанавливают
все нарушения окружающей среды, и последняя остается устойчи­
вой; способность восстановления в абсолютных величинах, как и
предел хозяйственной емкости, меняются от ландшафта к ланд­
шафту в зависимости от продуктивности биоты: в пустынях эта
способность наименьшая, а в лесах - наибольшая;
- превышение хозяйственной емкости приводит к прекра­
щению выполнения принципа Ле Шателье биотой, быстрому и
все большему размыканию биотического круговорота веществ,
искажению геохимических балансов в экосистемах, что в ко­
нечном счете ведет к загрязнению окружающей среды;
- нарушения окружающей среды ведут к трансформации эколо­
гических ниш и, как следствие, гибели многих видов организмов;
- главной задачей человека является сохранение и восста­
новление естественных сообществ организмов в таких масшта­
бах, чтобы вернуться в пределы хозяйственной емкости биосфе­
ры в целом; только при этом условии прекратится трансформа­
ция окружающей среды, будет обеспечена ее стабильность;
- пределом роста человечества служит хозяйственная ем­
кость экосистем и биосферы в целом, верхним порогом которой
является перевод в антропогенный канал более 1 % чистой пер­
вичной продукции биоты (фотосинтеза); нарушение этого поро­
га ведет к дестабилизации окружающей среды и распаду генома
*
(1994).
136
Раздел написан по материалам В. И. Данилова-Данильян и др.
человека, а следовательно, к исчезновению его как вида; процесс этот инерционный, на суше еще сохраняются достаточно
обширные территории с ненаруш енными естественными сооб­
щ ествами, которые могут стать центрами восстановления ста­
бильности окруж аю щ ей среды, а человеческая популяция, как
и популяции других видов, обладает мощ ны м механизмом вос­
становления нормального генома;
для решения проблем окруж аю щ ей среды
важно осо­
знать, что опасный порог уже перейден, этика поведения чело­
века долж на заклю чаться в использовании механизмов устой­
чивости биосферы в целях сохранения цивилизации.
Концепция устойчивости биосферы логично вписывается в
афоризм И. Пригожина: “ Порядок из хаоса” . В современном
естествознании все чаще звучит признание, в поэтической фор­
ме выраженное Ф. Тютчевым, что Вселенная состоит из мате­
рии, энергии и духа (информации):
Не то, что мните вы, природа Не слепок, не бездушный лик:
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.
Устойчивое развитие человеческого общества возможно
только на основе использования движущих сил стабилизации
биогеоценотического покрова Земли, заложенных в самой био­
сфере. Не в противоборстве с природой, а в причастности к ней
должен воспитываться человек (Петров, 1996).
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Синергетика биосферы.
2. Механизмы устойчивости биосферы:
- динамика популяций;
- реализация разных жизненных стратегий организмов;
- реализация разных экологических ниш;
- пространственная структура биогеоценотического покрова;
- принцип экологической эквивалентности.
3. Биологическая стабилизация окружающей среды; предельная хозяй­
ственная емкость биосферы.
Б. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Долгое время мы жили в плену иллюзий, что можно создать
такую социально-политическую систему, при которой человече­
ство будет, не ограничивая своей численности, поступательно
улучшать свой жизненный уровень, увеличивать жизненные
блага и сохранять окружающую среду. Экологические пробле­
мы в той или иной мере всегда сопутствовали становлению и раз­
витию цивилизации (см. часть I). Однако то, что было в прош лом,
не мож ет идти ни в какое сравнение с противоречиями, возни­
кающ ими при взаимодействии общ ества и природы в современную
эпоху. Неограниченное использование природных ресурсов и сво­
бодное удаление отходов в окруж аю щ ую среду привело к том у, что
во многих странах практически не осталось ненаруш енных есте­
ственных экосистем, способны х, реализуя принцип Ле Шателье,
в полной мере выполнять свои средообразующ ие функции.
Гпава 8
ТРАГЕДИЯ РОСТА
стой чи вое развитие общ ества все более сдер ж и вается гл о ­
бальны ми эк ол оги ч еск и м и проблемами. К и х ч и сл у о т н о ­
ся тся : дем ограф ический взры в; сок ращ ен и е п а х отн ы х угоди й,
гол од; загрязнение ок р у ж а ю щ ей среды , разруш ение п ри родн ы х
ландш аф тов; эн ер гети ч ески й к р и зи с.
У
8 .1 . Д Е М О ГР А Ф И Ч Е С К И Й ВЗРЫ В
На п ротяж ен и и бол ьш ей ч асти ч ел овеческ ой и стор и и рост
числен н ости народонаселения бы л п очти н еощ у ти м ы м . М ед­
ленно она набирала си л у на п ротяж ен и и X I X в. и чрезвы чайно
резко увеличилась посл е втор ой м и ровой вой н ы . Это дало повод
говорить о “ дем огр аф и ч еск ом взры ве” (ри с. 8 .1 ).
500 000
6000
5000
4000
3000
2000
1000 до н. э. н. э. 1000
2000 лет
Рис. 8.1. Р ост численности населения земного шара (от палеолита до
нашего времени), по Ф . Рамад
Понадобился 1 млн лет, чтобы число жителей планеты достигло 3 млрд
(в 1960 г.), и 30 лет, чтобы удвоить это значение. Из графика видно, что термин
“демографический взрыв” не случаен
138
а
С ред н егод ово й п р и р о с т населения
по д е ся ти л ети ям
1 Р азв ив а ю щ и еся с тран ы
I
Р азвиты е страны
1800
1850
1900
1950
2000
2050
о у/С/с/
щп
2050
210 0
11
10
9
8
Народонаселение
мира
7
6
5
4
3
2
1
О
1750
1800
1850
1900
1950
2000
Рис. 8.2. Динамика численности населения в развитых и развиваю­
щ ихся странах, по ТЬошаз '\\г. М е т е к
а - Высокая рождаемость в развивающихся странах приводит к тому, что на­
селение в них растет намного быстрее, чем в развитых странах; б - в резуль­
тате 90 % населения планеты со временем будут жить в развивающихся стра
нах, и главным образом в бедности
Население мира увеличивается сегодня на 250 тыс. человек
ежедневно, 1 млн 750 тыс. каждую неделю, 7,5 млн в месяц, 90
млн в год. По данным ООН, основной прирост населения нашей
планеты приходится на развивающиеся страны (рис. 8.2). Рас­
пределение плотности населения на земном шаре весьма нерав­
номерно (рис. 8.3). Эта неравномерность ярко проявляется даже
в пределах одной страны из-за концентрации населения в горо­
дах (рис. 8.4).
Быстрый рост населения в развивающихся странах резко об­
остряет экологические и социальные проблемы. Число жителей
развивающихся стран составляет три четверти населения пла­
неты, а потребляет всего одну треть общемировой продукции,
139
Рис. 8.3. Распределение плотности населения на земном шаре, по <1. Т1уу, О. О'Наге
Рис. 8.4. Распределение плотности населения на территории США, по
ТЬотаз V/. Мегпск
П ики на схеме соответствуют резкому увеличению
городах
численности населения в
причем разрыв в потреблении на душу населения продолжает
расти. Большие цифры - миллиарды и миллионы - трудны для
восприятия. Поэтому одно популярное американское издание
опубликовало следующие расчеты. Если бы все население Зем­
ли “ сжать” до размеров деревушки с населением в 100 чело­
век, а все существующие соотношения современного челове­
чества остались бы прежними, то получилась бы следующая
картина:
- в ней проживало бы 57 азиатов, 21 европеец, 14 предста­
вителей Северной, Центральной и Южной Америки, 8 афри­
канцев;
- 70 из 100 были бы “ цветными” (не белыми);
- 50% всех богатств оказалось бы в руках 6 человек, и все
они были бы гражданами США;
- 70 человек не умели бы читать;
- 50 страдали бы от недоедания;
141
- 80 человек жили бы в жилищах, для проживания не при­
способленных ;
- только 1 человек имел бы университетское образование.
Низкая рождаемость в экономически развитых странах фактор в глобальном масштабе положительный. Однако и он
может привести к неблагоприятным социально-политическим
последствиям. Постепенно в развитых странах меняется возраст­
ная структура общества. Уменьшается доля детей и молодежи,
увеличивается доля пожилых людей. Происходит “ постарение”
населения. Рост числа пенсионеров ложится тяжелым бременем
на экономику. В прошлом новое поколение было по численности
всегда больше предыдущего. Молодые заботились о стариках, и
поэтому содержание пенсионеров не ложилось полностью на си­
стему социального обеспечения (рис. 8.5).
5
Возраст
7
5
3 1 0 1 3
Процента /
5
7
5
3
10 1 3
5
Проценты
Рис. 8.5. Различия в возрастной структуре населения, по А. 8. Вои^Ьеу
а - А лж и р, 1 95 4 г .; б - Ш веция, 1 9 5 5 г. Население делится на три категории:
дети, от 0 до 13 лет; взрослые, от 14 до 44 лет; пожилые и старые, от 4 5 до 90
лет. Д ля А лж и ра характерно более или менее равномерное убывание числен­
ности по всем возрастным ступеням; в Ш веции картина более сложная - на
численность разных групп оказали влияние: снижение рождаемости в 1 9 5 0 1955 г г .; увеличение рождаемости в послевоенные годы, 1 9 4 5 -1 9 5 0 г г .; повы­
шенная смертность во время второй мировой войны, 1 9 4 0 -1 9 4 4 гг. Наиболь­
шую обеспокоенность за будущее Ш веции должен вызывать дефицит населе­
ния, относящегося ко второй группе: уменьшение численности половозрелых,
способных к активному воспроизводству юношей и девуш ек определяет ум ень­
шение численности детей, что в свою очередь повлечет за собой в будущем сни­
жение численности населения всей страны
142
Таблица 8.1.
Теоретический рост потомства одной семьи
Ч исло генераций
Ч исло детей
Общая численность
1
4
6
2
8
14
3
16
28
4
32
56
5
64
112
10
2 048
3 548
Постарение населения порождает еще одну проблему.
Меньший динамизм более старых возрастных групп может вы­
звать существенные расхождения между поколениями в вопро­
сах общественных и культурных нововведений. Вследствие это­
го общество станет более консервативным.
На человека как биологический вид полностью распростра­
няется открытый Мальтусом закон геометрической прогрессии
скорости размножения (табл. 8.1).
Р и с . 8 . 6 . К о м п ь ю т е р н ы й а н а л и з м и р о в ы х т р е н д о в , п о Б . Н . Меас1о\У8:
а - модель развития при сохранении современных тенденций развития об­
щ ества: по инерции население и загрязнение окруж аю щ ей среды будут еще
некоторое время увеличиваться после пика индустриализации, однако, в конце
концов, наступит драматически быстрое сокращение численности населения;
б - модель развития, предполагающая нулевой прирост населения: в этом случае
возможен переход на рельсы устойчивого развития; 1 - ресурсы; 2 - про­
изводство продуктов питания на душ у населения; 3 - численность населения;
4 - производство промышленной продукции на душ у населения; 5 - загрязнение
143
С этой точки зрения “мальтузианство” - строго научное
учение. Отрицательный оттенок имеет антигуманная трактовка
этого закона самим Мальтусом:
мы должны быть последо­
вательны и способствовать действиям природы, вызывающим
смертность... Вместо того, чтобы проповедовать среди бедняков
необходимость соблюдения чистоты, мы должны поощрять как
раз обратные привычки. Надо делать в городах узкие улицы,
перенаселять дома и способствовать повторению эпидемий
чумы. Необходимо строить деревни близ непроточных водоемов
и особенно способствовать заселению болотистых и вредных для
здоровья мест. Но прежде всего нам следует осудить примене­
ние особых лекарств для лечения смертельных болезней, а
также осудить тех добрых, но заблуждающихся людей, кото­
рые, изобретая способы искоренения определенных зол, ду­
мают, что оказывают услугу человечеству” .
В современном обществе существуют вполне гуманные, ци­
вилизованные средства ограничения рождаемости. Если челове­
чество не остановит рост своей численности, то природа сделает
это гораздо более решительно и жестко (рис. 8.6).
8 . 2 . С О К Р А Щ Е Н И Е П АХО ТН Ы Х У Г О Д И Й , ГО Л О Д
Как одну из наиболее острых человечество воспринимает
проблему голода. Основным источником продуктов питания для
людей является сельское хозяйство. Главной производительной
силой земледелия служат плодородные почвы, возделываемые
под пахотные угодья. Общая площадь пашни в мире - 1 млрд
356 млн гектаров. Как видно из рис. 8.7, общая площадь зе­
мель, которые удовлетворяли бы всем требованиям высокопро­
дуктивной пашни, едва превосходит 5 млрд гектаров.
На протяжении всей истории человечества рост населения
планеты сопровождался расширением “ ойкумены” - обитаемой
части суши, включающей все заселенные, освоенные или иным
образом вовлеченные в орбиту жизни общества территории.
При этом быстро под сельское хозяйство осваивались наиболее
удобные и плодородные земли. В настоящее время ойкумена
практически достигла своих пределов. В резерве остались лишь
территории с экстремальными природными условиями (рис. 8.8).
Покров плодородных почв, дарующих людям пищу, подобен
шагреневой коже. Не задумываясь о будущем, человечество
удовлетворяло •за счет почвы свои насущные потребности. По­
степенно стало наступать прозрение. Призыв “ выжать из земли
все!” преступен, —писал один из публицистов, - как можно
выжать все из земли, из той самой земли, которая вот уже не
одно тысячелетие кормит род людской и будет кормить челове144
млрд Г1
Рис. 8.7. Площади ландшафтов, пригодных для земледелия, по Э. П. Ро­
мановой и др.
Регионы: I - вся суш а, I I - Европа, I I I - Россия и страны СНГ, I V - А зи я , V Северная А м ерика, V I - Ю ж ная А м ерика, V II - А ф рика, V I I I - А встралия;
^ - общая площ адь; 2 - 5 - ландш аф ты , пригодные для земледелия по: 2 теплообеспеченности, 3 - теплообеспеченности и увлажнению, 4 - теплообеспеченности, увлажнению и рельефу, 5 - теплообеспеченности, увлажнению,
рельефу и почвам
чество еще не одну тысячу лет? Выжать все - значит ничего не
оставить потомкам. Несложная и вредная философия эта сфор­
мулирована в известном изречении: “ После нас хоть потоп!”
До половины пахотных земель в мире используется на ис­
тощение. Огромные площади пашни “ съедаются” оврагами,
плодородный слой смывается и выдувается. Большие площади
сельскохозяйственных угодий отторгаются под строительство
быстрорастущих городов, дорог, промышленных объектов. Та­
ким образом, происходит абсолютное сокращение площади па­
хотных земель. За исторический период человечество потеряло
почти два миллиарда гектаров продуктивных земель - больше,
чем ныне занято пашнями и пастбищами.
Большой урон сельскохозяйственным землям наносят про­
цессы опустынивания (рис. 8.9). Они угрожают прежде всего
ландшафтам в жарком засушливом климате: уничтожается
145
4*
Рис. 8.9. Распространение процессов опустынивания, по I. Сг. Знптопз
растительный покров, ускоренными темпами идет дефляция и
эрозия почв - в конечном счете земли могут полностью утра­
тить свой ресурсно-экологический потенциал. Площадь антро­
погенных пустынь равна примерно 10 млн км2, или 6,7 % всей
поверхности суши. Процесс опустынивания идет со скоростью
6,9 млн га в год. Его ареал постепенно выходит за пределы
ландшафтов аридной зоны. Под угрозой опустынивания нахо­
дится порядка 30 млн км2 (19 % ) суши Земли.
Наряду с абсолютным сокращением площади сельскохозяй­
ственных земель происходит относительное ее уменьшение в
связи с быстрым ростом населения. Еще недавно, чтобы опре­
делить среднюю площадь пашни, приходящуюся на одного че­
ловека, мы делили общую площадь на 5 млрд. В начале X X I в.
ее придется делить уже на 6 млрд. С учетом прироста населе­
ния, требуется ежегодно дополнительно около 50 млн га паш­
ни. Динамика пашни в бывшем СССР за десять лет имеет сле­
дующий вид (га на 1 человека):
1980
1985
1988
0,85
0,82
0,79
Считается, что если на одного человека в год с 1 га со ­
бирать 1 т зерна, проблемы голода не будет. Пятимиллиард­
ному населению планеты требуется 5 млрд т, а собирает­
ся всего около 1,5 млрд т зерна. Одна из причин этого в том,
147
Рис. 8.10. География голода, по Л. Л. Могап е*с.
что на одного человека в мире сегодня приходится всего 0 ,2 8 га
пахотных земель и производительность их в целом низкая.
Земля уже сегодня не в состоянии прокормить всех своих ж и ­
телей.
Существует и другой расчет. В соответствии с законом пи­
рамиды чисел (см. с. 235) человечество, занимая верхние эта­
жи трофической цепочки, может образовать биомассу суще­
ственно меньшую, чем биомасса живого вещества биосферы в
целом. М. Е. Виноградов (1994) считает, что биосфера сохра­
нит устойчивость, если на душу населения будет приходиться
250 т/год живого вещества. Суммарная продукция биосферы
(суши и океана) составляет 5 ■ 1023 т/год. В результате деле­
ния получаем, что в биосфере, не нарушая ее устойчивости,
может существовать всего 3 -4 млрд человек. Не случайно по­
этому глобальные экологические проблемы стали проявляться
именно после того, как численность населения перевалила за
этот предел, и с каждым последующим годом, по мере быстро­
го роста народонаселения, острота этих проблем все усили­
вается.
На Всемирной продовольственной конференции (Рим,
1974) было обещано покончить с голодом в мире в тече­
ние десятилетия. Началась “ зеленая революция” . Основ­
ные надежды тогда возлагались на интенсификацию сельско­
го хозяйства за счет селекции новых высокопродуктивных
сортов растений и пород ж ивотных, химизации сельско­
го хозяйства, использования мощной техники и новых тех­
нологий. Однако именно через десять лет, в 1984 г., про­
изошло резкое обострение продовольственного кризиса, вы­
званное в первую очередь жесточайшей засухой в тропи­
ческой Африке. Сахельская трагедия унесла жизни миллио­
нов людей.
“ Зеленая революция” захлебнулась. На земном шаре сей­
час больше недоедающих и голодающих, чем когда-либо
раньше, и их число увеличивается. На современной карте
мира зона голода охватывает огромную территорию по обеим
сторонам экватора, включая почти всю Африку к югу от Са­
хары, Азию, прежде всего ее юго-восточную часть, страны
Карибского бассейна и Южной Америки (рис. 8.10). Всего
в мире недоедает и голодает более 1 млрд человек. По дан­
ным ФАО (продовольственной и сельскохозяйственной орга­
низации ООН), численность людей, калорийность пищи к о­
торых меньше критической нормы (1 4 00 -1 6 00 кал/день),
составит к 2000 г. 6 5 0 -7 0 0 млн человек. Напомним, что ка­
лорийность пищи узников Освенцима составляла примерно
1700 кал.
149
8 . 3 . З А Г Р Я З Н Е Н И Е О КР У Ж А Ю Щ Е Й С Р Е Д Ы ,
РА ЗР У Ш Е Н И Е П Р И Р О Д Н Ы Х Л А Н Д Ш А Ф Т О В
Человечество, как живое вещество, писал В. И. Вернадский
(1 9 8 0 ),
неразрывно
связано
с
материально-энергетическими
процессами определенной геологической оболочки Земли - с ее
биосферой. Взятое в целом оно становится мощной геологи­
ческой силой. В среднем на каждого жителя планеты ежегодно
добывается около 20 т сырья, которые с использованием 800 т
свежей воды и 2500 Вт мощности перерабатываются в продук­
ты потребления. При этом на каждого человека перемещается
примерно 400 т горной породы и нарушается порядка 2 км2 по­
верхности земли. Таким образом, происходит колоссальная ра­
бота по нарушению природных ландшафтов с образованием ог­
ромной массы отходов, загрязняющих окружающую среду
(Данилов-Данильян и др., 1994).
Загрязнение можно определить как поступление любого ве­
щества или материала в неположенное место. Будучи полезными
в одном месте, они вызывают загрязнение, когда выбрасываются
или поступают туда, где они чужды и могут нанести ущерб
местным экосистемам или здоровью человека. Промышленное
производство является основой экономического развития, а сле­
довательно, и подъема социально-экономического уровня жизни
общества. Однако промышленное развитие во всем мире шло без
должного учета исчерпаемости многих видов невозобновляемых
ресурсов и понимания того обстоятельства, что восстановитель­
ные средообразующие способности природы не беспредельны.
Молодое поколение России отделяет не так много времени от
периода первых пятилеток (30-е годы) и послевоенного восста­
новления хозяйства (50-е годы), когда в общественном сознании
господствовало упоение индустриализацией. Клубы густого чер­
ного дыма над заводскими трубами или валящий деревья трак­
тор воспринимались символами технического и социального про­
гресса. Всем памятны грандиозные работы по строительству
мощных гидроэлектростанций на великих равнинных реках:
Где вчера качались лодки Заработали лебедки.
Где шумел речной тростник Разъезжает паровик.
Где вчера плескались рыбы Динамит взрывает глыбы.
С. Маршак.
“ Война с Днепром”
Научно-технический прогресс принес много положительного
в жизнь людей: разум человека открыл новые виды энергии,
150
ул учш ил ись усл овия труда и увеличилась его п рои звод и тел ь­
ность в тя ж ел ы х и тру д оем к и х отрасл ях добы ваю щ ей п р о м ы ш ­
ленности (гор н од обы ва ю щ ей , л есн ой, ок еа н и ческ ом р ы б о л о в ­
стве и др.), возросл и тем п ы стр ои тел ьства, п овы си лась п р о д у к ­
ти вн ость сел ь ск ого х озя й ства , и зобретен ы вы сокоэф ф екти вн ы е
техн ол оги и , п ояви л и сь новы е материалы , м еди ци нские препа­
раты , ум еньш илась детская см ертн ость и вы росл а п р од ол ж и ­
тел ьн ость ж и зн и , возросл а ск о р о сть получен ия и переработки
инф орм ации и м н огое другое.
Значительная часть принципиально новых технических и
технологических решений последних десятилетий родилась в
ходе фантастической по масштабам гонки вооружений. Однако
сегодня угроза выживания для большинства государств связана
не с агрессией потенциального противника, а с состоянием окру­
жающей среды, быстро деградирующей под натиском челове­
ческой деятельности.
Интенсивная хозяйственная деятельность человека со вре­
менем охватила все природные зоны суши, водные и подвод­
ные ландшафты Мирового океана. Антропогенные факторы
загрязнения и разрушения природных ландшафтов можно
объединить в следующие группы (по В. М. Котлякову и др.,
1990):
- атмосферные - загрязнение атмосферы химическое, меха­
ническое, тепловое;
- водные: а) воды суши - истощение, загрязнение поверх­
ностных и подземных вод; б) воды Мирового океана - загряз­
нение прибрежных вод и поверхностных вод - пелагиали;
- почвенные - эрозия, дефляция, дегумификация, загряз­
__
нение, засоление, заболачивание, иссушение;
- геолого-геоморфологические - интенсификация неблаго­
приятных экзогенных процессов оврагообразования, селевых,
оползневых, мерзлотных, абразии и аккумуляции в береговой
зоне и т. п.;
- биотические - деградация растительного покрова, сведе­
ние лесов, дигрессия пастбищ, обеднение генофонда, снижение
биоразнообразия, биогенная аккумуляция вредных веществ;
- комплексные (ландшафтные) - нарушение генетической
целостности и естественной структуры ландшафтов, уникаль­
ности и эстетической привлекательности памятников природы,
потеря продуктивных земель, опустынивание и т. п.
Несмотря на усилия и огромные затраты, направленные на
предотвращение отрицательных последствий антропогенного
воздействия на природу, общий тренд неблагоприятных изме­
нений сохраняется (табл. 8.2). На рис. 8.11 приводится класси­
фикация загрязнения экологических систем.
151
а>
5
о:
<о ш
О
а
X м
ф с
о;
>. 2
о о
л
3
со
О
2
0) а> 3
3 л а
I
П
З
О
*
О ]_ о
с: и с
о:
3 с:
>
л
?
о
о О
ф О
ф 0)
г .а
п
со
03
о
о
ш
и
г
?
й)
н
с
2
л
?
0>
2 5
ш
’ч
1_ со Л. со
Д
ь*
У
а
1.
т
<0
о
о
о
тф
о
с
го
о
21
о* о С
с
о о
г к н
Таблица. 8.2. Тенденции изменений окружающей среды,
по В. И. Данилову-Данильян и др.
Характеристика
|Тенденция 1972-1992 гг.
______________________ I______________________
Сценарий 2030 г.
I______________ ___
Потребление первич­ Рост потребления: 40 % Рост потребления:
ной биологической про­ на суше, 25 % - гло­ 8 0 -8 5 % на суше,
5 0 -6 0 % - глобаль­
бальное
дукции
ное
концентра­
Изменение концент­ Прирост
рации парниковых га­ ции парниковых газов
зов в атмосфере
до единиц процентов
ежегодно
Рост
концентрации,
ускорение роста кон­
центрации С 02 и СН4
за счет ускорения раз­
рушения биоты
Истощение озонового Истощение озонового
слоя, рост озоновой слоя на 1 - 2 % еже­
годно; ежегодный рост
дыры в Антарктиде
площади озоновой ды­
ры
Сохранение
тенден­
ции даже при прекра­
щении выброса хлорфторуглеводородов к
2000 г.
Сокращение площади Сокращение со скоро­
лесов, особенно тро­ стью от 117 (1980 г.)
до 180 тыс. км2 (1989 г.)
пических
в год
Сохранение
тенден­
ции, сокращение пло­
щади лесов в тропи­
ках с 18 (1990 г.) до
9-11 млн км2 (2030 г.),
сокращение площади
лесов умеренного поя­
са
Опустынивание
Расширение площади
пустынь (60 тыс. км2
в год), рост опустоше­
ния земель
Сохранение
тенден­
ции, возможен рост
темпов за счет умень­
шения влагооборота на
суше и накопления
полютантов в почвах
Деградация земель
Рост эрозии, сниже­
ние плодородия, на­
копление загрязните­
лей, закисление, засо­
ление
Сохранение
тенден­
ции, рост эрозии и
загрязнения,
сокра­
щение сельскохозяй­
ственных земель на
душу населения
Качественное
исто­ Рост объемов сточных Сохранение и нарас­
вод, точечных и пло­ тание тенденции
щение вод суши
щадных источников за­
грязнения, числа полютантов и их кон­
центрации
153
П родолж ение
Характеристика
Исчезновение
организмов
Тенденция 1972-1992 гг.
Сценарий 2030 г.
видов Быстрое исчезновение Усиление тенденции
видов
по мере разрушения
биосферы
Ухудшение
условий
проживания
людей,
рост генетических за­
болеваний и заболе­
ваний, связанных с
экологическими
на­
рушениями, появле­
ние новых болезней
Рост
бедности,
не­
хватка продовольствия,
высокая детская смерт­
ность, высокий уро­
вень заболеваемости,
необеспеченность чис­
той питьевой водой в
развивающихся стра­
нах,
проживание
в
зонах
высокого
за­
грязнения, рост гене­
тических заболеваний,
рост потребления ле­
карств, рост аллерги­
ческих заболеваний в
развитых странах; пан­
демия СПИД в мире,
понижение иммунного
статуса
Сохранение
тенден­
ций, увеличение не­
хватки продовольст­
вия, рост генетиче­
ских заболеваний и
заболеваний, связан­
ных с экологически­
ми нарушениями, рас­
ширение территории
инфекционных забо­
леваний,
появление
новых болезней
8 . 4 . Э Н ЕРГЕТИ Ч ЕС КИ Й К Р И З И С
Человечество обязано своим могуществом способности твор­
чески мыслить и умению поставить себе на службу энергетиче­
ский потенциал природы. Промышленная революция началась
с того момента, как человек научился использовать энергию
ископаемого топлива. Ее началом можно считать 1830-е годы период строительства железных дорог в Англии. Примерно че­
рез 150 лет на смену промышленной пришла научнотехническая революция. Начался стремительный экономиче­
ский рост, сопровождавшийся столь же быстрым ростом по­
требления энергии (рис. 8.12 ).
Современное энергопотребление человечества составляет около
1013 Вт/год и основано на невозобновимых запасах ископаемого
топлива - каменного угля, нефти, газа. Оно примерно на порядок
превышает доступную для использования человеком мощность
возобновимых источников энергии —солнечную, ветровую, геотер­
мальную, приливную, гидромощность рек, прирост древесины и
154
I
А, л. с. • ‘
д о Н.Э. 8 0 0 0
|0
1500 18001900
1960 годы
Рис. 8.12. Эволюция техносферы, по Р. К. Баландину:
А - мощность; I - человек, II - рабочий скот, III - водяное колесо, IV - тур­
бина, V - ракета
др. (Горшков, 1980, 1990). За счет минерального топлива во всем
мире вырабатывается около 95 % энергии. Поэтому энергетиче­
ские проблемы человечества напрямую зависят от топливноэнергетического потенциала Земли. Несмотря на огромные запасы
ископаемого топлива и энергосберегающие технологии, рано или
поздно они будут исчерпаны. Однако, по оценке В. Г. Горшкова,
надвигающийся энергетический кризис заключается, скорее, не в
недостатке энергии, а в том, что растущий антропогенный вклад в
энергетику биосферы грозит ее устойчивости.
Мощность чистой первичной продукции растений, получае­
мой за счет использования лучистой энергии Солнца, равна
1 •1014 Вт в год. В естественных экосистемах первичная продук­
ция в основном перерабатывается гетеротрофными организмами
(часть органики захоранивается в осадочных горных породах),
что обеспечивает замыкание биотического круговорота - необхо­
димое условие устойчивого функционирования биосферы. В эко­
системах суши около 90 % продукции растительности потреб­
ляется редуцентами - бактериями и грибами-сапрофагами; около
10 % продукции растительности потребляется червями, моллюс­
ками и членистоногими. Все позвоночные животные, включая
человека, потребляют не более 1 % продукции растительности
(Уиттекер, 1980). При таком соотношении экосистемы устойчивы.
155
а
6
Рис. 8.13. Изменение соотношений между человеком и биосферой в ре­
зультате развития сельскохозяйственного производства, по Ф. Рамад:
а - биомасса людей в доагрокультурную эпоху; б - биомасса людей значитель­
но выросла благодаря сельскохозяйственному производству, интенсивность
которого растет пропорционально затраченной энергии
В современной биосфере в антропогенный канал, образуе­
мый людьми и домашними животными, по расчетам В. Г. Гор­
шкова поступает около 1,6 •10 13 Вт, т. е. около 25 % всей пер­
вичной продукции растений. Двадцатипятикратное увеличение
потребляемой человечеством первичной продукции происходит
уже не только благодаря энергии Солнца, но в основном за счет
дополнительных источников энергии (рис. 8.13).
Чтобы обеспечить замкнутость биотического круговорота в при­
родно-хозяйственных системах, для поддержания современного ан­
тропогенного потребления людям необходимо сконструировать аналог
естественных экосистем с мощностью порядка 1015 Вт. Дополнитель­
ное энергопотребление в таких масштабах, считает В. Г. Горшков,
даже при наличии неограниченных запасов источников энергии (типа
термоядерной энергии) разрушит стабильность климата Земли.
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Демографический взрыв и его последствия.
2. Проблема голода. Абсолютное и относительное сокращение пахотных
угодий на душу населения.
3. Антропогенные факторы разрушения и загрязнения природных ланд­
шафтов.
4. Тенденции изменения окружающей среды.
5. Соотношение мощности биосферы и антропогенного потребления энер­
гии; в чем может проявиться угроза энергетического кризиса?
156
Гпава 9
А Н Т РО П О ГЕН Н О Е В О З Д Е Й С Т В И Е НА АТ М О С Ф Е Р У *
тмосфера - это воздух, которым мы дышим. Загрязнение
воздуха особенно резко проявляется в местах, где разме­
щаются металлургические, химические и другие заводы, а также
в городах, где источниками загрязнения являются автотран­
спорт, ТЭЦ, промышленные предприятия и др. Особенно страда­
ют города, над которыми циркуляция воздуха слабая, нет ветра.
Здесь образуется тяжелая ядовитая смесь с туманом, сернистым
и угарным газом, мельчайшими твердыми частицами, выбро­
шенными из труб в результате неполного сгорания топлива. Ан­
гличане называют это явление смогом. Как правило, местные
загрязнения атмосферы особенно остро переживаются населени­
ем. Во время смога резко возрастает число смертей среди людей,
страдающих болезнями сердца и органов дыхания.
Наряду с местным загрязнением антропогенное воздействие
на атмосферу может иметь крупные региональные и даже гло­
бальные последствия. Рассмотрим некоторые из них: кислотные
осадки, парниковый эффект, нарушение озонового экрана.
А
9 .1 . КИ С Л О ТН Ы Е ОСАДКИ
Кислотными называют любые атмосферные осадки - дож­
ди, туманы, снег, - кислотность которых выше нормальной.
Кислотные свойства среды определяются ионами водорода (Н+ ).
Чем больше концентрация водородных ионов в растворе, тем
выше его кислотность. Для выражения концентрации ионов
водорода используют единицы водородного показателя, или рН.
Шкала рН: от 0 (крайне высокая кислотность) через 7 (ней­
тральная среда) до 14 (крайне сильная щелочность) (рис. 9.1).
Химический анализ кислотных осадков показывает присут­
ствие серной (Н 28О4) и азотной (Н1чЮз) кислот. Наличие серы и
азота означает, что проблема связана с выбросами в воздух
именно этих элементов. Сжигание топлива при работе угольных
ТЭЦ, промышленных предприятий, автомобильного транспорта
сопровождается образованием диоксида серы и оксидов азота;
реагируя с парами воды, они образуют серную и азотную кис­
лоты. В результате в отдельных регионах выпадают осадки,
кислотность которых в 10 - 1000 раз превышает нормальную.
Значение рН среды чрезвычайно важно с экологической
точки зрения, так как от него зависит деятельность практиче* Глава написана по материалам Б. Небел (1993).
157
Рис. 9.1. Шкала рН
ски всех ферментов, гормонов в организме, регулирующих об­
мен веществ, рост и развитие. Особенно чувствительны к по­
вышению кислотности обитатели водоемов. В пресноводных
озерах, ручьях и прудах рН воды обычно составляет 6 - 7, и
организмы адаптированы именно к этому уровню. Когда среда
подкислена, яйцеклетки, сперма и молодь водных обитателей
погибают. Ущерб не ограничивается гибелью водных организ­
мов. Многие пищевые цепи, охватывающие почти всех диких
животных, начинаются в водоемах. Прежде всего сокращается
популяция птиц, питающихся рыбой или насекомыми, личин­
ки которых развиваются в воде.
Кислотные осадки вызывают деградацию лесов. Попадая на
листья и хвою деревьев, кислоты нарушают защитный восковой
покров, делая растения более уязвимыми для насекомых, гри­
бов и других, патогенных организмов. Леса поражаются насекомыми-вредителями и болезнями. Во время засух через повреж­
денные листья испаряется больше влаги.
Воздействуя на почву, кислотные осадки значительно уве­
личивают выщелачивание биогенов. При низких рН умень­
шается активность редуцентов и азотфиксаторов, что еще силь­
нее обостряет дефицит питательных веществ: почвы теряют
плодородие. Дополнительный ущерб возникает в связи с тем,
что кислотные осадки, просачиваясь сквозь почву, способны
выщелачивать алюминий и тяжелые металлы. Обычно присут­
ствие этих элементов в почве не создает проблем, так как они
связаны в нерастворимые соединения и, следовательно, не по­
глощаются организмами. Однако в кислой среде их соединения
растворяются, становятся доступными и оказывают сильное
токсическое воздействие как на растения, так и на животных.
В разных районах последствия выпадения одинакового ко­
личества кислотных осадков могут быть различными. Одни
ландшафты остаются практически без изменений, тогда как
другие подкисляются настолько, что становятся необитаемыми.
158
Ключ к ответу связан с понятием буферной емкости почвы.
Защитить экосистему от изменений рН может буфер. Так назы­
вается вещество, способное поглощать ионы водорода при дан­
ном значении рН. Когда в систему, содержащую буфер, добав­
ляют кислоту, дополнительные ионы водорода им поглощаются
и рН остается практически неизменным. В качестве буфера
многие природные системы содержат карбонат кальция
(СаСОз). Реакция ионов водорода с карбонат-ионами дает воду и
углекислый газ. При одинаковом количестве кислотных осад­
ков в первую очередь подкисляются и гибнут экосистемы с
низкой буферной емкостью. Почвы, сформированные на из­
вестняках, обладают большой буферной емкостью и меньше
страдают от кислотных осадков. В сельском хозяйстве издавна
используется известкование почв как агротехнический прием,
направленный на нейтрализацию кислых почв.
9 .2 . ПАРНИКОВЫ Й Э Ф Ф Е К Т
Под образным выражением “ парниковый эффект” подразу­
мевается следующее геофизическое явление. Солнечная радиа­
ция, падающая на Землю, трансформируется. 30 % ее отра­
жается в космическое пространство, остальные 70 % погло­
щаются поверхностью суши и океана. Поглощенная энергия
солнечной радиации преобразуется в теплоту и излучается об­
ратно в космос в виде инфракрасных лучей. При этом чистая
атмосфера прозрачна для инфракрасных лучей, а атмосфера,
содержащая пары воды, углекислый газ и некоторые другие
газы, поглощает инфракрасные лучи, благодаря чему воздух
нагревается. Парниковые газы выполняют функцию стеклянно­
го покрытия поверхности земли в парнике. Аналогичное явле­
ние возникает в автомобиле, оставленном на солнце (рис. 9.2).
Естественный парниковый эффект создает прирост средней
температуры Земли на 30 °С. Это значит, что если бы парнико­
вого эффекта не было, то средняя температура Земли, состав­
ляющая сейчас 15 °С, понизилась бы до -1 5 °С. Всю Землю
сковало бы льдом. И, наоборот, если содержание газов, вызы­
вающих парниковый эффект, увеличится - на Земле станет еще
теплее.
В природной биосфере содержание углекислого газа в воз­
духе регулируется так, что его поступление равняется удале­
нию. В настоящее время люди нарушают это равновесие. За
миллионы лет в недрах Земли накопилось огромное количество
ископаемого органического вещества - угля, нефти, газа и
т.п., - которое служит основным энергетическим сырьем. В ре­
зультате сжигания топлива в атмосферу поступают дополни159
Световая энергия
поглощается и
превращается
° Углекислый и другие
парниковые газы
Поглощение
углекислым и
другими парнико­
выми газами
I
Падающая
световая
энергия
Нагревание
атмосферы
Исходящее инфракрасное
излучение
Земля
Рис. 9.2. Парниковый эффект, по Б. Небел
Автомобиль
или парник
нагреваются на солнце, так как световая энер­
гия, проникающая внутрь через стекло, поглощается и превращается в тепло­
вую, т. е. в инфракрасное излучение, не проходящее через стекло. Когда теп­
лота таким образом улавливается, температура поднимается. Аналогично
нагревается атмосфера Земли: свет сквозь нее проникает, а-инфракрасное из­
лучение поглощается парниковыми газами. Чем выше концентрация этих газов,
тем сильнее нагревается атмосфера
тельные порции углекислого газа. Именно этот процесс рас­
сматривается как тенденция, которая может привести к гло­
бальному потеплению климата. Ожидается, что в середине XXI в.
количество углекислого газа в атмосфере удвоится. Температу­
ра повысится в умеренных широтах на 2 -3 °С, на полюсах - бо­
лее чем на 10 °С. Потепление вызовет таяние полярных льдов.
В океан дополнительно поступит такое количество воды, что
160
его уровень поднимется почти на 100 м; будут затоплены об­
ширные приморские низменности и расположенные на берегах
морей города, в к оторы х прож ивает подавляю щ ее бол ьш ин ­
ство населения планеты и сосредоточен основной промы ш лен­
ный потенциал.
Различия температуры на полюсах и экваторе - основная
движущая сила циркуляции атмосферы. Более сильное потеп­
ление на полюсах приведет к ее ослаблению. Это изменит всю
Ультрафиолетовое
излучение
I
Свободные атомы
кислорода
°
°\
''О
о_ о газообразный
/ \
кислород
о
°
о-— 0
2 О,
—----------
03+ О
/
'"'"-о
,
О + О,
О,
Кислород
Равновесие
Озон
Рис. 9.3. Озоновый экран, по Б. Небел:
а - озон ( 0 3) в стратосфере поглощ ает ультрафиолетовые (У Ф ) лучи Солнца;
без такой защ иты они уничтож или бы практически всю жизнь на планете; б озон формируется в стратосфере, когда под воздействием УФ -лучей молекулы
кислорода распадаются на свободные атомы, которые могут присоединяться к
другим его молекулам
1 1 -7 5 6
161
Рис.
9 .4 .
С п у тн и к ова я
карта,
д е м о -:
с т р и р у ю щ а я " д ы р у " в озо н о в ом экране
над А н т а р к т и д о й (че р н о е п я тно в ц е н ­
тре). По Р Ь ою ЫЬгагу ■РЬоЮ Кезеагспегз
картину циркуляции и связанный
с ней перенос теплоты и влаги, что
повлечет за собой глобальное изме­
нение климата. В большинстве
районов, характеризующ ихся сей­
час жарким и сухим климатом,
количество атмосферных осадков
увеличится; в умеренном поясе
станет суше.
9 . 3 . НАРУШ ЕНИЕ О ЗОНОВОГО ЭКРАНА
Наряду с видимым светом Солнце излучает также ультрафио­
летовые волны. Особую опасность представляет коротковолно­
вая часть - жесткое ультрафиолетовое излучение. Все живое на
Земле защищено от агрессивного воздействия ультрафиолетово­
го излучения, так как свыше 99 % его поглощается слоем озо­
на в стратосфере на высоте около 25 км (рис. 9.3).
Основными загрязнителями, разрушающими озоновый эк­
ран, являются синтезируемые людьми соединения - фторхлоруглеводороды (фреоны), используемые в холодильниках, а так­
же в аэрозольных товарах. Фреоны летучи и поднимаются в
стратосферу. Там они могут разлагаться, высвобождая атомар­
ный хлор, который разрушает озон. В 1985 г. спутниковые на­
блюдения обнаружили “дыру” в озоновом экране над Южным
полюсом (рис. 9.4).
Исследования стратосферы над Арктикой показали, что и тут
содержание озона может резко сократиться. Таким образом, если
выбросы фреонов будут продолжаться, можно ожидать расшире­
ния озоновых дыр над полюсами. Международное сообщество, оза­
боченное этой тенденцией, уже ввело ограничения на выбросы
фреонов Венской конвенцией об охране озонового слоя (1985).
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Локальные, региональные и глобальные масштабы антропогенного воз­
действия на атмосферу.
2. Как образуются кислотные осадки? Реакция среды (рН) как экологиче­
ский фактор.
162
3
Причины возн и кн ове ни я па р н и ко во го эффекта: глобальные изменения
климата и его последствия.
4. О бразование о зо н о в о го экрана; причины его разруш ения; эко л о ги че ски е
последствия.
Глава 10
УЯ ЗВИ М Ы Е ЗВЕНЬЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
М И Р О В О Г О О КЕАН А
начале 60-х гг., когда “ неисчерпаемые” запасы сырья на
суше стали быстро таять, взоры и мысли обратились к
Мировому океану. Делая упор прежде всего на его огромные
размеры, заговорили об “ океане возможностей” , подразумевая
биологические, минеральные, энергетические и другие ресурсы,
его гигантскую емкость как резервуара для сброса отходов про­
изводства. Однако вскоре убедились, что океан под действием
мощного антропогенного пресса оказался весьма уязвимым.
И уже сейчас видно, что не с “ океаном возможностей” , а ско­
рее, с “ океаном проблем” будут иметь дело наши потомки в
XXI в., причем проблем в основном экологических.
Человечество наносит два удара по природе: во-первых, ис­
тощает ресурсы, во-вторых, загрязняет ее. Оба эти удара пора­
жают не только сушу, но и океан. Мировой океан является
перспективным источником ресурсов. Значительный энергети­
ческий потенциал заключен в океанических волнах, приливах,
термальных градиентах, морских течениях. Дно океана дает
около четверти суммарной мировой добычи нефти. Предполага­
ется, что к 2000 г. морская добыча нефти повысится еще на
50 % . По оценкам специалистов, морские ресурсы магнетита,
ильменита, рутила, олова, золота, платины и других металлов
сопоставимы с их запасами на суше. В железо-марганцевых
конкрециях, устилающих дно океана, содержится около 30
элементов таблицы Менделеева. Океан обеспечивает 90 % ми­
ровой добычи брома, 60 % магния, 30 % поваренной соли,
большую часть алмазов.
Океан служит одним из важнейших источников пищевых
ресурсов для человечества, поставляя 25 % белков животного
происхождения. Велико его транспортное значение - более
75 % мирового грузооборота приходится на его долю.
Возрастающая эксплуатация ресурсов Мирового океана уже
сама по себе оказывает все более сильное воздействие на его
экосистему. Однако имеются и мощные внешние источники за­
грязнения - атмосферные потоки и материковый сток. В ре-
В
163
зультате на сегодняш ний день можно констатировать наличие
загрязняю щ их веществ не только в зонах, прилегающ их к ма­
терикам, и в районах интенсивного судоходства, но и в откры ­
тых частях океанов, вклю чая высокие широты А р к ти к и и А н ­
тарктики.
В Мировой океан ежегодно сбрасывается более 30 тыс. раз­
личных химических соединений, общая масса которых состав­
ляет 1,2 млрд т. Загрязнение его вод отдельными веществами
приобрело глобальный характер. Самыми опасными загрязни­
телями, пораж аю щ ими экосистему океана из-за их отравляю­
щ его, мутагенного либо канцерогенного действия на морские
организмы, являются углеводороды (пестициды, нефть и неф­
тепродукты и др.), токсичные металлы (ртуть, свинец, кадмий,
мышьяк и др.) и радиоактивные вещества. Все более опасным
для прибрежных районов является микробиологическое загряз­
нение. Патогенные организмы, в частности кишечная микро­
флора, начинают проникать в открытые акватории некоторых
морей. Загрязняющие вещества не только непосредственно воз­
действуют на экосистему океана, но и изменяют физико­
химические свойства вод, определяющие газообмен, потоки
солнечной радиации и теплоты через его поверхность.
1 0 .1 . М ИРО ВО Й ОКЕАН КА К ЕДИНАЯ СИ СТЕМ А
Научный подход к решению проблем океана заключается в
изучении закономерностей функционирования его как единой
природной системы, определении пространственной и функцио­
нальной неоднородности, выяснении характера и интенсив­
ности антропогенного воздействия на разные блоки океани­
ческой природно-хозяйственной системы. Чтобы понять целое,
необходимо рассмотреть взаимодействие его частей. Океан не­
однороден по физико-географическим условиям. Элементы его
структуры, отличающиеся по характеру природных процессов,
разделяют так называемые активные граничные поверхности,
являющиеся в то же время областями бурно протекающих био­
логических процессов: 1) контакт поверхностной толщи океана
с атмосферой; 2) контакт океана с сушей (морские мелководья,
шельф); 3) контакт океана с дном (рис. 10.1).
Поверхностная и донная границы являются, по выражению
В. И. Вернадского, “пленками жизни” , в прибрежных же райо­
нах выделяются “ сгущения жизни” , поражающие воображение
своим богатством и разнообразием. Для обеспечения экологиче­
ского равновесия всей биосферы эти пленки и сгущения жизни
в океане играют ключевую роль. Живое вещество океана вносит
свой вклад не только в продуцирование биомассы, но и в под164
Рис. 10.1. Модель физико-географической и природно-хозяйственной
структуры океана:
1 - контакт поверхностной толщ и океана - гидросферы (Г) с атмосферой (А ),
зона рыболовства и мореплавания: 2 - контакт океана с сушей (Г ,Л ,А ), при­
брежная зона освоения биологических, минеральных, рекреационных и других
ресурсов, интенсивного строительства; 3 - контакт океана (Г) с дном - лито­
сферой (Л), в перспективе добыча металлоносных осадков
держание газового состава атмосферы, регулирование химическо­
го состава океанических вод, процессов образования осадочных
горных пород, формирование берегов и подводного рельефа.
Деятельность человека практически охватывает уже всю
акваторию океана: поверхностная зона служит для рыболовства
и мореплавания; прибрежная зона - для получения биологиче­
ских, минеральных, энергетических, рекреационных ресурсов,
интенсивного жилого и промышленного строительства. Дно
океана в перспективе - зона добычи полезных ископаемых.
Деятельность человека локализуется в тонких контактных зо­
нах.
Океаны представляют собой огромные впадины в рельефе
Земли. В эти впадины устремляется практически весь сток по­
верхностных вод суши, промывая самые отдаленные участки
земной поверхности. За исключением небольшого числа замк­
нутых бессточных котловин, земная поверхность промывается
атмосферными осадками. Ручейки впадают в реки, реки несут
свои воды в моря и океаны, и, таким образом, в загрязнении
океана участвуют почти все города и поселки. Поскольку ско­
рость течения в реках довольно высока (в среднем вода из вер­
ховьев рек достигает океана всего за 12 дней), отбросы, попав­
шие в реку у ее истоков за тысячи километров от берега, очень
скоро стекут в океан. Площади речных бассейнов огромны. Ре­
ки вбирают в себя и несут в океан не только сточные воды го165
Рис, 10.2. Экологическая си­
стема океана. Стрелками пока­
заны трофические связи, кру­
говороты вещества и энергии,
по Г1. Дювиньо и М. Танг
родов, но также и ядохи­
микаты, и удобрения, кото­
рые в больших количествах
вносятся на поля.
Устье реки - это точка
в береговой зоне. Однако
оказываемое
стоком
рек
загрязнение далеко выхо­
дит за пределы прибреж­
ных вод. Благодаря мощ­
ным циркуляционным про­
цессам океан представляет
собой единое целое. Воды
океанов и морей связаны
течениями. Даже внутрен­
ние моря (например, Чер­
ное) обмениваются своими
водами с открытым океа­
ном. Течения способны мно­
гократно увеличивать пло­
щадь загрязнения и перено­
сить ядохимикаты, смытые
с полей, за тысячи кило­
метров, например к берегам
Антарктиды;
здесь
они,
пройдя по пищевой цепи,
обнаруживаются даже в те­
ле пингвинов.
Существуют
глубоко­
водные котловины и жело­
ба, которые открыто или
тайно используют для захо­
ронения вредных, в том
числе радиоактивных, отхо­
дов производства. Несмотря
на кажущуюся стагнацию
вод в котловинах, доказано,
что происходит медленное
перемешивание всей толщи
166
вод Мирового океана. Это должно служить основанием для
международного соглаш ения, запрещающего захоронение ядо­
витых и радиоактивных отходов в глубинах океана.
Единство океана поддерживается целостностью его экологи­
ческой системы. Океан заполнен жизнью от поверхности до
максимальных глубин. Однако весь процесс биологического
круговорота начинается в верхнем, освещаемом Солнцем слое
воды. Главным производителем первичной биологической про­
дукции в океане является фитопланктон - микроскопические
водоросли (продуценты), плавающие в толще воды. Дальней­
шие звенья круговорота состоят из мелких животных, пи­
тающихся фитопланктоном, различных хищников, поедающих
свои жертвы, детритофагов и микроорганизмов - редуцентов
(рис. 10.2). В рассмотренной цепочке пищевых связей биомасса
каждого последующего звена приблизительно в 10 раз меньше,
чем предыдущего (рис. 10. 3).
Одна из особенностей техногенеза - активное рассеяние ме­
таллов. Происходит интенсивная “ металлизация” общего фона
геохимической среды. Более 30 химических элементов опасны
для морских организмов и человека, причем большую часть
составляют переходные и тяжелые металлы. Многие из них
биофильны, т. е. морские организмы накапливают их в своих
тканях в концентрациях, в десятки, сотни тысяч раз превы­
шающих содержание в морской воде.
Опасность заключается в том, что содержание тяжелых ме­
таллов увеличивается с продвижением вверх по трофической
цепочке. В 1 кг рыбы содержится металлов примерно столько
же, сколько их сконцентрировано в 1000 кг фитопланктона. ;По
сравнению с пирамидой биомасс пирамида содержания тяже­
лых металлов в экосистеме оказывается перевернутой (рис. 10.3).
Об этом следует знать, поскольку человек питается преимуще­
ственно крупными хищными морскими рыбами. Металлы, рас­
сеиваемые человеком в процессе техногенеза, возвращаются к
нему в концентрированном виде вместе с морской пищей.
Живое вещество в океане выполняет важную функцию
насоса, откачивающего СО2 из атмосферы. Как известно,
сжигание углеводородного топлива обусловливает выброс
в атмосферу огромного количества СО2 . Повышение его кон­
центрации в атмосфере, как уже говорилось, вызывает пар­
никовый эффект, глобальное потепление. В результате нач­
нут таять ледяные шапки на полюсах, повысится уровень
океана. Трансгрессия океана уже сейчас вызывает озабочен­
ность государств Микронезии, население которых живет на
атоллах, возвышающихся над поверхностью океана на счи­
танные метры. Океан захватывает из атмосферы и захорани167
Рис. 10.3. Пирамида чисел в экосистеме океана, по О. М. \Уоос1\ге11:
а - пирамида биомасс; б - перевернутая
пирамида концентрации загрязняю ­
щ их веществ (ДДТ) в звеньях пищевой цепи
вает СО2 в осадочных породах типа известняков и доломитов, а
также в толще морской воды благодаря образованию биомассы
живого вещества и растворенной органики.
Уязвимость этого звена в том, что темпы антропогенного
накапливания СО2 в атмосфере выше, чем скорость откачива­
ния его морскими организмами. К тому же многие экосистемы,
особенно интенсивно связывающие СОз, расположены на мел­
ководьях или в поверхностной толще океана. Они в первую
очередь страдают от антропогенного воздействия и снижают
свою продуктивность, поэтому злободневен вопрос об охране
коралловых рифов - одной из наиболее продуктивных экоси­
стем океана.
Загрязнение океана разрушает тонкие биохимические связи
между его обитателями. Разные группы организмов, особенно
бактерии и беспозвоночные животные, выделяют растворенные
органические вещества, играющие роль пищи и биостимулято­
ров для членов сообщества. Физиологические системы многих
168
морских организмов являю тся откры ты ми, а все сообщество
объединяется биохимическими связями по принципу дополни­
тельности: гидробионты выделяют вещества, необходимые для
других организмов, и сами вклю чают в свой обмен выделения
соседей. Морская экосистема представляет собой физиологи­
ческую целостность. Гибель определенных групп организмов в
такой системе можно уподобить удалению железы внутренней
секреции, производящ ей гормоны у высшего животного, а вве­
дение в воду ядовиты х веществ - инъекции яда.
Есть еще одна важная сторона экологического метаболизма это роль прижизненных выделений в общении гидробионтов.
Подобно специфическим ароматическим веществам, выделяемым
животными на суше, эти вещества помогают морским обитате­
лям общаться между собой: самцам и самкам находить друг дру­
га, особям определенных видов собираться в стаи, хищникам на­
ходить жертву, а жертве - избегать хищника. Вторжение чуже­
родных веществ в океан способно вызвать хаос в поведении гид­
робионтов, разрушить всю систему биоценотических отношений.
Итак, в структуре океана выделяются контактные зоны, для
которых одновременно характерны максимальная напряжен­
ность физико-географических и биологических процессов и дея­
тельность человека, обусловливающая истощение ресурсов и
загрязнение. Граничные поверхности при этом не являются не­
преодолимыми барьерами. Напротив, здесь вещество и энергия
интенсивно переходят из одной природной системы в другую.
Циклы массоэнергообмена не только связывают географическую
оболочку планеты (атмосферу, гидросферу, часть литосферы и
биосферу), материки и океаны в единое целое, но и поддержи­
вают устойчивость океана как единой природной системы.
Рассмотрим своеобразие природных процессов в контактных
зонах океана, выделяя антропогенные нарушения, которые
имеют негативные последствия. Характерной особенностью
функционирования главнейших экосистем океана, формирую­
щихся на границах раздела геосфер, является единство проти­
воположностей. С одной стороны, каждая из этих систем отно­
сительно автономна. С другой стороны, каждая система откры­
та и обладает широкими связями с контактными системами.
Последнее определяет ее вклад в целостность структуры океана
и всей географической оболочки.
1 0 .2 . КО Н ТА КТ О КЕАНА С СУШЕЙ
В настоящее время около 50 % населения земного шара
обитает вблизи океана или непосредственно в его прибрежной
зоне; около 50 % городов с населением более 1 млн человек
1 2 -7 5 6
169
расположено около устьев рек и заливов океанов. Поэтому ог­
ромная масса вещ еств, в том числе пром ы ш ленны х, сельскохо­
зяйственных и бытовых отходов, поступает на мелководья со
стоком с суш и, замы каю щ им большой круговорот воды. В при­
брежных мелководьях, занимающ их 13 % площади океанов,
продуцируется 40 % органического вещ ества; здесь вы лавли­
вается более 90 % рыбы.
Твердый сток при впадении рек в море осаждается лавинно,
так что до 90 % вещ еств, выносимых с суш и, остается в преде­
лах мелководий и в океан не поступает. Таким образом, мор­
ские мелководья являются глобальной геохимической ловуш­
кой, задерживающей большую часть веществ, сносимых с кон­
тинентов. Морские мелководья - область сгущения жизни, и на
их долю приходится основная масса рыбы и морепродуктов,
употребляемых человеком в пищу. Относительная замкнутость
биохимической системы морских мелководий делает ее особен­
но уязвимой как в отношении нарушения экологии гидробионтов, так и в отношении биоаккумуляции веществ, опасных для
человека.
В пределах морских мелководий выделяется еще более уз­
кая контактная полоска - береговая зона. Важную роль в фор­
мировании берегов играет вдольбереговой поток наносов: там,
где он не насыщен, образуется дефицит наносов - берега раз­
рушаются морем. Казалось бы, на современном этапе тектони­
ческого развития планеты, когда “раствор гипсометрических
ножниц” достиг максимальной величины, можно было бы ожи­
дать поступления с суши в береговую зону огромного коли­
чества обломочного материала, насыщения потока наносов и
широкого развития пляжей. Сама природа создала гигантский
цех строительных материалов, который, как надеялись, с
лихвой может обеспечить нужды быстро развивающихся порто­
во-промышленных комплексов и песком, и гравием, и галькой.
Однако на изъятие человеком рыхлых наносов из береговой зо­
ны море ответило катастрофически быстрым разрушением бере­
гов. И возникла необходимость проведения дорогостоящих ме­
роприятий по защите инфраструктуры портово-промышленных
комплексов от волн.
Оказывается, для стока рек характерен “точечный” вынос
осадочного материала. Устья рек - это, как правило, ловушки
осадков. Из .этих ловушек наносы не попадают на соседние
участки береговой зоны. Современный этап развития береговой
зоны океана характеризуется дефицитом рыхлого материала, в
связи с чем преобладают процессы абразии - волнового разру­
шения берегов. Поэтому так неустойчив баланс наносов в бере­
говой зоне. Если человек выбирает рыхлый материал - это не­
170
минуемо ведет к разруш ительным последствиям: исчезают
пляж и, а вместе с ними дороги и строения.
Особую проблему создает переудобрение морских мелково­
дий, вызываемое избытком растворенных в воле питательных
солей. Последние попадают в море в результате смыва с полей
минеральных удобрений. Парадокс состоит в том, что в то вре­
мя как биопродуктивность больш инства морских экосистем
сдерживается недостатком биогенных солей, человек навязы ­
вает традиционно малоплодородным морским экосистемам из­
быточное минеральное питание. Экосистемы отвечают на это
сначала бурной вспышкой биопродуктивности специфических
групп гидробионтов, а затем их гибелью. Уязвимым звеном
становится быстрое потребление кислорода. Без растворенного в
воде кислорода гибнут практически все животные морских
мелководий. Разложение трупов ведет к сероводородному зара­
жению, которое завершает превращение прибрежных экосистем
в черную зловонную мертвую зону.
1 0 .3 . КО Н ТА КТ ОКЕАНА С АТМ О СФ ЕРО Й
Эта граничная поверхность может рассматриваться широко,
тогда к ней относится вся фотическая зона, или узко - тогда
это поверхностная пленка и первые сантиметры воды.
Начнем с первого миллиметра океана. По мнению из­
вестного океанолога Ф. Макинтайра (1981), едва заметные
превращения, происходящие в тонком пленочном слое жид­
кости, покрывающем 70 % земной поверхности, играют ре­
шающую роль в благополучном развитии жизни на Земле.
Макинтайр нарисовал разрез океана, применяя логарифми­
ческую шкалу глубин. В этом случае верхний миллиметр
океана занимает почти половину рисунка, остальная половина
охватывает глубину до 10 км. Этот способ весьма нагляден
для понимания того, что события, происходящие в верхнем
миллиметре океана, не менее важны, чем функционирование
его нижней “ половины” .
Ю. П. Зайцев (1974) выделил особую зону жизни в океане,
назвав ее гипонейсталъ - поверхность раздела океан - атмосфе­
ра. Эта зона исключительно богата так называемым неживым
органическим веществом. Его роль для всех обитателей океана
исключительно велика — это готовая пища, источник биостиму­
ляторов или ингибиторов. Гипонейсталь хорошо освещается
солнцем, в том числе биологически активными инфракрасными
и ультрафиолетовыми лучами; она насыщена кислородом. Особое
стимулирующее влияние на рост и развитие живых организмов
оказывает взбиваемая ветром на поверхности моря пена.
171
Рис. 10.4. Обитатели поверхности раздела океана и атмосферы, по Ю. П. Зай­
цеву:
а - физалия, или португальский кораблик, и сопутствующ ие ей рыбки номеус;
б - парусник; в - медуза-порпита; г - малек кефали; д - икринка кефали; е личинка краба
В верхних 5 см морской воды наблюдается скопление свое­
образных форм жизни; свыше 90 % беспозвоночных и рыб,
обитающих в пределах мелководий и в открытой части океана,
используют поверхностную пленку как своеобразный инкубатор
для откладывания икры и выращивания молоди (рис. 10.4).
Одни из главных загрязнителей поверхности океана - нефть
и нефтепродукты. Экологической катастрофой грозят аварии
супертанкеров, перевозящих по несколько сот тысяч тонн неф­
ти. Но основная масса нефтепродуктов сносится в океан с суши.
Около 60 % загрязнений дает автотранспорт. Это мытье в ру­
чьях, реках, озерах автомашин, слив бензина и масла. Капля
бензина создает на поверхности воды круг пленки диаметром
30 см. Мальку рыбы, едва появившемуся из икринки, чтобы
заполнить плавательный пузырь, необходимо сделать глоток
воздуха. Малек поднимается к поверхности, но там нефтяная
пленка. Малек делает глоток - и погибает.
172
Нефтяные пленки, образуемые на поверхности моря разного
рода нефтепродуктами, - настоящее бедствие для обитателей
гипонейетали. Они препятствуют газообмену между океаном и
атмосферой, что ведет к дефициту кислорода в воде, .экраниру­
ют солнечные лучи, практически лишая организмы биологиче­
ски активных инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. М но­
гие углеводородные соединения являются сильнодействующими
ядами, к которым особенно чувствительны икра и молодь орга­
низмов, составляющих основу жизни в гипонейетали.
В.
И. Вернадский (1960), говоря о поверхностной пленке
жизни, имел в виду более мощный, освещаемый Солнцем
(фотический) слой океана глубиной около 100 м. С ним связана
жизнедеятельность фитопланктона - основы трофической це­
почки.
А. П. Лисицын (1986) коренным образом пересмотрел роль
живого вещества в осадочном процессе. Если прежде основная
роль отводилась обломкам горных пород, выносимым в океан
материковым стоком, то теперь установлено, что морские мел­
ководья захватывают практически весь твердый сток с суши.
Ведущую роль в питании дна открытого океана осадочным ма­
териалом А. П. Лисицын отводит верхнему слою, где благодаря
жизнедеятельности организмов, главным образом диатомовых
водорослей, ежегодно возникает огромное количество взвеси, во
много раз превосходящее поступление осадков с континентов.
Вместе с осадками из зоны планктона уносятся на дно загряз­
няющие вещества. Это очищает поверхность океана, но загряз­
няет его дно.
Следует выделить особую роль биофильтра, которую выпол­
няет зоопланктон. Для удовлетворения суточного рациона ор­
ганизмы зоопланктона отфильтровывают около 100 км3 воды в
сутки. Вся зона планктона в океане отфильтровывается всего за
20 суток. Образуемые фильтраторами пищевые комочки - пеллеты - оседают на дно. Понятно, что нарушение экологического
равновесия в фотической зоне, даже частичная гибель зоо­
планктона, может привести к сбоям в механизме самоочищения
вод океана, а это еще больше усугубит кризисные явления.
В последние годы признано большое значение атмосферных
переносов в загрязнении Мирового океана. Так, вещества кон­
тинентального происхождения попадают в океан в результате
переноса ветром пыли. По экспериментальным данным средне­
годовой поток пыли на поверхность Тихого океана в его эква­
ториальной части, например, составляет 15-30 м кг/м 2, что со­
измеримо со среднегодовой скоростью осаждения взвешенных
веществ в морской воде (50 м кг/см 2). Это подтверждает поло­
жение о том, что атмосферные потоки играют большую роль
173
в процессах морской седиментации и формирования донных
отложений в открытой части Мирового океана.
Из атмосферы на поверхность океана оседают органические
вещества, которые необходимы для развития бактерионейстона - “ живого фильтра” . Общий поток важнейшего биогенного
элемента - фосфора в океан достигает 1,4 ■ 10° т/год .
Свинец, ртуть и другие тяжелые металлы, а также исполь­
зуемые в сельском хозяйстве ядохимикаты, низкомолекуляр­
ные нефтяные углеводороды и иные органические вещества в
газообразной фазе или во взвешенном состоянии переносятся
атмосферными потоками на десятки тысяч километров.
1 0 .4 . КО Н ТА КТ ОКЕАНА С ДНО М
Срединно-океанические хребты, а точнее, рифтовые разло­
мы, образующиеся в результате расхождения литосферных
плит, занимают ключевое положение в геохимии океана. Здесь
на глубине около 4000 м при давлении 400 атмосфер происхо­
дит постоянный контакт расплавленной магмы с холодными
придонными водами. Срединно-океанические хребты - это
мощные химические реакторы, где во взаимодействие вступают
атомы всех известных находящихся в земной коре элементов.
О масштабах геохимических процессов можно судить по тому,
что протяженность этого “реактора” около 800 тыс. км, а весь
объем океанической воды проходит через него в течение 3 млн
лет.
Глубокие трещины - рифты - можно сравнить с ранами в
тонкой земной коре, через которые сочатся вязкие потоки ла­
вы. Застывая в холодной воде, они превращаются в причудли­
вые нагромождения. Холодная придонная вода (ее температура
даже в тропических широтах едва превышает 0 °С) проникает
сквозь пористые вулканические породы вглубь, в недра Земли.
Постепенно вода нагревается и растворяет содержащиеся в гор­
ных породах металлы. Горячая вода под большим давлением
устремляется назад к поверхности и выбрасывается в виде под­
водных гейзеров - гидротерм, температура которых достигает
300-400 °С. Благодаря высокому содержанию сульфидов метал­
лов вода гидротерм окрашена в черный цвет. Ее выбросы похо­
жи на черный фабричный дым, поэтому глубоководные рифто­
вые гейзеры окрестили “черными курильщиками” . Полной сен­
сацией явилось открытие сгущений жизни в глубинах океана
вокруг “черных курильщиков” (рис. 10.5).
Обращает на себя внимание экологический парадокс “черных
курильщиков” . Гидротерм напоминает промышленный ландшафт
с лесом труб металлургических и химических заводов, из которых
174
Рис. 10.5. “Черный курильщик” , его высота около 120 м (для сравне­
ния приведен силуэт “Адмиралтейства” в Санкт-Петербурге)
валит ядовитый дым. Такая картина на суше стала символом эко­
логической катастрофы. Однако в глубинах океана именно гидро­
термы в условиях полного мрака и холода служат животворными
источниками, создающими оазисы жизни. Вблизи горячих источ­
ников кишат бесчисленные черви и червеобразные существа, при­
надлежащие особому типу беспозвоночных - погонофорам, лежат
“морские огурцы” , ползут крабы, кружат рои креветок, скалы об­
леплены моллюсками. Когда горячий источник иссякает (он су­
ществует несколько десятков лет), ледяные, погруженные в веч­
ный мрак глубины вновь становятся безжизненными.
Ключ к разгадке тайны богатой органической жизни - вы­
сокие концентрации в водах гидротерм сероводорода и метана.
Миллиарды хемосинтезирующих бактерий питаются этими
ядовитыми соединениями. Высокая биологическая продуктив­
ность жизни обусловлена прежде всего симбиозом животных с
хемосинтезирующими бактериями. Такой способ питания дает
ряд преимуществ - у животных отсутствуют кишечник и желу­
док для переваривания пищи. Бактерии, наполняющие ткани
этих животных и синтезирующие органические соединения,
вводят питательные вещества непосредственно в их клетки.
С “черными курильщиками” связано формирование обшир­
ного класса рудных гидротермальных месторождений. Подни­
маясь из недр, гидротермы насыщаются не только метаном, се­
роводородом, но и сернистыми соединениями металлов, глав­
нейшими из которых являются железо, цинк, медь, молибден,
серебро, свинец, кобальт, марганец, ванадий, мышьяк и др. По
сути дела, “ дым” - это настоящая жидкая руда.
175
При контакте гидротермальных растворов с холодной при­
донной водой происходят интенсивные геохимические реакции,
в результате которы х многие минералы выпадают в осадок.
В итоге гидротермальный источник обрастает осадочными по­
родами, образующ ими гигантские конусы высотой с 20-этаж ­
ный дом (до 5 0 -7 0 м). Отложения гидротерм представляют со ­
бой весьма богатые полиметаллические руды.
Итак, дно океана - это мощный геохимический фильтр,
связывающий тяжелые металлы, поступающ ие из недр. И нже­
неры пытаются решить вопрос о промышленной разработке ме­
таллоносных осадков. Возникает опасение, что такого рода дея­
тельность нарушит работу геохимического фильтра, и тогда
концентрация тяжелых металлов в водах океана быстро возрас­
тет. Об отрицательных последствиях загрязнения океана тяж е­
лыми металлами мы уже говорили.
Проблемы охраны океана - прежде всего задача междуна­
родного сотрудничества. Об этом писал известный ученый и пу­
тешественник Тур Хейердал: “ Я призываю отказаться от близо­
руких личных и национальных мерок, призываю осознать ог­
ромную ответственность перед нынешним и грядущим поколе­
ниями. Морские течения не считаются с политическими грани­
цами. Государства могут делить между собой сушу, но океан —
не знающий неподвижности океан, без которого невозможна
жизнь, - всегда будет общим и неделимым достоянием челове­
чества” .
Вопросы для самостоятельных занятий
1. Мировой океан как единая система. Модель физико-географической и
природно-хозяйственной структуры океана.
2. Особенности природы и антропогенного воздействия в зонах контакта
океана с сопредельными системами: сушей, атмосферой, дном.
Глава 11
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ: М ИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?
1992 г. в Рио-де-Жанейро проходила на уровне глав госу­
дарств и правительств работа Конференции ООН по окру­
жающей среде и развитию, которая констатировала невозмож­
ность движения развивающихся стран по пути, которым при­
шли к своему благополучию развитые страны. Признано, что
эта модель ведет к катастрофе. В связи с этим провозглашена
необходимость перехода мирового сообщества на рельсы устой­
чивого развития ( зиз1атаЫе (1еие1ортеп1). Заметим, что широ­
В
176
ко вошедшее в обиход понятие “ устойчивое развитие’" -- весьма
неточный перевод англоязычного термина зизгат — п оддер­
живать, подкреплять. Так что, скорее, 5из1а1паЫе йел:е1ортеп1
надо переводить как “поддерживающее или сбалансированное
развитие” . Однако, учитывая, что в русскоязычной литературе
уже укоренилось понятие ‘‘устойчивое развитие", будем п р о ­
должать пользоваться именно этим термином.
Международной комиссией по окружающей среде и разви­
тию в 1987 г. дано следующее определение: “ Устойчивое разви­
тие - это такое развитие, которое удовлетворяет потребности
настоящего времени, но не ставит под угрозу способность буду­
щ их поколений удовлетворять свои собственные потребности.
Оно включает два ключевых понятия: 1) потребностей, в част­
ности потребностей, необходимых для существования бедней­
ших слоев населения, которые должны быть предметом перво­
степенного приоритета; 2) ограничений, обусловленных состоя­
нием технологии и организацией общества, накладываемых на
способность окружающей среды удовлетворять нынешние и бу­
дущие потребности” .
11.1. НО ОСФ ЕРА ИЛИ ТЕХНОСФ ЕРА?
Ноосфера (от греч. пооз - разум) — сфера разума, буквально
«мыслящая оболочка». Термин введен в науку в конце 20-х го­
дов нашего века. Однако до сих пор представления о ноосфере
остаются
крайне
противоречивыми.
Ноосферное
учение
признается, с одной стороны, как величайшее научное дости­
жение, более того, как основной закон социальной экологии
(Казначеев, 1985; Комаров, 1990; Яншин, 1988), с другой - как
светлая, но зыбкая мечта об управляемой человеческим ра­
зумом окружающей среде или даже утопия (Кутырев, 1990;
Реймерс, 1994).
Чтобы разобраться в причинах противоречий в толкованиях
и оценках ноосферной концепции, В. А. Николаев (1996) обра­
щается к истории вопроса и к первоисточникам. Для христиан­
ского мировоззрения, веками формировавшегося под знаком
безусловного права человека на владение всеми богатствами
природы, дарованного свыше, она естественна и закономерна. В
концепции ноосферы сложно переплелись материалистические и
религиозно-философские взгляды на роль и предназначение че­
ловечества, человеческой мысли в окружающем мире.
Немаловажную роль в зарождении ноосферных идей
сыграли русские философы-космисты, особенно Н. Ф. Федоров
и С. Н. Булгаков. Первый из них в своем труде «Философия
общего дела», опубликованном в 1906 г., заявляет, что главная
177
цель общ его дела человечества состоит в управлении слепы м и,
хаотичны м и силами природы: « ...н ет в природе целесообразн о­
ст и ... ее д ол ж ен внести сам человек, и в этом заклю чается
высшая целесообразность» (Ф едоров, 1 9 9 3 , с . 71). Средством для
наведения п орядк а в природе дол ж н а стать хозя й ствен н ая д е я ­
тельность. Эту мысль развивает С. Н. Булгаков в работе
«Ф илософ ия хозяйства»: «Х озяйственны й труд есть у ж е как бы
новая сила природы , новый м ирообр азую щ ий, косм огонический
ф актор, принципиально о тл и ч н ы й ... от всех остальны х сил
природы» (Б улгаков, 1 9 1 2 , с. 13). Ч еловек «создает как бы н о­
вый мир, новые блага, новые зн ан ия, новые чувства, новую
красоту - он творит к у л ь ту р у ... Р ядом с миром естественны м
«создается мир искусственны й, творение ч ел о века , и этот мир
новы х сил и новы х ценн остей увеличивается от п околен и я к
п ок ол ен и ю ...» (Б улгаков, 1 9 9 3 , с. 1 3 1 - 1 3 2 ) . П оэт Н . А . Забо­
лоцкий в стихотворении с м ногозначительны м н азванием “Я не
и щ у гармонии в п ри роде” утверж дает, что “ди к ая природа” как
благо восприним ает “м ерны й звук разум ного труда” :
Я не ищу гармонии в природе.
Разумной соразмерности начал
Ни в недрах скал, ни в ясном небосводе
Я до сих пор, увы, не различал.
Как своенравен мир ее дремучий!
В ожесточенном пении ветров
Не слышит сердце правильных созвучий,
Душа не чует стройных голосов.
Но в тихий час осеннего заката,
Когда умолкнет ветер вдалеке,
Когда, сияньем немощным объята,
Слепая ночь опустится к реке,
Когда, устав от буйного движенья,
От бесполезно тяжкого труда,
В тревожном полусне изнеможенья
Затихнет потемневшая вода,
Когда огромный мир противоречий
Насытится бесплодною игрой, Как бы прообраз боли человечьей
Из бездны вод встает передо мной.
И в этот час печальная природа
Лежит вокруг, вздыхая тяжело,
И не мила ей дикая свобода,
Где от добра неотделимо зло.
178
И
И
И
К
снится ей б л естя щ ий вал турбины,
м ерны й звук разум ного труда,
пенье труб, и зарево плотины,
налитые током провода.
Так засыпая на своей кровати.
Б езу м н а я , но л ю б я щ ая мать
Таит в себе вы сокий мир дитяти.
Чтоб вместе с сыном солнце увидать.
Главным творцом ноосф ерной конц еп ци и стал В. И. В ерн ад­
ский. Д вадцатилетним студентом С анкт-П етербургского у н и ­
верситета, работая над реф ератом , он записы вает мысль,
ставш ую впоследствии одной и з ведущ и х в его научном поиске:
«Человек настоящ его врем ени представляет и з себя геол оги ­
ческую силу; сила эта все возрастает и предела ее возрастания
не видно» (цит. по А к сен ов, 1 9 9 4 , с. 30). К ноосф ерны м и деям
В ернадский при ш ел, и зуч ая эволю цию биосферы ; однако са­
мого терм ина “н оосф ера” он ещ е не использовал.
