Связь экологии с другими науками

Экология, как следует из ее определения, имеет биологическую основу. Однако в сознании людей в настоящее время она ассоциируется с проблемами, возникшими в результате деятельности человека, поэтому экология связана не только с естественными, но и с техническими и гуманитарными науками (рис. 1.1). Многие философы полагали и полагают, что экологические проблемы в первую очередь являются нравственными, философскоэтическими. Безоговорочное поклонение и страх перед силами природы сменились стремлениями покорить природу, что нанесло ей огромный вред. Проблема взаимоотношений человека с окружающей средой в настоящее время носит не только практический, но и философско-нравственный характер. Философию, как и естественные науки, всегда интересовали и интересуют проблемы возникновения и развития жизни на Земле, проблемы взаимоотношений человека с природой. На протяжении почти всей истории процесс развития биосферы шел в виде естественной самоорганизации. В настоящее время этими процессами все больше начинает управлять человек. Дальнейшая эволюция биосферы приобретает новую цель — обеспечение будущности человечества. Осознание человечеством беспредельности научно-технических возможностей привело к очень опасной мысли о необходимости улучшения природы. Возникла философия насилия над природой. Старшему поколению еще помнится лозунг о том, что человек не может ждать милости от природы. Такая деятельность привела цивилизацию на грань экологической катастрофы, поэтому мы должны точно знать, что может нарушить стабильность биосферы, и исключить условия, при которых цивилизация не может устойчиво развиваться. В этой связи современная философская мысль должна быть направлена на поиск путей гармонизации общества и природы, что определяет необходимость связи экологии с философией.

Рис. 1.1. Связь экологии с другими науками

Современный человек прежде всего существо социальное, поэтому взаимоотношения человека с природой необходимо рассматривать в системе «человек — общество — природа». Глобальные экологические проблемы — это совокупность социоприродных проблем. В основе их обострения лежат два взаимосвязанных процесса. Первый — это результат совершенствования и развития производительных сил и производственных отношений, результат развития материальной культуры общества. Второй — результат социального прогресса.

При решении этих проблем в конечном счете определяющим фактором является человек, поэтому наряду с технологическими, организационными и экономическими решениями многое зависит от экологического сознания, поведения людей. До недавнего времени экологическое сознание было потребительским, базировалось на глубоком убеждении в неисчерпаемости ресурсов Земли. Кроме того, долгое время люди неоправданно считали, что природа сама справится с негативными воздействиями на нее. Еще в недалеком прошлом мы гордились дымом заводских труб, которые поднимались над городской окраиной, в степи или тайге. Они были символом успеха, экономической мощи страны. Однако неблагоприятные проявления антропогенного воздействия на природную среду привели к необходимости изменения экологического сознания, экологической культуры. Поэтому решение глобальных экологических проблем невозможно вне связи экологии с политологией и социологией.

В процессе хозяйственной деятельности предприятий и отдельных граждан может быть нанесен экологический ущерб окружающей среде. Кроме того, неблагоприятная окружающая среда может наносить вред здоровью граждан. Регулирование этих взаимоотношений осуществляется на основе экологического права, которое базируется на ст. 9, 42 и 58 Конституции Российской Федерации и ст. 46 и 55 Конституции Республики Беларусь. В этих статьях провозглашено право каждого гражданина на благоприятную окружающую среду и на возмещение вреда, причиненного нарушением этого права. Также установлено, что охрана природной среды является долгом каждого гражданина.

Экология — точная наука. Взаимодействие между организмами и окружающей средой оценивается нс только качественно, но и количественно. Прогнозирование развития природно-антропогенных комплексов, протекания климатических и погодных явлений, изменений численности различных организмов невозможно без математического моделирования. Современные средства вычислительной техники позволяют проводить такие расчеты и широко использовать. Отсюда тесная связь экологии с математикой.

Закономерности биохимических процессов подчиняются фундаментальным законам физики — закону сохранения энергии и массы, второму закону термодинамики. Кроме того, такие экологические факторы, как солнечное излучение, влажность воздуха, атмосферное давление имеют физическую природу, поэтому изучение экологических процессов и явлений невозможно без знания физики.

В основе жизнедеятельности организмов лежит обмен веществ между ними и окружающей средой. Это химические процессы, но поскольку они происходят и в живых организмах, то их называют биохимическими. Такие процессы происходят как на уровне отдельных организмов, так и на уровне групп, сообществ, экологических систем и биосферы в целом. В результате образуется круговорот веществ, или, по определению В. И. Вернадского, происходят биогеохимические циклы.

В результате деятельности человека возник антропогенный круговорот веществ, являющийся составной частью биогеохимических циклов.

Изучая процессы в биосфере, В. И. Вернадский пришел к выводу, что самой мощной химической силой на Земле является живое вещество (совокупность всех живых организмов). Такой подход позволил ему основать новую науку — биогеохимию. Из изложенного очевидна связь экологии с химией.

Живое вещество на нашей планете распределено крайне неравномерно. Экосистема полярной, умеренной и тропической зон существенно различается. Они заселены различными организмами, плотность живого вещества тоже неодинакова. Восприимчивость экосистем различных географических зон к антропогенным воздействиям различна, что необходимо учитывать при организации природопользования. В этом — связь экологии с географией.

