Н.И. Николайкин
Н.И. Николайкина
О.П. Мелехова

Экология — это наука, изучающая взаимоотношения организмов
между собой и с окружающей средой. Часто встречается
перевод термина «экология» как учения о доме, жилище.
Это не точно. Древние греки понимали этот термин значительно
шире. Экосом они называли любое место пребывания
человека: и хороший пляж, где люди собирались для купания,
и горное пастбище, где пастухи пасли овец.
В середине XX в. экологию стали понимать как науку
об экосистемах и биосфере. Начало такому пониманию положили
работы В. И. Вернадского, В. В. Докучаева, Ю. П. Одума,
А. Дж. Тенсли, Н. В. Тимофеева-Ресовского и других известных
ученых. В результате стало ясно, что современная биосфера,
среда обитания всех живых организмов, является продуктом
их жизнедеятельности: неустанного воспроизведения,
метаболизма (обмена веществ) и посмертного разложения ми-
риадов живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная
среда жизни есть результат постоянного взаимодействия
и взаимопроникновения живого и неживого веществ.
Ни один вид живых организмов не может существовать среди
себе подобных. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах)
и в строго определенной совокупности условий, характеризующей
место их обитания (биотоп). Единство биотопа
и биоценоза — основная концепция современной экологии,
концепция экосистемы.
Экосистемы и биосфера в целом являются высшим уровнем
организации живого на планете Земля. Они, как и любая
живая система, способны к саморегуляции, т. е. к самосохранению,
поддержанию своего видового состава и воспроизведению
связей между отдельными видами. Такое представление
об устойчивости экосистем, их гомеостазе или, иначе, об эко-
1
•1.1. Цивилизация и природа 7
логическом равновесии — одно из основополагающих понятий
современной экологии.
Биосфера и отдельные экосистемы могут переносить значительные
антропогенные (от греч. antropos — человек и genesis
— происхождение) нагрузки благодаря возможности саморегуляции,
самоочищения и самовосстановления. Однако эти
свойства имеют естественные пределы, которые называют емкостью
экосистем.
1.1. Цивилизация и природа
1.1.1. Становление экологии
Существование цивилизации на нашей планете неразрывно
связано с природными условиями. Она возникла тогда,
когда человек научился использовать огонь и другие средства
и орудия, позволявшие ему изменять среду обитания. Экология
приобрела практический интерес уже на заре человечества.
Первобытный человек, борясь за выживание, должен был
иметь определенные знания о видах животных, их повадках,
местах обитания.
На протяжении тысячелетий человек пытался покорить
природу, но только недавно осознал, что Земля — не более чем
«космический корабль» с ограниченными ресурсами. Нерачительное
их использование и загрязнение окружающей среды
могут сделать невозможной жизнь последующих поколений.
Появившись на планете, человек на всех стадиях развития
влиял на среду обитания сначала как просто биологический
вид, затем как охотник, имеющий специальные орудия, позволяющие
уже в эпоху Великих оледенений воздействовать
на видовой и численный состав животных. Выжигая леса, собирая
съедобные виды растений, он влиял на природу через
усиление естественно идущих процессов и формирование антропогенных
ландшафтов. Развитие земледелия, скотоводства
привело к росту общин и возникновению первых крупных
поселений, способствовало прогрессу в изготовлении орудий
труда. За 2 тыс. лет до н. э. в Египте и Месопотамии человек
создал грандиозные оросительные системы, принципиально
изменившие окружающий мир.
Происходившие в результате хозяйственной деятельности
изменения природных условий тогда еще не были велики
и носили локальный характер. Тем не менее они вели к эрозии
8 Глава 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ
почв, их засолению, опустыниванию, а в конечном итоге к региональным
экологическим кризисам и исчезновению цивилизаций,
их создавших.
Возникшие на заре цивилизации города первоначально хорошо
«вписались» в природную среду, несмотря на то что
по числу населения многие города древности (Фивы, Вавилон,
Рим) вполне сопоставимы с современными. Так, согласно переписи
населения Рима, проведенной в 14 г. н. э. императором
Августом, в городе проживали 4 млн 937 тыс. человек.