П оявление Ч еловека р а з у м н о г о стало итогом направленного
развития ж ивой природы . С овременник Д арвина североам ери­
к анск и й учены й Д . Д . Д ан а приш ел к вы воду, что эволю ция
ж ивого вещ ества идет в направлении обособления и ф орм иро­
вания головного отдел а центральной нервной системы . Это яв­
лен ие он назвал ц е ф а л и за ц и е й (от греч. ке{а1е - голова). Д ана
ук азал, что в х о д е геологического врем ени наблю дается ск ачк о­
образное усоверш енствование центральной нервной системы
(м озга), начиная от ракообразны х и м оллю сков и кончая ч ел о­
веком (принцип Д ана).
Со врем енем человечество становится м ощ ны м ф актором,
преобразую щ им лик З ем ли . В 1 9 2 2 - 1 9 2 3 гг. эти и деи , п од­
крепленны е и ссл едованиям и по би огеохи м и и очеловеченной
природы , прозвучали на л ек ц и я х В. И. В ернадского в Сорбон­
не. В статье, оп ублик ован н ой в П ар и ж е в 1 9 2 5 г ., суть к он ц еп ­
ции и зл о ж ен а предельно ясно: «В биосфере сущ ествует великая
геологическая, быть м ож ет косм и ческ ая, сила, планетное д е й ­
ствие которой обы чно не п риним ается во внимание в представ­
л ен и я х о к о см о се... Эта сила есть разум человека, устрем ленная
и организованная воля его как сущ ества общ ествен н ого...»
(В ернадский, 1 9 9 3 , с. 2 8 8 ).
« ...П о я в л ен и е в биосф ере р азум а, созн ан ия, направляю щ ей
воли - эти х основны х проявлений человека - не м ож ет быть
случайны м» (В ер н адски й , 1 9 9 3 , с. 2 9 7 ). « ...Ч ел ов ек ун и ч тож и л
«девственную » природу. Он внес в нее м ассу н еизвестн ы х, н о­
вых хи м и ч еск и х соеди н ен и й и новы х форм ж и зн и - культур­
ны х пород ж и вотн ы х и р астений. Он и зм ени л течение всех гео179
I
хи м и чески х р еакц и й . Л и к п лан еты стал новы м и приш ел в с о ­
с т о я н и е непреры вны х потрясений» (В ернадский, 1993, с. 299).
Клю чевы е п о ло ж ен и я кон ц еп ци и В. И. Вернадского: а) ч е­
л о в е ч е с т в о - в е л и к а я г е о л о г и ч е с к а я с и л а : б) э т а с и л а е с т ь р а з у м
и в о л я ч е л о в е к а к а к сущ ества социально организованного:
в) л и к планеты изм енен человеком настолько глубоко, что о к а ­
зался затронуты м ее биогеохим ический м етаболизм; г) ч елове­
чество эволю ционирует в сторону обособления от остальной
биосферы.
И злож енн ы е идеи тогда ж е в П ари ж е бы ли горячо воспри­
н яты ф р ан ц у зски м и кол л егам и - м атем атиком , философом
Е. Л еруа и геологом, палеоантропологом , теологом П. Т ейяром
де Ш арденом. Д ля обозн ач ен и я «очеловеченной биосферы » ими
был предлож ен терм ин «ноосф ера», впервые появивш ийся в
печати в 1 9 2 5 - 1 9 2 7 гг. В. И. В ернадский принял и п оддерж ал
его, стал ш ироко использовать в своих п осл едую щ и х тр удах. В
1 9 3 7 -1 9 3 8 гг. он работает над ф илософ ским и научно-историческим введением к «главной книге ж и зн и » о хи м и ческ ом
строении биосферы . В ведение вы лилось в сам остоятельную
ф ундам ентальную м онограф ию «Н аучная мысль как планетное
явление» (В ерн адски й , 1 9 7 7 ).
В названной, итоговой для В. И . В ернадского, работе н оо­
сфера чащ е всего оп редел яется как «царство разум а». Х ар ак ­
терны краткие вы сказы вания типа: «Царство разума» к орен ­
ным образом м еняет облик и строение биосф еры , превращ ая ее
в ноосферу» (В ерн адски й , 1 9 7 7 , с. 91); «Ц арство разум а - это
не только научная мы сль, но и ...в с е духовн ы е проявления л и ч ­
ности ч ел о в ек а ...» (В ерн адски й , 1 9 7 7 , с. 1 3 2 ), в том числе « ...в
области рел и ги озн ой ,
х у д ож еств ен н ой
и ф и л ософ ск ой ...»
(В ернадский, 1 9 7 7 , с. 3 1 ), а так ж е « ...м и р худож ествен н ы х п о ­
стр оен и й ... наприм ер, в м узы к е или зо д ч еств е...» (В ернадский,
1 9 7 7 , с. 111).
И деальная составляю щ ая - лиш ь одна сторона ноосферы .
Д ругая - м атериальная - представлена би осф ерой , п реобразо­
ванной человеческим трудом и волей. Н аучная мысль «...стр ои т
и направляет техн и ч еск ую работу человечества» (В ернадский,
1 9 7 7 , с. 26). П од воздействием «культурной би огеохи м ической »
энергии глубоко трансф орм ирую тся природны е реж им ы энергои м ассообм ена. Н оосф ера оказы вается насы щ енной р азн ообраз­
ным техновещ еством и новыми видам и антропогенной энергии.
Если синтезировать все харак тери сти к и ноосф еры , данны е
В. И. В ернадским , то она представляется как сф ера челове­
ческой культуры с ш и роки м спектром духовн ы х и материаль­
ны х проявлений. К ак и в ран н их работах, В ерн адски й связы ­
вает ее возни к новен и е и развитие с процессом культурогенеза.
180
П р и м е р н о о д н о в р е м е н н о с В . И . В е р н а д с к и м П. I
е
Ш а р д е н с о з д а л н а у ч н о - ф и л о с о ф с к и й т р а к т а т «Ф еномен
?к а» ( Т е й я р д е Ш а р д е н , 1 9 8 7 ), о с н о в н о е с о д е р ж а н и е
с о с т а в л я е т е г о видение н о о с ф е р ы . П о м н е н и ю II. " > ■ :
-с
Ш а р д е н а , в х о д е р а з в и т и я ж и в о й п р и р о д ы « . . . с гом и ш п ан и ей
н а ч и н а е т с я н о в а я э р а . З е м л я « м е н я е т к о ж у » . Б о л е е того, о н а
о б р е т а е т д у ш у » ( Т е й я р д е Ш а р д е н , 1 9 8 7 , с. 1 4 9 ) . П о э т и ч е с к и е
о б р а з ы н о о с ф е р ы к а к «м ы слящ его пласта», «духа Зем ли »,
« п о к р о в а сознания» пронизы ваю т всю работу ученого. Н оосф е­
ра - н е р а з р ы в н а я часть единой природы , ее законом ерное эво­
лю ционное п рои зводн ое. Она « ...к о л л ек т и в н ы й ... п р одук т...
м ы ш ления» и «...н ео д о л и м ы й разлив полей и заводов», «эра
пром ы ш ленности, неф ти, электричества и атома, эра маш ин»
(Тейяр де Ш арден, 19 8 7 ).
Сопоставляя взгляды В ернадского и Т ейяра де Ш ардена,
А . Г. Спиркин (1 9 8 8 ) отм ечает, что культура — это как бы
верхний покров З ем л и , которы й возник вместе с человеком и
развивается вместе с ним . Синонимичны этом у п оним анию и
ноосф ера В ернадского, и культурологический пафос ф илософ ии
человека Тейяра де Ш ардена. П ри всей к а ж ущ ей ся и деал и ­
стичности образа культуры как верхнего покрова в нем нет ни
грана м и сти ц и зм а, напротив: культура здесь не противопостав­
ляется п рироде, д у х здесь не «спорит» с м атерией - они м ы с­
лятся в единстве как органичное и естественное следствие эво­
лю ции В селенной.
В оздей ствие человека принципиально отличается от резул ь­
татов ж и зн едеятел ьн ости остальны х организмов: оно связано в
первую очередь не с би ол оги ч еск ой , а с производственной д е я ­
тельностью . М ощ ь человечества, по словам В ернадского (1 9 9 4 ),
связана не с его м атери ей, но с его м озгом , с его разум ом и н а­
правленным этим разум ом его трудом. Б удущ ее биосферы - ноо­
сферы м ож ет быть прекрасны м . Однако В ерн адски й видел и
предсказы вал негативны е последствия антропогенного в оздей ­
ствия на природу. В геологи ческ ой истории биосферы перед ч е­
ловеком откры вается огром ное будущ ее, если он пойм ет это и
не будет употреблять свой разум и свой труд на сам оистребле­
ние. Л ик планеты , пиш ет В ер н адски й , резко м еняется челове­
ком сознательно и , главны м образом , бессознательно: м еняю тся
ф изич ески и хи м и ч еск и почва, воздуш ная оболочка Зем ли ,
природны е воды суш и , п р и бр еж н ы е моря и части океана.
Пока рука давила на рычаг,
А воды
Вращали мельничное колесо Их силы
181
Не нарушали древних равновесий.
Но человек
К извечным тайнам подобрал ключи
И выпустил плененных исполинов.
М. А. Волошин “М а ш и н а ”
В ернадский п о дчеркивал, что в XX в. впервы е в истории
Зем ли человек у зн ал и охвати л всю биосферу, расселился по
всей ее поверхности. “Ч еловечество своей ж и зн ью стало едины м
ц ел ы м ” . Нет ни одного к л о ч к а Зем ли, где бы человек не мог
п рож и ть, если бы это было ему нуж но. Эта мысль бы ла п одхв а­
чена п и сателям и -публи ци стам и . Один из н и х , обращ аясь к п а­
радоксу, как человек “гол ен ьк и й , без ш ерсти, тон к ок ож и й , с
м аленькой пастью , с н естой ки м и зуб и ш кам и , с м ускулатурой
куда более слабой, чем у звер ей , бегаю щ ий и пры гаю щ ий куда
х у ж е, чем он и ”, стал властелином на Зем ле, п исал, что только
благодаря своем у р азум у человек создал вокруг себя от рубаш ­
ки на теле до спутников в косм осе вторую среду — техн осф еру —
и в ней и благодаря ей стал самым м огучим сущ еством на п ла­
нете.
Эволю ция человеческого общ ества предстает как совокупная
эволю ция ум ственны х способностей человека, освоения все бо­
лее эф ф ективны х источников энергии, оруди й и техн ологий
труда, науки и культуры . П од воздействием человеческого об­
щ ества, предсказы вал В ерн адски й , биосф ера д ол ж н а будет п ре­
образоваться в новое состояни е — ноосф еру.
Опыт всех п р едш ествую щ их п околений и настоящ его вре­
м ени показы вает, что человечество, к сож ал ен и ю , дви ж ется не
к созданию гарм оничной с природой ноосф еры , а по п ути д е ­
струкции биосферы и зам ены ее и н ж ен ер н о-техн и ч еск и м и со­
оруж ен и ям и (техносф ерой): почвенны й покров заменяется* ас­
фальтом, растительность - ж ил ы м и и промы ш ленны ми строе­
н иям и. В наглядном виде это п оказано на схем е, составленной
В. А . Зубаковы м (1 9 9 0 ) (рис. 1 1 .1 ).
С момента вы деления предков человека и з ж ивотн ого со ­
стояния начинается п си хозой : в социальной эволю ции человека
ведущ ую роль стали играть п си хи ч еск и е факторы . Н а п р отя ж е­
нии п си х о зо я , почти 1 ,5 млн лет, развивалось первобы тное об­
щ ество. Д ля него бы ли характерны натуральное хозя й ство, за ­
гонная охота, п о ддер ж ан и е огня, появление членораздельной
речи. Ч исленность населен и я была небольш ой. Ч еловеческое
общ ество ещ е являлось частью п риродны х экоси стем . Д естр ук ­
ция биосферы носила у зк о локальны й характер.
С родовой и классовой ди ф ф еренц и ац ией общ ества всего
лиш ь 6 - 8 тыс. лет назад наступает период соц и озоя. На протя182
КИБОРГ1.
V
. ■
^
Биоинженерия
. Д еструкция биосферы
■ • , -1^; Компьютеризация
4_ Химизация
,
^— Электричество Г""?
о
со
. - .Наука'
ар-техногенез
-200 лет
О
оЛ
й>
гг
1_V. Книгопечатание ;>
о>
эе
о
о
Культурная
1Я
эволюция обучение
о
о.
из
д
о
А
А
Пахота
А
Металлургия!,
Рабы - скот
- 6 -8 тыс. я.
Мотыжное
земледелие
Адаптация Н о т о формирование рас
о
го
о
X
Загонная охота
и
Мустье
Левзллуа
о
с:
Огонь, 1,4 млн. л.
Эструс°*>1,5мпн. л
I | О лдовзй- 1,8 млн. л.
| Эолит - 3 млн. л.
Г енетическаи эволюция •
рост мозга
Прямохождение
4 млн. л.
Рис. 11.1. Периодизация истории обществ - перехода от генетической
эволюции (биогенеза) к культурной (ноогенезу), по В. А. Зубакову
ж ении доиндустриального периода п роизош ли огромны е и зм е­
н ения в ж и зн и общ ества, в его взаи м оотн ош ен и ях с природой.
С начала основны м видом х о зяй ств а бы ла загон н ая охота, потом
зем леделие. П о явл яю тся высокоразвитые ц и ви л и зац и и древней
Месопотамии, Е ги пта, С редизем ном орья, А зии и Ц ентральной
Америки. Р астет численность н аселени я. Растут круп н ы е горо­
да с числом ж и тел ей до одного м и ллион а человек. Д еструкци я
биосферы у вели чи вается от л окал ьн ы х до кр у п н ы х реги он ал ь­
ны х размеров.
И н дустри альн ы й период в ж и зн и общ ества н ач ал ся п рим ер­
но 200 лет назад. З а это врем я хозяйство, к ул ьтура и обще­
ственны е отношения людей развивались все ускоряющимися
тем пам и. Промыш ленная революция сопровождалась быстрым
ростом потребления энергии. Произошел демографический
взры в. Развитию науки и культуры способствовало изобретение
книгопечатания, затем появились электронные средства связи радио и телевидение. Сбор и обработка информации стали осу­
ществляться с помощью портативных, но мощных по своим
возможностям компьютеров. Вполне реальной стала перспекти­
ва создания искусственного интеллекта. Развитие человеческого
общества на протяж ении социозоя сопровождалось лавинной
деградацией биосферы. Экологический кризис достиг глобаль­
ных масштабов. Человечество на протяж ении 1,5 млн лет в л и ­
це более чем 60 тысяч поколений адаптировалось к биосфере,
оставаясь ее неотъемлемой частью. Теперь для полной деструк­
ции биосферы при современных темпах этого процесса доста­
точно 100-150 лет, т. е. за 5—7 поколений человечество может
лиш иться необходимых условий существования и исчезнуть,
как исчезли в свое время динозавры.
В. А. Зубаков (1995) рисует мрачную картину будущего че­
ловечества. Он считает, что в техносфере, созданной на месте
деградированной биосферы, человек как биологический вид
существовать не сможет. Н а смену ему придет своеобразный
симбиоз человеческого интеллекта (мозга) с искусственным
биокибернетическим устройством, т. е. киборг. Источниками
энергии для киборгов будут служить не пищ а, а непосредствен­
но энергия Солнца, химических или ядерных реакций. Киборги
будут свободны от большинства экологических зависимостей от воды и пищ и, тепла и холода, от воздуха для дыхания. Они
смогут существовать на поверхности Земли, отравленной про­
мышленными выбросами, в глубинах океана и в космическом
пространстве. Однако на первых этапах киборги не смогут об­
ходиться без людей, которые будут служить для них донорами
мозга. Поэтому будущие хозяева техносферы будут вынуждены
создавать экологически чистые резерваты для выращ ивания
184
лю дей. П оскольку человеческий м озг смертен, как всякая би о­
логическая структура, будущ ее п ри надл еж ит бессм ертном у
полностью и скусственн ом у и нтеллекту.
По гипотезе Зубакова, искусственны й интеллект, с в о б о д н ы й
от экологи ческ и х ограничений, способен заполнить всю метаВселенную . М аксим альная к онцентрация инф орм ации и эн ер ­
гии в м ета-В селенной вызывает негэнтропийны й коллапс, н еоб­
ходи м ы й , чтобы войти в контакт с другой м ета-В селенной. Е с­
ли д у х - это инф орм аци я, то он вечен, как вечен м атериальны й
мир.
На рубеже XX и XXI вв. человеческое общество начало осо­
знавать конечность своего существования. Не успела отойти на
второй план опасность гибели от ядерной войны, как прибли­
зилась не менее страш ная глобальная экологическая опасность.
В.
А. Зубаков предлагает два крайних сценария будущего
человечества. По первому человечество не сможет задержать
приближения глобального экологического кризиса. Р азви ­
тие мирового сообщества будет идти в ближайш ие 30—40 лет
стихийно. В этих условиях даже без ядерной войны к концу
XXI в. деградация биосферы и замена ее техносферой станет
реальностью.
По второму сценарию в течение ближайш их двух десятков
лет человечество сможет либо найти выход из глобального эко­
логического кризиса, либо существенно его замедлить. Этого
можно достичь только при условии политического объединения
человечества, контролирования рождаемости, полного экологи­
зирования производства и перехода от классового противостоя­
ния к отношениям социальной справедливости. Путь к ноосфе­
ре леж ит через переход от природопотребительского мыш ления
к принципиально новому экологическому мышлению, нацелен­
ному на органичное слияние человеческого общества с биосфе­
рой.
И так, техносфера или ноосфера? Это предмет дискуссии, в
которой активное участие принимал крупнейш ий специалист в
области этногенеза Л. Н. Гумилев. Противоречия во взглядах
Гумилева и Вернадского освещает А. Н. Медведь (1994). Гуми­
лев был противником идеи ноосферы. Это несогласие заклю че­
но в вопросе: “Так ли уж разумна “сфера разума"? Ведь ее раз­
витие ведет к замене ж ивы х процессов...” (Гумилев, 1989,
,с. 315). Приведем еще цитату Гумилева (1989). “Человеческое
творчество вырывает из природы частицы вещества и ввергает
их в оковы форм. Камни превращаются в пирамиды или П ар­
фенон, шерсть в пидж аки, металл - в сабли и танки. А эти
предметы лиш ены сам оразвития...” (с. 315). Продолжая эту
мысль Гумилева, можно сказать, что кроме захламленных нео­
185
литических стоянок, развал и н зам ков и м у с о р н ы х свалок во­
круг соврем енны х г о р о д о в ноосфера не дала человеку ничего.
Гумилев говорит, что только пассионарность (явлени е, не
подвластное человеку, я руководящ ее им) м еняет Землю . Что
же такое пассионарность? Гумилев (1978) определяет это п о н я­
тие к а к непреоборимое стрем ление (осознанное или чащ е н е­
осознанное) к деятельности.
Если Вернадский подчеркивал интегральную функцию че­
ловечества как единого целого, то, в противоположность ему,
Гумилев обращает внимание на пространственно-временную не­
однородность этногенеза. Гумилев не признает однородности
человечества. Он подчеркивает важность разделения его на эт­
носы. Пассионарный толчок каж ды й этнос испытывает поразному или не испытывает вовсе.
А.
Н. Медведь (1994) пишет, что в культурологии сейчас
вполне приняты понятия так называемых “холодной” и
“горячей” культур. Например, культура античности относится
к “горячей”, т. е. к взрывной культуре, раскаливш ей до преде­
ла общество Древней Греции и посылавшей свои импульсы да­
леко за пределы Эллады. Явное “охлаждение” античной куль­
туры наступает во времена императорского Рима.
Заметим, что противники ноосферы понимают ее ограни­
ченно, как развитие техники, ведущее к замене ж ивы х процес­
сов. Но ведь ноосфера — это не только техника. Это произведе­
ния гениальных поэтов и художников, культурные ценности,
создающие духовный потенциал этносов, способные направить
развитие общества по ноосферному пути.
“Мы переживаем не кризис, волнующий слабые души, писал Вернадский, - а величайш ий перелом научной мысли
человечества, совершающийся лиш ь раз в ты сячелетия, пере­
живаем научные достиж ения, равных которым не видели дол­
гие поколения наш их предков... Стоя на переломе, охватывая
взором раскрываю щ ееся будущее, мы должны быть счастливы,
что нам суждено это пережить, в создании такого будущего
участвовать.”
Закономерный и неотвратимый характер процесса перехода
биосферы в стадию ноосферы леж ит в основе социального оп­
тимизма Вернадского. Он считал науку той великой силой, ко­
торой удастся сделать то, что не удалось философии, религии,
политике, объединить человечество.
Что же ожидает человечество? Будет ли человек счастлив,
ж ивя в “хрустальном дворце” при полном экономическом до­
вольстве? В “Записках из подполья” Ф. М. Достоевский говорит
о противоречивости человеческой натуры. Проявление свобод­
ной воли и уникальной личности состоит в том, чтобы ж ить не
186
только по строго обоснованны м научны м нормам: "...л ю д и все
еще лю ди, а не ф ортепьянны е клавиш !!, на которы х хоть и и г ­
рают сами законы природы собственноручно, но грозят до того
доиграться, что уж помимо кален д аря и захотеть ничего нельзя
будет” . С частливы й человек ищ ет страданий; ж и в я в полном
благополучии, он может пожелать себе “вредного, глупого и
д аж е глупейш его, а именно: чтобы иметь право пож елать себе
д аж е и глупейш его и не быть связанны м обязанностью ж елать
себе одного только у м н ого”.
Единое благополучное общ ество - скорее всего утопия.
Здесь важ но осознать опасность призывов к борьбе за ноосф еру.
К акие бы благие цели при этом ни ставились, м ож ет появиться
соблазн загнать “н есозн ател ьн ую ” часть н аселения в к онц лаге­
ря, а упорно соп роти вляю щ и хся - расстрелять!
11.2. ПО СТУЛАТЫ Э В О Л Ю Ц И И Б И О С Ф ЕРЫ В У СЛО ВИЯХ
АНТРО ПО ГЕННО ГО ПРЕССА
Наряду с научным анализом проблем взаимодействия об­
щества и природы в средствах массовой информации поднялась
волна алармизма (нагнетания тревоги), предрекающего гибель
не только человечества, но и биосферы в целом. Альтерна­
тивные положения сформулируем в виде тез и антитез. В к а ­
честве тезы приводится высказывание, завоевавшее популяр­
ность. Антитеза содержит противоположное мнение, которое
требует обоснования.
Теза: А нт р о п о генн ое воздейст вие на биосферу может при­
вест и к гло б а льно й экологической кат аст роф е, гиб ели всего
живого на Зем ле.
Антитеза: А нт ропогенн ое воздейст вие на природу мож ет
угрож ать уст о й ч и вом у р а зв и т и ю ц и в и л и за ц и и , и зм е н ен и я в
биосфере при эт ом не будут о значат ь ее гибели.
В современной науке возрос интерес к теории катастроф,
начало которой было заложено трудами Ж . Кювье. Природные
катастрофы в истории Земли теперь рассматриваются как не­
пременное сопровождение так называемого нормального ф унк­
ционирования. Применительно к проблеме глобального эколо­
гического риска ее рассматривает Ю. П. Селиверстов (1994):
“...природная катастрофа таковой является только для ранее
бывших и ее испытавш их обстановок, процессов, феноменов
и т.п. Для возникаю щ их при этом “новостей” - это своеобраз­
ный революционный ш аг в развитии, время осуществления ра­
нее скрытых и не проявленных возможностей обновления”
(с. 6 ). Признавая активное воздействие человека на природу,
Ю. П. Селиверстов отмечает, что и раньше она испытывала по­
187
трясен и я от ж и зн едеятельн ости определенны х групп орган и з­
мов, С редообразую щ ие ф ун кц и и ж ивого вещ ества глубоко
трансф орм ировали условия ж и зн и на Земле, м еняли весь к о м ­
плекс ландш аф тообразую щ их процессов. Т ак на заре ф орм иро­
вания географ ической оболочки возни кли фотосинтезирую щ ие
организм ы , благодаря которы м в атмосфере п ояви л ся свобод­
ны й кислород. А наэробны е бактерии , составлявш ие до этого
основную массу ж ивого вещ ества, в новы х услови ях вы н уж д е­
ны были зан ять огран и ченн ы е экологические н иш и.
Изменения условий существования, вызываемые космиче­
ским и или земными факторами, неоднократно становились при­
чиной массовой гибели организмов, но вместе с тем они вызы­
вали усиленный мутагенез и вспышки видообразования. Круп­
нейшими экологическими катастрофами были ледниковые пе­
риоды в докембрии, палеозое, кайнозое. И каж дый раз с потеп­
лением климата приходила новая волна ж изни, обогащенная си­
стематическими группами организмов, более продвинутых в эво­
люционном отношении. Таким “криогенным толчком” видообра­
зования явились ледниковые эпохи четвертичного периода, за­
кончившиеся всего 12—10 тыс. лет назад. Они обогатили биоту
тундровых, таежных, степных и других биомов. С ними связано
обособление из животного мира Человека разумного.
Теза о глобальной экологической катастрофе, связанной
с антропогенным воздействием и гибелью всего живого на Зем­
ле, не является истинной. При существующих космических
предпосылках в живом веществе биосферы заложены огромные
резервы для самовосстановления и саморазвития. Что же к а ­
сается людей, то здесь уже действуют разнообразные факторы,
элиминирующие их численность. Важно добиться, чтобы этот
процесс осуществлялся гуманными средствами и управлялся в
интересах устойчивого развития.
Теза: А нт р о п о ген н ы й пресс о хва т ы ва ет всю биосферу и
пр и вн о си т к а ч ест вен н о новы е ф акт оры во зд ей ст ви я на био­
ту.
Антитеза: А нт ропогенн ое воздейст вие на биосферу прояв­
л я ет ся прежде всего на регион альном и л о к а л ь н о м ур о вн ях; в
глобальном м асш т аб е оно не п р ивн осит к а ч ест венн о новы х
э к о ло ги ческ и х ф еноменов.
Пафос глобальности объясняется тем, что ойкуменой - оби­
таемой частью планеты - стала вся Земля. Однако заселение
Земли и антропогенное воздействие на ее ландш афты весьма
неравномерно. Объективно эти процессы следует оценивать как
явления регионального или локального масштаба. Субъективно
же отклик природы на антропогенный пресс воспринимается
как глобальная экологическая катастрофа.
188
В р азви ты х странах более 70 % населения с о с р е д о т о ч е н о в
городах, где возни кн овен и е экологических катастроф н а и б о л е е
вероятно. Свои проблем ы человек склонен рассм атривать к а к
г л о б а л ь н ы е . Д р ам ати зац и я экологической ситуации
ому, к а к оцениваю т горож ане свое будущ ее, когда в п„ -п ” г оме
протекает к а н а л и за ц и я , в другом происходит утечка газа и н е­
делям и не вы вози тся мусор. И пусть эти яв л ен и я л окал ьн ы ,
лю ди будут говорить об обострении экологической ситуации в
целом.
П о явл яется все больш е п у бл и кац и й , доказы ваю щ и х, что
антропогенное воздействие на биоту в глобальном масш табе не
привносит качественно новы х экологических феноменов. О дна­
ко на региональном и особенно н а локальн ом уровне они могут
иметь ч у ж д ы й д ан ны м экосистем ам характер и вы зы вать р ез­
кое усиление одних и ослабление других условий сущ ествова­
н и я (Ш варц и д р ., 1993).
По закону обратной связи неконтролируемый рост населе­
ния, истощение природных ресурсов, прежде всего пищ и,
должны привести к элиминации численности людей. Следует
предвидеть, что экологические потрясения и связанная с ними
гибель людей будут происходить прежде всего на “местной поч­
ве”. Устойчивое развитие может быть достигнуто только на
основе разреш ения региональных и локальных экологических
конфликтов.
Теза: З а к л ю ч и т ель н о й фазой б иогеоценот ических су к ц ес­
сий я в л я ю т с я кли м а к со вы е сообщ ест ва — целост ны е, н а х о д я ­
щ иеся в наиболее п олном един ст ве с окруж ающ ей средой.
А нтитеза: У ст ойчивост ь сообщ ест в поддерж ивает ся при
усло ви и пост оянного н а р у ш ен и я и х целост ност и.
Согласно господствующим на западе взглядам Ф. Клемент­
са, а в России В. Н. Сукачева, эндогенные сукцессии осу­
ществляются в результате того, что растения первой стадии,
заселяющие обнаженный субстрат, видоизменяют среду сооб­
щества так, что она становится более благоприятной для посе­
ления растений следующей стадии. И так продолжается до тех
пор, пока растительность не достигнет климаксового состояния,
стабильность которого поддерживается равновесием между со­
обществом и окружаю щ ей средой. Казалось бы, без антропоген­
ного вмешательства растительный покров должен был бы со­
стоять из однородных климаксовых сообществ.
В.
И. Василевич (1993), ссылаясь на многочисленные иссле­
дования отечественных и зарубежных авторов, предлагает поновому подходить к объяснению механизмов устойчивого раз­
вития: сохранение стабильного состояния сообществ поддержи­
вается благодаря постоянным слабым нарушениям. Стабильные
189
климаксовые сообщества в естественны х условиях на самом д е­
ле представляю т собой м озаику п ятен с н аруш енн ы м расти ­
тельны м покровом.
В лесу постоянно возникают окн а в сом кнутом древесном
пологе в результате ветровалов, пож аров и т. п. Б лагодаря
оп уш кам ж и вотны й и растительн ы й мир леса становится зн а ­
чительно богаче. С ом кнуты й лес препятствует возобновлению
лесообразую щ их пород, поэтому он неустойчив. В перестойны х
лесах наступает массовая гибель деревьев, и сообщество разру­
ш ается. Возобновление коренного леса н ач и н ается с опушек,
поэтому слабые наруш ения сомкнутого древесного яруса — н е ­
обходимое условие его устойчивости. Если деструктивная ан ­
тропогенная деятельность не превышает определенного порога,
она такж е может способствовать устойчивому состоянию расти­
тельности.
Целинная ковы льная степь сохраняет устойчивость только
при условии умеренного выпаса копытных ж ивотных, которые,
скусывая и разбивая дернину, открывают почву для внедрения
разнотравья. Наблюдения в заповеднике “Хомутовская степь”
показали, что на участке, полностью изъятом из хозяйственно­
го оборота еще до 1917 г., сообщество красочной степи смени­
лось моноценозом пырея ползучего. Из-за мощной дернины и
толстого слоя ветоши семена других растений теперь не могут
здесь укорениться. Полная защ ита сообщества от антропогенно­
го воздействия привела не к увеличению, а к уменьшению его
биоразнообразия.
В Каракумах в заповеднике “Репетек” на закрепленных
песках формируется сообщество былого саксаула, а на почве
поселяется пустынный мох. Если поверхность почвы не испы­
тывает механических наруш ений, покров мха становится таким
плотным, что не пропускает атмосферные осадки в корнеоби­
таемый горизонт. Саксаульники погибают.
Реакцию биоты на антропогенное воздействие можно оце­
нивать еще шире - каким и средствами живое вещество (неза­
висимо от того, каким и формами оно представлено) добивается
своего постоянного присутствия в биосфере, поддерживая тем
самым ее устойчивость. В условиях экологически дестабилизи­
рованной среды В. С. Залетаев (1989) отмечает смещение биоло­
гических ритмов сообществ, постоянную перегруппировку ор­
ганизмов и обновление межвидовых контактов, развитие
“короткож йвущ их” прерываю щ ихся сукцессий, нередко укоро­
ченных до субклимаксовых стадий или еще более ранних эта­
пов - дисклимакса. В основе устойчивости биосферы леж ит от­
нюдь не законсервированность экосистем, а их способность реа­
гировать на экологическую дестабилизацию динамичными сук­
190
цессиями. Состояние субкли м акса в больш ей мере отвечает по­
нятию “устойчивое развитие” , чем переход сообществ в ф и ­
нальную стадию - кл и м ак с.
Теза: Х о д э в о л ю ц и и з а к о н о м е р н о н а п р а в л е н в ■.:’г п р г:чу </■?ф а лиза ци и - все возраст аю щ ей р о ли в поведении ж ивот ны х
высшей нервной д еят ельност и; Ч еловеку ра зум н о м у п ри на д ­
леж ит г л а в е н с т в у ю щ а я роль в биосфере.
А нтитеза: Человек р а з у м н ы й - с л е п а я вет вь эволюции; в
биосфере сущ ест вую т груп пы организмов, обладающ ие п о т е н ­
ц иальной возможностью м ут агенного взрыва и порождения
новы х ви д о в, способны х п рот ивост оят ь экологическому ст рес­
су, вы зв а н н о м у природны ми и л и а н т р опо генны м и факторами.
Анализ видового разнообразия современной биоты показы ­
вает, что приматы составляют ее ничтожную часть (рис. 1 1 . 2 ).
Ф акторы естественного отбора в обществе подавлены этически­
ми соображениями. В силу высокой организации Человек ра­
зумный образует слепую ветвь эволюционного древа.
Стратегия эволюции на протяж ении кайнозоя, когда благо­
датный теплый и влаж ны й клим ат сменялся холодным и
сухим, ш ла по пути замены крупны х многолетних ж изненных
форм мелкими однолетними и малолетними. По классиф ика­
ции жизненной стратегии Л. Г. Раменского (1938) “львы ” усту­
пали место “ш акалам ” . Не отличаясь высокой конкурентоспо­
собностью, они обладали другим ценным качеством - быстро
размножаться и захваты вать освобождающиеся территории.
В ландш афтах Земли в целом лесная древесная растительность
стала уступать место травя­
нистым формациям.
В спектре видов современ­
ной биоты резко доминируют
бактерии, лиш айники, грибы,
высшие споровые и покры то­
семенные растения, а среди
животных - членистоногие. По­
ведением последних управляет
не высш ая нервная деятель­
ность, а сложная система ин­
стинктов. Именно эти группы
Р и с. 1 1 .2 . О тносительное число
видов ж и в отн ы х, по Р. К . Б ал ан ­
дину:
1 - хордовые: 2 - моллюски; 3 членистоногие (а - насекомые, б - па­
укообразные, в - ракообразные); 4 черви; 5 - одноклеточные; 6 - прочие
191
организмов обладаю т вы сокой потенциальной способностью м у­
тагенного взры ва и ф орм и рован ия видов, способных п ротиво­
стоять экологическом у стрессу. Среди них немало возбудителей
новы х болезней, вредителей и паразитов. Борьба с ним и я в ­
л яется необходимы м условием устойчивого р азв и ти я общ ества.
В опросы для сам остоятельны х занятий
1. Ведет ли путь развития технократической цивилизации к ноосфере; воз­
можные сценарии будущего человечества.
2. Четыре постулата эволюции биосферы в условиях антропогенного прес­
са.
В. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Следствием антропогенного воздействия на природные
ландшафты является их эко ло ги ческа я д ес т а б и ли за ц и я. По­
следняя определяется В. С. Залетаевым (1989) как антропоген­
но измененная и изменяю щ аяся географическая среда, для ко­
торой типичны новый характер динамизма, аномально быстрое
развитие как процессов деструкции экосистем, так, одновре­
менно, и новообразований, проявление новых экологических
феноменов, а такж е формирование новых механизмов самоор­
ганизации экосистем. Важнейшее свойство экологически деста­
билизированной среды - возникновение дробной экологической
дифференцированности и контрастности биогеоценотического
покрова и вместе с тем усиление экологической связности раз­
нородных территорий на основе существенно возросшего тран­
спорта вещества и расселения организмов.
В экологически дестабилизированных ландшафтах меняется
природный потенциал, т. е. количество проходящего через геоси­
стемы вещества, энергии, информации, благодаря которым
ландшафты существуют, сохраняя внутренние и внешние связи,
и самовосстанавливаются при воздействии на них человека.
Нормальное функционирование и способность к самовосста­
новлению ландшафта возможны только при условии сохранения
биотической структуры зональных типов природных экосистем.
Функции живого вещества определяют интенсивность биогеохимических круговоротов, биологическую продуктивность экоси­
стемы, общие запасы органики в ландшафте. Количество и фор­
ма этих запасов, характер круговоротов влияют на направление
хозяйственной деятельности, а последняя, в свою очередь, вызы­
вает изменения названных процессов в ландшафте.
192
Глава 12
ЗОНАЛЬНЫ Е ТИПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕСТАБИЛИЗАЦИИ
ЛАН Д Ш АФ ТО В РОССИИ
азилевич Н. И. (1976) отмечает следующие общие законо­
мерности в функционировании зональных типов экосистем
на территории России: наибольшие запасы живого и мертвого
органического вещества присущи экосистемам, развивающимся
в условиях радиационного баланса около 3 5 -4 0 ккал /год при
индексе сухости близком к 1. Это биомы лесостепи и луговой
степи, наиболее удобные для пахотного сельскохозяйственного
освоения. При таком ж е радиационном балансе, но индексе су­
хости меньше 1 формируются биомы степей, в которых мертвое
органическое вещество (до 95 %) накапливается в виде гумуса.
Плодородие почв возрастает, однако сухость клим ата делает эту
зону рискованной для земледелия.
Только в таеж ны х биомах отношение между ж ивым и
мертвым органическим веществом складывается в пользу ж иво­
го органического вещества - древесной растительности. Однако
почвы бедны гумусом и мало плодородны. Н а базе этих биомов
развивается лесное хозяйство. Наименьшие запасы живого ор­
ганического вещества характерны для биомов тундры и пус­
тыни. Традиционным видом хозяйственной деятельности
местного населения является пастбищное животноводство оленеводство в тундре и овцеводство в пустыне.
Интенсивность биотического круговорота проявляется в ско­
рости разлож ения органических веществ в ландшафте, о чем
свидетельствует отношение массы подстилки к зеленой части
опада. Чем интенсивнее протекают в ландшафте процессы раз­
руш ения органических веществ, в том числе антропогенного
происхождения, тем выш е этот коэффициент. В тундре на раз­
ложение 10 ц опада требуется около 100 лет, в лесотундре и
северной тайге количество опада увеличивается более чем в два
раза, а скорость его разлож ения - более чем в четыре раза и
составляет около 20 лет, сниж аясь в южной тайге до 10 лет,
что на порядок отличается от тундры. В степных ландш афтах
наземный опад разлагается за 1 -3 года, а в сухих степях и пус­
ты нях - менее чем за год (Кочуров, 1988).
Под воздействием человека природные ландшафты преобразуют­
ся в антропогенные. В. В. Докучаев (1949) считал, что "человек зонален во всех проявлениях своей жизни: обычаях, религии
(особенно в нехристианских религиях), в красоте..., в одежде, во
всей житейской обстановке; зональны - домашний скот, так назы­
ваемая культурная растительность, постройки, пища и питье”.
