Современное состояние биосферы и экологическая политика

Сложность выявления закономерности по проблеме цикличности обусловлена тем, что многие процессы, воздействующие на популяцию как систему, имеют нелинейный характер. Следовательно, для этого класса систем, т. е. популяций, неприменим принцип суперпозиции, суть которого сводится к следующему: результат одновременного воздействия нескольких факторов на популяции (их численность) неравнозначен сумме результатов, вызываемых теми же факторами, если они действуют по отдельности (Самарский, 1989, с. 9–28). Это очень сильное утверждение, ибо, если данный принцип применим в отношении популяций, сообществ и т. д., то становится понятной невозможность отыскания одного, локального, фактора, ответственного за формирование многолетних колебаний биоресурсов. Можно полностью согласиться с мнением Д. Ф. Оуэна, утверждающего, что «в конце концов, является ли климат важным и даже более важным, чем строго биологические факторы, вызывающие смертность в зависимости от плотности в формировании колебаний численности, – все это пока предположения. Еще, конечно, не все выяснено, и глупо быть догматиком, полностью принимая или отвергая любую из всех этих соперничающих теорий» (1984, с. 82–83).

Существует еще один вопрос в проблеме цикличности, который требует своего разрешения, – физическая интерпретация кривых вариационных рядов наблюдений. Это принципиальный вопрос, ибо, если считать, что искомые кривые есть не что иное, как «белый» или «красный» шумы, то теряет всякий смысл проведения исследований по проблеме цикличности. Для такого утверждения есть серьезные основания.

Имеется следующее мнение: «Как бы случайно ни бросать точки на плоскость, при их соединении плавной кривой всегда обнаружится некоторое, кажущееся подобие периодичности, которое при желании можно выдать за цикл. Широкий диапазон эмпирически обнаруженных циклонесущих частот показывает их приблизительно равномерное распределение по всем периодам, что свидетельствует о шумовом характере анализируемых процессов» (Поляк, 1989, с. 74–77).

Аналогичного мнения придерживается А. В. Бялко (1994, с. 45–48), который считает, что большие амплитуды долгопериодных флуктуаций природных процессов позволяют найти частичное подтверждение любой периодичности (в этом и состоит коварство красного шума). К счастью, практика подтверждает обратное, т. е. какие бы мы ни рассматривали природные явления (речной сток, атмосферная циркуляция, миграция оси океанических течений и т. д.), они, находясь в разных географических зонах Земли, имеют в своем проявлении такие же периоды колебаний показателей, как и биоресурсы. Это свидетельствует о решающем вкладе космических и геофизических планетарных факторов в формирование отмеченных периодов, т. е. 2,3,4 и более лет. Мощные засухи и, как следствие, спад урожайности кормовых угодий, проловы рыбопромысловых флотилий, резкое снижение численности пушных зверей – эти явления (периодически повторяющиеся) не могут быть объяснены за счет артефактов природы, т. е. белого или красного шумов. Ответ на эти вопросы надо искать на стыке углубленных физико-биологических исследований.

Л. И. Мирошниченко выяснено (1981, с. 120–127), что если, например, совпадают периоды ритмов с частотной структурой изменений во внешней среде, то это определенно указывает на наличие синхронизации. Доказательством наличия синхронизации являются высокие коэффициенты связи корреляции между сравниваемыми колеблющимися явлениями. Но при неполном совпадении (по близости) регистрируемых периодов могут возникнуть биения, которые чаще всего и обнаруживаются в рядах динамики биоресурсов. Так, например, на кривых волн жизни можно выявить одновременное присутствие двух периодов с изменяющимися амплитудами, постоянными смещениями фаз относительно фазы вынуждающей силы. Если учесть, что многие колебания формируются за счет захвата частоты (Владимирский, 1982, с. 166–174) или принудительной синхронизации, то уместен вопрос о применимости теории случайных процессов к анализу имеющихся по биоресурсам временных рядов. По мнению Л. И. Мирошниченко (1981, с. 166–174), гипотеза о принудительной синхронизации позволяет объяснить солнечной активностью географическую изменчивость колебания многих природных явлений. Эта гипотеза служит хорошим инструментом для анализа причин несопоставимости и неоднозначности (невоспроизводимости) некоторых статистических результатов по гелиобиологическим связям – факта, давшего повод для сомнений в реальности таких связей.