Создавая первые города, человек еще неосознанно понимал
необходимость соблюдения определенных санитарных
норм. Первая из известных сегодня систем городской канализации
появилась в III—II тысячелетиях до н. э. в Индии. В Риме
был построен водопровод, действовала система канализации.
После падения Римской империи в 400-х годах н. э.
в городах государств, образовавшихся на ее развалинах,
вплоть до XIII—XIV вв. царила антисанитария, ибо необходимые
знания были утрачены.
Техническая революция, начавшаяся в конце XVIII в.,
привела к тому, что последствия деятельности человека стали
сопоставимы с природными явлениями.
1.1.2. Глобальный экологический кризис
В связи с экспоненциальным ростом численности человечества,
развитием техники и все большим стремлением к повышению
уровня потребления у среднего жителя Земли к концу
XX в. возникли предпосылки экологического кризиса, т. е.
перехода биосферы к неустойчивому состоянию.
Экспоненциальный рост населения и явления демографического
взрыва стали заметны к 60-м годам прошлого столетия.
Тогда же появились первые работы с прогнозами и сценариями
дальнейшего развития жизни на Земле. Это известные
работы ученых Римского клуба (А. Печчеи, Д. Форрестера,
Денниса и Донеллы Медоузов и др.), в которых описана мировая
динамика и определены пределы роста населения и развития
технологической цивилизации Земли. Позже уточненные
математические модели роста населения созданы С.П. Кур-
дюмовым, С. П. Капицей. В связи с тем что 30% населения
Земли практически голодает, был поставлен вопрос о возможности
и путях решения продовольственной проблемы, о емкости
природной среды, оценена продуктивность биосферы и ее
способность прокормить растущее население Земли. В итоге
1.2. Из истории экологии 9
стало ясно, что человечество находится почти у предела допустимой
численности и уровня потребления.
Современная кризисная ситуация усугубляется тем, что
очень быстро вымирают биологические виды. Если нормальные
изменения условий в природе сопровождаются вымиранием
одного вида за 100 лет, то в настоящее время всего за 1 ч
на Земле исчезает 50 видов. К концу XX в. 63% естественных
экосистем суши разрушены, гибнут многие водные экосистемы,
и прежде всего морские. Происходит это по разным причинам,
связанным как с техногенным загрязнением окружающей
среды, так и с распахиванием земель, нерациональным
использованием природных ресурсов, однако прежде всего
из-за роста народонаселения (особенно в развивающихся странах)
и роста уровня потребления в развитых странах.
Экологами убедительно доказано, что качеством природной
среды «автоматически» может управлять только биота,
т. е. совокупность всех живых организмов Земли. Анализ моделей
и натурные исследования показали, что биологическое
разнообразие (разнообразие и количество видов, составляющих
экосистему) является главным критерием и признаком
устойчивости экосистемы. Искусственно создать среду обитания
для человека не удается, что подтверждено многочисленными
экспериментами в разных странах мира.
Восстановить нормальную природную среду обитания,
качество воды, воздуха, почвы, пищи, утерянные ныне в результате
экологического кризиса, биота способна, но только
в случае, если для восстановления самой биоты будут предоставлены
время и место. Поэтому для продолжения жизни биосферы
прежде всего необходимо охранять биологическое разнообразие,
т. е. все виды животных, растений, грибов, микроорганизмов,
которые и составляют биосферу. При этом виды
существуют только в сообществах и в определенных условиях,
поэтому для их сохранения необходимо выделить специально
охраняемые территории (заповедники), площадь которых
на суше должна составлять не менее 1/6 ее части.
1.2. Из истории экологии
«Экологически» мыслили, т. е. видели связь между живыми
организмами и окружающей средой, ученые Древней
Греции и Рима. Экология как наука начала формироваться
в конце XVIII в., и то сначала как один из разделов зоологии.
10 Глава 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ
Развитие классической биологии долгое время шло по пути
изучения морфологических1 и функциональных особенностей
организмов в их единстве с условиями существования.