Б
13-756
193
Ф. Н. Мильков (1973) предложил выделять особую катего­
рию - ест ест венно-ант ропогенны е ландш аф т ы . Их особен­
ность состоит в том, что в результате уничтожения коренных
р а с т и т е л ь н ы х сообщ еств активизирую тся такие природные
процессы, которые в ненарушенных ландш афтах были вы раж е­
ны слабо или не проявлялись вовсе. Отмечаются зональные за­
кономерности в распределении естественно-антропогенных ланд­
шафтов. Так, максимальное развитие термокарста наблюдается
в тундре и лесотундре; вторичных лесов, суходольных и пой­
менных лугов, пустошей в зоне тайги и смешанных лесов; вто­
ричных болот — от лесотундры до смешанных лесов; оврагов от лесостепи до полупустыни; вторичных солончаков и разве­
ваемых песков - в полупустыне и пустыне (рис. 1 2 . 1 ).
С антропогенной деятельностью связана деградация земель,
снижение их биологической продуктивности. В широком смысле
говорят об опустошении земель, или детериорации (Виноградов,
1993). Антропогенному опустошению подвержены почвенный и
растительный покров, животный мир. Оно возникает как под
воздействием деструктивных физических сил, так и в результате
химического загрязнения воздуха, воды и почвы. Антропогенной
детериорации могут быть подвержены земли любой природной
Рис. 12.1. Зональное распределение естественно-антропогенных ланд­
шафтов, по Ф. Н. Милькову
194
зоны. Угроза опустошения возрастает по мере усиления засуш­
ливости климата. Особенно резко эти процессы проявляются в
сухих субгумидных областях, в аридной и субаридной зонах.
Здесь они известны под названием опуст ы нивание.
Основные критерии опустынивания, а в более широком
смысле - опустошения определены на Международной конфе­
ренции в Найроби в 1990 г. К их числу относятся:
1. Деградация растительного покрова. Обычно она связана с
вырубкой деревьев, распаш кой почв, выжиганием раститель­
ности, перевыпасом.
2. Водная эрозия. Ослабление защитной функции растительного
покрова ведет к смыву почв на склонах. Различают плоскостной
смыв, образование оврагов, движение масс грунта на склонах.
3. Ветровая эрозия. Ослабление защитной ф ункции расти­
тельного покрова ведет к активизации процессов дефляции выдуванию почвенного слоя - или аккум уляции - образованию
массивов подвижных песков.
4. Уменьшение содержания органического вещества в почве,
ведущее к снижению их плодородия.
5. Засоление. В условиях повышенной минерализации почвогрунтов и грунтовых вод, сухого и жаркого клим ата происхо­
дит накопление растворимых солей. Н а поверхности почвы
часто образуются карбонатные, гипсовые, глинистые коры.
7. Химическое загрязнение. Накопление токсичных веществ
в результате промышленного и сельскохозяйственного загрязне­
ния почв, вод и атмосферы оказывает отрицательное воздействие
на экосистемы, приводит к снижению их продуктивности.
Обсуждая вопросы трансформации зональных типов биомов
в процессе их хозяйственного освоения, следует иметь в виду
глобальные изменения ландшафтов в ХХ-ХХ1 вв., связанные с
потеплением клим ата. По мнению А. А. Величко (1992), мы
живем в межледниковую эпоху: естественный тренд - пониж е­
ние температуры. Потепление полностью обусловлено хозяй­
ственной деятельностью человека, сопровождающейся все уве­
личивающимся выбросом парниковы х газов в атмосферу.
И потепление, и похолодание клим ата по-разному проявля­
ются в ландш афтах природных зон. Н ельзя сказать однозначно,
что лучше для человека - сохранить естественный тренд похо­
лодания и бороться с выбросами парниковых газов или, напро­
тив, сохранять действие факторов, ведущих к повышению тем­
пературы. По мнению специалистов, в начале XXI в. под воз­
действием антропогенных факторов среднеглобальная темпера­
тура может повыситься приблизительно на 1 °С.
Основные типы экологической дестабилизации ландшафтов
суши рассматриваются на примере территории России. Они об­
195
условлены зональными типами ландшафтов и особенностями
природопользования в разных природных зонах. При характе­
ристике функционирования и изменения зональных типов эко­
систем использованы работы Н. И. Базилевич и др. (1976) и
Ю. А. Исакова и др. (1986). Особенности вероятных изменений
ландшафтов в связи с потеплением клим ата даются по работе
А. А. Величко (1992).
1 2.1. ЗО Н А ТУНДРЫ
Д ля экосистемы типичной тундры характерны небольшие
запасы живого и мертвого органического вещества, причем до­
ля первого не превышает 10 % от общего состава. В живой
биомассе господствуют растения (более 95 % ). Невелика такж е
первичная продукция. Скорость разлож ения растительных
остатков и высвобождения химических элементов очень низ­
кая. Общий газообмен экосистемы слабый.
Еще в начале прошлого века тундра была малообитаема.
Основными занятиям и местного населения были кочевое олене­
водство и пушной промысел, а местами такж е охота на морско­
го зверя. В этот период, до второй половины XX в., всюду пре­
обладали коренные природные экосистемы. В последние деся­
тилетия XX в. хозяйственная деятельность в экстремальных
условиях Севера получила особенно интенсивное развитие.
В основном она связана с геологоразведкой, добычей нефти и
газа, минерального сырья, строительством дорог, нефте- и газо­
проводов, городов и поселков. Площ ади оленьих пастбищ суще­
ственно сократились. Стада сконцентрировались на более огра­
ниченной площ ади. Это неизбежно повлекло за собой перевыпас, глубокую дигрессию растительного покрова.
Наличие в тундре многолетней мерзлоты - важ нейш ий ф ак­
тор, влияю щ ий на техногенное освоение территории. Расти­
тельная дернина, в том числе моховой покров и торфяной слой,
являясь хорошим естественным изолятором, регулируют теплои влагообмен меж ду атмосферой и грунтами. Разруш ение этого
слоя приводит к заметному увеличению притока теплоты в
грунт, что способствует таянию подземных льдов, образованию
просадок и провалов. Поэтому необходимо исключительно бе­
режное отношение к почвенно-растительному покрову. Доста­
точно гусеничному трактору проехать по тундре и разрушить
мох, чтобы вскоре следы от гусениц превратились в канаву, а
затем и в глубокий овраг. Расчищ енная грунтовая площ адка
через несколько лет может превратиться в провальное озеро.
Особую экологическую опасность в районах распростране­
ния многолетнемерзлых пород представляют геологоразведоч196
ные работы. Из-за наруш ения криогенных условий начинается
оттаивание почв, проседание грунта с образованием воронок,
резко активизирую тся явления термокарста. Вследствие зачернения поверхности тундры горю че-см азочны м и м атериалами в
зоне многолетнемерзлых пород происходит прогревание грун­
тов, а это вызывает пучения, просадки, возникновение термо­
карстовых озер. Под действием теплоты, выделяемой в процес­
се бурения, около скваж ины оттаивают мерзлотные породы, что
вызывает просадки и аварии. Образуются приустьевые сква­
жинные кратеры диаметром до 250 м.
Попадающие в грунт нефтепродукты разлагаю тся очень
плохо. Н изкие температуры и незначительное содержание кис­
лорода в почве способствуют длительному сохранению нефтяно­
го загрязнения. Самоочищения в зоне многолетней мерзлоты
практически не происходит.
Наибольший вред геологоразведочные работы наносят оле­
ньим пастбищам. Ягель отрастает медленно. Необходимо
50 лет, чтобы он достиг высоты 6 - 8 см при условии полного
изъятия территории из хозяйственного оборота. Нарушенные
ягельные пастбища практически не восстанавливаются.
В связи с потеплением клим ата к середине XXI в. ожидает­
ся, что площадь Северного Ледовитого океана, свободная от
сплошных льдов, увеличится и будет существовать более дли­
тельное время. В результате смягчения клим ата участки аркти­
ческой пустыни будут постепенно замещ аться тундрами. В ти­
пичных тундрах возрастет слой сезонного оттаивания, что будет
способствовать развитию термокарста, оплыванию грунтов. Это
будет иметь негативные последствия для разного рода строи­
тельных сооружений, газо- и нефтепроводов, конструкций неф­
тегазодобывающего комплекса. Следует такж е ожидать интен­
сивного размыва морских берегов в результате термоабразии,
особенно на востоке Сибири, где насыщенность берегов льдом
весьма велика.
К началу XXI в. площадь природных тундровых экосистем
сократится и господствующее положение займут естественно­
антропогенные и техногенные системы. Коренные природные
экосистемы перейдут в категорию реликтовых. С целью обеспе­
чения продуктами питания будут создаваться искусственные
управляемые человеком агроэкологические системы.
1 2 .2 . З О Н А ТАЙГИ
Таежны е леса, особенно ю ж нотаеж ны е ел ьн и ки , х а р а к ­
теризую тся больш им запасом ж ивого и мертвого органиче­
ского вещ ества при резком преобладании ж ивой биомассы
197
(более 60 % ). В мертвом органическом вещ естве неразлож и вш и хся растительны х остатков значительно больше гум у­
са (плодородие почв низкое). В ж ивой биомассе господствуют
растения (больше 99 % ).
Таежные экосистемы обладают большими запасами надзем­
ной фитомассы, представленной в основном деревьями. Вели­
чина первичной продукции значительна. Вклад в кислородный
баланс атмосферы весьма существен.
Территория средней и особенно северной тайги стала интен­
сивно осваиваться сравнительно недавно. В первой половине
XIX в. численность населения в пределах этой зоны была не­
большой и концентрировалось оно в долинах рек. Именно в
ш ироких поймах северных рек стало развиваться животновод­
ство, а затем и земледелие, поскольку почвы пойм более плодо­
родны. Так на месте вырубленных лесов появились пастбища и
пашни. Как те, так и другие первоначально занимали совсем
небольшие площ ади и не оказы вали сколько-нибудь заметного
влияния на структуру таежного биома. Основу хозяйственной
деятельности населения составляли лесные промыслы: заготов­
к а древесины, сбор дикорастущ их, охота. Преобладали корен­
ные, не измененные человеком экосистемы. В первой трети
XX в. масштабы лесозаготовок несколько возросли и районы, в
которых они проводились, расш ирились.
П ринципиальные изменения в структуре таежного биома
произошли во второй половине XX в. Объем заготовок древеси­
ны необычайно возрос. Расш ирилось техническое вооружение
лесозаготовителей, появилась сеть автомобильных и железных
дорог, благодаря чему значительная часть территории тайги
стала сравнительно легкодоступной. Крупные районы освоения
лесных ресурсов охватили практически всю европейскую часть
зоны тайги, значительную часть Урала, большие площ ади в З а­
падной, Средней и Восточной Сибири, а такж е на Дальнем Во­
стоке. Вблизи больших городов леса все больше замещ ались
сельскохозяйственными угодьями (рис. 1 2 . 2 ).
В таеж ной зоне, в связи с расш ирением геологоразведоч­
ных работ, даже в труднодоступных местах лесной покров стал
подвергаться сильному антропогенному воздействию. Здесь
производится вы рубка древостоя под буровые площ адки, мес­
та проходки наземны х вы работок, полевые лагеря, временные
дороги. Кроме того, вырубаю тся просеки ш ириной 4 -5 м для
сообщения м еж ду скваж инам и и более узкие, ш ириной от 1,0
до 0,5 м, под геологические и геофизические профили и топо­
графические визи рки. В результате в районах интенсивной
геологоразведки лесные массивы пронизаны густой сетью про­
сек и вырубок.
198
Рис. 12.2. Увеличение площади сельскохозяйственных угодий (заштри­
ховано) в Ленинградской области, по Т. А. Поповой и др. (1995):
а - в начале XX в.; б - в конце XX в.
Значительный ущерб причиняю т лесные пож ары, вы ж и ­
гающие большие площ ади леса, денные охотничьи, ягодные и
грибные угодья. Многочисленные пожары у полярной границы
лесной зоны привели к планетарному феномену - образованию
полосы относительного безлесья в северном полушарии.
Все леса выполняют водоохранные и почвозащитные ф унк­
ции. Однако даже в пределах одного лесного массива одни
участки (вдоль рек, вокруг озер и водохранилищ, на крутых
склонах, у истоков ручьев, рек и т. д.) имеют большее стокоре­
гулирующее и почвозащитное значение, другие (на ровных мес­
тах и пологих склонах) - меньшее.
У ничтожение лесной растительности сопровождается ухуд­
шением водно-физических свойств почв: снижается их инфильтрационная способность, увеличивается поверхностный сток и,
как следствие, усиливается эрозия почвы; уменьшается попол­
нение подземных вод, ухудшается гидрологический режим рек.
На сплошных концентрированных вырубках, где полностью
уничтожен подрост и тонкомер, запас воды в снежном покрове
вследствие сдувания снега обычно меньше, чем в лесу. И нтен­
сивность таяния снега там же обычно возрастает в 1 ,5 -2 раза.
Ускоренное снеготаяние и слабая водопроницаемость почв на
сплошных вырубках способствуют образованию интенсивного
стока, при этом изменяю тся не только объем стока, но и его
составляющие. Так, если в сложных ельниках под пологом леса
поверхностный сток составляет 28 % , а внутрипочвенный 72 % от суммарного, то на сплошной вырубке это соотношение
приблизительно 58 и 42 % .
Усиление поверхностного стока в результате рубок часто со­
провождается эрозионными процессами (смыв и снос почвы,
оврагообразование и пр.). Эрозионные процессы более значи­
тельны при сплошных рубках, чем при выборочных и посте­
пенных. На сплошной вырубке ельника зеленомошного смыв
почвы достигает 2 1 ,6 м 3/г а , при длительно-постепенной он мо­
жет быть в 2 раза меньше.
При применении лесозаготовительной техники на лесосеках
существенно наруш ается напочвенный покров. Верхние гори­
зонты, особенно суглинистых и глинистых почв, сильно уплот­
няются. В результате ухудш ается инф ильтрационная способ­
ность почв. Если на участках, не измененных трелевкой, по­
верхностный сток при выпадении осадков наблюдается редко,
то на сильноуплотненных он бывает даже при малоинтенсив­
ных осадках.
Особенно резко ухудшаются свойства суглинистых и гли­
нистых почв после применения в бесснежный период тракторов
с высоким удельным давлением на грунт; водопроницаемость
почв при этом снижается в десятки раз. Коэффициент поверх­
ностного стока возрастает более чем в 200 раз, внутрипочвен­
ный сток полностью исчезает, а интенсивность процессов вод­
ной эрозии увеличивается в сотни раз.
Вследствие удаления при летних лесозаготовках подстилки
почва промерзает на большую глубину и обычно не успевает
оттаять до полного схода снежного покрова. Поэтому весь ве­
сенний сток сбрасывается по поверхности, ухудш ая гидрологи­
ческий режим рек: усиливаются весенние паводки, пересыхают
ручьи и речки в меж енный период.
Установлено такж е, что корчевка пней, особенно на тяж е­
лых суглинистых и глинистых почвах, ухудшает структуру
почвы, нарушает поры и пустоты биологического происхожде­
ния (ходы червей, пустоты сгнивших корней и т. д.), по кото­
200
р ы м гр ави тац и о н н ая влага поступает в н и ж н и е слои почвогрунта. Вследствие так и х и зм ен ен и й ухудш ается плодородие почвы ,
сн и ж ается ее аэр ац и я и ум еньш ается водопроницаемость. З н а ­
чительное сн и ж ен и е
испарения
на вы рубк ах
способствует
на­
коплению влаги в п о н и ж ен и ях мезо- и м икрорельеф а. В т а е ж ­
ной зоне, к а к п равило, после сплош ной рубки н ачин ается забо­
лачивание.
Оценивая негативны е экологические последствия сведения
лесов, следует иметь в виду, что таеж н ая зона играет огромную
роль в насы щ ении атмосферы кислородом и поглощении угле­
кислого газа. Один гектар леса выделяет за 1 год около 1 тыс. м3
кислорода, что удовлетворяет годовую потребность в нем чело­
века. П одсчитано, что кислорода, выделяемого лесами Тюмен­
ского Севера за год, достаточно для ды хания в течение этого
времени населения всей Тюменской области, Урала, Казахста­
на. В то же время сохранившиеся леса США уже не могут обес­
печить кислородом население этой страны. В промышленно
развитые страны, где площадь лесов сильно сокращена, кисло­
род приносится воздушными потоками из сохранивш ихся лес­
ных ландшафтов. В связи с быстрым сокращением площади
лесов на земном шаре возникает угроза наруш ения баланса со­
держ ания кислорода в атмосфере.
Негативными последствиями всего комплекса антропоген­
ных факторов в таежной зоне могут быть: сокращение запасов
деловой древесины, ухудшение лесорастительных условий,
обеднение видового состава и общей биологической продуктив­
ности лесов, снижение урожайности грибов и ягод, количества
промысловых зверей и птиц. В случае плоского рельефа терри­
тории, лиш енные леса, могут трансформироваться в верховые
болота, в случае возвышенного - в денудационные бедленды.
Верховые болота таежной зоны с хозяйственной точки зре­
ния часто рассматриваю тся к а к источник торфа на топливо
или, после осуш ения, как сельскохозяйственные угодья. На
протяж ении последних десятилетий шло массированное на­
ступление на болота. Однако многочисленные статистические
данные свидетельствуют, что экономическая эффективность
осушения болот очень низка. Вместе с тем осушительная ме­
лиорация вызывает целый ряд негативных экологических по­
следствий.
Верховые болота - настоящ ие кладовые чистой воды. Прой­
дя через сфагновый ковер, вода становится стерильной, по­
скольку эти мхи - хорошие антисептики. Кроме того, экоси­
стема болот является геохимическим фильтром, задерж и­
вающим различные вещества, в том числе тяж елы е металлы
(свинец, ртуть, кадмий и т. п.). Особенно велика фильтрующ ая
1 4 -7 5 6
201
роль болот вблизи поселений и в рек реац и он н ы х зонах. Вода
болот - это огром ны й экол оги ч ески й и экон ом ически й потен ­
ц иал, ценность которого со временем будет возрастать.
П рисущ ая болотам естественная растительность через н е­
сколько лет после осуш ения деградирует, и болота превращ аю тся
в бесплодные пустош и. Слой торфа быстро срабатывается. З а год
толщ ина торфа ум еньш ается в среднем на 1 -2 см; м акси м альн ая
скорость достигает 12 см в год. Д вух-трехметровы й торфяной
слой срабатывается до минерального грунта через 1 0 -2 0 лет пос­
ле осуш ения. В белорусском Полесье, бывш ем крае болот, теперь
случаю тся пы льны е бури, в воздух поднимаю тся черные тучи
пересушенного торфа.
Осушение болот ведет к нарушению реж има питания рек:
мелеют и исчезают вытекающ ие из болот ручьи и малые реки истоки крупны х рек. Снижается уровень грунтовых вод на
прилегающих к осушенным болотам территориях. Усыхают ле­
са, сокращ ается генофонд болотных растений, ж ивотных, к о ­
личество перелетных птиц. П рекращ аю тся традиционные про­
мыслы - сбор ягод, лекарственных трав, охота.
Изменение клим ата в таежной зоне в XXI в. будет сопро­
вождаться не только потеплением, но и сокращением коли­
чества атмосферных осадков. Это приведет к сокращению пло­
щади верховых сфагновых болот. Дальше на север продвинутся
широколиственные породы. Ареал ели сократится.
В начале XXI в. будет продолжаться прогрессирующий рост
объема лесозаготовок. Районы с интенсивным лесным промыс­
лом займут почти всю площадь таежной зоны. В конце XXI в.
коренные таежные экосистемы сохранятся лиш ь на небольших
площадях как реликты . Ресурсные и экологические ф ункции
будут выполнять искусственные высокопродуктивные лесона­
саждения, сады и парки.
1 2 .3 . З О Н А С М Е Ш А Н Н Ы Х И Ш И Р О К О Л И С Т В Е Н Н Ы Х ЛЕС О В
Экосистемы смешанных и широколиственных лесов (дубра­
вы) характеризуются большим запасом живого и мертвого орга­
нического вещества при незначительном преобладании последне­
го (55 %). Для мертвого органического вещества преимущественно
характерен гумус (плодородие почв высокое). В живой биомассе
господствуют растения (больше 99 %). Запасы живой фитомассы
большие, в основном она принадлежит деревьям. Величина пер­
вичной продукции значительна. Молодые широколиственные
леса способны весьма эффективно поддерживать кислородный
баланс атмосферы. К сожалению, большая часть смешанных и
широколиственных лесов уже сведена человеком.
202
Эта терри тори я заселен а раньш е и с больш ей плотностью ,
чем другие зоны России. У ж е в н ачале прош лого века есте­
ственно-антропогенны е экосистем ы (в основном, пастбищ а) з а ­
нимали больш ую площ адь, чем коренны е природны е эк оси ­
стемы. П остепенно сущ ественную роль в структуре лан дш аф та
стали играть п ахотны е сельскохозяй ствен н ы е угодья. Не слу­
чайно многие д ворянски е усадьбы , в том числе родовы е и м ен и я
вел и ки х русски х писателей, поэтов и ком позиторов, расп ол ага­
лись именно в этой зоне.
М ногие приемы хозяйствования в сельской местности оста­
вались неи зм ен н ы м и на протяж ении столетий. Например, подсечно-огневая систем а земледелия применялась во вновь осваи­
ваемых районах вплоть до XIX в. включительно. Урожайность
зерновых культур оставалась чрезвычайно низкой - “сам-3,5” .
В XX в., особенно во второй его половине, деградация есте­
ственных экосистем нарастала. В структуре ландшафтов значи­
тельное место стали занимать техногенные промышленно­
селитебные комплексы. Реликты естественных экосистем со­
хранились лиш ь в немногих заповедниках.
Отдаленная перспектива рисуется в следующем виде: гос­
подствующее место займут антропогенные экологические ком ­
плексы, на которые будут переложены как ресурсовоспроизво­
дящие функции, так и средорегулирующие. Поскольку в про­
тивоположность естественным экосистемам, где эти ф ункции
выполнялись “бесплатно” , антропогенные экосистемы не явл я­
ются саморегулируемыми, а полностью управляю тся людьми,
заботу о поддержании благоприятного экологического режима в
антропогенных ландш афтах человеку придется взять на себя.
Долю экологических затрат в экономике надо будет резко уве­
личить.
На юге лесного пояса в начале XXI в. особенно сильно про­
явится иссушение клим ата. Здесь следует ожидать увеличения
числа лет с засухами, что отрицательно скаж ется на произ­
водстве сельскохозяйственной продукции. Усилится эффект
пыльных бурь, поскольку ю ж ная половина лесного пояса пред­
ставляет собой открытые распаханные пространства.
1 2 .4 . Л ЕСО СТЕПНАЯ И СТЕПНАЯ З О Н Ы
Для экосистемы луговой степи характерны большие запасы
живого и мертвого органического вещества при господстве
мертвого, преимущественно в виде почвенного гумуса (96 % плодородие почв очень высокое). В живой биомассе преоблада­
ют травянистые растения (больше 92 %). Величина первичной
продукции значительная. Общий газообмен интенсивный, од­
203
нако вклад в кислородны й баланс атм осферы несущ ествен.
Б о л ьш ая его часть идет на окисление мертвой орган и ки .
Заселение лесостепной и степной зон произош ло очень д ав­
но. почти одновременно с заселением зоны ш ироколи ствен н ы х
лесов. В первой половине XIX в. основны м зан яти ем населения
было скотоводство и в лан дш аф те господствовали пастбищ ны е
экосистемы . Однако зн ач и тельн ы е площ ади коренн ы х степны х
экосистем ещ е сохранялись.
К началу XX в. резко возросли площади пахотных земель, но
и выпас не потерял своего значения. В настоящее время степной
биом стал полностью земледельческим. В некоторых районах
пашни занимают 70 % территории, а местами и более. Благодаря
развитию системы орошения под пашню стали осваиваться за­
сушливые районы юго-востока степной зоны. Площади, занятые
коренными экосистемами, резко сократились.
Массированная распаш ка земель, охвативш ая зоны сме­
ш анных и широколиственных лесов, лесостепную и степную
зоны, вызвала целый ряд негативных экологических послед­
ствий. Главным является потеря гумуса из пахотного слоя, что
приводит к снижению урож ая до 85 % (рис. 12.3).
Пахотный слой - результат динамического равновесия м еж ­
ду поступлением органического вещества, приводящего к обра­
зованию гумуса, и потерями его за счет разложения. Самое раз­
рушительное воздействие на пахотный слой оказывает эрозия.
Обнаженная почва намного чувствительнее к выносу гумуса
водой или ветром, чем почва с сомкнутым растительным покроОкисление
гумуса
Отсутствие
детрита
Минерализация
пахотного
слоя
/Ь' Ъ,о -гг-
Рис. 12.3. Формирование и минерализация пахотного слоя, по Б. Небел
204
незащищенная почва
Защищенна3
наз5рыз~
ги за н ие
и .
“
•
пахот
ело'и
1 Л1
Подпо чва
Р и с. 1 2 .4 . Э розия п ахотн ого сл оя, по Б. Н ебел
Тонкие частицы гумуса, глины и пыли легко уносятся потоками воды или
ветром, оставляющими только грубый материал. Растительный покров защи­
щает почву от всех видов эрозии
вом (рис. 12.4). Для восстановления пахотного слоя применяются
почвозащитные севообороты. Особую роль в повышении плодоро­
дия почвы выполняют посевы многолетних бобовых трав.
К неблагоприятным физико-географическим процессам в
наиболее освоенной в сельскохозяйственном отношении степной
зоне относятся засухи, суховеи и пыльные бури, возникновение
которых связано с устойчивым антициклональным режимом
атмосферной циркуляции, часто устанавливающимся в этих
широтах на территории России. Пыльные бури обусловлены
такж е высокой распаханностью степей. Почвы, лишенные дер­
нины, подвержены интенсивной дефляции. Плодородный гумусный слой может быть унесен с пашни в течение одной силь­
ной бури.
Зимой результатом антициклонального режима погоды я в ­
ляется недостаточная мощность снежного покрова, что в свою
очередь вызывает недостаток продуктивной влаги в почве после
весеннего снеготаяния. Сухая и ж аркая погода летом приводит
205
к усилению испарения с поверхности почвы и растений, к п ро­
греванию и вы суш иванию воздуш ны х масс. Из этого следует,
что в развитии весенней и летней за су х и огромное значение
имеет накопление влаги за преды дущ и й осенн е-зи м ни й период.
В засуш ливы е периоды лета создаю тся условия для развития
суховеев. П очти еж егод н о в отдельны х районах степи н аблю да­
ются пыльные бури, которы е могут распространяться на боль­
ш ие площ ади и превращ аться в настоящ ее бедствие. При пы ль­
ны х бурях скорость ветра д оход и т до 2 0 - 3 0 м /с , относительная
влаж ность п он и ж ается до 1 0 - 1 5 % , видимость ум еньш ается до
5 0 - 2 0 0 м. Такие явлен и я в степной зоне характерны для всего
весенне-летнего п ериода, но весной они наиболее интенсивны и
опасны .
В XXI в. сельскохозяйственное производство будет полностью
переведено на индустриальную основу; исключение будут состав­
лять ничтожные по площади участки природных реликтовых
степных экосистем, сберегаемых в заповедниках. В степях, как и
в условиях предыдущих зон, поддержание благоприятного эко­
логического режима человеку придется брать на себя, предусмат­
ривая для этого значительные материальные затраты.
Изменения клим ата в XXI в. в степной зоне будут более
благоприятными. П овысятся зимние температуры, но летние
останутся близкими к современным. Количество атмосферных
осадков увеличится. Все это будет способствовать получению
более устойчивых урожаев. В середине столетия агропромыш­
ленный потенциал может возрасти на 2 5 -4 0 %.
1 2 .5 . АР И Д Н Ы Е ЗО Н Ы
П рикаспийскай низменность - единственная область в евро­
пейской части России, где степная зона сменяется зоной полу­
пустыни; последняя ш ирокой полосой продолжается к востоку,
образуя северное обрамление азиатских пустынь. Именно в
аридных зонах наиболее ярко проявляю тся признаки опус­
ты нивания и экологической дестабилизации природных ланд­
шафтов в результате антропогенного воздействия.
Типичные для пустынной зоны ближнего зарубежья псаммофитные экосистемы характеризую тся очень малыми запаса­
ми живого и мертвого органического вещества, при господстве
последнего. В живой биомассе значительно преобладают расте­
ния (98 %). Запасы ж ивой фитомассы невелики. Общий газо­
обмен незначителен, вклад экосистемы в кислородный баланс
атмосферы небольшой.
Аридные территории всегда оставались малозаселенными.
Больш ая часть населения группировалась в оазисах, долинах
206
рек и в предгорьях. Т радиционной д ля полупусты нь и пусты нь
формой х о зяй ства яв л яется пастбищ ное скотоводство, в первую
очередь овцеводство.
К настоящ ем у времени в структуре аридны х ландш афтов
произошли заметные изменения. Осуществлены крупные про­
граммы по орошению пустынных земель в Средней Азии:
строительство Большого Каракумского канала, использование
земель древнего орошения в Хивинском и Ургенчском оазисах,
орошение Голодной, Карш инской и Яванской степей, развитие
земледелия в долине Вахша. С большей нагрузкой стали ис­
пользоваться пустынные пастбища и древесная растительность.
Негативное воздействие на биом пустынь оказывают геоло­
горазведка, добыча газа и нефти, минерального сырья, строи­
тельство дорог, нефте- и газопроводов, новых городов и посел­
ков.
Остановимся на некоторых примерах опустынивания.
1. Д егр а д а ц и я р а ст и т ельн о го покрова. Главным биологиче­
ским индикатором современного состояния ландшафтов являет­
ся растительный покров: степень проективного покры тия, ви­
довой состав, жизненные формы, первичная продукция и др.
Изменения этих показателей в сторону уменьш ения количества
и качества указывают на тенденции роста деградации раститель­
ного покрова. Наблюдения за состоянием растительного покрова,
используемого в качестве пастбищ в ландшафтах степной, полу­
пустынной и пустынной зон, показывают, что при перегрузке
пастбищ происходит деградация растительности и - как след­
ствие - опустынивание ландшафта. Пустынные пастбища, харак­
теризующиеся вообще низкой продуктивностью, особенно сильно
страдают от длительного выпаса скота (рис. 12.5).
Не менее важ ны ми индикаторами опустынивания являю тся
показатели, характеризую щ ие животный мир: структура попу­
ляций, особенности размнож ения, массовые всплески обилия
видов или, наоборот, массовая гибель из-за болезней или недо­
статка корма.
Площадь пустынь, занятая естественной растительностью,
постоянно сокращ ается вследствие трансформации ее в пашню.
П рактически все плодородные и удобные для освоения земли в
аридных районах уже освоены под богарное или орошаемое
земледелие. Освоение новых земель, как правило, сопровож­
дается мощным техногенным воздействием на рельеф и почвен­
но-растительный покров, что усиливает экологическую деста­
билизацию ландшафтов.
2. В ет р о ва я и вод ная эрозия. Ветер разрушает горные поро­
ды, развевает песчаные толщ и, лишенные растительного покро­
ва. Ры хлы й материал переносится и отлагается на огромных
207
Рис. 12.5. Деградация растительного покрова полупустынных ланд­
шафтов Калмыкии, по данным компьютерной обработки космических
снимков, 1978 г.
пространствах. Сдувая с поверхности почвы мелкозем и кри ­
сталлики соли, ветровой (эоловый) перенос способствует засо­
лению почв далеко расположенных гумидных ландшафтов,
расш иряя тем самым ареал опустошенных земель.
Ветровая эрозия может иметь площадное равномерное и
очаговое проявления. В обоих случаях ее результатом являю тся
208
разнообразны е формы аккум улятивного эолового рельефа. П о ­
следние харак тери зую тся п одви ж н остью , тенденциям и захвата
новых территорий.
Одним из распространенны х типов опусты нивания является
водная эрози я. Ее опасность возрастает на подгорны х равнинах
и тесно связана с к рути зн ой склонов, структурой почв и сте­
пенью проективного покры тия растительностью . На пологих
(0 °-5 °) задерн ен ны х ск л онах опасность водной эрозии н аи ­
м еньш ая, на круты х (1 5 ° -3 0 ° ), ли ш енн ы х растительности, наибольш ая. П ок азателям и опусты нивания на подгорны х рав­
нинах являю тся густота эрози он ной сети, м ощ ность почвенного
проф иля (степень смы тости почв), проективное покры тие рас­
тительности.
3.
Д егр а д а ц и я и засоление почв. Деградация почв происхо­
дит в результате смыва или выдувания плодородного слоя. З а­
соление зависит от глубины и минерализации грунтовых вод.
Угроза деградации почв обусловливается таким и природ­
ными факторами, как механический состав грунтов, крутизна
склонов. Средний и легкий суглинок характеризуют умеренную
опасность опустынивания, супесь - сильную, а песок - очень
сильную. Деградация почв и растительности на песчаных от­
лож ениях ведет к образованию подвижных эоловых песчаных
массивов. Отношение площади закрепленных песков к площади
слабо закрепленных и подвижных песков - важ ны й критерий
опустынивания.
К ак же обычно происходит соленакопление в районах ин­
тенсивного орошаемого земледелия? В результате длительного
использования одних и тех же орошаемых земель с избыточ­
ным поливом поднимается уровень грунтовых вод и нарушается
водно-солевой баланс. При прохождении через грунты содержа­
ние солей в воде увеличивается до 3 -1 0 г /л , и после испарения
влаги соль остается. На орошаемых землях Средней Азии за год
с одного гектара испаряется до 10 ООО м 3 воды, при этом в
верхнем слое почвы может накопиться до 20 т солей. Так, в
Вахшской долине после ввода в эксплуатацию магистрального
канала за 10 лет площадь сильно засоленных и солончаковых
земель увеличилась на 1 % (Чупахин, 1990).
Особо следует сказать о проблеме Аральского моря. Рост
безвозвратного водопотребления стока рек Амударьи и Сырда­
рьи сопровождается устойчивым снижением уровня Арала, де­
градацией дельтовых экосистем. На дневную поверхность вы ­
шли тысячи квадратны х километров бывшего морского дна, в
пределах которого происходит формирование песчано-солончаковых пустынь, являю щ ихся очагами зарождения пыле-солевых и песчаных бурь. Последние доносят соль до юго-во­
209
сточны х областей России, в ы зы в ая засоление сельск охозяй ­
ственны х земель.
П р оц есс х о зя й ств е н н о го освоен и я а р и дн ы х тер р и тор и й
будет продолж аться в XXI в. н а фоне общ его у в л а ж н е н и я
к л и м а т а , что н е с к о л ь к о с м я гч и т п р оц ессы оп усты н и в ан и я
т ер р и то р и и . О днако есть все о сн о в ан и я п р едп ол агат ь , что
госп одствую щ ее п о л о ж ен и е в стр у к т у р е п о л у п у ст ы н н ы х и
п усты н н ы х би ом ов п о ст еп ен н о за й м у т а н тр оп оген н ы е э к о л о ­
ги ч еск и е к ом п л ек сы : п о л я и сады , о к у л ь тур ен н ы е п астби щ а,
и ск усст в ен н ы е н а с а ж д е н и я д р ев есн о -к у ст а р н и к о в о й р а ст и ­
тел ь н о сти . Ч е л о в ек у п р и д ет с я са м о м у п о д д ер ж и в а т ь б л а г о ­
п ри ятн ы й э к о л о г и ч е с к и й (в п ервую о ч ер едь - водн ы й ) б а ­
ланс эк о си ст ем , что п о тр еб у ет бо л ь ш и х м атер и ал ьн ы х з а ­
трат.
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х за н я ти й
1. Сущность экологической дестабилизации природной среды. Проблемы
опустошения (детериорации) земель.
2. Закономерности функционирования зональных типов экосистем и свя­
занные с ними особенности хозяйственной деятельности.
3. Естественно-антропогенные ландшафты; зональный характер их распро­
странения.
4. Неблагоприятные последствия антропогенной деятельности в условиях:
- зоны тундры;
- зоны тайги;
- зоны смешанных и широколиственных лесов;
- лесостепной и степной зон;
- аридных зон.
Глава 13
НАРУШ ЕНИЕ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ТЕХНОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
риродные ландш афты являю тся открытыми системами,
которые многочисленными прямыми и обратными связями
взаимодействуют с частными средами: воздухом, поверхност­
ными водамд, почвой и горными породами, сообществами орга­
низмов. На эти взаимодействия наклады вается мощный антро­
погенный пресс, вносящ ий в геосистемы новые потоки вещества
и энергии, трансформирующий естественный массоэнергообмен
(рис. 13.1, табл. 13.1).
П
210
Рис. 13.1. Загрязнение окружающей среды в результате техногенной
деятельности, по <1. Могап е1с.:
1 - эрозия со склонов, лишенных растительности; 2 - разложение органиче­
ского вещества на свалках; 3 - переработка городских сточных вод; 4 - быто­
вые сточные воды; 5 - промышленные сточные воды; 6 - горные выработки;
7 - тепловое загрязнение от энергетических установок; 8 - выбросы в атмо­
сферу промышленных предприятий; 9 - сброс отходов с кораблей; 10 - свалки
мусора; 11 - использование авиации для внесения удобрений и ядохимика­
тов; 12 - обработка пахотных угодий; 13 - животноводческие фермы
Таблица 13.1. Размеры зон геоэкологического влияния
различных источников техногенного воздействия,
по В. А. Королеву и С. К. Николаеву
!
|
Виды хозяй ственн ой
деятел ьн ости
Горнотехническая
И с точ н и к воздействия
I
1
Р а зм е р ы
1
Ш ахта, карьер, подзем ­
ное х р а н и л и щ е
Х востохранилищ е
О тстойник
1 -5 км 2
0 , 1 - 8 , 5 га
0 ,0 0 1 -0 ,1 г а
Теплоэнергетическая
ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС
5 -7 км
Химическая,
металлургическая,
нефтеперерабатываю­
щая
Комбинат, завод
Трубопровод
Водохранилище
Плотина, канал
Карьер, котлован
Насыпь
Взрыв
3 -5 0 км
5 -1 5 км
0 ,5 -2 0 км
0 ,1 -1 км
15-800 м
5 -1 2 0 м
6 0 -6 0 0 м
Сельскохозяйствен­
ная, мелиоративная
Угодье
Поле орошения
0 ,5 -1 км
1 -1 0 км2
Городская, комму­
нальная
Водозабор
Свалка
Здание,строение
Коллектор
1-1 0 0 км
1 -3 км
1 5 -120 м
2 0 -5 0 м
Транспорт
Автомагистраль
Линия метрополитена
Линия трамвайная
Железная дорога
4 0 -1 0 0 м
6 0 -3 0 0 м
150 -3 0 0 м
1 5 0 -3 0 0 м
13.1. Э К О Л О ГИ Ч Е С К И Е ПОСЛЕД СТВИЯ ГО Р Н О П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О Й
Д ЕЯТЕЛЬНО СТИ
Разработка полезных ископаемых, инженерно-геологи­
ческие работы вызывают наиболее масштабные и глубокие ре­
гиональные изменения ландшафтов. В мире постоянно растут
добыча и потребление полезных ископаемых: железных руд,
нефти и газа, бокситов, цветных и редких металлов, нерудного
сырья. При этом постепенно увеличивается глубина отработки
месторождений, которая на угольных и железорудных ш ахтах
достигла 1 км; разработка месторождений нефти и газа нередко
производится на глубинах 3 -4 км и более. Влияние техноген­
ных воздействий на ландшафтно-экологические условия рас­
смотрено в табл. 13.2.
