В.В. Братков, Н.И. Овдиенко
Геоэкология
Учебное пособие. - М., 2005.
Введение в геоэкологию
Геоэкология — сравнительно молодая
дисциплина, которая стала формироваться с середины ХХ века на стыке таких
традиционных наук и их подразделений, как биология и география.
Биология представляет собой совокупность наук
о живой природе. Она исследует многообразие ныне существующих и (совместно с
палеонтологией) вымерших живых существ, их строение (от молекулярного до
анатомо-морфологического) и функции, происхождение, эволюцию, распространение и
индивидуальное развитие, связи друг с другом, между биотическими сообществами и
с неживой природой. Изучаются общие и частные закономерности, присущие жизни во
всех её проявлениях и свойствах: обмен веществ, размножение, наследственность,
изменчивость, приспособляемость, рост, развитие, раздражимость, подвижность и
т.д.
Система биологических дисциплин
включает направления исследований по систематическим категориям (вирусология,
микробиология, энтомология, ботаника и т.д.); местам жизни организмов
(гидробиология, лесоведение и т.п.); по структуре, свойствам и проявлениям
индивидуальной жизни (морфология, анатомия, физиология, генетика, биология
развития и т.д.); по тем же особенностям коллективной жизни (этология,
популяционная биология биоценология и т.д.); по методам исследования
(биометрия, биохимия, биофизика и др.); по приложению биологических знаний в
практике (агробиология, биотехнология, охрана живой природы и т.д.).
Комплекс биологических знаний
прилагается к различным уровням организации жизни — от молекулярной биологии
через гистологию, цитологию, популяционно-видовую биологии к биоценологии,
экологии, учению о биосфере. Общая биология рассматривает наиболее общие
закономерности, раскрывающие суть жизни, её формы и особенности развития. Число
научных дисциплин и их разделов, входящих в биологию, превышает 300 [Реймерс,
1990].
География трактуется как совокупность
(система) физико-географических, экономико- и социально-географических
дисциплин, изучающих географическую оболочку Земли, природно-территориальные,
территориально-производственные и социально-территориальные комплексы, их взаимосвязь
и составляющие их компоненты. Конечная задача географии — комплексное
исследование природы, населения и хозяйства, установление характера
взаимодействия между человеческим обществом и географической средой. По некоторым
воззрениям, география включает природопользование в целом, в том числе охрану
природы и охрану окружающей человека среды [Реймерс, 1990]. Фактически
географический подход характерен для всех отраслей, изучающих пространственные
явления и процессы.
Взгляды на географию и биологию, их
объекты исследований и сферы научных интересов, в настоящее время подвергаются
лишь незначительным уточнениям. Что касается взглядов на экологию, переживающей
в последние несколько десятилетий период бурного развития, то они не столь однозначна.
Термин «экология» был
предложен в 1866 г. немецким биологом Э. Геккелем в работе «Всеобщая морфология
организмов». В ней указывалось, что экология — это наука об отношениях
организмов к окружающей среде. Несколько позже, в 1869 г. он писал, что
экология исследует общее отношение животных как к их органической, так и
неорганической средам, их дружественные и враждебные отношения к другим
животным и растениям, с которыми они вступают в прямые и непрямые контакты,
или, одним словом, все те запутанные взаимодействия, которые Ч. Дарвин условно
обозначил как борьбу за существование. Под средой Э. Геккель понимал условия,
создаваемые неорганической и органической природой. При этом к неорганическим
условиям он относил физические и химические особенности мест обитания живых организмов:
климат (теплота, влажность, освещенность), состав воды и почвы, особенности
атмосферы, а также неорганическую пищу (минералы и химические соединения). Под
органическими условиями им подразумевались взаимоотношения между организмами,
существующими в пределах одного сообщества или экологической ниши.
Ю. Одум (1986) отмечает, что как
признанная самостоятельная научная дисциплина экология возникла около 1900 г.,
но её название «экология» вошло в лексикон несколько позже. Сначала
исследователи проводили резкую грань между экологией растений и экологией
животных, но концепция биотического сообщества Ф. Клементса и В. Шелфорда,
концепции пищевых цепей и круговорота веществ, разработанные Р. Линдеманом и
Дж. Хатчинсоном, а также исследования озёрных систем, проведённые Э. Бирджем,
Ч. Джудеем и многими другими, помогли создать теоретическую основу общей экологии.
