Биосфера и человек

Биосфера, как и любая экосистема, находится в постоянном развитии. Считается, что несколько миллиардов лет тому назад живое вещество биосферы было сконцентрировано преимущественно в водной среде, только позднее была освоена суша, но, вероятно, общий уровень продукции и тогда был близок к современному.              Неизменным оставался и набор
основных функциональных блоков.

Палеонтологические находки свидетельствуют, что в ходе развития жизни на Земле одни группы организмов заменялись на другие, но при этом всегда существовали формы, выполняющие различные геохимические функции. Таким образом, постоянно поддерживались условия, необходимые для существования жизни. Количество живого вещества также было более или менее постоянно на протяжении каждого геологического периода. В этом заключается закон константности живого вещества, фактически обоснованный В. И. Вернадским.
Развитие человеческой цивилизации привело к существенной перестройке биосферы. Развитие науки и техники и стремление удовлетворить все потребности постоянно увеличивающейся популяции людей привели не только с существенному изменению и даже исчезновению местных экосистем, но и сказались на функционировании и устойчивости всей биосферы. Часто подобное воздействие имело и имеет характер экологической катастрофы. Такую — перестроенную человеком — биосферу часто называют техносферой.
Со становлением цивилизаций роль человека в биосфере существенно изменилась. Так, ежегодные энергетические потребности каждого первобытного человека оцениваются примерно в 2 х 104 кДж. С освоением огня, появлением земледелия и животноводства человек стал использовать около 5 х 104 кДж. Сейчас каждый житель планеты Земля потребляет не менее 30 х 104 кДж энергии в сутки! Естественно, удовлетворение этих потребностей требует значительных ресурсов. В основном это либо продукция современных живых организмов (в том числе специально культивируемых), либо та же продукция, но произведенная в предыдущие эпохи и зафиксированная в виде биогенных накоплений — угля, нефти, газа.
Если учитывать общую ограниченность ресурсов, очевидно, что существуют некоторые пределы роста и существования цивилизации. Земля не способна прокормить и поддерживать слишком большое население. По разным расчетам, на нашей планете с учетом современных научно-технологических разработок может жить от 10 до 17 млрд людей. Однако эта оценка весьма приблизительна.
История человечества — это и история становления и распространения разных измененных и нарушенных экосистем. Ясно, что характер освоения природы во многом зависел и зависит, во-первых, от плотности населения, а во-вторых, от научно-технического прогресса. Можно говорить о том, что чем изощреннее становились достижения науки и техники, тем сильнее видоизменялись экосистемы, освоенные человеком.
Незначительное воздействие человека на блоки продуцентов и консументов типично для собирательских экосистем, когда местные жители собирают разные съедобные растений, охотятся и ловят рыбу. Этот тип экосистем начал распространяться вместе со становлением человечества. В начале роль человека в них сравнимой с другими консументами. Но постепенно, с совершенствованием орудий охоты и рыболовства, у человека появилась возможность влиять на численность многих животных и растений. Возможно, именно интенсивная охота древнего человека привела если не к полному вымиранию, то, по крайней мере, к значительному сокращению численности многих крупных млекопитающих, например, мамонтов в Евразии, крупных видов лемуров на Мадагаскаре, больших сумчатых в Австралии.
Более мощное воздействие человека проявляется в лесопользовательских экосистемах. Обычно это изъятие деревьев. Но при вырубке страдают и верхние слои почвы, подстилка, травянистый покров и животное население. Лесопользовательские экосистемы начали формироваться одновременно с полевыми и пастбищными. Но со временем, особенно в XIX—XX вв., рубки стали массовыми и начали охватывать большие площади. В результате во многих районах естественные лесные экосистемы не сохранились.
Пирогенные экосистемы формируются после пожаров. Часто они связаны с естественными причинами, особенно грозами. Однако сейчас пожары — обычный результат небрежности (или недомыслия) человека. Палы приводят к нарушению растительного покрова и подстилки, а также верхних слоев почвы.
Очень значительно воздействие человека в земледельческих экосистемах. В первую очередь оно проявляется в резком изменении блока продуцентов, безвозвратном изъятии части биомассы и нарушении почвенного слоя. Не сохраняются многие функциональные связи. Резко обедняется и меняется животное население. Экосистемы такого типа начали формироваться вместе с окультуриванием растений и появлением инструментов для обработки почвы.
Пастбищные экосистемы связаны с изменением состава видов, входящих в блок первичных консументов. Фактически одомашненные животные заменяют крупных диких копытных, однако при этом изымается часть созданной ими продукции. В результате интенсивного выпаса может нарушаться растительный и почвенный покров.
Наиболее резкие изменения характерны для техногенных экосистем. Их появление связано с развитием промышленности. В этом случае происходят серьезные нарушения всех основных блоков.
Рекреационные экосистемы типичны в основном для густонаселенных районов и связаны с отдыхом людей. Нередко человек создает очень своеобразные по внешнему облику экосистемы, такие как парки и сады. Продукции изымается немного, но почвенно-растительный покров страдает от вытаптывания. Появляются различные специально или случайно завезенные виды животных и растений.
Для урбанизированных экосистем (т.