212
Таблица 13.2. Влияние техногенных воздействий
на ландшафтно-экологические условия,
по “Справочнику по экологической экспертизе проектов’’ (1986)
Виды техногенного
воздействия
Л андш афтно-э ко л о г;т ч е с к и *=•
последствия
Строительство
ка­
рьеров, сооружений
и коммуникаций, со­
здание породных от­
валов
Строительство шахт,
подземных
соору­
жений, разработка
горных пород
Образование техногенного
ландшафта, сокращение зе­
мельного фонда. Изменение
гидрогеологических усло­
вий
Строительство сква­
жин и технические
работы по извлече­
нию полезных иско­
паемых
Активизация карстовых и
термокарстовых, суффозионных и других процессов.
Оседания, провалы грунтов
на дневной поверхности. За­
грязнение подземных вод
Строительство пред­
Промышленное,
гражданское и до­ приятий, зданий
рожное строитель­
ство
Изменение структуры есте­
ственного ландшафта. Со­
кращение
сельскохозяй­
ственного земельного фон­
да. Активизация неблаго­
приятных экзогенных гео­
логических процессов
Сооружение плотин,
каналов, создание во­
дохранилищ. Строи­
тельство ирригаци­
онных и осушитель­
ных систем, круп­
ных животноводче­
ских комплексов
Подъем уровня грунтовых
вод, заболачивание и засо­
ление земель. Активизация
неблагоприятных экзоген­
ных геологических процес­
сов. Увеличение сейсми­
ческой активности. Изме­
нение структуры ландшаф­
тов
Т ехни ческ ие
ф а к то ры
Открытые
работы
горные
Подземная
разра­
ботка месторожде­
ний полезных иско­
паемых и подзем­
ное строительство
Извлечение полез­
ных ископаемых сква­
жинами (нефть, газ,
вода, минеральные
соли)
Гидротехническое,
мелиоративное и
сельскохозяйствен­
ное строительство
Деформации в горных вы­
работках. Оседания и про­
валы на дневной поверх­
ности. Иссушение террито­
рии, развитие карста. За­
топление и обводнение мес­
торождений. Образование
нарушенных земель
И зм енения состава и свойств геологического субстрата
при горнопром ы ш ленной деятельности связаны с отбором из
недр вскры ш ны х и вм ещ аю щ их пород, полезны х и ско ­
паемы х и подземны х вод, с дегазацией недр. Под влиянием
горных разработок м еняю тся все ком поненты природного
213
л ан д ш аф т а . В р ай о н ах добы чи п о л е зн ы х и ск о п ае м ы х о б р азу ­
ется с п ец и ф и ч ес к и й р ел ьеф (к а р ь е р ы , те р р и к о н ы , отвал ы ,
х в о с т о х р а н и л и щ а и д руги е тех н о ген н ы е о б р азо в ан и я ). П ри
подзем ном способе добы чи массивы горных пород сд в и гаю тся
в сторону в ы р аб о тан н о го п р о стр ан ств а. В р езу л ь тате на
д н евн о й п о вер х н о сти в о зн и к а ю т тр ещ и н ы р а зр ы в а , п р о вал ы ,
в о р о н к и и о сед ан и я п о вер х н о сти . П р и о тк р ы то м способе р а з ­
в и в аю тся о п о л зн и , о б вал ы , сели и д руги е э к зо ген н ы е гео л о ­
ги ч еск и е п р о ц ессы .
Химическое, нередко радиоактивное и тепловое загрязне­
ние окруж аю щ ей среды - неизбежное следствие добычи, обо­
гащ ения и переработки полезных ископаемых. Атмосфера, а
через нее и почвенно-растительный покров, поверхностные и
подземные воды загрязняю тся за счет газопылевы х выбросов,
образующихся в результате сж игания горючих ископаемы х, а
такж е пы ли отвалов горных пород, золош лаконакопителей и
поступления на поверхность ш ахтны х и рудничны х вод, дега­
зации горных выработок, горения отвалов, потерь при тран­
спортировке, ф ильтрации из накопителей ж и д ки х отходов
и т.д.
Изменение гидрогеологических условий целых регионов под
влиянием деятельности горнодобывающих предприятий связано
с отбором подземных вод. Падают дебиты родников, исчезает
вода в колодцах, осушаются болота, реки не получают подзем­
ного питания; происходит смещение подземных вод разных го­
ризонтов; формируются депрессионные воронки, радиус кото­
рых достигает многих километров.
В результате окисления рассеянных сульфидов в подземных
водах увеличивается содержание сульфатов, повышаются ки с­
лотность и агрессивность вод по отношению к вмещающим по­
родам. Величина рН в ш ахтны х и рудничных водах уменьшает­
ся до 2 -3 . Усиливается выщ елачивание пород, в воде повы­
шается концентрация ж елеза, алюминия, марганца, нередко
меди, цинка, свинца, м ы ш ьяка и других токсичных элементов
(Барон и др., 1993).
При разработке нефтяных и газовых месторождений эколо­
гическую опасность представляют попутно добываемые рассо­
лы, потери углеводородов при их добыче и транспортировке,
увеличение сейсмичности, медленные оседания поверхности и
связанное с этим заболачивание в таежной зоне.
При разработке месторождений твердых горючих иско­
паемых основной вред окружаю щ ей среде наносят откачива­
емые кислые ш ахтны е воды сульфатного и хлоридно-сульфатного состава с минерализацией до 10 г/д м 3 и более, а такж е
выделения метана из горных выработок, таящ ие угрозу взрыва.
2X4
Разработка ж ел езо р у д н ы х , бокситовы х, марганцевы х и д р у ­
гих руд в осадочны х и м етам орф ических породах м ож ет сопро­
вож даться и звлечением м инерализованны х и рассольны х п од­
зем ны х вод.
Разработка п ол им етал л и ч еск и х сульф идны х м есторож дений
влияет на ок р уж аю щ ую среду чер ез окислен и е сульф идов и н а­
копление в рудничны х водах серной кислоты , свинца, м еди,
цин к а, к адм и я, алю м иния и други х токсичны х элементов. Точ­
но так ж е разработка редком еталльны х м есторож ден и й опасна
в связи с возм ож ностью п ер ехода в рудничны е воды и атм о­
сферную пыль токсичны х бериллия, селена, к адм и я, и н ди я ,
урана и др.
Большую экологическую опасность представляет отсталая
технология разработки соляных месторождений, в частности
складирование на поверхности земли больших масс отвалов по­
род с значительной концентрацией солей. В результате размыва
отвалов атмосферными осадками происходит засоление поверх­
ностных водоемов и водотоков.
Загрязнение подземных вод происходит при подземной га­
зиф икации углей, и особенно при выплавке серы. Образуются
кислые сульфатные растворы, активно растворяющие карбо­
натные породы и загрязняю щ ие поверхностные воды.
1 3 .2 . ЭКО ЛО ГИ ЧЕ С КА Я О Б С ТА Н О В К А В ГО РО Д СКИХ А ГЛ О М ЕР АЦ И Я Х
И П Р О М Ы Ш Л Е Н Н Ы Х Ц ЕНТРАХ
Рост городов - характерная черта XX в. Города оказывают
многообразное воздействие на окружающую среду. Элементы
почвенно-растительного покрова в них заменены техногенным
покровом. Х арактер ф ункционирования последнего определяет­
ся его социально-производственным назначением. Осуществ­
ляемый в результате массоэнергообмена выход в окружающую
среду всегда имеет характер источника загрязнения. Изменения
основных параметров окружаю щ ей среды под воздействием
техногенного покрова Владивостока показаны на рис. 13.2.
Влияние очагов загрязнения распространяется далеко за их
пределы. М играция загрязняю щ их веществ канализируется в
определенные векторы воздействия - по ветру, по склону, по
течению. В условиях Владивостока, например, наиболее суще­
ственным направлением является вектор “вниз по склону”.
В результате наиболее напряж енная экологическая обстановка
создается в береговой зоне моря, являю щ ейся по сути коллек­
тором загрязняю щ их веществ со всей площади водосбора, на
которой расположен портово-промышленный комплекс (рис.
13.3).
215
г
2 1
*
5
ф
а.
С
ф о.
о
со
Влияние техногенного покрова на компоненты природного
блока Владивостокского портово-промышленного комплекса
с; х 1
ф
го О .0
3 X
ф
2
X
ф
га
х
в с
ф
ф =г
2
со
V©
а.
сз
со
о
Ф о
*
ф оф 03
2
ф т 2
*
о:
.о X X
со о ош
О
О.
С 2 >
к
X
3
>
с!
со
О
СО
1X 2X
§
2
со 2
X
ф
2
ф
X
со
СЕ
О.
*
ф
а
га
со
ф
ф
X
ф
X
ф
2
со
X
ф
X
ф
2
со
со
2
*
ф
а
О
о
о
ф
т
5
2
X
1_
О
*:
о
X ф
га
ф
X
2
ф 2 з;
2 о. *
<0 ф ш
а
ф
со
2
*
ф
о.
со
ф
о.
о
2
о
«о
со
х
^1 55 ш
_
Ц
>X 1
О
о
О
о
ф
Ф
а-ео
с
* оЯ*
I-
О 2
~ф 1 1а
о о
о
о
о
ф
о
а
Рис. 13.2. Изменения основных параметров окружающей среды под воздействием
по Н. В. Поздеевой
с
с О
...
о
Е
I
Ф
3
техногенного покрова,
О
Рис. 13.3. Зоны концентрации векторов воздействия источников за­
грязнения во Владивостоке и его пригородах, по Н. В. Поздеевой:
1 - источники загрязнения; 2 - направления векторов воздействия “по скло­
ну” и “по течению”; 3 - зоны экологического напряжения; 4 - зоны критиче­
ского экологического состояния
Загрязнение атмосферы в городах характеризуется объемом
и составом соединений, выбрасываемых промышленными и
коммунальными предприятиями. В табл. 13.3 приведены коли­
чества токсичных элементов, поступающих в атмосферу Влади­
востока. Пылевые выбросы оседают на землю. Очень показа­
тельны данные о загрязнении снежного покрова (рис. 13.4).
На площади крупны х городов резко меняются гидрогеоло­
гические условия. Застройка и асфальтирование территории
изменяют величину инфильтрации атмосферных осадков. Утеч­
ки из подземных коммуникаций повышают уровень грунтовых
вод, что приводит к подтоплению территории и затоплению
подвалов зданий. Над теплотрассами температура грунтов по­
вышается до 2 5-30 °С. Наблюдениями на территории Москвы
за 150 лет установлено, что температура почвы в среднем уве­
личивается на 0,1 °С за 10 лет. За счет различны х источников
теплоты температура воздуха в крупны х городах на 1 -2 °С вы ­
ше, чем в окружаю щ ей местности. Повышение температуры
почвы и грунтовых вод способствует развитию в них микро­
флоры, что повышает агрессивность грунтовых вод по отношеТаблица 13.3. Количество соединений токсичных элементов, посту­
пающих в атмосферу от промышленных предприятий Владивостока,
по Н. В. Поздеевой
Источник
Энергетическое хозяйство
(на жидком топливе)
Судостроительня промыш­
ленность (с учетом котель­
ных)
Строительная промышлен­
ность (с учетом котельных)
Металлообрабатывающая
промышленность
Полиграфическая промыш­
ленность
Легкая промышленность
218
Оксиды
Ванадия
Выброс, т/год
54,7
Цинка
Ртути
Марганца
Хрома
Никеля
Алюминия
Свинца
Меди
Кадмия
Железа
Марганца
Хрома
Марганца
Свинца
1,285
0,481
0,229
0,187
0,153
0,163
0,033
0,023
0,015
0,355
0,106
0,285
0,135
0,104
Железа
Марганца
0,019
0,001
ТЭЦ
. . .
6
РЬ-$Ь-Си
Рис. 13.4. Карта загрязнения снежного покрова пылью и токсичными
элементами:
1 - 5 - территории с содержанием пыли, кг/м 2: 2 0 -5 0 ( 1 ), 5 0 -1 0 0 (2), 100-120
(3), 200-4 0 0 (4) и более 400 (5); в - аномалии токсичных элементов
нию к строительным материалам и грунтам, делает их опас­
ными для человека. О характере загрязнения окружаю щ ей сре­
ды сбросовыми водами различны х промышленных предприятий
Владивостока дает представление табл. 13.4.
В последние годы появляется много данных о радиоак­
тивном загрязнении. Источники загрязнения различны: не­
брежно захороненные, утерянные или выброшенные после ис­
пользования промышленные источники активны х излучений;
последствия аварий на ядерных установках; используемые
в качестве строительных материалов граниты и другие природ­
ные материалы с повышенной активностью; продукты и лесо­
материалы, привезенные из районов, подвергавшихся радиоак­
тивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской
АЭС, и др.
Многие города подвержены воздействию современных гео­
логических процессов. А ктивизации карстово-суффозионных и
других сопутствующих процессов способствуют крупны й отбор
подземных вод, их химическое и тепловое загрязнение, повы­
шающее химическую и микробиологическую агрессивность по
отношению к карбонатам и сульфатам.
Оползни характерны для городов, расположенных вблизи рек
и водоемов, высокие берега которых сложены глинистыми поро­
дами. А ктивизация оползней происходит в результате подрезки
склонов и дополнительной нагрузки на грунт. В Москве, напри­
мер, произошла активизация береговых оползней после расчист­
ки русла реки, которая нарушила сложившийся базис эрозии.
Оценку экологического состояния городов производят по
степени и характеру загрязнения городской среды, изменению
уровня, состава подземных вод, величине и скорости проседа­
ния земной поверхности, частоте повреждений инженерных со­
оружений, состоянию растительного покрова и здоровья людей.
Таблица 13.4. Химические элементы (металлы) в сбросовых водах
различных промышленных предприятий Владивостока,
по Н. В. Поздеевой
Вид промышленности или хозяйства
Судостроительная промышленность
Металлообрабатывающая
промыш­
ленность
Деревообрабатывающая промышлен­
ность
Ремонтные предприятия
Энергетическое хозяйство
Городское хозяйство
220
Химические элементы
N1, Си, Ре, Сг, А1, 2п, РЬ, С<1
Си, Ге, Сг, РЬ
N1, 2п, Сг, А1
№ , Си, Ге, Сг, А1, 2п, РЬ, СЙ
Си, Ге, V
Сг
В связи с быстрым ростом населения больших городов при­
городные леса испытывают все большую рекреационную на­
грузку. Ю. А. Исаков и др. (1986) выделяют пять основных
стадий рекреационной дигрессии лесных сообществ:
I. Воздействие на экосистему минимальное, не нарушающее
ее структуру. Подстилка не нарушена. Подрост многочислен­
ный, разновозрастный.
II. Воздействие слабое. Намечаются тропинки, занимающие
не более 5 % площади. Подстилка слабо нарушена. Начало
проникновения опушечных видов трав под полог.
III. Воздействие умеренное. Выбитые участки занимают до
10-15 % площади. П одстилка сильно нарушена. Значительно
уменьшена ее мощность. Наблюдается увеличение освещен­
ности в связи с изреживанием верхнего полога, подроста и под­
леска, а такж е внедрение луговых и сорных видов трав.
IV. Воздействие интенсивное. Лесная экосистема преобразуется
в куртинно-полянный комплекс, в котором сочетаются лесные и
луговые участки. Выбитые участки занимают до 60 % площади.
V. Выбитые участки занимают 6 0 -1 0 0 % площади. Сохра­
нивш иеся деревья больные или с механическими повреждения­
ми. Подрост почти полностью отсутствует. В наземном ярусе
встречаются фрагментами сорные и однолетние виды.
1 3 .3 . Э К О Л О ГИ ЧЕ С КА Я О Б С ТА Н О В К А В РАЙО НАХ К Р УП Н Ы Х
Э Н Е Р ГЕ ТИ Ч Е С К И Х О БЪ ЕКТО В
Крупные энергетические объекты: гидро-, тепловые и атом­
ные электростанции - оказываю т значительное воздействие на
окружающую среду. Около гидроэлектростанций основным яв­
ляется влияние водохранилищ, которое заклю чается в следую­
щем: дополнительное давление на грунт, ф ильтрация воды в
берега и дно, переформирование берегов и др. Вблизи водохра­
нилищ возникает зона подтопления, где уровень грунтовых вод
поднимается выше критического. Это приводит к гибели дре­
весной растительности, размоканию грунтов, затоплению под­
валов зданий и т. д.
Переформирование берегов водохранилищ сопровождается
оползнями, обвалами, наруш ениями склонов и террас. Высоко­
горные водохранилищ а являю тся потенциально опасными ин­
женерными сооружениями, так к а к прорыв плотины вследствие
землетрясения или крупного оползня может привести к сбросу
в долину огромных масс воды и нанести большой ущерб.
Воздействие тепловых электростанций на окружающую сре­
ду влечет за собой газопылевое загрязнение атмосферы, поч­
венно-растительного покрова, поверхностных и подземных вод;
221
Рис. 13.5. Распространение радиоактивного облака после аварии на
Чернобыльской АЭС, по I. О. 81ттоп 8
накопление золошлакоотвалов; создание прудов-охладителей;
тепловые потери.
Любое топливо ТЭЦ содержит сульфиды ж елеза, которые в
процессе сгорания окисляю тся до сернистого газа, при взаимо­
действии которого с атмосферной влагой образуется серная
кислота (см. гл. 9). В индустриальных районах рН атмосфер­
ных осадков снижается до 2 -4 . Кислотные дожди выпадают на
расстоянии многих сотен километров от источника выброса
сернистого газа, пересекая границы стран и даже континентов.
В газопылевых выбросах от сгорания угля содержатся цинк,
свинец, ртуть, никель и другие токсичные элементы.
Складирование золош лаков, содержащ их разнообразные
токсичные элементы, представляет собой серьезную инженер­
222
ную и экологическую проблем у. Она заклю чается в выборе мес­
та складирования, обосновании высоты и объем а отвалов, соз­
дан ии защ иты дл я предотвращ ения загря зн ени я атмосферы ,
п оверхностны х и подзем ны х вод.
П руды -охладители способствую т п одъ ем у уровня грунтовых
вод, подтоплению и заболачиванию территории. Они могут ок а­
зывать влияние на хи м и ч еск и й и м икробиологический состав
п оверхностны х и грунтовы х вод. В н екоторы х случаях прудыохлади тел и и спользую тся для разведен и я рыбы.
А томны е электростанции считались наиболее эконом ич­
ными и экологически безопасны ми энергетическим и об ъек­
там и, но м ноголетний опыт их эксплуатации п оказал,
что это не так. А варии на челябинской ядерной установке
в 1957 г. и Ч ернобы льской АЭС в 1986 г. принесли м и л л и ­
ардные убы тки и человеческие ж ертвы . Радиоактивны е и зо­
топы были разнесены ветром на сотни и ты сячи килом етров,
загрязн и в территорию в сотни ты сяч квадратны х килом етров
(рис. 13.5).
1 3 .4 . Э К О Л О ГИ Ч Е С К О Е В О З Д Е Й С Т В И Е Т РАН С П О Р ТН Ы Х
СИСТЕМ
Сеть железных и автомобильных дорог, воздушных трасс,
судоходных рек, газо- и нефтепроводов, линий электропередач
(ЛЭП) покрывает всю страну. Воздействие транспортных систем
на окружающую среду заклю чается в непосредственном преоб­
разовании геологического субстрата во время строительства
транспортных магистралей, в выбросе в атмосферу продуктов
сгорания, в потерях горюче-смазочных материалов, в вибраци­
онных, ш умовых, тепловых воздействиях, в формировании ло­
кальны х электромагнитных полей по трассам ЛЭП и т. д. Тран­
спортное и линейное строительство в сложных инженерно­
геологических условиях активизирует экзогенные геологиче­
ские процессы - оползни, обвалы, плывуны, суффозию, карст,
эрозию и др.
Исследования п оказали, что в полосе магистральны х авто­
мобильных дорог первого класса ш ириной 3 0 -6 0 м в почвах,
грунтовых водах и растительности накапливаю тся свинец,
цинк и другие тяж елы е м еталлы в концентрациях, зн ачи ­
тельно превы ш аю щ их ПДК. П ри разры вах нефте-, газо- и
других трубопроводов в почву и водоемы попадают десятки и
сотни тонн загрязняю щ их веществ. Очаги загрязнения могут
занимать огромные площ ади и существовать продолжительное
время.
223
1 3 .5 . Э К О Л О ГИ Ч Е С КА Я О Б С ТА Н О В К А В РАЙОНАХ
С Е Л Ь С К О Х О ЗЯ Й С ТВ Е Н Н О Й Д ЕЯТЕЛЬНО СТИ
И нтенсивное и спользование зем ельны х ресурсов без соблю ­
ден ия п ри родоохран ны х требований привело к неблагоп ри ят­
ной экологической обстановке в ландш аф тах разны х п ри род­
ных зон Р оссии (см. гл. 12). О бедственном состоянии сельск о­
хозяйствен ны х угоди й свидетельствую т сл едую щ и е данны е (по
состоянию на 1 9 8 9 г.).
В России и сопредельных странах (бывший СССР) общая
площадь паш ни, на которой необходимо проводить мероприя­
тия по защите почв от эрозии, составляет 152 млн га, сенокосов
и пастбищ - 175 млн га. Число оврагов превысило 13 млн, их
протяженность - более 1 млн км , а ежегодный прирост в длину
20 тыс. км. За счет роста оврагов площадь пашни ежегодно со­
кращ ается на 100-150 тыс. га, а площадь смытых земель уве­
личивается почти на 1 млн га. За последние 10 лет площадь
эродированных пахотных земель увеличилась почти на 20 млн га.
Площади подвижных песков растут на 4 0 -5 0 тыс. га в год.
В результате эрозии потери почвы в среднем за год достигают
3 0-40 т/га. С полей и пастбищ ежегодно смывается 2 -3 млрд т
мелкозема, а вместе с ним вымывается около 100 млн т гумуса.
С гумусом сносится питательны х веществ в 1,5 раза больше,
чем их вносится в почву. Со склоновых земель сносится около
трети вносимых минеральных удобрений, в результате чего не
получается планируемый урожай, а усиливается загрязнение
рек и водоемов.
В Российской Ф едерации около 6 млн га орошаемых
(Поволжье, Северный К авказ, низовья Дона) и более 5 млн га
осушаемых земель. Больш ая их часть находится в неудовлетво­
рительном состоянии: наблюдаются вторичное засоление, забо­
лачивание, пересушение почв. Большие площади плодородных
угодий утрачиваются в ходе инженерно-строительных, горных
и геологоразведочных работ.
Недостатки в агротехнологии привели к накоплению токсич­
ных веществ в почве, в ряде случаев в десятки раз превышающему
ПДК. Положение усугубляется потерями удобрений при транспор­
тировке и хранении. Только 30-40 % удобрений используется
растениями, остальные уходят в окружающую среду, загрязняя ее.
Сельскохозяйственный водозабор в России составляет 40 км 3/год;
на орошение расходуется 32 км 3/год. Из них до 40 % оказываются
возвратными. Часть этой воды, например с рисовых чеков, отно­
сится к категории загрязненных сточных вод.
Сброс без очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в от­
крытые водоемы привел в ряде случаев к их химическому и
224
бактериальному загрязнению. Неблагоприятные экологические
последствия усугубляются тем, что многие районы России не
имеют централизованного водоснабжения; до 60 % сельских
жителей используют для питья воду открытых водоемов.
Для устранения неблагоприятных последствий сельскохо­
зяйственной деятельности может быть предложен оригиналь­
ный подход к природопользованию, основанный на идее
В. И. Вернадского об огромных потенциальных возможностях
живого вещества к самовосстановлению. Система мероприятий
должна быть направлена не на многозатратные мелиоративные
работы по борьбе с опустошением земель, а на использование
механизмов естественной стабилизации экосистем, которые са­
ми регенерируют природный потенциал ландшафтов.
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х з а н я ти й
1. Экологические последствия горнопромышленной деятельности.
2. Экологическая обстановка в городских агломерациях и промышленных
центрах.
3. Экологическая обстановка в районах крупных энергетических объектов.
4. Экологическое воздействие транспортных систем.
5. Экологическая обстановка в районах сельскохозяйственной деятель­
ности.
15-756
Часть 1!1
ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ
ГЕО ГР АФ О -Э КО Л О ГИ Ч ЕС КИ Х ИССЛЕДОВАНИЙ
________________________ш
________________________
На рубеже XIX и XX вв., вы полняя новый социальный за­
каз, география обратилась к изучению вековечных связей и
взаимодействий между предметами и явлениями природы на
поверхности Земли, а такж е к исследованию взаимного вл и я­
ния природы и общества. Родилась новая география, назначе­
ние которой сегодня состоит уже не только в расш ирении про­
странственного кругозора, а в углублении географического ми­
ровоззрения, в познании взаимосвязей общества и природы.
Особенностью глобальных проблем является их сложный
комплексный характер. Ошибочно идти по пути разработки
только частных научных направлений и технических решений.
Человечество должно выдвинуть на передний край науки, обла­
дающие высокими интегрирующими способностями, науки,
вы сш ая ц ел ь которых - прогнозироват ь изменения природы на
поверхности Земли (на м атериках и в океанах), предлагать оп­
тимальные варианты территориальной организации хозяйства,
размещ ения населения, предлагать реш ения, устраняющие от­
рицательное воздействие человека на природу. Такими науками
в наше время становятся экология и география.
Глава 14
ЭКОЛОГИЯ И ГЕОГРАФИЯ
последние годы границы экологии расширились. Экология
стала настолько популярной, что под эту рубрику подво­
дится все что угодно: от строительства очистных сооружений
(экология производства) до охраны памятников материальной и
духовной культуры (экология культуры). В связи с этим целе­
сообразно проследить главные этапы развития экологии, фор­
мирования ее основных понятий и законов, определить точки
соприкосновения экологии и географии, предложить систему
аксиом и положений, на которую может опереться исследова­
тель при решении геоэкологических задач.
В
226
14.1. Э К О Л О ГИ Я : О ПРЕД ЕЛЕНИЕ ТЕРМ ИНА
Термин “эк ол оги я” восходит к греческом у 01 коз - дом, ж и ­
лищ е и 1о§оз — слово, учение: “уч ение о дом е”. (Зам етим , что от
этого ж е корня образовано слово “экон ом и ка” - н аука, “заве­
дую щ ая хозя й ством ”. Не случайно в соврем енном мире задачи
экологии и экон ом и ки тесно переплетаются.)
В составе слова “экология” понятие об “ойкосе” (доме) тр ак­
туется различно, но обычно в весьма расширенном и перенос­
ном смысле - не как собственно дом или ж илищ е, а как среда
обитания. Под средой обитания человека могут подразумевать­
ся не только дом, природная среда, но и семья, коллектив, го­
род, народ, вся Земля (в поверхностных, обитаемых ее частях)
и, наконец, Космос.
Все это относится пока только к “ойкосу” , но в термине
“экология” остается еще “логос” . Если следовать древнегре­
ческому значению этого слова, -п и ш ет Ю. А. Косыгин (1995), то это не только наука, но и слово, речь, положение, суждение,
формулировка, определение, предмет обсуждения, вопрос, ра­
зум, разумение и многое другое. Какое же из них выбрать для
экологии? Ю. А. Косыгин справедливо замечает, что, учитывая
иерархичность и возможные огромные пространства, а такж е
бесчисленные специализации, слово “наука” и даже “науки”
нам не подходят; представляется, что подходит скорее всего “разумение”, которое вклю чает все науки и все сферы деятель­
ности.
Специалисты по отдельным отраслям науки могут вы пол­
нять только частные заказы экологии. Д ля "разумения" же
требуется человеческий разум самого широкого научного и
жизненного диапазона. Поэтому экология - не только система
наук, а нечто необозримо большее - это мировоззрение. Ученые
всех специальностей могут и должны сделать вклад в разуме­
ние нашего ойкоса, формирование экологического мировоззре­
ния. Этим разумением должен обладать каж ды й гражданин, а в
особенности - каж ды й педагог и воспитатель, каж ды й роди­
тель. В это разумение долж ны быть вовлечены все до одного,
потому что все мы заинтересованы в вы ж ивании человечества.
Не только воспитание, но и прогнозы в повседневной ж изни
должны быть направлены на вовлечение всего человечества в
разумение ойкоса. Разруш ение ойкоса человеком вскоре будет
рассматриваться как самое тяж кое преступление против чело­
вечества (Косыгин, 1995).
Термин “экология” был предложен в 1866 г. профессором
Йенского университета Эрнстом Геккелем для применения ис­
ключительно в сфере биологических наук, главным образом
227
зоологии. Д олгое время этот термин использовался только в
зоологии и был мало и звестен д а ж е среди учены х би ол оги ч е­
ск их специальностей. К. А . Т им ирязев (1 9 3 9 ) в некрологе, п о­
свящ енном памяти Г еккеля, отмечая его м ногочисленны е н ауч­
ные заслуги, да ж е не упом инает о его вкладе в экологию .
И нтересна эволю ция понятия “эк ол оги я”. В словаре
Э. А . Б рокгауза и И. А . Еф рона в 79 п олутом е, вы ш едш ем в
свет в 1 9 0 4 г ., экологи я связы вается собственно со строитель­
ством “дом ов” ж ивотн ы х и сопровож дается следую щ и м оп реде­
лением: "эйкология, или ой кологи я, - часть зоол оги и , зан и ­
мающ ая собою сведения касательно ж и л и щ ж и вотн ы х, то есть
нор, гнезд, логовищ и т .п .”
В течение первых десятилетий нашего века слово “эко­
логия” употреблялось очень ограниченно. Д ля большинства же
оно оставалось неизвестным. П онятия, связанные с этим тер­
мином, еще не стали тогда актуальны ми и нужными. В томе
“Развитие биологии в СССР” (1967), изданном к 50-летию со­
ветской власти, раздел “экология” отсутствует. В Энциклопеди­
ческом словаре (издание БСЭ, 1955 г.) экология определена как
"наука о взаимных влияниях организма (животного или расте­
ния) и окружаю щ ей среды", а в Энциклопедическом словаре
(издание БСЭ, 1964 г.) дано было развернутое определение, од­
нако экология фигурировала лиш ь как разделы зоологии и бо­
таники. В Малой Советской Энциклопедии (1960 г.) экологии
животных и экологии растений посвящены отдельные статьи.
Таким образом, в первой половине XX века экология не выхо­
дила за рамки чисто биологических исследований. Проблем са­
мого человека, а такж е охраны среды обитания она совершенно
не касалась.
В 60-70-е гг. над человечеством начинают сгущаться “эко­
логические тучи”. И вот тогда, хотя само слово и остается, но
смысл его меняется. Экология из внутрибиологической науки
превращается в общечеловеческое разумение среды обитания не
только растений и ж ивотны х, но, главное, человека, которому
эта среда начинает угрожать. На Первой Международной кон­
ференции по оценке состояния окружаю щ ей среды, созванной
по инициативе ООН в Стокгольме в июне 1972 г., был остро
поставлен вопрос об угрожающем экологическом состоянии
окружающей человека природной среды и о необходимости в
первую очередь изучать экологию самого человека. Теперь эко­
логическое разумение впитывает в себя не только весь ком ­
плекс естественных, но и технические и гуманитарные науки.
Вместе с тем ядром экологического мировоззрения является
система понятий и законов, составляющих основу биологи­
ческой экологии.
228
1 4 .2 . О С Н О ВН Ы Е ПОНЯТИЯ И ЗА К О Н Ы Э КО ЛО ГИИ
К становлению основны х понятий и принципов соврем енной
экологии вел долгий путь. Г. С. Р озен берг (1 9 9 2 ) представил
его в виде календаря экологи ческ и х событий (табл. 14.1).
Таблица 14. 1. Календарь экологических событий
(по Г. С. Розенбергу, с изменениями и дополнениями)
Годы
Автор
Страна
Экологическая информация
У1-1У вв.
до н. э.
Древняя
Индия
Эпические поэмы “Махабхарата”
и “Рамаяна” - описан образ
жизни и мест обитания пример­
но 50 видов животных
490-430 гг. Эмпедокл
до н. э.
из Акраганта
Древняя
Греция
Рассмотрел
средой
384-285 гг. Аристо­
до н. э.
тель
Древняя
Греция
“История животных” - класси­
фикация животных, имеющая
экологическую окраску
370-285 гг. Теофраст
Древняя
до н. э.
(Феофраст) Греция
“Исследования о растениях” описал около 500 видов растений
и их сообщества
7 9-23 гг.
до н. э.
Плиний
Старший
Древний
Рим
“Естественная история” - обоб­
щил данные по зоологии, бота­
нике, лесному хозяйству
1749
Линней К.
Швеция
“Экономия природы” - типоло­
гия местообитаний. Основы си­
стематики
1749
Бюффон Ж. Франция
“Естественная история” - идеи
изменчивости видов под влияни­
ем среды
1798
Мальтус
“Опыт о законе народонаселе­
ния” - предложил уравнение
геометрического (экспоненциаль­
ного) роста популяции. Первая
математическая модель роста
популяции
1802
Ламарк Ж. Б. Франция
“Гидрогеология” - заложил осно­
вы концепции о биосфере. Пред­
ложил термин “биология”
1809
Ламарк Ж. Б. Франция
“Философия зоологии” - пред­
ставление о сущности взаимо­
действия в системе “организм среда”
Англия
связь
растений
со
229
Продолжение
Годы
1 83 6
Автор
Дарвин Ч.
Страна
А н гл и я
Экологическая информация
Кругосветное
путеш ествие
на
корабле “Б игль” - экологические
наблюдения и описания, легшие
в основу фундаментального тру­
да “Происхождение видов...”
1840
Либих Ю.
1845
Гумбольдт А. Германия “Космос”, в пяти томах. Законы
географической зональности и вер­
тикальной поясности в распреде­
лении растений и животных
1859
Дарвин Ч.
Англия
“Происхождение
видов...”
приводится большой материал по
влиянию абиотических и биоти­
ческих факторов среды на из­
менчивость организмов
1861
Сеченов И. М. Россия
“...организм без внешней среды,
поддерживающей его существо­
вание, невозможен; поэтому в
научное определение организма
должна входить и среда, влия­
ющая на него”
1866
Геккель Э.
Германия Предложил понятие “экология”:
"...биология смешивается с эко­
логией, с наукой об экономии, об
образе жизни, о внешних ж из­
ненных отношениях организмов
друг с другом”
1870
Спенсер Г.
Англия
“Изучение социологии” - зало­
жил основы экологии человека
1875
Зюсс С.
Австрия
Предложил понятие “биосфера”
1877
Мебиус К.
Германия Предложил понятие “биоценоз” сообщество живых организмов
1895
Варминг Е. Дания
230
Германия Сформулировал “закон миниму­
ма” (лимитирующих факторов)
“Экологическая география расте­
ний" - впервые использовал
термин “экология” по отноше­
нию к растениям. Предложил
понятие “жизненная форма”
П родолжение
Годы
1896
Автор
Х эдсон У .
Страна
А нгл ия
Экологическая информация
Предложил
понятие
волны
ж и з н и ” для описания ди нам ик и
численности ж и в отн ы х
1910
Решением III Международного
ботанического конгресса закреп­
лено разделение экологии на
экологию организмов (аутэкологию) и экологию сообществ (синэкологию)
1898
Шимпер А. Германия “География растений на физио­
логической основе" - одна из
первых работ по экофизиологии
1903
Раункиер К. Дания
Создал учение о жизненных
формах растений на основе по­
нятия, введенного Вармингом
1911
Шелфорд В. США
Сформулировал закон толерант­
ности
1912
Морозов Г. Ф. Россия
“Учение о лесе” - классическая
работа по изучению лесных со­
обществ
1915
Высоц­
кий Г. Н.
Россия
Предложил понятие “экотоп” местообитание
1915
Пачосский И. К.
Россия
Предложил понятие “фитоценоз” растительное сообщество
1918
Гаме X.
Швейца­
рия,
Австрия
Предложил понятия “биоцено­
логия” - наука о сообществах
живых организмов - и ”фитоценология“ - наука о раститель­
ных сообществах
1921
Берроуз X.
США
“География как человеческая
экология" - сформулировал за­
дачу изучения взаимоотношения
человека и территории, на кото­
рой он проживает
1926
Вернад­
ский В. И.
Россия
“Биосфера” - определил гло­
бальные функции живого ве­
щества
231
Продолжение
Страна
Экологическая информация
Леруа Э.
Франция
Предложил понятие “ноосфера”.
Его дальнейшее развитие содер­
жится в трудах Тейяр де Шарде­
на и В. И. Вернадского
1933
Кашкаров Д. Н.
Россия
“Среда и сообщество”, “Основы
экологии животных” - первые оте­
чественные учебники по экологии
1935
Тенсли А.
США
Предложил понятие “экосистема”
1939
Тролль К.
Германия Обосновал новое научное направ­
ление - “экология ландшафта”
Годы
1927
Автор
1942
Сукачев В. Н. Россия
Предложил понятие “биогеоценоз”.
Заложил основы биогеоценологии
1942
Линдеман Р. США
Развил представление о трофиче­
ских уровнях и “пирамиде энер­
гий” (правило 10 %)
1944
Вернад­
ский В.И.
1963
Сочава В. Б. Россия
Предложил понятие “геосистема”
1968
Дж. Фор­
рестер,
Д. Мидоуз
Италия
Идеи глобальной экологии в ра­
ботах “Римского клуба”
1971
Одум Ю.
США
“Основы экологии“ - один из лучших
современных учебников по экологии.
Русские переводы - 1975 и 1986 гг.
1971
Коммонер Б. США
“Замыкающийся круг”. Сформу­
лировал четыре закона экологии.
Русский перевод - 1974 г.
1994
Реймерс Н.Ф. Россия
“Экология”: теории,
законы,
правила, принципы и гипотезы
современной “большой экологии”
1994
Россия
“Основы геоэкологии” - первый ву­
зовский учебник, написанный кол­
лективом преподавателей факуль­
тета географии и геоэкологии
С.-Петербургского гос. университета
232
Россия
“Несколько слов о ноосфере”
Остановимся на основны х п оняти ях и зак он ах экологии,
которым подчиняю тся все ж ивы е организмы ; с ними д ол ж ен
считаться человек.
Э кологич ески е ф акторы . Д ля ж и зн и и процветания к а ж д о ­
го организм а требуется набор оп р еделенны х факторов - аби оти ­
ч еск и х и би оти ческ и х. А б и о т и ч е с к и м и , т. е. неж и вы м и , к ом ­
понентам и экосистем ы являю тся клим атические (свет, тепло,
влага) и почвенны е (п лодороди е) факторы . О тнош ение разны х
видов к условиям сущ ествования неодинаково: одним требуется
много влаги, другие ж и вут в сухой пусты не, одним н еобходим о
много света, другие его не вы носят, одни лю бят тепло, другие н и зк и е температуры и т. п.
Ход ж изни организмов не наруш ается, если все абио­
тические факторы действуют в привычных для организма пре­
делах. Однако картина резко меняется, если величина одного
из факторов начнет уменьш аться. Ж изненность организма бу­
дет сниж аться пропорционально фактору, величина которого
стремится к минимуму.
Идея о том, что выносливость организма определяется са­
мым слабым звеном в цепи его экологических потребностей,
впервые была вы сказана Либихом и получила название “за к о н
м и н и м у м а ”. Сам Либих формулировал его следующим образом:
"Веществом, находящ имся в минимуме, управляется урожай и
определяется величина и устойчивость последнего во времени” .
Лимитирующ им может оказаться не только недостаток, но
и избыток таких, например, факторов, как тепло, свет и вода.
Следовательно, процветание организма ограничено зонами ми­
нимума и максимума экологических факторов. Между ними
расположена зона экологического оптимума. Представление о
лимитирующем влиянии максимума наравне с минимумом ввел
Ш елфорд, сформулировавший за к о н т олеран т ност и: каж ды й
вид характеризуется своей толерантностью - способностью пе­
реносить неблагоприятные факторы среды.
Модель толерантности, к ак правило, имеет вид купола. Его
центральная часть отвечает оптимальной напряженности эколо­
гического фактора, при которой условия существования орга­
низма наилучш ие, - это зона оптимума. Края купола отвечают
или слиш ком низкой напряженности экологического фактора,
или слиш ком высокой, при которых условия существования
организмов наихудш ие - это зоны пессимума.
Рассмотрим, к а к меняется толерантность некоторых орга­
низмов по отношению к температуре (рис. 14.1). У холодолюбивых организмов зона температурного оптимума смещена в
сторону низких температур. Диапазон температур, в пределах
которого могут существовать некоторые антарктические виды
Рис. 14.1. Купола толерантности организмов, способных переносить раз­
ные отклонения температуры от оптимального для них режима:
I - стенотермные (холодолюбивые), обитающие в узком интервале низких тем­
ператур; II - эвритермные, обитающие в широком интервале температур; I I I -
стенотермные (теплолюбивые), обитающие в узком интервале высоких темпе­
ратур
рыб, составляет всего 4 °С (от - 2 до 2 °С). У теплолюбивых ви­
дов зона оптимума смещена в сторону высоких температур. Ко­
ралловые рифы развиваю тся в морских водах с температурой
выше 20 °С.
Чтобы выразить относительную степень толерантности, в
экологии используют приставку “стено-”, что означает узкий.
В приведенных примерах мы имеем дело со стенотермными ви­
дами. Наряду с этим некоторые организмы имеют очень широ­
кую зону оптимума; например, сосна способна переносить как
холод, так и жару. К экологической характеристике таких ви­
дов прибавляют приставку “эври-” - ш ирокий. Сосна является
эвритермным видом.
Казалось бы, характер воздействия экологических факторов
самый простой у растений. Однако как раз на этом примере
можно показать, насколько тонко и многообразно связаны орга­
низмы с окружающей средой. Оказывается, растения имеют
“слух”, “зрение”, “осязание” и “обоняние” . Экспериментально
доказано, что растения реагируют на изменения магнитного по­
ля, на музыкальные звуки. Растения “любят” классические про­
изведения, тянутся к источнику мелодичных звуков и под их
влиянием быстрее растут и лучше цветут, богаче плодоносят;
ритмы жесткого рока их угнетают. Под влиянием мелодичной
музыки увеличивается поглощение СО2 (повышается интенсив­
ность фотосинтеза), обогащается биохимический состав продуци­
руемой фитомассы. Например, ростки пшеницы, выращенной
под звуки классической музыки, содержали в 20 раз больше ви­
тамина А и в 5 раз - витаминов С и В ^ , чем в обычных условиях.
Б и о т и ч ес к и м и , т. е. ж ивы м и, факторами являю тся отно­
ш ения организмов меж ду собой. Все многообразие их может
234
быть представлено в виде матрицы би оти ческ и х взаим оотн ош е­
ний:
Типы
связи
-
4-
4- +
0
--- 1-
----
0 4
0 -
о
+ 0
- 0
0 0
Обе связи положительные у организмов, взаимно н у ж ­
даю щ и хся в совместном проживании. Например, цветковые
растения и насекомые-опылители. Связь, положительная для
одного организма, отрицательна для другого - это наиболее
распространенный тип связей питания: растительноядные ж и ­
вотные - растения, хищ ник - жертва. Н ейтральная для одного
организма связь может быть положительной для другого. Н а­
пример, стволы и кроны деревьев служат местом обитания для
множества птиц, других растений, которые не наносят дереву
вреда, но сами получают значительное преимущество, находя в
кроне убежище или поднимаясь ближе к свету. Обе связи отри­
цательные у организмов, находящ ихся в состоянии конкурен­
ции; особенно сильны конкурентные отношения у особей, отно­
сящ ихся к одному виду (за исключением некоторых животных,
у которых внутри популяции существуют не только конкурен­
ция, но и отношения взаимозависимости и взаимопомощи).
У дивительная целесообразность в строении каждого ор­
ганизма, их взаимная приспособленность к совместному суще­
ствованию есть результат длительной эволюции и естественного
отбора в процессе борьбы за существование. Биоэволюция всег­
да носит адаптивный (приспособительный) характер. Организ­
мы, приспосабливаясь к абиотической и биотической среде, ме­
няются внешне и внутренне, становятся экологически устойчи­
выми, приобретают четкие экологические границы.
И. Пригожин (1986) приводит следующий поразительный
пример взаимной биологической адаптации (коадаптации).
Трематод (плоский червь), паразитирующ ий в печени овцы,
проходит путь развития, меняя хозяев от муравья до овцы, где,
наконец, приносит потомство. Вероятность того, что овца про­
глотит инфицированного муравья, сама по себе очень мала, но
поведение такого муравья изменяется самым удивительным об­
разом, и вероятность быть проглоченным сильно возрастает.
Дело в том, что трематод проникает в мозг муравья и вы нуж да­
ет свою жертву вести себя самым самоубийственным образом:
порабощенный муравей вместо того, чтобы оставаться на земле,
взбирается по стеблю растения и, замерев на самом кончике
листа, как бы поджидает овцу.
235
Рис. 14.2. Передача энергии в трофической цепочке, по Л. Л. Могап
Пищевые (трофические) связи. Главными биотическими
связями, поддерживающими целостность экосистемы, являются
трофические, т. е. питание одних организмов за счет других.
В процессе питания в экосистеме осуществляется передача вещест­
ва и энергии с одного трофического уровня на другой (рис. 14.2).
Часть вещества и энергии при этом теряются. В среднем каж ­
дое последующее звено в цепи питания содержит вещества и энер­
гии в 10 раз меньше, чем предыдущее звено (правило 10 % Линдемана). Таким образом, трофическую структуру и трофическую
Рис. 14.3. Пирамида энергий, иллюстрирующая снижение количества
энергии по мере перехода от нижних уровней потребления к верхним,
по <Т.<1. Могап
функцию можно изобразить в виде экологической пирамиды,
основанием которой служит первый уровень (уровень проду­
центов), а последующие образуют этажи и вершину пирамиды
(рис. 14.3). У многих животных пищевые связи представляют не
простую цепочку, а разветвленную трофическую сеть (рис. 14.4).
В экосистеме биосферы человечество занимает вершину
экологической пирамиды, поэтому его численность всегда будет
ограничена биологической продуктивностью природных или
сельскохозяйственных экосистем. Уничтожая отдельные звенья
трофической пирамиды, человек может вызывать весьма небла­
гоприятные последствия (рис. 14.5). Например, устойчивость
определенной луговой экосистемы может поддерживаться про­
дуктивностью травостоя; далее по убывающей располагаются
растениеядные кузнечики, насекомоядные лягуш ки, хищные
змеи; вершину пирамиды венчает орел. Если человек убьет ор-
Рис.14.4. Пищевая сеть, образованная в результате пересечения пище­
вых цепочек, по
Могап
237
Р и с . 14.5. У стойч и вая эк о ­
система лугового сообщества
и ее наруш ен ие в результате
антропогенного вм еш ател ь ­
ства, по Р. К. Б а л ан д и н у
ла, это приведет к увели ­
чению численности змей,
змеи уничтожат больш ую
часть лягуш ек, числен­
ность кузнечиков увели­
чится, а биомасса траво­
стоя уменьшится. Потре­
буется немало времени,
чтобы наладились новые
трофические связи и эко­
система приобрела струк­
туру, отвечающую закону
пирамиды.
Популяции. Изучение
отношений отдельных орга<Лу
*ЗуЙ*''
'йх'
низмов с окружающей сред0й отвечает первой сту­
пени экологических иссле­
дований. Вторая ступень изучение популяций.
П опуляция - это группа особей одного вида, занимаю щ ая
определенное пространство. Она обладает многими признаками,
которые характеризую т группу как целое, а не отдельные осо­
би. Основные из них - плотность, воспроизводство, динамика
численности, характер распределения в пределах территории.
Плотность популяции определяется числом особей, при­
ходящихся на единицу площади (обычно так подсчитывается плот­
ность популяций крупных видов) или объема (так подсчитывается
плотность популяций мелких видов в объемах почвы или воды).
Роль любого вида в экосистеме зависит от плотности его популяции.
Воспроизводст во популяции за счет рождаемости новых
особей определяется биологией вида. Н изкая плодовитость ха­
рактерна для видов, которые проявляю т заботу о потомстве.
Рождаемость зависит такж е от числа генераций в году или да­
же за более короткий срок (микроорганизмы делятся примерно
раз в минуту). Большое влияние на плодовитость животных
оказывают погодные условия, обеспеченность кормом и т. п.
Ж изненность популяции зависит от соотношения смерт­
ности и рождаемости. Смертность популяции - это число осо­
238
бей, п о ги б ш и х за определенный период. Она бывает очень в ы ­
сокой и изменяется в зависимости от условий среды, возраста и
состояния популяции. У большинства видов смертность в ран­
нем возрасте всегда бы вает выше, чем у взрослы х особей В стер­
ших возрастных группах смертность резко увеличивается. Однако
встречаются и такие виды, у которых смертность приблизительно
одинакова во всех возрастах (рис. 14.6).
Факторы смертности очень разнообразны. В засушливый
год гибнут не только растения, но и многие организмы, связан­
ные с ними трофическими связями. К мощным биотическим
факторам, вызываю щим повышенную смертность, относятся
разного рода инфекционные заболевания как растений, так и
животных; массовое развитие вредителей, паразитов и т. п. Че­
ловек, прямо или косвенно уничтожая естественные угодья,
загрязняя окружающую среду, способствует гибели многих
растений и животных.
Возрастной состав популяции имеет очень большое значение
для ее существования и процветания. При благоприятных усло­
виях в популяции присутствуют все возрастные группы и под­
держивается более или менее стабильная возрастная структура.
В быстро растущ их популяциях доминируют молодые особи.
Чем дольше продолжительность ж изни организмов, тем слож ­
нее может быть возрастной состав популяций.
Распределение особей, составляющих популяцию в про­
странстве, может быть равномерным, случайным и кучным
(рис. 14.7) Каждому виду присуща определенная оптимальная
плотность популяции, отклонения от которой в обе стороны от­
рицательно сказываю тся на ее жизненности.
“Волны жизни”. Колебания численности во времени часто
носят циклический характер. Быстрый подъем численности начи­
нается обычно под действием
благоприятных климатических
Число
условий, обеспечивающих пыш­
выживающих особей
ное развитие растительности,
хороший урожай плодов и се­
мян. Обилие корма, хорошие
Рис. 14.6. Различные типы кри­
вых выживания:
1 - высокая смертность молоди у
организмов, не проявляющих заботу о
потомстве; 2 - одинаковая смертность
во всех возрастных группах; 3 - кри­
вая выживания, характерная для ор­
ганизмов, проявляющих заботу о по­
томстве; основной причиной смертно­
сти является биологическая старость
Время
239
а
в
б
•
•
»
-
•
Г.'Vм
л
ГЛТ"
*в *
«
■
**
»
1
4 :1
1
4
Рис. 14.7. Типы пространственного размещения особей популяции:
а - равномерное; б - случайное (беспорядочное); в - кучное
погодные условия способствуют быстрому размножению траво­
ядных ж ивотных, например грызунов; грызуны служат пищей
хищ ников - лисиц и волков, число которых тоже увеличивает­
ся, но с некоторым запозданием. В дальнейшем в процесс уве­
личения численности вклю чаю тся регулирующие факторы,
имеющие характер обратной связи. Растительный корм быстро
съедается, и травоядные начинают гибнуть от голода. Тем са­
мым подрывается пищевая база хищников, численность которых
такж е должна естественным образом снизиться (рис. 14.8).
Существует слож ная зависимость биологических циклов от
солнечной активности. Последняя влияет не только на вспыш ­
ки размнож ения, но и на пандемии болезней и эмоциональные
взрывы, влияю щ ие на политическую ж изнь целых народов.
Обоснованию этих связей были посвящены труды выдающегося
русского ученого А. Л. Чижевского (1897-1964). За свои взгля­
ды, противоречащие марксистско-ленинской теории социаль­
ных потрясений, Ч иж евский подвергался жестоким гонениям.
Чиж евский оставил поэтическое наследие, особенно ин­
тересное тем, что оно является продолжением научного поиска.
В нем воплощены научные идеи о мощном влиянии космоса не
только на природные явления на нашей планете, но и на собы­
тия и поступки людей.
ГАЛИЛЕЙ
И вновь и вновь взошли на Солнце пятна
И омрачились трезвые умы,
И пал престол, и были неотвратны
Голодный мор и ужасы чумы.
И вал морской вскипел от колебаний,
И норд сверкал, и двигались смерчи,
И родились на ниве состязаний
Ф анатики,герои, палачи.
240
И ж и з н и л и к подернулся гримасой:
М етался компас - буйствовал народ,
А над землей и над людскою массой
Сверш ало Солнце свой за ко н н ы й ход
О ты, узр евш и й солнечные п ятн а
С великолепной дерзостью своей Не ведал ты, к а к будут мне пон ятн ы
И б л и зк и твои скорби, Галилей!
Биоценоз, экосистема, биогеоценоз. К аж ды й вид, п редстав­
ленны й п оп ул я ц и ей , является членом определенного сообщ ест­
ва организмов - б и о ц е н о з а . Состав биоцен оза зависит от того,
1940
1945
1950
Рис. 14.8. “Волны жизни” в биоценозах, по Р. К. Баландину:
Годовой ход развития фитопланктона (1) и зоопланктона (2); сокращение уро­
жая семян ели (3) и численности белки (4); соотношение числа зайцев (5),
лисиц (6), волков (7); соотношение количества заготовляемых лисьих шкур (Я)
и больных чесоткой лис (9)
241
Рис. 14.9. Структура биогеоценоза и схема взаимодействия между его
компонентами, по В. Н. Сукачеву
какие организмы встречаются в данной местности и каким из
них подходят местные условия существования. Каждый биоце­
ноз занимает определенную территорию, имеет определенный
видовой состав, пространственную структуру. Ему свойственна
определенная организация пищевых связей. Всякий естествен­
ный биоценоз представляет собой исторически сложивш ийся
комплекс организмов и является частью более общего при­
родного комплекса - экосистемы или биогеоценоза.
А мериканский ботаник А. Тенсли впервые предложил по­
нятие экосист ема, которое широко вошло в обиход. С течением
времени было дано множество определений этому термину. Од­
нако все они сходятся в одном: экосистема есть такой ком ­
плекс, в котором меж ду биотическими и абиотическими ком ­
понентами происходит обмен веществом, энергией, информаци­
ей. С антропоцентрических позиций экосистема рассматривает­
ся как среда обитания человека.
В. Н. Сукачев ввел в обиход близкий по смыслу термин биогео­
ценоз - это участок территории, однородный по экологическим
условиям, занятый одним биоценозом. В модели биогеоценоза Сука­
чев выделяет два блока: экотоп и биоценоз (рис. 14.9). Схема вза­
имодействий между организмами и средой в экосистеме или
биогеоценозе показана на рис. 14.10.
242
Несмотря на близость понятий “экосистема” и “биогеоценоз”,
последний отличается тем, что имеет четкие пространственные раз­
меры. Экосистема - понятие безразмерное. В качестве экосистемы
можно рассматривать и грядку в теплице, и луг, и лес, и космиче­
ский корабль, и биосферу в целом. Биогеоценоз ж е всегда приурочен
к определенному небольшому по площади участку земной поверх­
ности, однородному в экологическом отношении.
Ч еты ре закона экологии. Одним и з результатов эк ол оги ­
ческой револю ции стало расш ирение границ экологии. Четы ре
основны х зак он а соврем енной экологи и с присущ ей ам ериканцу
непри н уж ден н остью сф ормулировал известны й эколог Б. Коммонер (1 9 7 4 ).
1. Все связано со всем - вред, наносимый одному компонен­
ту экосистемы, может привести к большим неблагоприятным
последствиям в функционировании всей экосистемы.
2. Все должно куда-т о деват ься. Ландш афты Земли, гео­
графическая оболочка в целом - в известном смысле замкнутые
системы. Бытовые и производственные отходы, попадая в
окружающую среду, не исчезают бесследно. У природных си­
стем остается все меньше сил, чтобы справляться с переработ­
кой веществ, загрязняю щ их среду обитания людей. Вокруг го­
родов растут свалки мусора, загрязняю щ ие вещества разносятся
далеко от мест выброса воздушными и водными потоками.
3. П рирода зн ает лучш е. Человек, самонадеянно ж елая
“улучшить” природу, нарушает ход естественных процессов.
Последствия разного рода мелиораций делают среду обитания
людей еще менее благоприятной.
4. За все надо плат ит ь. Человек не может безвозмездно
расходовать природные ресурсы, загрязнять окружающую сре­
ду, преобразовывать природные ландшафты в культурные и т. п.
Все виды взаимодействия человека с природой должны оцени­
ваться экономически.
Будущее человечества зависит от того, какой станет окру­
ж аю щ ая среда и к а к будут приспосабливаться к ней люди. Ч е­
ловечество как вид может сохраниться в том случае, если оно
сумеет предотвратить отрицательные последствия изменения
окружаю щей среды. Второй путь вы ж ивания - это адаптация,
приспособление к неблагоприятным условиям. Если не про­
изойдет ни первого, ни второго, согласно биологическим зако­
нам человечество обречено на вымирание.
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х з а н я ти й
1. Экология - определение термина. Календарь экологических событий.
2. Экологические факторы.
3. Закон минимума.
244
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Закон толерантности.
Матрица биотических взаимоотношений.
Пищевые (трофические) связи. Закон пирамиды чисел.
Популяции и их свойства. “ Волны жизни".
Сущность понятий: биоценоз, экосистема, биогеоценоз,
Четыре закона экологии Б. Коммонера.
1 4 .3 . ОТ С И Н Э КО Л О ГИ И К ГЕО ЭКОЛО ГИИ
Существенно разделение экологии на аутэкологию и синэкологию. Первая изучает взаимоотношения между отдельными
организмами и средой и является наукой биологической, а вто­
рая - взаимоотношения сообщества со средой. “П роекция на
местообитание есть основная характеристика экологического
изучения” (Каш каров, 1933, с. 7). Такое определение задач
синэкологии сближает ее с географией, а точнее - с ландшафтоведением. Работы синэкологов, главным образом геоботани­
ков, по сути дела явились той основой, из которой выросли и
современное ландшафтоведение, и ландш афтная экология, и
геотопология.
Взаимодействие общества и природы происходит на гло­
бальном, региональном и местном (топологическом) уровнях.
Несмотря на всю значимость крупны х региональных и глобаль­
ных проблем человечества, клю ч к их пониманию леж ит на то­
пологическом уровне. Этому уровню в биогеографии отвечают
биотопы, биоценозы, определяющие характер местного узора
биосферы. В ландшафтоведении это морфологические единицы
ландшафта.
Ж изнь общества всегда протекает в условиях конкретного
места, и это место всегда принадлежит тому или иному ланд­
шафту. Воздействие природной среды на общество трансформи­
руется местными условиями так, что человек взаимодействует
не с природой вообще, а с природными условиями конкретных
ландшафтов. Из этого следует, что правильный учет природных
факторов при социально-производственной организации терри­
тории требует ландшафтно-экологического подхода. Идеи
сближения экологии, а точнее, синэкологии с ландшафтоведением для реш ения проблем взаимодействия общества и приро­
ды характерны для многих научных школ.
Признанным основоположником науки о ландш афтах я в ­
ляется В. В. Докучаев, первым на рубеже Х1Х-ХХ вв. обосно­
вавший необходимость изучения взаимосвязей между разными
природными факторами, особенно меж ду неорганической и ж и ­
вой природой. Б лиж айш ий ученик В. В. Докучаева Г. Н. Вы­
соцкий вы сказал мысль о зависимости растений и почв от од­
245
них и тех ж е факторов среды - теплоты , влаги и соотнош ений
м еж д у ним и, расп ределени я и х во врем ени, а так ж е от типов
грунта и рельефа. Он назы вал эти факторы “элем ентам и м ест­
н ости ” (В ы соцкий, 1 9 0 4 ). П одчеркивая тесную связь раститель­
ности с почвами и други м и ф акторами среды , Г. Н. Вы соцкий
указы вал на возм ож ность использовать растения в качестве и н ­
дикаторов эк ол оги ческ и х условий: “Н аходясь в зависим ости от
тех ж е естественны х элементов м естности, первобы тная дикая
растительность является, так сказать, н аруж ны м вы раж ением
той или иной к ом би н аци и и х ”(с. 8).
Г. Н. Высоцкий (1909) первый вы сказал идею о целесооб­
разности составления карт типов местопроизрастаний - участ­
ков с однородными почвами и растительностью, грунтами, ре­
льефом и климатом, для которых должны разрабатываться со­
ответствующие системы ведения сельского хозяйства. Все это
дает основание считать идеи Г. Н. Высоцкого основопола­
гающими в создании ландшафтного метода изучения природы,
экологической оценки земель.
Один из основоположников отечественной синэкологии
Д. Н. Каш каров (1933) предложил экологические принципы
дробного разделения арены ж изни. При этом он подчеркнул,
что “подразделение арены ж изни на дробные единицы ... имеет
практическое значение... И чем более дробное сумеем мы про­
вести деление, тем ближе подойдем к установлению факторов,
определяющих состав и жизненную форму сообщ еств...” (с. 79).
Основной единицей арены ж изни Д. Н. Каш каров предлагал
считать биотоп, заимствуя этот термин у Р. Хессе (Неззе, 1924).
Так называю тся участки арены ж изни, сходные по основному
характеру ж изненны х условий. Д. Н. Каш каров раскрывает
такж е понятие синонимичное биотопу — местообитание. Это
комплекс эдафических (экотопических) факторов и м икрокли­
матических .
Фундаментальное значение для разработки ботанико­
географического подхода к решению геоэкологических задач
имеют труды известного русского геоботаника Л. Г. Раменского
(1938). Им заложены основы экотопологии - учения о внешней
обусловленности различны х местообитаний и жизненны х сред.
“Долгий исторический путь развития м естности..., - пишет
Л. Г. Раменский (1971, с. 308), - привел к расчленению ее на
мозаику энтопиев, или местоположений, приуроченных к опре­
деленным элементам рельефа и горным породам, общим гидро­
логическим условиям, окруж енны х другими энтопиями. Энтопий в условиях данного клим ата рассматривается к ак экотоп,
характеризуемый определенным укладом экологических реж и­
мов” . Из трактовки терминов “тип местопроизрастания” (Вы­
246
соц к и й , 19 0 4 ), "биотоп” (К аш каров, 1933) и “экотоп" ( Р а м е н ­
ский, 1938) видно, что это синонимы .
В начале 1 9 7 0 -х гг. В. В. Сочава создал ш колу си бирск и х
географов, развиваю щ их научное направление, не-званное им
топологией геосистем или геотопологией. А . Г, И саченко (1972;
убедительно п оказал связь этого направления с классическим и
работами геоботаников - Г, Н. В ы соцкого, Л. Г. Р ам енского.
В. Н. Сукачева, с одной стороны , и с работами ландш афтоведов - с другой. А . А . К рауклис и В. С. М ихеев (1 9 7 1 ) ук азы ­
вают, что геотопология оперирует наиболее дробны м и града­
ц иям и , соответствую щ им и ландш афтны м ф ациям , урочищ ам ,
м естностям и другим п одр аздел ен иям .
В современных условиях, когда географическая оболочка и
биосфера сильно трансформированы, в объекте исследования
геоэколога неизбежно сливаются воедино природная и техно­
генная среда. Идея единства экологических и географических
исследований занимает важное место в геоэкологии. Она опи­
рается на многочисленные труды зарубежных и отечественных
географов.
К. Тролль (Тго11, 1939) обозначил науку, лежащ ую на рубе­
же географии (ландшафтоведения) и биологии (экологии),
“ландшафтной экологией” . По определению А. Винка (У т к ,
1983), ее главная задача сводится к описанию и характеристике
ландш афта в соответствии с его связями с биосферой и антро­
посферой. Термин “тотальный район” П. Х аггета (1979) или
“ком паж ” , по Д. Уиттсли (1957), включает все элементы ф изи­
ческой, биологической и социальной среды, функционально
связанные с деятельностью человека.
Методология изучения сложных объектов должна опираться
на системный анализ. Д ля обозначения множества ж ивы х су­
ществ, связанных с факторами окружаю щ ей среды, предложено
понятие “экосистема”. Д ля обозначения множества взаимосвя­
занных элементов ж ивой и неживой природы используется по­
нятие “геосистема” . Взаимоотношения между множеством эле­
ментов природы, населения и производства образуют социаль­
но-производственные, или “социосистемы” .
В современной науке обозначилась область исследований,
где пересекается множество элементов гео-, эко- и социоси­
стем. Пространство, в котором находятся во взаимодействии
гео-, эко- и социосистемы, составляет объект геоэкологиче­
ских исследований. И ны ми словами, геоэкология - это наука
о взаимодействии географ ических, биологических (эколо­
гических) и социально-производственных систем (рис. 14.11).
Особое внимание обращ ается на антропогенные процессы эко­
логической дестабилизации и опустош ения земель, разработку
247
Объект геоэкологических
исследований
V
/ Социально- у
/Геоф аф ически» А ^Экологические^П производств,
{
у:
, П рир о д н о-хо зяйстве нн ы е систем ы объект ге оэкол огических иссл едований
Рис. 14.11. Объект геоэкологических исследований. Объяснения см. в тексте
рекомендаций по рациональному природопользованию и охра­
не природы.
Ф. Н. М ильков (Эколого-географические..., 1996) подчерки­
вает, что важны м аспектом геоэкологических исследований яв­
ляется оценка комфортности географической среды - насколько
благоприятны, комфортны, а если нет, то почему, условия оби­
тания и производственной деятельности человека на данной
территории.
Место геоэкологии в системе географических наук можно
изобразить в виде стопки блинов, где каж ды й блин - частная
географическая дисциплина. Осью, связующей всю стопку, яв­
ляются идеи докучаевской географии, а в современных услови­
ях - экологическая парадигма. Кусок, вырезанный из стопки, это региональный объект геоэкологических исследований. Он
включает природно-территориальный комплекс с присущими
ему биоценозами и территориально-производственный комплекс
с его социально-экологическими проблемами.
Комфортность географической среды зависит от многих
природно-социальных факторов, но в конечном счете она опре­
деляется уровнем оптимизации ландш афта. Под оптимизацией
ландш афта М ильков подразумевает предельно возможную реа­
лизацию его экологического и социально-экономического по­
тенциала путем применения природоохранных мер, мелиора­
ции, рекультивации и совершенной технологии.
248
О птимизированны й ландш афт отличают четыре сп ец и ф и ч е­
ских признака: экологическая чистота; вы сокая ф унк ц ион аль­
ная эффективность; эстетичность; сохранность остатков есте­
ственны х ландш афтов на фоне преобразованны х. Два первых
признака взаим освязаны . Б ез экологи ческ ой чистоты , как бы
ни была высока его ф ункциональная эфф ективность, нет оп ти ­
м изированного ландш аф та. Н а эстетичность как важ ней ш и й
признак истинно культурного ландш аф та обращ ается особое
внимание: “Р азум н ое обы чно красиво” (Эколого-географич еск и е..., 1996).
Требует уточнения вопрос о соотношении таких направле­
ний общей геоэкологии, как ландш афтная экология и социо­
экология. Подобно тому как, ратуя за единство географий, мы
все же признаем самостоятельность объектов и методов физикогеографических и экономико-географических исследований, в
общей геоэкологии такж е выделяются два направления: гео­
экология в узком смысле, или ландш афтная экология, и социо­
экология, ищ ущ ая пути гармонизации человеческой деятель­
ности в конкретных географических условиях.
И так, объектом геоэкологии на региональном и топологи­
ческом уровнях являю тся находящ иеся во взаимодействии гео­
графические, экологические (биологические) и социосистемы
(природно-хозяйственные). В глобальном масштабе - это три­
единство географической оболочки, биосферы и техносферы.
Данному определению геоэкологии соответствует методоло­
гический принцип равнозначности системообразующей роли
элементов каж дой группы множеств: гео-, эко- и социосистемы
взаимосвязаны и взаимно определяют друг друга. Из этого сле­
дует вывод о географическом детерминизме: социосистемы за­
висят от природных условий, в которых они формируются.
Точно так же существует социальный детерминизм: природные
системы меняются под воздействием человеческой деятель­
ности.
На рис. 14.12 наглядно показаны пять основных этапов
формирования современной концепции экологии. Сначала под
экологией понимались чисто биологические исследования свя­
зей каких-либо организмов между собой и с окружающей средой
(1 ). К середине 1920-х гг. этот термин уже начал применяться к
исследованию сообществ организмов и включал такие понятия,
как “трофическая связь” и “пирамида чисел” (2). К 50-м гг. были
разработаны понятия “биогеоценоз” и “экосистема” , которые
стали рассматриваться к а к основные единицы научных иссле­
дований, включающие все взаимодействия между окружающей
средой и обитающими в ней организмами (3). Следующим ш а­
гом было признание в 70-х гг. того ф акта, что критической об249
Рис. 14.12. Пять основных этапов формирования современной концеп­
ции экологии, по “Курьер ЮНЕСКО” (1981). Объяснения см. в тексте
ластью исследований являю тся зоны, находящ иеся на стыке
различных экосистем, и что совокупность экосистем составляет
то, что мы называем биосферой (4). И наконец, последним со­
бытием явилось признание главенствующей роли человека в
биосфере (5), его ответственности за ее судьбу.
1 4 .4 . А К С И О М А ТИ Ч Е С К И Е О С Н О ВЫ ГЕО ЭКО ЛО ГИИ
П редставление о биосфере к а к о слож ной м атериальной
системе явл яется необходимой предпосы лкой д ля разработки
геоэкологических моделей, на основе которы х могут реш ать­
ся теоретические и практи ч ески е задачи пространственной
организации окруж аю щ ей среды для целей обеспечения эк о ­
логической безопасности человечества. Современный уровень
географ ических и экологических знаний позволяет принять
ряд аксиом и полож ений в качестве базиса, на котором м ож ­
но продолж ить разработку теории геоэкологии. А ксиом ы
геоэкологии вы текаю т из общ егеограф ических (Петров,
1984, 1993; П реображ енский, 1987) и обладают достаточно
вы сокой достоверностью и значительностью , чтобы лечь в
основу теории геоэкологии.
250
П орядок рассм отрения теоретических основ геоэкологии
устанавли вается исходя из требований системного анализа:
сн ачала ф орм улируется акси ом а о целостной системе, затем д а ­
ю тся п олож ен ия об ее элем ентах, о системообразую щ их отн о­
ш ениях, о структуре и и ерархи и систем и, наконец, об их гр а ­
н ицах.
Аксиома В. И. Вернадского о биосфере. Теория геоэколо­
гии опирается на реальные свойства предметов и явлений, ге­
неральная совокупность которых принадлежит биосфере. Сущ­
ность ее постулируется аксиомой В. И. Вернадского: биосфера
предст авляет собой целост ную экологическую систему, в ко­
торой живое вещ ест во взаим одейст вует с элемент ами лит о­
сферы, гидросферы, атмосферы и техносферы. Руководствуясь
этой аксиомой, биосферу определяют как экосистему высшего
ранга.
Аксиома В. И. Вернадского имеет фундаментальное значе­
ние для развития теории геоэкологии. Из нее вытекают важные
положения об элементах, системообразующих отношениях и
структуре биосферы, которые составляют основу познания эко­
логических факторов окружаю щ ей среды.
Положение о составе элементов. Природа элементов био­
сферы двойственна. С одной стороны - это объединение мно­
жеств элементов биосферы, литосферы, гидросферы, атмосферы
и техносферы; с другой - это хорологические (пространствен­
ные) единицы, биогеоценозы (экосистемы) и образуемые ими
биохоры более высокого таксономического ранга.
А налитический состав элементов биосферы формально
определяется следующим образом:
био
^тео
>
-Хрео
,
I
1»2,3,4,
где Х6ио, Хгео, Хг1, Х г2, Х г3 и Х г4 - соответственно, множества элемен­
тов биосферы, географической оболочки, литосферы, гидросферы, ат­
мосферы и техносферы.
Действительно, в любой экосистеме - на суше или в океане присутствуют хотя бы в незначительных количествах и в свое­
образной форме элементы любой геосферы. Например, в аквальных ландш афтах вещество литосферы представлено раство­
рами и взвесями минеральных веществ; в субаквальных ланд­
шафтах вещество атмосферы присутствует в виде растворенных
в воде газов. Внешне безжизненные пустыни тропиков или по­
лярны х стран, высокогорий несут в себе множество диаспор
живого вещества, подтверждая мысль В. И. Вернадского
о “всюдности ж и зн и ” . Все шире в биосфере распространяются
251
Р и с . 1 4 .1 3 . Т р и н а ч а л а г е о с и с т е ­
м ы , по А . А . К р а у к л и с у (1 9 7 9 ).
С т р е л к а м и о б о зн а ч е н о в з а и м о ­
д е й с т в и е ч а с т е й гео с и с т е м ы
элементы техногенеза, оказы­
вающие прямое или косвенное
воздействие на естественные
экосистемы, возникают но­
вые природно-хозяйственные
системы.
Х арактеризуя системооб­
разующую роль элементов
различных геосфер, А. А.
Крауклис (1979) раскрывает
содержание трех начал геосистем, которое с равным основанием
можно отнести к трем началам экосистем (рис. 14.13).
Инертное начало, к которому относятся главным образом
минеральный субстрат и рельеф, выступает как “скелет” экоси­
стемы. Оно придает ей фиксированное местоположение на зем­
ной поверхности и известную пространственную обособлен­
ность, связы вая с геологическим прошлым данного участка.
Мобильность в экосистему вносят, с одной стороны, энергия
Солнца и процессы, возбуждаемые силовыми полями Земли и
космического пространства, а такж е скрытые в самой экосисте­
ме источники разных видов энергии; с другой - источником
мобильности является вещество, у которого силы молекулярно­
го сцепления относительно слабы и которое пребывает в экоси­
стеме в основном в виде потоков. Это, главным образом, воз­
душные и водные массы. К мобильной части принадлежат так ­
же атомы, молекулы и другие микротела остальных компонен­
тов, мигрирующих между разными частями экосистемы.
Мобильная составляющ ая, таким образом, выполняет об­
менные и транзитные ф ункции, связывает внутренние части
экосистемы и объединяет последнюю с ее внешним окруж ени­
ем. Она ослабляет зависимость экосистемы от унаследованных
факторов данного местоположения, постоянно размывает и пе­
редвигает пространственные границы. Сочетание инертности и
мобильности придает экосистеме одновременно свойства дис­
кретного и континуального образования - системы с "пульси­
рующими” во времени контурами внешних и внутренних связей.
Биота частично принадлеж ит обеим рассмотренным выше
составляющим, но, кроме того, еще выполняет и самостоятель­
ные функции. В деятельности биоты особое значение имеют
чисто биологические качества этой формы проявления мате­
252
рии - п реж де всего вы сокая избирательность по отнош ению к
внеш ним условиям , способность к сам овоспроизведению , р а з­
м н ож ен и ю , росту.
И менно в активности и пластичности основная сила биоты
как сам остоятельной части геосистем ы . В заим одействуя с
остальны ми ком п он ентам и , биота вы ступает как важ ней ш и й
внутренний фактор сам орегуляци и , восстановления, стаби ли за­
ц ии. О птимальное насы щ ение геосистем ы биотой, как сви де­
тельствует практика, - первостепенное условие и способ усп еш ­
ного управления экосистем ам и и рационального использования
их природного потенциала.
Системообразующая роль элементов неравнозначна. В. И. Вер­
надский ведущую роль отводил живому веществу: “На земной
поверхности нет химической силы, более постоянно действую­
щей, а потому и более могущественной по своим конечным по­
следствиям, чем ж ивые организмы, взятые в целом” (Вер­
надский, 1960, с. 21).
Оценивая роль элементов в формировании геосистем,
Н. А. Солнцев (1949) ранжирует их в определенный ряд. На
первом месте стоит земная кора с ее структурными формами,
омоложенными новейшими тектоническими движ ениями, за­
тем следуют поверхностные воды, метеорологические условия,
и, наконец, заверш ающ им звеном этого ряда являю тся почвен­
но-растительные комплексы и животный мир.
Рассматривая роль элементов окружающей среды как экологи­
ческих факторов, В. В. Мазинг (1969) предлагает следующий
иерархический ряд. На первое место в ряду факторов, влияющих
на главное звено экосистем - растительный покров, он ставит ко­
личество теплоты (сумму солнечной радиации) как фактор, опре­
деляющий широтную зональность. На второе место - количество
осадков и их сезонное распределение. Аналогичное значение имеет
деление зон по степени гумидности (океаничности) и аридности
(континентальности). Третье место в ряду факторов занимает вод­
ный режим, зависящий, кроме вышеназванных факторов, от стока
и свойств почв. Наряду с водным режимом почв отмечается их
богатство и характер минерализации (засоления).
Подчеркивая значение сильных элементов, мы вместе с тем
должны отдавать должное роли слабых взаимодействий, без
которых целостность и устойчивость системы невозможна.
Сильные воздействия не всегда играют решающую роль в
управлении системой. Одно из правил кибернетики гласит, что
вовремя и к месту приложенное слабое воздействие может ока­
заться решающим в управлении системой.
Познание элементного состава экосистем отвечает аналити­
ческому пути их моделирования. В ходе исследования из гене­
253
рального м нож ества элем ентов, отображ аю щ его реальное п ро­
странство биосф еры , руководствуясь эвристическим и р еш ен и я­
ми или м нениям и экспертов, формирую т операционное п ри зн а­
ковое пространство, которое представляет собой перечень н аи ­
более сущ ественны х элементов и их свойств, п ри сущ и х к он ­
кретным би огеоц ен озам . Зам ети м , что для разработки м оделей
экосистем главным является исследование изм енчивости п р и з­
наков, хар ак тер и зую щ и х объекты . В этом смы сле справедливо
утверж ден и е Д . Х арвея (1 9 7 4 ), что элементы системы суть со ­
стояние вещ ей, а не сам и вещ и.