В настоящее время количество безотходных технологий крайне мало. Вредные отходы промышленности, транспорта, энергетики тем или иным образом попадают в окружающую среду и ухудшают ее качество. Это приводит к отклонению основных показателей экологических факторов от оптимальных значений. Реакцией организма на эти отклонения являются болезни, а иногда и гибель, поэтому необходимо знать предельно допустимые концентрации (ПДК) различных вредных веществ в воздухе, воде, почве, продуктах питания. Кроме того, отрицательное воздействие на организм оказывают вирусы, бактерии, грибки и т. д. Установлением ПДК, защитой человека и других организмов от упомянутых вредных воздействий занимается медицина, которая тесно связана с экологией.

Климатические факторы оказывают существенное влияние на жизнедеятельность организмов. Коренные изменения климата приводят к значительным изменениям не только отдельных экосистем, но и всей биосферы в целом, поэтому экология неразрывно связана с климатологией.

Тщательное изучение и учет геологического строения подстилающих грунтов позволяет обеспечить нс только надежную работу инженерных конструкций, но и уменьшить экологическую нагрузку инженерного сооружения на литосферу. Этим определяется связь экологии с геологией.

В последние 100—150 лет человек создал крупные антропогенные системы (промышленные предприятия, транспортные системы, предприятия энергетики, системы передачи информации и т. д.), сравнимые по воздействию на окружающую среду с природными явлениями (извержения вулканов, землетрясения, ураганы). Они характеризуются высокой концентрацией вещества и энергии в ограниченном пространстве и являются источниками экологических факторов, зачастую неблагоприятных для окружающей среды. Одним из наиболее эффективных средств защиты окружающей среды и рационального природопользования является экологическое нормирование. Таким образом, экология напрямую связана с охраной окружающей среды и природопользованием.

Важнейшие экологические аспекты рассматриваются в гидрологии. Учет режимов работы водных потоков позволяет обеспечить благоприятное с точки зрения экологии сопряжение инженерных сооружений с водотоками.

Использование при строительстве инженерных сооружений экологически чистых материалов, а также использование в производстве строительных материалов отходов промышленности невозможно без знаний в области материаловедения.

Довольно тесно экология связана с экономикой. Еще Э. Геккель называл экологию наукой об экономии природы. Для решения вопросов охраны окружающей среды и обеспечения рационального природопользования, охраны труда и обеспечения предельно допустимых выбросов (ПДВ), утилизации отходов необходима система инженерных и организационных мероприятий. Реализация данных мероприятий невозможна без затрат, которые не дают быстрой отдачи. Однако отказ от этих затрат ради быстрой экономической выгоды приводит в конечном итоге к значительным экономическим потерям. На решение этих проблем направлена новая научная дисциплина — экономика природопользования, которая образована на стыке экологии с экономикой.

Научно-технический прогресс остановить невозможно, поэтому решение экологических проблем должно заключаться в устранении противоречий общественного развития с развитием природы.

Все технологические процессы производства должны базироваться на учете природных и климатических условий, радиационных и других характеристик. Важнейшим критерием приемлемости той или иной технологии в настоящее время, наряду с экономической эффективностью, должна быть экологическая безопасность применяемых способов и методов производства работ.

* * *.

Обобщая сказанное в первой главе, необходимо отметить следующее. С момента зарождения жизни на Земле и до настоящего времени произошло два экологических кризиса. Первый кризис связан с появлением на Земле организмов (цианобактерий), способных в процессе фотосинтеза выделять в атмосферу кислород и пришедших на смену хемотрофным бактериям (архебактериям), существующим за счет энергии химических реакций. В результате атмосфера из восстановительной стала превращаться в окислительную и большинство архебактсрий погибло, т. е. произошла смена форм жизни. Появились однои многоклеточные водоросли, грибы и простейшие, высшие животные и растения, способные потреблять кислород и эволюционировать. Второй кризис связан с деятельностью человека, уничтожившего крупных животных, используемых в качестве пищи, в конечном итоге это привело к сокращению населения планеты почти вдвое.

Человечество в настоящее время постепенно входит в полосу третьего экологического кризиса, также связанного с деятельностью человека. Его признаки налицо: отравление воздуха, воды и почвы ядовитыми отходами промышленности и сельского хозяйства; острый недостаток чистой пресной воды, а в крупных мегаполисах — и кислорода в воздухе; истощение минеральных ресурсов; нехватка энергоресурсов; недостаток продуктов питания из-за резкого увеличения населения Земли и эрозии почв; нарушение биологического и климатического равновесия в природе.

Осознание этого побудило человечество к поиску путей решения экологических проблем. Очевидно, что без науки это сейчас невозможно. В этом причина бурного развития в конце XX — начале XXI в. новой науки — экологии.

Следует отметить, что корни данной науки уходят в глубокую древность. Еще крупнейшие ученые античности обращали внимание на ухудшение природной среды из-за деятельности человека. Становление экологии как науки связано с именами крупнейших ученых эпохи Возрождения — биолога Джона Рея и химика Роберта Бойля. Огромный вклад в становление экологии как науки внесли шведский естествоиспытатель Карл Линней и гениальный английский ученый Чарльз Дарвин. Значительный вклад в развитие экологии внесли русские ученые: М.В. ломоносов, К. Ф. Рулье, В. И. Вернадский, М. И. Будыко и др.

Экология, отпочковавшаяся от биологии, развивается в тесной связи с гуманитарными, естественными, техническими и экономическими науками, что, несомненно, ее обогащает и укрепляет.

Пытаясь осмыслить причины надвигающегося экологического кризиса, ученые пришли к выводу, что одна из причин — незнание современными специалистами основных правил экологии. В доступной форме для понимания эти правила изложены американским экологом Барри Коммонером. Основное из них — правило целостности и рациональности построения биосферы. Биосфера не может быть объектом улучшения — настолько целостно и рационально она построена, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено.