Мир науки Метод. Парадигмы. Творчество.

Используя различные подходы к моделированию состояний биосферы, многие исследователи пытаются прогнозировать ход ее эволюции. Выявилось, что более или менее адекватным общим понятием, отражающим сущность происходящих сегодня на Земле процессов, является «антропобиосфера». С помощью этого понятия строятся модели, которые учитывают структурные, функциональные, информационные, энергетические и других характеристик биосферы. К ним добавляются антропогенные и техногенные характеристики современного состояния общества.

Одна из первых математизированных моделей была предложена Дж. Форрестером, который пытался определить экологические пределы роста хозяйственной деятельности человечества. Эта задача разрешима, поскольку факторы природной среды и ресурсы человеческой деятельности имеют количественное выражение. Биоэкологи, например, выделяют количественно определимые зону оптимума, зону угнетения и пределы выносливости для организмов. Количественные выражения физических ресурсов человеческой деятельности также имеют четкие характеристики.

Антропобиосферный подход оказался связан в последние несколько десятилетий с разработкой проблем будущего состояния человеческого общества и природной среды. В частности, появились прогнозные работы ученых, объединившихся в так называемый «Римский клуб». Среди отечественных разработок известен проект «Гея». Он осуществлялся под руководством академика Н. Н. Моисеева. Одним из выводов, к которому пришли разработчики данного проекта, стал прогноз «ядерной зимы». Это устрашающее следствие вероятной термоядерной войны во многом способствовало заключению международных соглашений о сокращении ядерных вооружений.

Заметим, что именно антропобиосферный подход становится методологической базой практической экологии, поскольку выводит на исследование ресурсов земных экосистем и на разработку методов природопользования. Правда, достижения в этой области еще далеки от желаемого. Сегодня осознано, что организация природопользования имеет сложный многоуровневый характер и требует привлечения методов инженерного и социального проектирования. Соответственно, естественнонаучные знания и методы комбинируются с техническими и социальными подходами к разработке путей человеческой деятельности. В свою очередь, техническая и промышленная деятельность людей является открытой для применения биотехнологий и для усиления естественных ресурсов угнетаемых деятельностью человека биосистем. Так, широко применяется посадка зеленых насаждений вблизи промышленных предприятий и крупных автомагистралей, функционирование которых связано со снижением содержания кислорода в атмосферном воздухе. В более широком контексте человеческая деятельность направляется на создание искусственных биоценозов и экосистем. Из них выделяются те, которые способны долговременно удовлетворять биологические потребности людей. К таковым относятся, например, агроценозы (сельскохозяйственные угодья), лесопосадки, парки и скверы, зоны экологической рекреации. Выделяются также урбоситемы, возникшие в результате развития городов, и объединяющих большие массы населения, промышленные, бытовые и другие объекты. Существование урбоэкосистем поддерживается за счет агроэкосистем и вовлеченных в хозяйственный оборот ископаемых энергоресурсов и других источников энергии (ветровой, приливной, атомной и прочих).

В наше время осознано, что для рациональной организации природопользования важно знать лимитирующие факторы, которые могут ограничивать и угнетать распространение определенных видов в различных регионах Земли. Так, познание пищевых цепей, водных режимов, температурных условий жизни и других лимитирующих факторов дает базу для эффективного управляющего действия людей на биосферу - как в отношении собственного вида, так и в отношении других видов существ, населяющих нашу планету. Серьезную поддержку оптимальному природопользованию дает знание статистических показателей популяций, их численностей, плотности, показателей структуры, скорости их роста или сокращения.

Применительно к такому образованию как экосистема особую роль приобретает знание круговорота веществ и прохождения через нее потока энергии. Круговорот веществ поддерживается деятельностью автотрофов и гетеротрофов. А передача энергии осуществляется от автотрофов к гетеротрофам. Поэтому экологи подчеркивают исключительную миссию на Земле зеленого покрова растений. Они поглощают на первом трофическом уровне около 50 процентов поступающей солнечной энергии. Значимыми становятся также знания о циклических и поступательных изменениях главных природных экосистем (наземных, пресноводных и морских).