Сравнив элементный состав биогеоценозов, можно говорить
об их различии или сходстве в экологическом отношении. Н е­
смотря на сложность и уникальность экосистем, реальны си­
стемы, пересечение свойств которых дает возможность вы яв­
лять область общих элементов. Наличие общих свойств позво­
ляет находить классы изоморфных экосистем, в пределах кото­
рых имеют место единые методы описания их структуры, со­
стояния и поведения. Инвариантные структуры, присущие изо­
морфным системам, представляют собой наиболее ценный фонд
для разработки геоэкологических моделей. Понятие об инвари­
анте рассматривается как ключевое в познании всех экологиче­
ских закономерностей.
Исследование экосистем допускает прием сознательного от­
брасывания отдельных элементов, экологическая роль которых
с точки зрения конкретной задачи геоэкологии несущественна.
Этот принцип отвечает принципу ограничения разнообразия
информации У. Эшби. Его еще называют принципом “бритвы
Оккама”, который гласит: не следует делать посредством боль­
шего то, чего можно достичь посредством меньшего. Руковод­
ствуясь этими принципами, процедуру вы явления инварианта
экосистемы можно существенно упростить.
Положение о системообразующих отношениях. Обязатель­
ным атрибутом биосферы, к ак следует из аксиомы Вернадского,
являю тся связи или отношения, заданные на множестве ее эле­
ментов X , т. е.
Я - {Ду},
где Кц - отношение между любыми элементами х, и Ху
Связи между элементами составляют характерную черту
экосистемы, любого ранга (рис. 14.14). Простейшей формой от­
ношений являю тся отнош ения ряда, связывающ ие элементы
необратимой связью. Это типичный пример жестко детермини­
рованных причинно-следственных отношений. Например, антициклональны й реж им атмосферной циркуляции обусловли254
Н XI
Хк
ха
Хг
(х? и
►хь
\
Хь
и
х 5 )—
►X.
/
хт и Х р ^ -----►Х { -----►Хп
14.14. Формы отношений и причинно-следственных связей между
элементами геосистем, по Д. Харвею:
а - параллельные отношения; б - отношения обратной связи; в - комбиниро­
вание различных форм связей; г - причинно-следственные связи типа множе­
ственности причин; д - причинно-следственные связи типа множественности
следствий
Р
ис
.
вает сухость клим ата, что в свою очередь ведет к снижению
биологической продуктивности.
П араллельны е отношения отражают воздействие элементов
х 1 и Ху на некоторый другой элемент Хц (рис. 14.14, а). Например,
богатство почв (л^) и благоприятный режим увлажнения ( х р по­
вышают урожайность сельскохозяйственных культур (х к).
От нош ения обрат ной связи составляют характерную черту
саморегулируемых систем. Они отражают ситуацию, при кото­
рой один элемент, вл и яя на другие, одновременно опосредован­
но воздействует сам на себя (рис. 14.14, б). Обратная связь мо­
жет быть положительной или отрицательной. Например, высо­
кая биопродуктивность степных экосистем способствует на­
коплению гумуса в почве, что повышает ее плодородие и ведет
к дальнейшему увеличению продукции растительной массы.
В основе саморегуляции экосистем леж ат отрицательные
обратные связи. П оложительные обратные связи, подобные рас­
смотренным, вызывают гипертрофированное развитие опреде­
ленных процессов. Так, интенсивное нарастание фитомассы в
степи ведет к уплотнению дернины и, в конечном счете, к
обеднению видового состава и снижению продуктивности сооб­
щества. Высокая продуктивность степных экосистем в есте­
ственных условиях поддерживается благодаря воздействию на
255
растительны й покров копы тны х ж ивотн ы х. Стада травоядны х
постоянно обкусы ваю т и разбиваю т дер н ин у копы там и. Вместе
с тем, если поголовье станет слиш ком больш им, наступит п ас­
торальная дигрессия пастбищ а, продуктивность растительности
снизится, часть ж ивотн ы х погибнет от голода. Таким образом ,
продуктивность растительности и поголовье копы тны х п оддер­
ж ивается в естественны х усл ови ях на оптимальном уровне.
Комбинирование различн ы х форм связей п ри ближ ает нас к
отображ ению структуры реальной гео- или экосистем ы во всей
ее слож н ости (рис. 1 4 .1 4 , в).
Характерная черта структурообразующих связей - их кау ­
зальность: всякий природный процесс, хозяйственная деятель­
ность человека являю тся причиной, вызывающей изменение
связанных с ними элементов. Поэтому важ ны м дополнением к
рассмотренным выше формам отношений служит анализ основ­
ных типов причинно-следственных связей.
К аузальны е (причинно-следст венны е) цепи А —» В —> С —> ...
задаются последовательностью отношений ряда. Д ля анализа
каузальных цепей большое значение имеет принцип транзитив­
ности, заклю чаю щ ийся в том, что если первый член отношения
сравним со вторым, а второй с третьим, то первый сравним с
третьим. Принцип транзитивности позволяет выводить свойства
конечного члена каузальной цепи из свойств ее начального
члена. На этом строится практика фитоиндикации различных
компонентов окружаю щ ей среды. Например, карбонатная гор­
ная порода определяет карбонатность элювия, на котором раз­
виваются почвы с высокими показателями рН, что обусловли­
вает появление во флоре специфичных кальцефильны х расте­
ний. Пользуясь принципом транзитивности, мы можем рас­
сматривать кальцефильные виды в качестве индикатора карбо­
натных горных пород.
М нож ест венност ь причин. Этот тип отношений является
композицией параллельных отношений и отношений ряда
(рис. 14.14, г). Например, гидрогеологические условия (ха) ока­
зывают влияние на минерализацию вод в реке ( х ь); сток про­
мышленных отходов (х г) такж е оказывает свое влияние на ми­
нерализацию вод (я:8). Объединение химических особенностей
вод, формирующихся под воздействием различны х причин
(л:ь^ л:8), определяет общую минерализацию водоема (х 2).
М нож ест венност ь следст вий. Это отношение представляет
композицию ряда и параллельных отношений (рис. 14.14, д).
Например, промышленное предприятие (ха) осуществляет вы ­
брос отходов в окружающую среду (х ь); в результате происхо­
дит загрязнение почвы (х /), вод (х т) и воздушного бассейна
(хр)> суммарное воздействие полютантов вызывает накопление
256
опасных для здоровья веществ в растениях (х (); употребление
человеком (х п) в пищу продуктов растениеводства и ж ивотно­
водства, содержащих вредные вещества, грозит его здоровью.
Положение о каузальном (причинно-следственном) хар ак те­
ре отношений является фундаментальным для теории геоэколо­
гии. Связи типа ряда или каузальны х цепей, к анализу кото­
рых легко применим принцип транзитивности, позволяют по­
строить наиболее простые и ясные геоэкологические модели.
Однако ввиду сложности структуры реальных геосистем отно­
шения между ее элементами наиболее полно раскрываю тся с
помощью моделей множественных причин и множественных
следствий. При моделировании подобных структур невозможно
проследить и учесть абсолютно все связи, в результате характер
экологического воздействия отдельных факторов носит не
жестко детерминированный, а вероятностный характер.
Важные аспекты взаимодействия природных систем с окру­
жающей средой раскрывает принцип симметрии П. Кюри. Его
главные положения заключаются в следующем. Симметрия рас­
сматривается как состояние пространства, характерное для среды,
где происходит данное явление (Кюри, 1959, с.2). По сути дела,
все сводится к положению, согласно которому углубленное изуче­
ние реальных систем требует хорошего знакомства с той средой, в
которой они образовались. На вопрос, как отражается влияние
среды на формирующемся в ней объекте, П. Кюри отвечает сле­
дующим образом: симметрия порождающей среды как бы накла­
дывается на симметрию тела, образующегося в этой среде. Полу­
чившаяся в результате форма тела сохраняет только те элементы
своей собственной симметрии, которые совпадают с наложенными
на него элементами симметрии среды (Шафрановский, 1985, с.5).
Применительно к объектам геоэкологических исследований прин­
цип симметрии П. Кюри проявляется, например, в узоре расти­
тельного покрова, характер которого контролируется факторами
внешней среды, и прежде всего рельефом.
При системном анализе принцип симметрии П. Кюри может
быть использован для объяснения формирования структуры
природной системы под воздействием факторов окружаю щей
среды. В этом случае результатом налож ения факторов окру­
жающей среды на структуру системы будет сохранение таких
системообразующих элементов и связей между ними, которые
совпадают с определенными элементами среды. Например, со­
став и структура растительного сообщества, к а к правило, адек­
ватны экологическим условиям. Другими словами, раститель­
ное сообщество и среда симметричны.
Н аряду с симметрией П. Кюри придавал особое значение
явлениям дисимметрии - исчезнувш им элементам собственной
сим м етрии дан ного объ ек та. П о его у б еж д ен и ю , для п р ед ск а ­
зан и я новы х яв л ен и й д и си м м етр и я более сущ ествен н а, чем
сам а си м м етри я.
Положение о структуре экосистем. Структура биосферы п о ­
р ож дается ее элем ентам и и отнош ениям и м еж д у ним и. Д ля
геоэкологии важ ное зн ач ен и е имеет исследование ф ун к ­
циональны х и хорол оги ч еск и х структур биосферы .
Основное назначение функциональных моделей - охаракте­
ризовать структуру потоков вещества, энергии и информации в
конкретных системах. Ш ирокие возможности для генетиче­
ских, функциональных и экологических интерпретаций откры ­
вают математические модели, раскрывающие корреляционные
связи между элементами. Можно с уверенностью утверждать,
что структура корреляционных связей в системе тесно связана с
особенностями ее функционирования. Высокие коэффициенты
корреляции между элементами системы являю тся, как прави­
ло, следствием четко вы раж енных генетических, ф ункциональ­
ных и экологических связей.
Аксиома В. Б. Сочавы об иерархической структуре био­
сферы: биосфера представляет собой систему, организован­
ную в виде множества подсистем различной размерности.
Д ля реализации хорологического подхода в геоэкологи­
ческих исследованиях весьма существенным является исследо­
вание пространственных структур - биохор, порождаемых ком ­
позициями биогеоценозов. Применительно к решению задач
геоэкологических исследований, следуя рекомендации Б. В. Ви­
ноградова (1977), условимся различать пять иерархических
уровней биохор и отвечающих им подразделений географи­
ческой оболочки - геохор:
- микрохоры и мезохоры - биогеоценозы, входящие в состав
морфологических единиц ландшафта, размером Ю- 1-1 0 -2 км 2;
- макрохоры - биогеографические (геоботанические) райо­
ны, охватывающие территорию конкретных ландшафтов, раз­
мером 10- 102 км 2;
- мегахоры единицы биогеографического (фитогео­
графического) и природно-хозяйственного районирования раз­
мером 103- 105 км 2;
- гигахоры - главнейш ие элементы биосферы и географи­
ческой оболочки: океаны и материки, биоклиматические пояса
размером более 106 км 2.
П ринциц иерархической определенности - один из глав­
нейш их в теории геоэкологии. Следуя ему, необходимо четко
задавать иерархический уровень, на котором долж ны вестись
исследования экосистем и разрабаты ваться модели экологиче­
ских связей.
258
П ер еход от одн ого стр ук тур н ого уровня к другом у соп р о­
вож дается качественн ы м и зм ен ен и ем свойств систем ы . П р ак ­
ти ч еск ое зн а ч ен и е этой зак он ом ер н ости зак лю чается в том ,
-но и спол ьзован ие м одел и ограничивается тем рангом с и ­
стемы , дл я которого она разработан а.
Аксиома В. С. Преображенского о границах экосистем.
Биосфера как планетарная систем а обладает свойствами к он ти ­
нуальности и дискретности. К аж дая экосистема занимает опре­
деленную площадь и объем и отделена от соседних систем есте­
ственными или антропогенными границами. В каждом кон­
кретном случае границы между системами могут быть линейны­
ми или расплывчатыми, четко выраженными или затушеванны­
ми, стабильными или подвижными, однако они объективно су­
ществуют независимо то того, обнаружены они или нет.
Л. С. Берг писал, что охарактеризовать и выделить какойлибо географический ландшафт можно лиш ь тогда, когда мы
установим границы, отделяющие один ландшафт от другого.
Проведение естественных границ есть начало и конец каж дой
географической работы (Берг, 1958). В равной мере это вы ска­
зывание можно отнести к геоэкологическим исследованиям.
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х за н я ти й
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Системообразующая и экологическая роль элементов геосфер.
Принципы ограничения разнообразия при выделении инварианта экосистемы.
Три начала геосистемы.
Формы отношений и причинно-следственных связей между элементами
экосистем.
Действие принципа симметрии П. Кюри в экологии.
Иерархические уровни экосистем и принцип иерархической определен­
ности в геоэкологических исследованиях.
Границы гео- и экосистем.
Свойства континуальности и дискретности географической оболочки и
биосферы.
Глава 15
Л АНДШ АФ ТНАЯ ЭКОЛОГИЯ
бъекты синэкологических и ландш афтных исследований биогеоценозы, экосистемы, морфологические единицы ланд­
ш афта - тесно взаим освязаны . В наиболее заверш енном виде
эти идеи заклю чены в учении В. Б. Сочавы о топологии геоси­
стем, или геотопологии. В. Б. Сочава (1970) сформулировал
положение, которое следует принять в качестве основного
синэкологического закона: пространственная неоднородность
О
259
географической оболочки отображается в пространственной
неоднородности биосферы. Системе геохор (природно-территориальных комплексов - ПТК) соответствует адекватная ей си­
стема биохор.
Наряду с системой естественных первобытных ландшафтов
с ненарушенным растительным покровом в результате антропо­
генного воздействия возникают различные категории естественно-антропогенных ландшафтов (вторичные леса, луга, бо­
лота и т. п.) и, наконец, в зависимости от вида хозяйственной
деятельности и интенсивности антропогенного воздействия
формируются вторичные по отношению к исходным ландш аф­
там природно-хозяйственные системы с трансформированным
растительным покровом. Крайний случай представляют урба­
нистические ландш афты, в которых почвенно-растительный
покров заменен техногенным. Однако даже у техногенного по­
крова (ж илых и промышленных зданий, дорог и т. п.) су­
ществует своего рода экологическая связь с условиями среды литогенной основой ландш афта, крутизной и экспозицией
склонов, условиями увлаж нения и т. п.
В силу разных причин полное соответствие между ланд­
шафтными и природно-хозяйственными контурами может не
наблюдаться, однако в общих чертах эта закономерность все же
прослеживается довольно часто. Использование геотопологического подхода весьма эффективно, поскольку дает четкие кри ­
терии при оценке земель под разные виды землепользования
(особенно при сельскохозяйственном освоении земель) и позво­
ляет судить об экологическом состоянии ландш афта, разраба­
тывать рекомендации по его охране и рациональному использо­
ванию природных ресурсов.
Топологический уровень геоэкологических исследований
ориентирован на изучение внутриландш афтных морфологиче­
ских структур. У читывая неоднозначность толкования термина
ландшафт, отметим, что при экологической оценке земель
предпочтительнее региональная трактовка ландш афта как объ­
ективно существующей части земной поверхности, представ­
ляющей собой самостоятельный ПТК, который качественно от­
личается от других. Каж ды й ландшафт к ак региональное при­
родное образование имеет индивидуальный внеш ний облик и
внутреннюю структуру. Он имеет конкретное положение на
земной поверхности и границы. Д инамика и эволюция ланд­
шафта определяются его энергетической базой, спецификой
массообмена, ф ункций живого вещества. С антропоцентриче­
ских позиций ландш афт рассматривается как ресурсосодержа­
щ ая и ресурсовоспроизводящая система, к а к ереда ж изни и
деятельности человека, к а к система, хранящ ая генофонд, как
260
природная лаборатория научных исследований, как место от­
дыха и эстетического вдохновения (Чупахин, 1990).
15.1. М О РФ О Л О ГИ Ч ЕС КА Я СТРУКТУРА П РИ РО Д Н Ы Х Л А Н Д Ш А Ф Т О В
Основы теории морфологии ландш афта разработаны рус­
скими географами Г. Н. Высоцким (1904, 1909), Л. Г. Рам ен­
ским (1938, 1971), Н. А. Солнцевым (1948, 1949), К. И. Геренчуком (1956), Г. Н. Анненской и др. (1963), А. Г. Исаченко
(1965), Ф. Н. М ильковым (1981), А. А. Видиной (1962) и дру­
гими. Остановимся на двух главных морфологических едини­
цах ландш афта - фации и урочище - как объектах исследова­
ния геоэколога на топологическом уровне.
Морфологические части природного ландшафта, вовлекаемые в
хозяйственное использование, должны рассматриваться как раз­
личные земельные угодья, которые обладают разными по­
тенциальными возможностями. Они нуждаются в наиболее подхо­
дящих видах инженерно-геологической деятельности и мелиора­
ции. Градостроительные, лесохозяйственные, сельскохозяйствен­
ные, мелиоративные и другие мероприятия по территориальной
организации общества должны проводиться с учетом особенностей
морфологической структуры ландшафта, его фаций и урочищ.
Ф ац и я является наименьш им элементарным природно­
территориальным комплексом. Она занимает одно местополо­
жение - форму микрорельефа или одну элементарную поверх­
ность мезорельефа; сложена одной литологической разностью
покровных отношений или приурочена к однородным по петро­
графическому составу выходам коренных пород; занята одним
растительным сообществом, одним почвенным контуром. Ф а­
ция - первичная ячейка, в которой совершаются процессы об­
мена вещества, энергии компонентов геосистемы. Главную роль
здесь играют жизнедеятельность организмов, их взаимоотноше­
ния между собой и со средой. С биоцентрических позиций фа­
ция трактуется к а к биогеоценоз.
Пространственная организация фациальной структуры тер­
ритории во многом определяется вещественно-энергетическими
потоками (геопотоками), к ак вертикальными (между различ­
ными природными компонентами), так и горизонтальными,
или латеральными (между самими ПТК). Оба типа потоков
всегда пространственно совмещены и неразделимы, однако в
каж дом случае удается вы явить доминирующее значение одно­
го из них в ландшафтной организации. Изучение геосистем с
горизонтальными связям и играет ведущую роль в анализе тех­
ногенного воздействия на природу - транспортировке и н а­
коплении веществ, загрязняю щ их окружающую среду.
261
Э.
Г. К оломы ц (1 9 8 7 ) подчеркивает, что практические зада­
чи рационального природопользования требую т переноса центра
тяж ести ландш аф тны х исследований на всестороннее и зучен и е
геосистем , образованны х направленны ми латеральны ми геоп о­
токами и обладаю щ их вследствие этого взаим ной ф ун к ц и о­
нальной соподчиненностью и векторной плановой структурой.
М. А. Глазовская (1964) назвала элементы такой организации
ландш афтно-геохимическими звеньями; Ф. Н. Мильков (1981) парагенетическим и и п арадинам ическим и ком плексам и. Паради нам ические систем ы , в которы х м еж д у подсистем ам и возн и ­
кают пороги перепада массы и энергии, назы ваю т так ж е к ас­
кадны м и (Н овы е и д е и ..., 19 7 6 ).
Одним из пёрвых на сопряженные ряды фаций обратил вни­
мание Л. Г. Раменский (1938), назвавший такие системы экотопологическими рядами; Ю. П. Бялович (1973), Д . В. Панфилов
(1984) назвали объединения биогеоценозов, функциональное
единство которых обусловлено латеральными биогеопотоками,
биогеосистемами. В зарубежной литературе подобное простран­
ственное объединение фаций получило название катены (см.,
например, Орр, 1983).
На пестрой литогенной основе, при чередовании грунтов с
различными физико-химическими свойствами, при пересечен­
ном микрорельефе и т. п., формируется мозаичная фациальная
структура территории. Внутренняя структура фаций может
осложняться такж е образованиями, которые Б. Б. Полынов
(1953) назвал предельными структурными элементами. Разм е­
ры их колеблются от нескольких сантиметров до нескольких
метров. Их особенность состоит в том, что сама природа огра­
ничивает их небольшие размеры - это сурчины или м икрозапа­
дины в степи, болотные кочки, приствольные или прикустовые
бугры и т. п. Предельные структурные элементы создают под­
час весьма пеструю структуру фации, растительного сообщест­
ва, биогеоценоза.
Особую категорию фациальной структуры образуют серий­
ные фации (Сочава, 1961), которые представляют собой после­
довательный ряд стадий развития фаций в условиях относи­
тельно быстрого течения географических процессов. В есте­
ственных условиях это, например, серия фаций, сменяющих
друг друга в процессе формирования поймы; в условиях антро­
погенного воздействия — смены фаций, сопровождающие про­
цесс зарастания отвалов горных пород, стадии дернового про­
цесса на заброшенном поле и т. п.
Природные (коренные) фации испытывают сильные измене­
ния в результате воздействия человека. Х озяйственная дея­
тельность особенно сильно изменяет растительный покров и
262
ж ивотное население фации, а такж е почвы, водный реж им и т. п.
При сел ьск охозяй ствен н ом освоении земель часто не у ч и т ы ­
ваются м елкоконтурны е ф ациальны е различия и создаю тся
сельск охозяй ствен н ы е угодья, р аскинувш иеся на больш их
п лощ адях. Однако распаш ка, наприм ер, не м ож ет полностью
нивелировать различия на уч астк ах, зан и м аю щ и х различны е
м естоп ол ож ен ия. Эти разли ч ия проявляю тся на поле п реж де
всего в разной ур ож ай н ости сельск охозяй ствен н ы х культур.
Таким образом , производны е варианты ф аций всегда о б н ар уж и ­
вают связь с коренны м и типам и, и эта связь дол ж н а учиты ­
ваться в хозя й ствен н ой деятельности.
Урочище толкуется как участок с хорошо выраженными
границам и, отличаю щ ийся от окружаю щей местности. Наибо­
лее надежным является выделение урочищ по характеру лито­
генной основы, т. е. мезоформам рельефа, однородным по про­
исхождению, сложенным одинаковыми по составу породами.
Урочища могут вы деляться на равнине, где мезоформы вы пук­
лостей и вогнутостей рельефа отсутствуют. В этом случае раз­
ные урочища будут формироваться на отличающ ихся ф изико­
химическими свойствами породах (рис. 15.1).
Л итогенная основа является важ ны м экологическим ф акто­
ром. Ф изико-химические свойства пород влияю т на характер
почвообразовательного процесса, режим увлаж нения, аэрацию,
богатство почв, их засоленность и т. п. От рельефа зависят рас­
пределение стока (латеральных геопотоков), экспозиция скло­
нов, энергия процессов денудации, микроклимат.
Для примера рассмотрим морфологическую структуру пой­
менного ландш афта района Среднего Приобья (рис. 15.2). Она
формируется под воздействием флю виальных процессов, кото­
рые определяют возраст ПТК, характер отложений, формы ре­
льефа, режим увлаж нения, а такж е образование динамических
серий почв и растительности. Основные черты морфологической
структуры пойменного ландш афта, изображенного на рис. 15.2,
определяются литогенной основой - отрицательными и поло­
жительны ми формами рельефа. К первым относятся русла
р. Обь и ее проток, п ляж и и отмели, соровые озера и заболо­
ченные понижения; ко вторым - возвышенные участки поймы,
прирусловые валы и гривы. Связь почвенно-растительного по­
крова с литогенной основой отражена в названиях конкретных
типов урочищ.
Урочища представляют собой более емкий по сравнению с фа­
циями объект хозяйственного использования. Распределение сель­
скохозяйственных угодий контролируется прежде всего характе­
ром урочищ. Литогенная основа урочищ учитывается как инже­
нерно-геологический фактор при строительстве зданий, дорог и т. п.
263
Р и с. 1 5 .1 . Т ипы ур о ч и щ , по Г. С. М акуни ной
Смена урочищ в пространстве, предопределенная: I - разной мощностью рых­
лых отложений: I I - тем же с дополнительным влиянием грунтовых вод; I I I разным литологическим составом рыхлых отложений; I V - разным литологи­
ческим составом коренных пород; V - положением на элементах рельефа разной
крутизны и экспозиции и выходами разных пород; 1 - 5 - разные типы урочищ
Урочище - более устойчивое в отношении антропогенного
воздействия образование. Д аж е уничтожение почвенно-растительного покрова и замена его на техногенный покров может не
изменить существа литогенной основы того или иного урочища,
например речной террасы, на которой построен ж илой массив
города. Вместе с тем человек, вооруженный современной тех­
никой, может преобразовывать или уничтожать целые урочи­
щ а, создавать новые рукотворные - искусственные террасы,
карьеры горных выработок, терриконы и т. п.
Морфологические ПТК не всегда четко выделяются в ланд­
шафте. С постепенными переходами между морфологическими
единицами ландш афта связано свойство континуальности
(непрерывности) географической оболочки. В этом случае м еж ­
ду соседними ПТК выделяется переходная полоса - экот он.
Ф ации, к ак уже отмечалось, могут образовывать мозаику,
не подчиняющуюся какой-либо пространственной закономерно­
264
сти. М озаичная структура ландш аф та обусловливается при­
родными ф акторами или является следствием антропогенного
воздействия. В этом случае бывает трудно выделить урочище
как систему определенным образом организованны х фаций.
Растительны й покров характеризуется комплексностью, соче-
Рис. 15.2. Морфологическая структура пойменного ландшафта Средне­
го Приобья (составил А. И. Жиров):
1 - плоскодонные русла р. Обь и ее крупных проток, сложенные песчаными
отложениями; 2 - пологоложбинные русла мелких пойменных проток, сло­
женные песчано-илистыми отложениями с прибрежно-водной раститель­
ностью; 3 - плоскодонные соровые озера, сложенные илистыми отложениями с
прибрежно-водной растительностью; 4 - плоские пляжи и отмели, сложенные
песчаными отложениями и лишенные растительности; 5 - волнистая поверх­
ность выположенных прирусловых валов с преобладанием вейниковоканареечниковых с разнотравьем лугов на слоистой супесчано-суглинистой
дерновой среднегумусированной почве; 6 - пологосклоновые участки поймы с
преобладанием ивняков; 7 - гривы с преобладанием вейниково-канареечниковых с разнотравьем лугов на слоистой супесчано-суглинистой дерновой
среднегумусированной почве; 8 - гривы с преобладанием ивняков
18-756
265
танием р азн ородн ы х по составу и строению ф рагм ентов р асти ­
тельны х сообщ еств. Таковы , н апр им ер , м елк обугри сты е песк и
в пусты не.
Р азм еры ф аци й и ур оч ищ м огут сильно варьировать. На
одн ородн ом субстрате ф орм и рую тся знач ительны е по п лощ ади
ф ации (ф ац и и тр остн ик овы х плавней по п л оск и м отм елы м
берегам С еверного К асп и я). В то ж е врем я ч етк о вы раж енны й
бэровск ий бугор даже небольших размеров отн оси тся к рангу
урочищ а. И ногда п р и родно-терр и тор и ал ьн ы е к ом п лек сы обра­
зую т п остеп енн ы й ряд от небольших до значительны х. Т ак и ­
ми явл яю тся, например, элементы морфологической структу­
ры пойменного ландш аф та, изображенного на рис. 15.2. П е­
реход от сорового пониж ения или прирусловой гривы фациальной размерности к размерности сора или гривы , представ­
ляю щ их полноценные урочищ а, зачастую соверш ается посте­
пенно.
В практической работе следует обращать внимание прежде
всего на выделение однородных по природным и экологическим
условиям участков земной поверхности (иногда повторяющееся
сочетание разнородных элементов может рассматриваться как
однородность). Определением ж е ранга ПТК (фация это или
урочище) можно пренебречь.
Естественные ПТК - луга, леса, болота и т.п. - рассматри­
ваются человеком к а к разного рода природные угодья (Арманд,
1958; Соболев, 1958 и др.). Н а их месте создаются хозяйствен­
ные угодья: паш ни, сады, лесопосадки, сенокосы и пастбища, а
такж е разного рода техногенные комплексы: города, промыш ­
ленные предприятия, транспортные магистрали и т. д. Х озяй­
ственное использование природного угодья может меняться, но
принадлежность его к определенному природному типу остается
неизменной, за исключением тех случаев, когда техногенное
воздействие коренным образом изменяет его природу. Таковы,
например, открытые горные выработки, терриконы , крупные
водохранилища и т. д.
1 5 .2 . П Р И Р О Д Н О -Х О З Я Й С Т В Е Н Н Ы Е С И С ТЕМ Ы
Каждому виду человеческой деятельности — сельскохозяй­
ственной, промышленной, селитебной, транспортной, ре­
креационной и т. д. — соответствуют различны е пространствен­
ные структуры. Это положение привело Г. И. Швебса (1987)
к концепции природно-хозяйственных систем (ПХС), согласно
которой в зависимости от природных условий, вида хозяй­
ственных объектов, их плотности, интенсивности обмена ве­
ществ и других факторов формируются вторичные по отноше266
.
нию к исходны м л ан дш аф там природно-хозяйственны е системы
разного ранга.
Ф. Н. М ильков (1988), рассм атривая разны е виды антропо­
генных ландш аф тов, предлож ил вы делять особую категорию
естественно-антропогенные ландш аф ты (см. с, 191-192),
В соврем енны х усл ови ях, когда географ ическая оболочка
сильно трансф орм ирована человеком , геоэколог чащ е имеет д е ­
ло не с естественны м и лан дш аф там и , а с п риродно-хозяйствен­
ны м и системам и. В объекте исследования геоэколога неизбеж но
сливаю тся воедино п рирод н ая и соц и альн ая среда.
При изучении природно-хозяйственных систем традицион­
ные объекты - естественные биомы - дополняются тремя ти п а­
ми антропогенно преобразованных экосистем (по А. М. Алпатьеву, 1978). П ервы й тип преобразования состоит в повыш е­
нии биологической продуктивности экосистем без изменения их
типа. Примером может служ ить внесение удобрений на есте­
ственных пойменных лугах, проведение агротехнических меро­
приятий, исключающ их, однако, превращение одного типа эко­
систем в другой. Второй тип антропогенных преобразований
преследует цель замены одного типа экосистем другим, что бы­
вает обусловлено конкретными хозяйственными задачами.
В качестве примера можно привести вырубку леса с последую­
щей заменой его лугом или паш ней, превращение лугов в па­
хотные земли и т. п. Трет ий тип преобразований приводит к
полной или частичной деструкции естественных экосистем, что
имеет место при отводе земель под города и села, заводы и фаб­
рики, горнорудные разработки, транспортные артерии и т. п.
Существуют различные классиф икации по характеру и сте­
пени изменения природных ландшафтов человеком (Карто­
графирование..., 1992; Р янский, 1989; Исаченко, 1962; Мильков,
1973; Ахтырцева, 1977; Дончева, 1977; Прокаева, 1980 и др.).
В табл. 15.1 приведена классиф икация Е. А. Востоковой
(Картографирование..., 1992).
Согласно концепции природно-хозяйственных территори­
альных систем, сформулированной Г. И. Швебсом (1987), в за­
висимости от природных условий, вида хозяйственной деятель­
ности, интенсивности антропогенного воздействия формируются
вторичные по отношению к исходным ландшафтам природно­
хозяйственные системы разного ранга. На топологическом
уровне Г. И. Швебс обосновывает выделение трех категорий
природно-хозяйственных (ПХ) территориальных единиц: кон­
туров, массивов, местностей. В качестве иллюстрации приве­
дем данные Н. В. Поздеевой (1990), раскрывающие ПХ струк­
туру Владивостокского портово-промышленного комплекса
(табл. 15.2).
267
Таблица 15.1. Классификация природно-территориальных
комплексов (ПТК) по степени измененности антропогенным
воздействием, по Е. А. Востоковой, с изменениями
Тип ПТК
Степень
измененности
Критерии
выделения
Примеры ПТК
нарушенных
культурных
Все компоненты
не изменены
-
-
Элементы
структуры
растительного
покрова изме­
нены слабо
Леса, болота
Слабо изме­
ненный
Почвенный
покров изме­
нен слабо; эле­
менты струк­
туры расти­
тельности из­
менены сильно
Пастбища с Распаханные
нерегулируе­ целинные
мой нагруз­ земли
кой
Измененный
Естественная
растительность
изменена или
уничтожена;
почвообразова­
тельный про­
цесс изменен
Сплошные
рубки леса,
перевыпасаемые паст­
бища
Мелиориро­
ванные па­
хотные
земли
Антропоген­ Необратимо
ный
измененный
Изменены или
замещены все
компоненты
ландшафта
Техногенные
пустоши
(карьеры,
терриконы,
торфоразра­
ботки и т.п.)
Города, ре­
культиви­
рованные
земли, во­
дохранили­
ща
Естествен­
ный
-
Антропо­
Мало изме­
генно изме­ ненный
ненный
Лесопарки
Набор и характер ПХ контуров определяют структуру ПХ мас­
сивов, их функциональные, планировочные, экологические и другие
особенности. Например, селитебный массив представляет собой
часть городской застройки (в градостроительстве - это жилой рай­
он), приуроченную к определенному элементу рельефа, с характер­
ными микроклиматическими особенностями в зависимости от этаж­
ности зданий, плотности застройки, экспозиции склона, уклона по­
верхности, удаленности от морского побережья и других факторов.
Промышленный массив - это территориально и функцио­
нально целостный блок предприятий (промыш ленная зона).
Характер взаиморасположения ПХ массивов различен, но они,
268
как правило, наследую т границы природны х ландш афтов
(м озаичны е - на склонах холм исто-увалистого и низкогорного
рельефа, вы тянуты е, п р ям олинейны е - в речны х дол и нах и на
п ри бреж н о-м орск и х равнинны х участках).
Н аиболее сл ож н ой еди н и ц ей локального уровня является
П Х м естность. Она представляет собой сочетание П Х массивов,
объеди няем ы х общ им и историко-ландш аф тны м и предпосы лка­
ми развития, со своим типом архитектурно-планировочной ор ­
гани зац и и , п ри родно-хозяй ствен н ого ф ункционирования и о д ­
нотипны м п одходом к оп ти м и зац и и природопользования. Вы ­
деляется П Х местность преим ущ ественно с учетом хозя й ств ен ­
но-адм инистративны х границ. О бусловлено это тем , что реаль-
Таблица 15.2. Система единиц природно-хозяйственной (ПХ)
дифференциации Владивостокского портово-промышленного
комплекса, по Н. В. Поздеевой
ПХ единица
Природно­
хозяйственный
контур
Природно­
хозяйственный
массив
Природно­
хозяйственная
местность
Общая характеристика
Примеры
Элементарная единица,
приурочена преимущест­
венно к одному элементу
рельефа, однородная по
технологии использова­
ния техногенного покрова
и хозяйственного функ­
ционирования
Группа ПХ контуров,
приуроченная к смеж­
ным элементам рельефа,
образующая единую си­
стему с преобладанием
одного типа техногенного
покрова и хозяйственно­
го функционирования
Сочетание природно-хозяйственных
массивов,
объединяемых
общими
историко-ландшафтными
предпосылками
разви­
тия, со своим типом ар­
хитектурно-планировоч­
ной организации, функ­
ционирования, однотип­
ным подходом к оптими­
зации природопользова­
ния
Селитебный контур (квар­
тал городской жилой за­
стройки); рекреационный
контур (городской сквер);
промышленный контур (за­
водская территория); при­
родно-ресурсный контур
(небольшой карьер)
Селитебный массив (жи­
лой район); промышлен­
ный массив (промзона);
сельскохозяйственный мас­
сив (группа пахотных
угодий)
Селитебно-промышленная
местность
(планировоч­
ный район); лесохозяй­
ственная местность (соче­
тание лесхозов и лесни­
честв); лечебно-рекреаци­
онная местность (санатор­
но-курортная зона города)
269
ное управление ПХ местностью с целью оп тим изаци и природо­
пользования возм ож но только в пределах хозяйственно едины х
цельностей (ф ункциональн о-п лан ировочны х и адм и н истра­
тивны х структур). В условиях слож ного пересеченного н и зк о ­
горного рельеф а полуострова, характери зую щ егося чередовани­
ем хребтов, речн ы х долин, м орских террас и м елководий,
ф ункциональн о-п лани ровочн ы е
гран и цы
В ладивостокского
ППК практически совпадают с геоморфологическими.
Ф ункциональный характер, конфигурация и число ПХ
местностей обусловлены размерами территории, занимаемой
Владивостокским ППК (т. е. площадью полуострова), слож­
ностью ее первичной ландшафтной структуры (особенно лито­
генной основы) и степенью развитости техногенного покрова.
Внутренняя структура ПХ местностей складывается из
определенного набора и сочетания динамически связанных бо­
лее мелких структурных единиц - ПХ контуров и ПХ масси­
вов. В структуре техногенного покрова прослеживается опреде­
ленная закономерность в размещ ении ПХ контуров и ПХ мас­
сивов: селитебные ПХ контуры, например, тяготеют преимуще­
ственно к склонам, промышленные - к речным долинам и при­
брежно-морским равнинам. В результате особенности литоген­
ной основы (волнообразное начертание поперечного профиля
полуострова, сложные инженерно-геологические условия и др.)
предопределили чересполосицу в размещении селитебных и
промышленных массивов в пределах ПХ местностей.
Хозяйственная деятельность вызывает появление новых ПХ
систем со своими границами. Однако природные границы при
этом не исчезают. Они рассекают единые массивы хозяйствен­
ных угодий на участки с разными свойствами, что заставляет
предусматривать различны е приемы хозяйствования в разных
местах даже одного хозяйственного контура. К ак бы сильно ни
была изменена территория, при переходе через природную гра­
ницу неизбежно применение иного набора приемов землеполь­
зования (Мамай, 1989).
В о п р о с ы д л я с а м о с то я те л ь н ы х з а н я ти й
1. Региональная трактовка понятия “ландшафт” . Представление о его мор­
фологической структуре.
2. Географическая фация:
- вертикальные и латеральные вещественно-энергетические потоки,
определяющие фациальную структуру ландшафта;
- экотопологические ряды, парадинамические и парагенетические комплексы;
- мозаика фаций;
- предельные структурные элементы фаций;
- динамические серии фаций.
270
3. Географ ическое урочище. Ведущая роль литогенной основы, рельефа е
их обособлении
4. Т рудности, возникаю щ ие при определении таксоном ического ранга
м орф ологических ед и ни ц ландшафта.
5. Система приро дно -хозяйствен ны х территориальны х единиц
6. Классиф икация соврем енны х ландш аф тов по степени и характеру их
изменений человеком.