В настоящее время под экологией
понимают:
- науку о
взаимоотношениях и взаимодействии между различными живыми существами и
окружающей их средой, об обмене вещества и потоках энергии, которые делают
возможной жизнь на Земле, о приспособлениях организмов к изменяющимся условиям
существования [Лархер, 1978];
- часть
биологии, изучающую отношения организмов между собой и окружающей средой;
дисциплину, изучающую общие законы функционирования экосистем различного
иерархического уровня; комплексную науку, исследующую среду обитанию живых
существ, включая человека; область знания, рассматривающую совокупность
предметов и явлений с точки зрения субъекта или объекта (как правило, живого
или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности;
исследование положения человека как вида и общества в экосфере планеты, его
связей с экологическими системами и меры воздействия на них [Реймерс, 1990];
- раздел
биологии, науку о взаимосвязях между организмами и окружающей их средой, о
круговороте веществ и потоках энергии, делающих возможной жизнь на Земле; науку
о структуре и функциях природы; научную дисциплину, целью которой является
сохранение и развитие человеческой, общественной и природной подсистем Земли
при бережном обращении с имеющимися природными ресурсами [Окружающая среда…,
1993];
- междисциплинарную
область знаний, науку об устройстве многоуровневых систем в природе, обществе и
их взаимодействии, науку об организмах «у себя дома», науку, в которой особое
внимание уделяется «совокупности или характеру связей между организмами и
окружающей их средой» [Одум, 1986];
- комплексную
метанауку, синтезирующую все естественно-исторические знания и выводы
общественных наук о природе и о взаимодействии природы и общества; особый
общенаучный подход к исследованию проблем взаимодействия организмов,
биологических систем и среды [Охрана ландшафтов…, 1983].
Даже этот далеко не полный перечень
определений показывает, что экология рассматривается, во-первых, как часть
биологии, из недр которой она вышла во второй половине XIX века. В этом случае
она представляет собой самостоятельную науку, имеющую свой объект и методы
исследований. Во-вторых, экология рассматривается как комплексная дисциплина,
призванная решать проблемы взаимоотношения человеческого общества и окружающей
среды. С середины ХХ века, в связи с усиливающимся воздействием человека на
природу, экология приобрела особое значение как научная основа рационального
природользования и охраны живых организмов.
Нередко в термин «экология» и в
структурные подразделения экологии вкладывают свой смысл («моя» экология — это
не «твоя» экология). Как справедливо отмечает Н.Ф. Реймерс, «такого взрыва
профанации знания не было в истории человечества» (1994, с.13). Поэтому в
рамках экологии он выделяет: 1) аут(о)экологию — экологию особей и составляющих
ими видов; 2) демоэкологию — экологию популяций; 3) синэкологию — экологию
сообществ; 4) экологию биоценозов (биоценологию) — системно-функциональной
совокупности продуцентов, консументов и редуцентов.
Приведённые определения показывают,
что между биологией, экологией и географией имеется довольно много точек
соприкосновения и взаимодействия. Например, исходя из подразделения экологии на
аут(о)- и демоэкологию можно утверждать, что они близки традиционной биологии,
а на синэкологию и биоценологию — традиционной географии. Близость, в частности,
многих разделов географии и экологии находит также свое выражение в весьма
сходной терминологии этих дисциплин. Так, в физической географии традиционно
изучается природная среда, под которой понимается совокупность биотических и
абиотических факторов, естественных и изменённых в результате деятельности
человеческого общества, оказывающих влияние на человека и другие организмы.
Определённое соответствие и
соотношение отмечается также между понятиями «природный комплекс», «геосистема»,
с одной стороны, и «экосистема», с другой. Так, под экосистемой
понимается совокупность живых организмов и окружающей их среды во взаимодействии.
В отличие, например, от биоценозов, экосистема — безранговое понятие,
применяемое к совокупностям различного типа и размера. По мнению Д.Л. Арманда
(1975), экосистемы — это геосистемы, в которых существенную роль играют
биокомпоненты. В.Б. Сочава (1971) под геосистемой понимает особый класс
управляемых систем; земное пространство всех размерностей, где отдельные
компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и как определённая
целостность взаимодействуют с космической сферой и человеческим обществом.
Экосистемы при этом можно рассматривать как системы частные, или парциальные,
по отношению к геосистемам, то есть подчинённые последним. Территориально те и
другие часто совпадают, даже могут состоять из одних и тех же компонентов, но,
по мнению А.Г. Исаченко (1980), экосистема не охватывает всех межкомпонентных
связей, экологическое исследование как бы выборочное.
Экологический, или
антропоцентрический, подход к системе «природа — общество», как отмечает А.Г.
Исаченко (1987), слишком узок, так как он обедняет географическое исследование,
не позволяет использовать полностью научный потенциал географии, ибо весь
природный блок рассматривается как среда обитания «хозяина» системы.
В процессе развития и взаимодействия
биологии, экологии и географии сформировалось по меньшей мере два направления:
биоэкология и геоэкология.
Термин «биоэкология»,
как отмечает Н.Ф. Реймерс (1990) используется для обозначения экологии в
первоначальном её понимании, которое предложил Э. Геккель. То есть под
биоэкологией, очевидно, следует понимать раздел традиционной, классической
биологии, занимающийся изучением отношения организмов между собой и окружающей
средой.
Термин «геоэкология»
впервые использовал немецкий географ К. Тролл в 1939 г. применительно к
изучению ландшафтов, наметив, таким образом, новое научное направление на стыке
физической географии и экологии. Троллевское понимание геоэкологии, как
отмечает И.Е. Тимашев (1999) по сути близко, если не тождественно,
ландшафтоведению, отличаясь скорее особой нацеленностью на изучение
экологических свойств и функций ландшафтов (геосистем). К. Тролль считал
необходимым сближать географический ландшафтный и биолого-экологический
подходы, полагая, что географии необходимо глубокое экологическое знание, а
экология в свою очередь должна ещё больше, чем прежде, основное внимание
уделять региональной дифференциации и картированию «жизненных ассоциаций». На
основе совместных усилий этих двух наук должны развиваться комплексные
исследования Земли и жизни на ней. В отечественную науку термин «геоэкология»
ввёл В.Б. Сочава в 1970 г. в рамках того же ландшафтно-экологического подхода.
Понятие «геоэкология» получило
широкое распространение, и в настоящее время зачастую применяется не в
первоначальном смысле. Представители разных научных дисциплин рассматривают
геоэкологию c заметно различающихся позиций,
иногда противоречивых.
В 80-х годах ХХ века геологи
предложили трактовать геоэкологию как новую область знаний, изучающую
закономерные связи между живыми организмами, в том числе человеком,
техногенными сооружениями и геологической средой [Козловский и др., 1989].
По мнению С.В. Клубова и Л.Л.
Прозорова (1993), геоэкология — это наука, изучающая законы взаимодействия
литосферы и биосферы, с учётом специфики человека и его деятельности. Близкой
точки зрения придерживается М.М. Судо (1999, с.12): «…Геоэкология —
синтетическая наука, изучающая воздействие на геологическую среду природных
геологических процессов и антропогенной (техногенной) деятельности».
Академик В.И. Осипов (1993)
предлагает более широкую трактовку. Он считает геоэкологию междисциплинарной
наукой об экологических проблемах геосфер, что-то вроде взаимосвязанного
«триумвирата» наук о Земле — географии, геологии и геоэкологии.
Несколько позже синтез геологии и
экологии было предложено называть экологической геологией. Как отмечает Н.А.
Ясаманов (2003, с.30), … «в общем виде экологическая геология — это наука,
изучающая законы взаимодействия литосферы и биосферы, выявляющая геологическую
роль и геоэкологическую специфику всех внешних геосфер Земли, выясняющая
экологическую роль мантии и земного ядра и учитывающая специфику геологической
роли человека и его хозяйственную деятельность».
Несколько иной точки зрения
придерживаются географы и экологи.
По мнению В.С. Жекулина (1989), геоэкология
— это наука о территориальных экосистемах, так же, как география, является
наукой междисциплинарной и несёт в себе
элементы естественных и социально-экономических наук.
Н.Ф. Реймерс (1990) считает, что
геоэкология — это раздел экологии (по другим воззрениям — географии),
исследующий экосистемы (геосистемы) высоких иерархических уровней — до биосферы
включительно. Синонимы: ландшафтная экология, иногда биоценология.
В понимании Г.Н. Белозерского и др.
(1994), геоэкология — наука, изучающая необратимые процессы и явления в
природной среде и биосфере, возникающие в результате интенсивного
антропогенного воздействия, а также близкие и отдалённые во времени последствия
этих воздействий. Такое определение геоэкологии позволяет считать её наукой географической;
более того, она представляет собой один из самых современных разделов
географического знания, являясь, по существу, интегральной его формой.
С точки зрения В.Т. Трофимова и др.
(1994, 1995), геоэкология — метанаука, объектом которой являются экосистемы (а
не геосферы, как у В.И.Осипова). Несколько позже, в 1997 г., данные авторы
определяют геоэкологию как междисциплинарную науку, изучающую состав,
структуру, закономерности функционирования и эволюции естественных (природных)
и антропогенно преобразованных экосистем высоких уровней организации. Наряду с
этим подходам ими развиваются идеи экологической геологии.
По мнению А.Г. Емельянова (1995),
геоэкология является научной дисциплиной о взаимодействии географических,
экологических и социально-производственных территориальных систем.
Т.А. Акимова и В.В. Хаскин
(1998) определяют геоэкологию как науку, изучающую взаимоотношения организмов и
среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. В неё входят:
экология сред — воздушной, наземной (суши), почвенной, пресноводной, морской,
преобразованной человеком; экология природно-климатических зон — тундры, тайги,
степи, пустыни, гор, других зон и их более мелких подразделений — ландшафтов
(экология речных долин, морских берегов, болот, островов, коралловых рифов и
т.п.). К геоэкологии относится также экологическое описание различных
географических областей, регионов, стран, континентов. Совместной областью
биоэкологии и геоэкологии является учение о биосфере — биосферология — главное
содержание глобальной экологии.
Г.Н. Голубев (1999)
определяет геоэкологию как междисциплинарное научное направление, изучающее
экосферу как взаимосвязанную систему геосфер в процессе её интеграции с
обществом. При этом он отмечает также, что термин ещё не получил общепринятого
определения. Экосфера представляет собой всемирную область интеграции геосфер и
общества. Экосфера — сравнительно тонкая поверхностная оболочка, где
пересекаются геосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера и биосфера) и где живёт
и работает человек.
Термин «экосфера», с точки
зрения автора, более нейтрален или даже более биоцентричен, особенно по
сравнению с термином «окружающая среда». Последний, по мнению Г.Н. Голубева,
носит скорее локальный характер, на основе которого выстраиваются глобальные
проблемы. Кроме того, в названии «окружающая среда» просвечивают интересы,
ориентированные на человека. Поэтому данное понятие антропоцентрично, в отличие
от понятия «экосфера», который более нейтрален или даже биоцентричен.
Экосфера, по определению Н.Ф.
Реймерса (1990) — это совокупность абиотических объектов и характеристик Земли,
создающая на ней условия для развития жизни; пространственно включает в себя
тропосферу, гидросферу, верхнюю часть литосферы, которые и формируют среду для
биосферы. Отмечается также, что термин «экосфера» синонимичен термину
«окружающая человека среда».
Комментируя приведённые
определения геоэкологии и термины, связанные с ней, нельзя не упомянуть о таком
устоявшемся понятии в физической географии, как «географическая оболочка» —
природный комплекс, возникший в слое взаимодействия и взаимопроникновения
литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы и сформировавшийся под воздействием
солнечной энергии и органической жизни. Эта оболочка является естественным
природным окружением человека в его жизни и хозяйственной деятельности.
С.П. Горшков (1998) считает,
что геоэкология — наука об организованности биосферы, вмещающей её
супергеосферы и околоземного Космоса, об их антропогенном изменении, способах
управления для целей выживания и устойчивого развития цивилизации. Данным
автором составлена наиболее полная и систематическая сводка по истории геоэкологии.
Таким образом, геоэкология трактуется
довольно широко и разнообразно. В узком смысле она представляет собой науку,
занимающуюся изучением экологических функций частных геосфер, и проблем,
связанных с деятельностью человека. В более широком смысле геоэкология является
междисциплинарным направлением, которое интегрирует все знания об экологических
проблемах Земли и представляет собой триумвират из биологических, геологических
и почвенно-географических наук, ставящих основной целью сохранение
жизнеобеспечивающей среды и жизни на Земле. Развитие геоэкологии продолжается,
поэтому приведённый список определений, скорее всего, будет расширяться,
уточняться и дополняться.
С нашей точки зрения, геоэкология
— направление на стыке географии и экологии, которое исследует
естественное (природное) окружение человека не в его первозданном виде, а в том
виде, в каком оно существует в настоящее время, то есть с учётом тех
деформаций, которым подверглись все частные географические оболочки, а также
биосфера и ландшафтная оболочка в результате хозяйственной деятельности человека.
Изменённая человеком среда, в свою очередь, также накладывает ограничения на
развитие человеческого общества как в аспекте среды жизни человека, так и с
точки зрения ресурсов, используемых обществом.
Естественная или
природная среда — это наше природное
окружение: литосфера, гидросфера, геокосмос
(атмосфера, магнитосфера, околоземное пространство), биосфера, ландшафтная
оболочка). Естественная
среда в настоящее время сильно изменена различными видами деятельности человека,
поэтому под ней следует понимать наше природное окружение не в его первозданном
состоянии, а с учётом тех деформаций, которые
в нём происходили под воздействием человека [Беляев, Братков, 2000].
Таким образом, основное внимание в
учебном пособии будет уделено рассмотрению природной среды, методам, формам и
последствиям воздействия на неё, а также проблемам, связанным с освоением
ресурсов человеческим обществом, и ограничениям, накладываемым на общество
изменённой средой, в первую очередь, — в аспекте народонаселения.
Контрольные вопросы
1. Перечислите
и охарактеризуйте основные разделы экологии.
2. В чём
сходство и различие экологии и биологии?
3. Назовите
и охарактеризуйте основные разделы географии.
4. Кто
первый ввёл в мировую и отечественную науку термин «геоэкология»?
5. Какие
трактовки имеет термин «геоэкология»?
6. Что
такое естественная (природная) среда?
|