е. экосистемы городов и иных поселений) типично сочетание участков не только техногенных, но и пастбищных, земледельческих, рекреационных, лесопользовательских и даже собирательских экосистем. Урбанизация связана со значительным преобразованием местных естественных экосистем, причем важно, что при этом нарушается характер как горных пород, так и водного стока. Здесь сочетаются как местные виды, так и многочисленные привнесенные формы. В больших городах теплее, чем в пригородах, и нередко есть разнообразные источники пищи. Это позволяет существовать различным более или менее теплолюбивым видам.
Степень изменения экосистемы зависит не только от характера, но и от продолжительности воздействия. Последнее может быть сильным, но кратковременным. Когда такое воздействие прекращается, начинается восстановительная сукцессия. В итоге формируется экосистема, очень близкая к исходной либо даже ее точный аналог. Таковы, например, вырубки.
При длительном непрерывном воздействии, особенно достаточно интенсивном, может идти деградация экосистемы. В ее ходе структура экосистемы упрощается, а продуктивность падает. Это прослеживается при интенсивном выпасе на протяжении многих лет.
В случае, когда воздействие регулярно, но не столь интенсивно, экосистема может сохранять свои важнейшие свойства (саморегуляция, самоорганизация, самовоспроизведение). Фактически человек здесь становится одним из ключевых элементов. Устойчивые экосистемы подобного рода можно отнести к антропогенному субклимаксу. Это своеобразный аналог климакса, существование и устройство которого определяется как естественными свойствами, так и регулярным воздействием человека. Таковы, например, современные леса Европы, а также суходольные луга, лесопарковые леса и т. п.
Деятельность человека не всегда приводит к снижению продукции экосистемы. Иногда она значительно возрастает. Нередко такое наблюдается после осушения заболоченных участков, при эвтрофикации (т. е. в результате внесении большого количества легкоусваиваемых веществ) водоемов. Чаще всего подобное повышение продукции связано с отрицательными последствиями, например, снижением видового разнообразия. Поэтому к оценке результатов воздействия человека на экосистемы нужно подходить крайне осторожно.
В целом воздействие человека на биосферу и местные экосистемы вышло за рамки его биологических возможностей. Сейчас это влияние охватывает практически всю биосферу. Человек существенно изменяет строение многих экосистем, изымает или привносит разнообразные компоненты и элементы, воздействует на характер связей между различными биологическими системами, все активнее вмешивается в наследуемую изменчивость. Один из важнейших результатов деятельности человека — утрата биологического разнообразия. Это существенно не только для поддержания устойчивости как отдельных экосистем, так и биосферы в целом, но и для сохранения эволюционного потенциала.
Очень лаконично все проблемы, связанные с деятельностью человека в природе, охарактеризованы в так называемых законах Коммонера, в афористической форме сформулированных американским биологом и общественным деятелем Барри Коммонером: все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа «знает» лучше; ничто не дается даром.
Фактически в небольшом пояснении нуждается лишь последний закон. Его суть состоит в том, что любое вмешательство человека в природу, даже с лучшими намерениями, в конце концов приводит к каким-то негативным последствиям.
Очевидные нарушения биосферы и утрата ей (так же, как и местными экосистемами) способности к самовоспроизводству, саморегуляции и самоорганизации подтолкнули человечество к обсуждению и разработке различных путей сохранения природы в первую очередь, экосистем и биологического разнообразия и к выработке подходов, обеспечивающих устойчивое развитие, т. е. развитие, направленное на долговременное и взаимовыгодное сосуществование биосферы и человека в ней. Устойчивое развитие (более точный перевод с английского — самоподдерживающееся развитие) — это улучшение качества жизни людей при их существовании в устойчиво развивающихся экосистемах — от местных до биосферы.
Концепция устойчивого развития призвана              пере
ориентировать человека на бережное отношение к природе, ее разумное использование, совершенствование технологий и выработку более затратных, но безотходных способов производства, на поддержание устойчивости экосистем и сохранение биологического разнообразия. Это концепция во многом соответствует теоретическим представлениям В. И. Вернадского и П. Тейяра де Шардена о перерастании биосферы в ноосферу — сферу разума.
Устойчивое развитие должно быть основано на следующих принципах, часть из которых непосредственно связана с биологией и экологией: Уважение и забота о всех живых существах Земли. Сохранение жизнеспособности биосферы и ее разнообразия. Этот принцип связан с поддержанием нормального функционирования экосистем, сохранением биологического разнообразия. Кроме того, необходимо и воспроизведение возобновимых ресурсов (почв, эксплуатируемых животных и растений и т. п.). Замедление процесса истощения невозобновимых ресурсов. Существование в пределах реальных возможностей биосферы и местных экосистем.
Остальные принципы связаны с необходимостью политических и экономических изменений: Улучшение качества жизни людей. Изменение этических норм и поведения людей. Использование возможностей местного населения по поддержанию окружающей их природной среды. Создание национальных программ для интеграции
развития и охраны природы. Объединение усилий на мировом уровне. 

Еще по теме Биосфера и человек:

1. РОЛЬ ЧЕЛОВЕКА В БИОСФЕРЕ
2. РАЗДЕЛ VI ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА
3. 17.2. ЧЕЛОВЕК КАК ОБЪЕКТ ДЕЙСТВИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ. АДАПТАЦИЯ ЧЕЛОВЕКА К СРЕДЕ ОБИТАНИЯ
4. 24.1. СОВРЕМЕННЫЕ КОНЦЕПЦИИ БИОСФЕРЫ
5. ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ
6. 5. Биосфера как организм
7. Организация биосферы
8. 6. 4. 3. Новый этап в состоянии биосферы. Ноосфера
9. 13. Эволюция биосферы
10. ТЕХНОГЕННЫЕФАКТОРЫ В БИОСФЕРЕ
11. Изучение структуры и функции биосферы