Глава 16
МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ КОМ ПЛЕКСНОГО
ГЕ О Э КО ЛО ГИ Ч ЕС КО ГО МОНИТОРИНГА
онятие м онит оринг вошло в научную литературу сравни­
тельно недавно - в начале 70-х гг. Современное значение
этого слова можно определить к ак наблюдение и контроль за
изменениями состояния биосферы под влиянием человеческой
деятельности, предупреж дение о неблагоприятных для ж изни,
здоровья и производственной деятельности людей послед­
ствий, вы званны х этими изм енениям и. Система контроля за
окруж аю щ ей средой вклю чает три основных вида деятель­
ности: 1) слеж ение и контроль - систематические наблю дения
за состоянием окруж аю щ ей среды; 2) прогноз - определение
возможны х изм енений природы под влиянием естественных и
антропогенных факторов; 3) управление - м ероприятия по
регулированию состояния окруж аю щ ей среды (Емельянов,
1994).
П
1 6 .1. А Э Р О К О С М И Ч Е С К И Й М ОНИТО РИНГ
Любой объект излучает и отражает электромагнитную энер­
гию в соответствии с особенностями его природы. Различия в
длинах волн и интенсивности излучения могут быть использо­
ваны для познания свойств удаленного объекта без непосред­
ственного контакта с ним. Иногда регистрируемое в определен­
ном спектральном диапазоне излучение несет информацию о
единственном интересующем исследователя свойстве объекта и
позволяет выделить этот объект из общего фона. Современная
техника дистанционных съемок позволяет регистрировать ин­
тенсивность излучения как в узких, так и в ш ироких спек­
тральных диапазонах (рис. 16.1). Разрабатываю тся технические
средства и методы автоматической обработки получаемой ин­
формации. Технологическая схема аэрокосмического монито­
ринга показана на рис. 16.2.
271
0
1 *3
1я?
§Н
1 Ми кро болпобый
Средний~ инсррйхрйсныС^
А т м о с ф е р * о! в
,. о л м и '
Д лина
ш
бално/ д з
□ □
1 1 1 1
*"
□ □
.-.-1_I—
>
10 13
мкм
Улотросриолетоба я
0,10,51,0
5 1 0 X 1 0 0 см
•Рмпогра(ричеслам
(от ОЛдо 1.
Многозональная (от 0,Ь до 1,Ьмхм)
9лу оресц ентна я
(от 0,3до1,2мни)
Телевизионная
(от0,3до%2ихм)
Л азерная (от 0,3 до 10,6
мхи)
Ин<ррафотосйемна(&пО,7$до'1,2мнмУЖ'СМмха
(от 3,5 до 5,5 мхм);ИК~съеика (от 7,5до 1*+**»■*)
-^ ^
52 5 ?
оз (
§ I не»
II
Рис. 16.1. Основные виды дистанционных съемок
Картины Зем ли из космоса - это прежде всего интеграль­
ные изображ ения природных и хозяйственны х систем. И мен­
но они в силу своей ф изиономичности легче всего выделяю тся
и характеризую тся в процессе аэрокосмического мониторинга.
Интегральному направлению мониторинга должно соответ­
ствовать ком плексирование средств сбора и обработки инф ор­
мации. Исследователь оперирует изображ ениями или циф ро­
выми данными о земной поверхности к ак в ш ирокой зоне ви­
димого спектра, так и в ультрафиолетовом, инфракрасном и
радиолокационном диапазонах. Пространственные масштабы
объектов космического мониторинга: топологический, регио­
нальны й, глобальный. Временные масштабы мониторинга:
суточный, сезонный, по годам, многолетний. Рассмотрим
принципиальны е возможности дистанционного зондирования
и проследим основные тенденции развития методов аэрокос­
мического мониторинга.
Многозональная съемка в оптическом диапазоне. Важ­
нейшими физическими характеристиками природных объектов,
оказывающими влияние на изображение, являю тся оптические
свойства компонентов ландшафтов, поскольку при прочих рав­
ных условиях характер изображения определяется значением
спектрального коэффициента яркости (СКЯ) объекта. Су­
ществующие технические средства получения многоспектраль­
ного >изображения и методы обработки информации позволяют
272
*
а
*
&
<о
а
VI
СЗ
*ч
<
я<»5 3
* 2" ^
О ^ §
Ц
а 5
5* ^3
§* ^*
3 с>
О) 4
СЭ ^ ?
*о
чз « - $
сэ 3 <->
с: -2> 3
гъ <Т^
Рис. 16.2. Технологическая схема аэрокосмического мониторинга
Г?
^о ^
^ С
^<о «г
опознавать, класси ф и ц и ровать и картограф и ровать отдельны е
ком поненты природн о-хозяй ственн ы х систем по их СКЯ.
М н о го зо н а л ь н а я съемка вы п ол н яется н а основе ф отограф и­
ческих и ф отоэлектрон н ы х методов. К первы м относятся ме­
тоды, известны е под н азван ием м н огоспектральной (м ногозо­
нальной) ф отосъем ки, ко вторы м - методы м ногоканальной
спектром етрической съ ем ки .
Метод многоспектральной фотосъемки основан на одновре­
менном фотографировании местности на разные типы пленок,
различающиеся спектральной чувствительностью. Многоспек­
тральные снимки могут быть получены такж е с помощью мно­
гоэмульсионных (спектрозональных) пленок.
В спектрозональной фотографии не преследуется цель вос­
произведения натуральных цветов: важно получение наиболь­
шего цветового контраста в отдельных слоях. Благодаря эмуль­
сионному слою, чувствительному к красному и инфракрасному
излучению, спектрозональные пленки особенно полезны при
дешифрировании состояния растительного покрова.
Применение многослойных пленок все ж е не может в пол­
ной мере решить задачу многозонального фотографирования.
Общая тенденция к сужению спектральных интервалов ведет
к более ш ирокому варьированию типами пленок и светофиль­
тров. На первых ш агах развития метода многозональной съем­
ки требуемый эффект достигался увеличением числа аэрофото­
аппаратов (АФА), устанавливаемых на борту самолета. В самом
простом случае использовались две совместно работающие к а ­
меры, часто встречались четырехкамерны е системы, но из­
вестны экспериментальные установки, состоящие из 26 камер.
Более совершенно фотографирование современными много­
объективными АФА. Четырехобъективный АФА, например,
экспонирует сразу четыре кадра. Кассета позволяет вести съем­
ку или на одну широкоформатную пленку, или на четыре раз­
личных типа пленки. Д ля выделения узких зон спектра ис­
пользуется набор светофильтров.
Новые возможности открывает метод электронной спектро­
метрической съемки. Его главные достоинства: большой дина­
мический диапазон, вы сокая чувствительность, линейное пре­
образование светового сигнала в электрический, форма реги­
страции, удобная для ввода в компьютер для автоматической
обработки. К ак правило, удовлетворительные результаты дают
приборы с 5 каналам и, в экспериментальных целях создаются
камеры с 15, 20 и даже 30 каналами.
Идея выделения компонентов природы по их СКЯ вы сказы ­
валась давно, однако ее реализация затруднялась несовершен­
ством методики визуального сопоставления множества исход274
яы х и зо б р а ж ен и й , сд ел ан н ы х в у зк и х зон ах спектра. Новые
возм ож ности откры вает тех н и к а оптического и электронного
преобразования
м н огозон ал ьн ы х
и зобр аж ен и й .
По
ж елан и ю
оператора на экран е п оявл я ется черно-белое или цветное моно­
хром ати ческ ое и зо б р а ж ен и е или сл ож н ое цветное и зображ ени е.
М ожно получить естественн ы й цвет или самые разнообразны е
варианты и зо б р а ж ен и я в п севдоцветах.
Съемка в коротковолновой и длинноволновой зонах спек­
тра. Новые перспективы открывает техника съемки в коротко­
волновой и длинноволновой зонах спектра. К их числу относят­
ся методы ультрафиолетовой, флуоресцентной, инфракрасной и
радиолокационной съем ки. Среди них выделяют пассивные ме­
тоды, использующие отраженную солнечную радиацию или
собственное излучение объектов, и активные методы, основан­
ные на зондировании местности в определенном диапазоне
электромагнитного спектра. А ктивные методы особенно эффек­
тивны, так к а к они частично или полностью снимают ограни­
чения, связанные со съем кой в ночное время и в плохих погод­
ных условиях. Совместное применение изображений, получен­
ных с помощью различны х дистанционных приемников, суще­
ственно повыш ает информативность дешифрирования.
Ульт раф иолет овая и ф луоресцент ная съемка. Ультрафио­
летовый участок электромагнитного спектра делится на два ин ­
тервала: дальний (0 ,0 1 -0 ,3 мкм) и ближний (0 ,3 -0 ,4 мкм).
Ближ нее ультрафиолетовое излучение может быть использовано
для одного из перспективны х видов дистанционных исследова­
ний - флуоресцентной съем ки, основанной на способности уг­
леводородов (нефти) и газов, разнообразных синтетических м а­
териалов, загрязняю щ их окружающую среду, светиться при
облучении их ультрафиолетом.
И нф ракрасная ( И К ) съемка. Инфракрасное излучение пе­
редается через атмосферу в виде электромагнитных волн, л ока­
лизованных меж ду красны м светом и микроволновой областью.
ИКтСъемка проводится в трех диапазонах (атмосферных окнах),
в которых находится область минимального поглощения ИКизлучения: 0 ,7 4 -1 ,2 ; 3 ,5 -5 ,5 ; 7 ,5 -1 4 мкм.
Существующая И К -аппаратура имеет высокую чувствитель­
ность и удовлетворительное пространственное разрешение, по­
зволяющее получать ИК-изображение суши, близкое по своему
разрешению к ф отоснимкам. Съемка может вестись в дневное и
ночное время; отрицательное влияние на результаты ИКаэросъемки оказы ваю т дож дь и облачность.
В последние годы создана система линейного сканирования
ИК-излучения в полосе 20 0 -8 5 0 нм. Основные данные прием­
ника: диапазон изм ерений температуры от - 2 °С до +100 °С,
275
точность 0 ,2 °С, сектор сканирования 80 °С. Система позволяет
получать профили тем пературы вдоль и поперек марш рута,
черно-белое и цветное И К -и зображ ен и е, а так ж е сх ем у распре­
деления тем ператур в виде изотерм .
Эксперименты п оказали больш ую перспективность ИКсъемки при реш ен ии ряда геоэк ол оги ческ их задач. Сюда отн о­
сится картограф ирование и и зуч ен и е структуры орош аем ы х
зем ель, вы явление лесны х пож аров, тем пературны х аном алий,
связанны х с крупны м и промы ш ленны ми объектам и, и т. п.
В аж ной сферой п ри м ен ени я И К -съем ки является контроль за
промы ш ленны ми стокам и и загр язн ени ем п ри бреж н ы х аквато­
рий. И К -съем ка с у сп ех о м и спользуется и дл я обн аруж ен и я п я ­
тен нефти на п оверхн ости моря.
Радиолокационная ( Р Л ) съемка. Развитие РЛ -съемки обус­
ловлено рядом ее преимуществ, связанных с возможностью по­
лучения изображения в мелком масштабе со средних высот
практически при любых метеорологических условиях днем и
ночью, а такж е благодаря дополнительной информации о при­
роде объектов, которую можно получать вследствие иных ф и­
зических особенностей РЛ-изображений по сравнению с фото­
графическими .
Работа РЛ -станции основана на принципе регистрации от­
раженного сигнала. Вода для радиоволн является зеркальным
отражателем, по этой причине радиосигнал отражается от по­
верхности моря под углом, равным углу его падения, и не по­
падает на приемное устройство антенны. Водные пространства
всегда имеют черный тон изображения, а подводные объекты
на РЛ-снимках не просматриваются. Достоинство радиолокаци­
онной съемки в том, что она содержит ценную информацию о
свойствах литогенной основы природных комплексов, вещ е­
ственном составе пород, рельефе и т. п.
Важное преимущество РЛ -съемки - ее всепогодность. Каче­
ство РЛ -изображения не зависит от освещения солнцем, про­
зрачности атмосферы или наличия облачного покрова (за ис­
ключением мощных низвергаю щ ихся дождем туч и грозовых
облаков). РЛ -съемка может проводиться круглосуточно в слабо
освещенных полярных районах, а такж е в районах, часто за­
кры тых облачностью. Систематическая РЛ -съемка - быстрый и
надежный метод составления фотокарт для изучения динамики
рельефа.
Р адиолокация весьма эф ф ективна д ля съем ки м орских
льдов. Радиолокационны е изображ ения позволяю т опреде­
л ять основные х ар актер и сти ки ледового покрова, необходи­
мые д ля составления ледовы х карт и обеспечения проводки
судов.
276
Космический мониторинг. И зображ ен и я и различны е ф ор­
мы инф орм ации, получаем ы е с помощ ью аппаратуры , устан о­
вленной на орбитальны х н оси тел ях, могут быть подразделены
на следую щ ие категории: 1) ф отограф ические изображения;
2) инф ракрасны е (ИК) и зобр аж ен и я , получаем ы е с помощ ью
ск ани рую щ их И К -радиом етров, и карты тем пературы , п остро­
енны е по спутниковы м данны м; 3) и зобр аж ен и я в видим ой ч ас­
ти спектра, получаем ы е с помощью оп ти ческ и х сканеров, а
так ж е синтезированны е изображения, полученные с помощ ью
многоканальной аппаратуры и представленны е с искусственны м
усилением контрастов или в псевдоцвете; 4) радиояркостные
изображения, получаемые с помощью микроволновых (СВЧ)
сканеров, и карты радиояркостной температуры; 5) радиолока­
ционные изображения; 6) топографическая информация, полу­
ченная с помощью радиовысотомеров, и карты уровенной по­
верхности океана и глубин в пределах мелководий; 7) схемы
или карты различного рода, являю щ иеся результатом обработ­
ки (дешифрирования) и комбинирования разнородной спутни­
ковой информации.
Отмечаются следующие особенности и достоинства космиче­
ского мониторинга:
- наблюдаются и регистрируются сведения об обширных
пространствах, вплоть до всей видимой в момент съемки части
Земного шара; благодаря большой обзорности можно прослежи­
вать глобальные и крупные региональные особенности природы
Земли;
- космоснимки дают однотипную информацию о труднодо­
ступных районах с такой ж е точностью, как и для хорошо изу­
ченных участков, что позволяет эффективно применять метод
экстраполяции дешифровочных признаков на основе выделения
ландшафтов-аналогов;
- мгновенность изображения обширных площадей сводит к
минимуму влияние переменных факторов; возможность регу­
лярного проведения повторных съемок позволяет выбрать луч­
шие изображения; по материалам повторных съемок изучается
динамика природных процессов;
- комплексный характер информации, содержащейся на
космоснимках, обусловливает использование их для изучения
сложных процессов взаимодействия компонентов природы: ат­
мосферы и океана, гидрологических процессов с литогенной
основой, ж ивотных и растений со всем многообразием условий
их обитания; благодаря естественной генерализации изображе­
ния на космических снимках отображаются наиболее крупные
и существенные элементы ландшафтной структуры географи­
ческой оболочки и следы антропогенного воздействия.
277
П одводя итог ск азан ном у, отм етим , что главной особен ­
ностью соврем енного этапа развития дистанционного м он и то­
ринга являю тся разработка и использование новы х техн и ч е­
ск и х средств сбора и обработки и нф орм ации. П рим еняю тся ак ­
тивные и пассивны е методы съем к и , и спользую щ ие для д и ­
станционного зондирования объектов не только видимую часть
спектра, но так ж е коротковолновую (ультрафиолетовую ) и
участки длинноволнового диапазон а. М атериалы ди стан ц и он ­
ны х съем ок разного вида, м асш таба и времени позволяю т с вы­
сокой степенью детальности и точности получать харак тери ­
стики состояния ландш аф тов, изучать их ди н ам и к у под в оздей ­
ствием естественны х и антропогенны х факторов; разн ом ас­
ш табны е съем ки даю т возм ож ность изучать состояние ПТК на
разны х и ерар хи ческ и х уровн ях.
1 6 .2 . КО М П ЬЮ ТЕР Н АЯ ТЕХНО Л О ГИЯ О БРАБО ТК И И А Н А Л И З А
М АТЕРИ А Л О В Д И С ТА Н Ц И О Н Н Ы Х СЪЕМ О К
Современное состояние работ в области техники и техноло­
гии обработки данных характеризуется высокими темпами раз­
вития микропроцессоров с качественно новыми техническими
характеристиками и созданием программных оболочек, реали­
зующих новый стиль разработки прикладных программ
“программирования без язы ков программирования”.
Скачкообразный рост вычислительных ресурсов и функцио­
нальных возможностей персональных компьютеров, появление
разнообразной периферийной техники, прогрессирующая инте­
грация и сверхминиатю ризация, стремительное развитие при­
кладных, инструментальных и диалоговых средств - все это
делает реальным создание специализированных интерактивных
вычислительных комплексов на основе персональных компью­
теров, архитектура и программное обеспечение которых будут
формироваться самим пользователем, исходя из задач исследо­
вания. Рассмотрим кратко современное состояние средств обра­
ботки МДС, базирующ ихся на использовании персональных
компьютеров.
Персональные компьютеры ( ПК ) . Интенсивное развитие и
увеличение рынка ПК связывается с появлением в 1981 г. ком­
пьютера 1ВМ РС. Успех этого компьютера в первую очередь был
обеспечен открытой архитектурой и высокой модульностью уз­
лов, что позволило пользователям в течение длительного време­
ни, меняя отдельные компоненты (мониторы, платы, дисководы),
поддерживать компьютер на высоком техническом уровне.
Д ля реш ения задач обработки и анализа МДС большое зна­
чение имеет разреш аю щ ая способность мониторов. В настоящее
278
время сущ ествует ряд видеостандартов от 8 0 0 - 6 0 0 точек до
1 2 8 0 -1 0 2 4 и выше при 256-ц ветовом реж им е.
Рабочие станции. П од этим понятием подразум еваю тся
мощ ны е ком пью теры , работаю щ ие в однопользовательском р е­
ж и м е, спроектированны е специально для работы в сети .г
им ею щ ие сетевое аппаратное и программное обеспечение. Н еоб­
ходим ы м и атрибутами соврем енной рабочей станции являю тся
м онитор вы сокого р азр еш ен и я, м анипулятор “м ы ш ь”, больш ой
объем оперативной п ам яти, м ногозадачная операционная си ­
стема, даю щ ая доступ ко всей п ам яти, и интерф ейс п ользовате­
ля, обеспечиваю щ ий м ощ ны е пиктограф ические среды и м н о­
гооконны й р еж и м работы. В посл еднее время прослеж и вается
тен ден ци я сб л и ж ен и я индустри й персональны х компью теров и
рабочих станций.
Периферийное оборудование. Существующий рынок предлага­
ет богатейший выбор периферийного оборудования, позволяю­
щего создавать конфигурацию вычислительного комплекса прак­
тически по любому вопросу. Впечатляющие результаты в области
средств ввода данных связаны с разработкой целого ряда скани­
рующих устройств, которые дают возможность вводить в автома­
тическом режиме полутоновые и цветные изображения различ­
ных форматов с использованием программ оптического распозна­
вания символов и различных текстовых данных.
Для распечатки выходной информации существует огромное
разнообразие печатаю щих устройств, использующих разные
принципы печати. Лидерами среди разных классов являю тся
лазерные принтеры, характеризую щ иеся высоким качеством
печати, быстродействием и универсальностью. Высокое каче­
ство изображения, прежде всего карт, дают и более дешевые
струйные принтеры.
Программное обеспечение. Современная тенденция развития
программного обеспечения компьютеров заключается в интегра­
ции разнородных программ. Основные пути решения этой задачи
заключаются в создании семейств совместимых модулей, инте­
грированных пакетов и операционных оболочек. Последние яв­
ляют собой средства осуществления интеграции в объеме, опре­
деляемом самим пользователем, по принципу “сделай сам”.
Пользователь сам решает, какой набор пакетов его устраивает, и
сам собирает эти пакеты в единый комплекс на своем компьютере.
Сейчас уже трудно представить себе персональный компью­
тер без какой-либо операционной оболочки, настолько порази­
тельные возможности для дружественного и эффективного об­
щ ения с машиной предоставляет пользователю их операцион­
ная среда. Как правило, операционные оболочки включают
средства:
279
- управления ф айлам и (копирование, перем ещ ен ие, п ер е­
им енование, стирание и др.);
- управления каталогам и (отображ ен ие дерева каталогов,
пересы лка, удал ен и е, сравнение и др.);
- просмотра ф айлов, п озволяю щ его увидеть содерж и м ое
ф айлов, не за гр уж ая прикладную програм м у, в которой они
созданы;
- создания м еню п ользователя, из которого м ож н о зап ус­
тить любые прикладны е программы;
- редактирования текстов.
Графические пакет ы. Важным направлением развития про­
граммного обеспечения для ПК при решении задач тематиче­
ского картографирования являю тся пакеты графического отоб­
раж ения информации, позволяющие выводить графическую
информацию: изображение, графики, диаграммы, рисунки и
др. Вывод осуществляется на экран дисплея или в виде твердой
копии на бумаге, пленке и т. п.
Современные графические пакеты обладают мощными
средствами создания иллюстраций и управления печатью, обес­
печивающими полностью всем необходимым технологический
цикл от создания предварительного эскиза до получения гото­
вого изображения.
Система уп равлени я базам и данны х. Концепция баз дан­
ных явилась закономерным отражением очередного этапа раз­
вития вычислительной техники, когда данные выделились в
самостоятельный независимый от программ объект со своими
законами движ ения и развития. Необходимость их изучения
породила новое направление теории вычислительных систем моделирование данных. Его практическим приложением яв л я­
ются системы управления базами данных (СУБД).
Существующие СУБД организуют взаимодействие пользова­
теля с информацией, реализуют ввод информации в базу, упо­
рядочивают ее хранение, позволяют получать запрашиваемые
пользователем данные в виде документов определенной формы.
Иными словами, пользователь получает средство ввода, контро­
ля, хранения и преобразования данных.
Геоинформационные системы (Г И С ). ГИС является ярким
примером воплощения идеи интеграции разнородного программ­
ного обеспечения для решения прикладных задач, в частности
таких, как картографирование состояния окружающей среды.
Количество действующих ГИС разного назначения сейчас
исчисляется сотнями. В целом ГИС можно охарактеризовать
как программно-технический комплекс, обеспечивающий:
- ввод данных, полученных с карт, материалов дистанци­
онных съемок и др.;
280
- хран ени е и поиск дан н ы х, позволяю щ ие оперативно вы­
зывать, обновлять и корректировать их;
~ обработку и анализ д ан н ы х, позволяю щ ие оценивать п а­
раметры , вы полнять пространственно-врем енное и и м и тац и он ­
ное м оделирование;
- док ум ен ти рован и е дан ны х и и х вывод в различны х видах.
Программное обеспечение позволяет выполнять на базе ГИС
различные операции по обработке и анализу МДС в процессе
тематического картографирования: оконтуривание объектов,
определение количественных характеристик, редактирование,
составление диаграмм, интерполяцию данных и проведение го­
ризонталей, трансформирование снимков и построение карто­
графических проекций, трехмерное представление простран­
ственных данных и т. п. Ключевой операцией при комплекеировании разнородного материала является оверлей - совмеще­
ние изображений и других пространственно распределенных
характеристик.
Процесс обработки МДС состоит из следующих основных
этапов: постановка задачи, ввод исходных данных, нормализа­
ция исходных данных, интерактивное дешифрирование, графи­
ческое оформление карты , вывод картографической продукции.
Н а этапе постановки задачи формулируется ее основное со­
держание: определяются цели и объекты картографирования,
исходные материалы съемок. Намечается легенда. Вся эта ин­
формация в совокупности составляет паспорт задачи. В даль­
нейшем паспортные данные могут уточняться и дополняться,
поскольку постановка и решение содержательных задач на
практике носит циклический характер.
Важнейшей характеристикой человеко-машинной обработки
МДС является дружественность общения. Этой цели отвечает
многооконный графический интерфейс с иерархическим вложе­
нием окон; страничным меню, соответствующим определенной
операции технологического процесса. Интерфейс пользователя
определяется двумя основными компонентами: совокупностью
процессов ввода - вывода и собственно процессом диалога.
Процессы ввода - вывода служ ат для того, чтобы принять
от пользователя и передать ему данные через различны е тех­
нические устройства. Система ввода позволяет наполнить базу
данны х ГИС аэрокосмическим и изображ ениям и, топографиче­
ским и и тем атическим и картам и, количественны м и характе­
ристикам и.
Инициатором диалогового процесса при тематическом кар ­
тографировании на основе МДС является пользователь, кото­
рый определяет цель и способы ее достижения с помощью за­
просов. Диалог при обработке МДС служит методом решения
281
слабо ф орм ализованны х задач, возни к аю щ и х в процессе тем а­
тического картограф ирования.
И нтерактивное деш иф рирование основы вается на и сп ользо­
вании ш ирокого спектра ф ункциональны х преобразований
МДС, обеспечиваю щ их н еобходи м ое уси л ен и е, подчеркивание
границ объектов с п оследую щ и м п рим енением различны х п ро­
цедур вы деления тр ебуем ы х границ.
Использование в практической работе МДС невысокого к а ­
чества предполагает включение в перечень средств обработки
исходных материалов процедуру их нормализации: геометри­
ческой и фотометрической коррекции, фрагментации, масш та­
бирования, совмещения изображений, снятых в разных зонах
спектра. Подготовленные таким образом снимки открывают
новые возможности для тематического картографирования.
Обработка МДС позволяет получить ряд количественных
характеристик объектов - площади контуров и их процентное
соотношение, длины линий, их ориентированность, статистиче­
ские поля оптических плотностей, гистограммы оптических
плотностей и др.
Результирующие данные: карты , схемы, количественные
характеристики объектов - выводятся на экран дисплея или
выдаются в виде твердых копий. На стадии графического
оформления результатов интерактивного деш ифрирования по­
строенная карта приобретает окончательный внеш ний вид. Д ля
выполнения этой операции используются средства отображения
на карте текстовой, символьной и цифровой информации, а
такж е элементов графики.
На последнем этапе технологического процесса функцио­
нальная полнота диалоговой системы обеспечивается редакто­
ром изображений с определенным набором шрифтов, достаточ­
но богатым алфавитом графических элементов, необходимых
для оформления картографических материалов, и средствами
заполнения контуров - ш триховкой, текстурной или цветной
заливкой в соответствии с требованиями легенды.
Одно из новых направлений геоинформационного картогра­
фирования - динамическое картографирование, суть которого
состоит в отображении динамических картографических серий
тематически и пространственно связанных кадров, воспроизво­
дящ их на экране дисплея последовательные состояния
(динамические фазы , траектории) явлений и процессов, что
создает эффект движ ения и изменения. Этот метод особенно
перспективен для реш ения задач экологического мониторинга.
Корни динамической картографии связаны с мультипликацией,
основанной на известной способности системы “глаз - мозг”
сохранять образы объектов при быстрой смене кадров (опти­
282
мальная скорость п оказа 3 0 - 3 3 к а д р /с ), на которы х эти объ ек ­
ты и зображ ены с незначительны м и и зм ен ен и ям и , что и создает
иллю зию дви ж ен и я.
Есть
основания
полагать,
пиш ут
А . М,
Берлянт
и
Л. А . Уш аков (1 9 9 3 ), что в недалеком будущ ем динам ические
и зображ ен и я станут столь ж е привычны м средством анализа
ок руж аю щ ей среды , как печатны е карты, аэрокосм ические
сним ки и электронны е карты.
1 6 .3 . М ЕТО Д Ы И КРИТЕРИИ О Ц ЕН КИ СОСТОЯНИЯ О К Р УЖ А Ю Щ Е Й
СРЕ Д Ы *
В оценке состояния окружаю щ ей среды наряду с дистанци­
онными важную роль играют- наземные методы исследования:
геофизические, геохимические и индикационные.
Геофизический мет од состоит в изучении процессов поступ­
ления и превращ ения вещества и энергии в геосистемах й эко­
системах на основе использования балансового’ подхода
(Дьяконов, 1988). Наблюдения проводятся на стационарах и в
полустационарных условиях, на площ адках или профилях с
применением различной измерительной аппаратуры по специ­
альной программе. Определяются элементы радиационного,
теплового и водного балансов, исследуется тепло- и влагообмен
между компонентами природной среды и его влияние на про­
дуктивность экосистем. Сравнение структуры балансов изме­
ненной и ненарушенной территорий позволяет выявить направ­
ление и степень изменений.
Геохимический м ет од заклю чается в изучении ф ункциони­
рования природных систем с помощью анализа миграции х и ­
мических
элементов ' (М етодические...,
1981;
Методиче­
ски е...,1982; Гаврилова, Касимов, 1989). Изучается поступле­
ние элементов естественным путем и в результате хозяйствен­
ной деятельности человека, вы является интенсивность их вод­
ной и воздушной миграции, рассматривается биологический
круговорот элементов и его изменения под влиянием техногене­
за. Анализ захватывает все среды: воздух, атмосферные осадки,
поверхностные и грунтовые воды, геологический субстрат, поч­
вы и растения. Геохимический метод дает возможность опреде­
лить закономерности изменения химического состава окру­
жающей среды, способности природных систем к самоочище­
нию, вы явить направления потоков загрязняю щ их веществ,
* Раздел написан по материалам А. Г. Емельянова (1994), с допол­
нениями автора.
283
масштабы загр я зн ен и я, наличие техн огенн ы х геохи м и ческ и х
аномалий.
И ндикационны й мет од основан на возможности определе­
ния состояния одного объекта по другому. Ведущую роль
играет би ои н ди к ац и я, а главным биоиндикатором выступает
растительный покров. Последний позволяет вы являть измене­
ния по четырем признакам: физиологическому, морфологи­
ческому, фитоценотическому и флористическому. Изменения
этих показателей в сторону уменьшения количества и ухудш е­
ния качества указывают на деградацию растительного покрова,
а следовательно, - нарастание негативных тенденций в измене­
нии состояния окружаю щ ей среды. Не менее важ ны ми индика­
торами являю тся показатели, характеризующ ие животный мир:
структура популяций, особенности размнож ения, массовые
всплески обилия видов или, наоборот, массовая гибель из-за
болезней или недостатка корма.
О ценка окруж аю щ ей среды предполагает сравнение ее со­
стояния с определенны м и норм ам и. В качестве критериев
могут вы ступать п оказатели естественного ненаруш енного
состояния природны х ком плексов или фоновые параметры
среды. Разрабаты ваю тся норм ативны е показатели , х ар ак те­
ризую щ ие меру возм ож ного воздействия человека на приро­
ду. Перечень основны х норм ативно-технических документов,
используемы х в природоохранной и природовосстанови­
тельной деятельности, приведен в Э кологическом словаре
(1993).
Нормативные показатели устанавливаются на основе специ­
альных исследований или в результате экспертных оценок. По­
скольку экономически, а нередко и технологически невыпол­
нимо исключить выбросы вредных веществ в атмосферу и водо­
емы, приходится вводить нормы предельно допуст им ы х кон­
центраций (ПДК) вредных веществ. Все существующие нормы
ПДК представляют собой компромисс между допустимым и ре­
ально существующим уровнем загрязнения окружаю щ ей среды.
В практике мониторинговых наблюдений используются две
основные группы нормативных показателей: санитарно-гигие­
нические и экологические.
Удачный пример м ультикритериальной оценки состояния
территории представляет собой способ, основанный на теории
информации (П узаченко, 1987; Э коинф орм атика..., 1992).
В рам ках предлагаемого подхода экологическая ценность по­
нимается к а к отраж ение потенциальной полезности природно­
го объекта, а ее величина считается обратно пропорциональ­
ной встречаемости. Допускается, что оцениваемая территория
обладает некоторой совокупностью свойств, вероятность на284
блю ден и я к а ж д о го и з к оторы х равна
р(1) = Ыц /А7,,
где N ,1- число объектов со свойством I. а N 1 - общее число об'ье.указанного класса.
Общая экологи ческ ая ценность ЭЦ п -й территории опреде­
ляется как:
к
ЭЦп = - ^ \ о &р(1).
1=1
1 6 .3 .1 . С а н и т а р н о -ги ги е н и ч е с к и е по ка за те л и
Санитарно-гигиенические показатели устанавливаются ис­
ходя из требований экологической безопасности населения. К
ним в первую очередь относятся ПДК загрязняю щ их веществ в
воздухе, воде, почвах и продуктах питания, а такж е нормы
предельно допуст им ы х выбросов (ПДВ) загрязняю щ их веществ
в воздух и водоемы. Насчитывается большое число нормативов
допустимого содержания веществ различного происхождения.
Только для ПДК химических веществ установлено в воде водо­
емов около 1500, в атмосферном воздухе - более 450, в почве более 100. При наличии столь внушительного числа показате­
лей ПДК возникает необходимость выделения перечня наиболее
важ ны х, подлеж ащ их контролю в процессе мониторинга.
Во-первых, наблюдению долж ны подлежать вещества, вы ­
брос и распространение которых имеет массовый характер.
К ним относятся, например, диоксид серы, пыль, оксиды угле­
рода - для атмосферы; нефтепродукты, фенолы, соединения
тяж елы х металлов - для поверхностных вод; пестициды - для
почв.
Во-вторых, наблюдения долж ны охватывать наиболее ток­
сичные соединения, несмотря на то, что абсолютные значения
ПДК для них весьма низкие. В воздухе ПДК таких соединений
не превышает 5 м к г/м 3 (пятиокись ванадия, сернистый свинец,
ацетофенон и др.); в водоемах - 2 м к г/л (соли бериллия и рту­
ти, фенол и др.).
Степень загрязнения окружаю щ ей среды принято оценивать
по кратности превы ш ения ПДК и ПДВ, классу опасности
(токсичности) веществ, допустимой повторяемости концентра­
ций заданного уровня, количеству химических элементов и со­
единений. В случае одновременного присутствия нескольких
загрязняю щ их веществ используются суммарные показатели.
Так, при наличии веществ с одинаковой степенью вредности
285
суммарны й показатель загр я зн ени я С8 м ож ет быть определен по
следую щ ей формуле:
П
где С; - фактическая концентрация г-го загрязнителя.
Следует иметь в виду, что санитарно-гигиенические показа­
тели лиш ь частично отвечают своему назначению, так как ПДК
территориально не дифференцированы, они не учитывают
влияния реальной ландшафтной ситуации. Например, ртуть,
попадая в воздух и почвы в виде неорганических соединений,
при небольших концентрациях может не представлять большой
опасности. Однако в воде она переходит в высокотоксичную
метилированную форму, ядовитость которой в 3 0-100 раз
больше.
Санитарно-гигиенические нормы, установленные исходя из
влияния на организм человека, не учитывают реакции других
организмов. Допустимое для человека загрязнение может при­
вести к нарушению состояния многих видов растений и ж ивот­
ных и экосистемы в целом. Поэтому для оценки состояния
природной среды наряду с ПДК необходимо использовать и
экологические критерии.
1 6 .3 .2 . Э к о л о ги ч е с к и е к р и те р и и
Экологические критерии рассматриваю тся к а к мера антро­
погенного воздействия на экосистемы и ландш аф ты , при к о ­
торой их основные ф ункционально-структурные характери­
стики (продуктивность, интенсивность биотического кругово­
рота, видовое разнообразие, устойчивость и др.) не вы ходят за
пределы естественных изменений. Выделяю тся две основные
группы экологических показателей - покомпонентные и комп­
лексные.
К первой группе относятся индикаторы состояния воздуха,
вод, почв и биогеоценотического покрова в целом. Особое место в
этом ряду занимают биоиндикаторы, по которым можно судить о
состоянии окружающей среды. В качестве экологических пока­
зателей выступают жизненность и продуктивность вида или со­
общества, видовое разнообразие, присутствие или отсутствие ха­
рактерных видов и др. По их колебанию можно с большой досто­
верностью установить изменения природных комплексов под
влиянием естественных и антропогенных факторов.
Ко второй группе экологических критериев, относятся сум­
марные (интегральные) показатели, характеризую щ ие природ­
286
ные системы в целом . Они могут быть получены на основе и н ­
теграции поком понентны х нормативов или путем н ахож ден и я
интегральны х индикаторов. Один и з способов получения сум ­
марного п о казател я ( Х $) представляет собой расчет по ф ерму т е -
где п ~ число покомпонентных нормативов;
компонента (в относительных величинах);
норматива.
- норматив состояния
- весовой коэффициент
Поиск интегральных показателей состояния окружающей
среды - сложная и еще не реш енная задача. К их числу можно
отнести: интенсивность биотического круговорота, опреде­
ляемую как отношение массы ежегодной биологической про­
дукции к общей массе; естественную способность к самоочище­
нию, обусловленную скоростью биотического круговорота;
энергетико-вещественный баланс природных систем и другие.
Важным показателем состояния среды является здоровье насе­
ления: динамика младенческой смертности, врожденные ано­
малии развития новорожденных, заболеваемость детей и взрос­
лых и др.
1 6 .3 .3 . О ц е н ка с те п е н и а н т р о п о ге н н ы х и з м е н е н и й
природной среды
Применение рассмотренных критериев дает возможность
оценить степень и направление изменения окружаю щ ей среды
во времени и в пространстве. Временные (динамические) пока­
затели характеризую т скорости нарастания неблагоприятных
изменений. Выделяется четыре динамических класса природ­
ных систем (Виноградов и др., 1993): 1) ст абильны е - скорость
увеличения площадей наруш енных земель менее 0,5 % в год;
2) умеренно динамичные - площ ади увеличиваются до 2 %
в год (возможна полная смена биогеоценотического покрова за
50-100 лет); 3) среднединамичные - до 2 -3 % в год (возможна
полная смена экосистем в течение 3 -5 0 лет); 4) сильнодина­
мичные - более 4 % в год (полная смена экосистем возможна за
25 лет).
Пространственные показатели характеризую т размеры ареа­
лов, в пределах которых проявляю тся антропогенные наруш е­
ния природных комплексов. Вводится понятие предельно допу­
стимой площади наруш ения ландш аф т а ( экосист емы ), т.е.
того предела, до которого еще возможна регенерация природ­
ной системы; превышение допустимой площади наруш ения ве­
287
дет к р азруш ен и ю стр уктурно-ф ункциональной целостности и
преобразованию п риродной системы в новое состояни е. Д ля
разны х ландш афтов и п риродны х систем этот п оказатель сущ е­
ственно м еняется.
При расчете п ок азател ей , и спользуем ы х для оценки антро­
погенны х и зм ен ен и й ок р уж аю щ ей среды , н еобходи м о учиты ­
вать естественную территориальную ди ф ф еренц и ац ию лан д­
ш афтов. Так, при оц ен к е загря зн ен и я региона м ож ет быть вве­
ден параметр, учиты ваю щ ий п лощ ади отдельны х м орф ологиче­
ск их П ТК . В этом случае средневзвеш енны й п оказатель за гр я з­
нения региона х вы числяется по формуле:
П
/-1
где т1 - площадь I-го контура ПТК; г х - загрязнение 1-го контура; 5 общая площадь региона.
Х арактеристика процессов экологической дестабилизации
природной среды предполагает ранжирование наруш