Экологическая ситуация: проблемы и решения по ее улучшению

Глава под названием "Мыслить глобально, действовать локально" из монографии. Написана нашим соотечественником.

Из аннотации к книге:

Монография содержит обзор экологической ситуации, сложившейся на территории Волго-Ахтубинской поймы в последние годы, дано описание поймы как природно-технической системы, как в общетеоретическом плане, так и в конкретной ситуации. Рассмотрены методы моделирования экосистем и управление ими, а также концепции экологической этики. Анализируются возможные меры по улучшению сложившейся ситуации, в том числе предложения сотрудников Волжского политехнического института (филиала) ВолгГТУ. Рассказывается об уже принятых мерах и проведенных мероприятиях, в том числе о деятельности студенческого экологического отряда «Экос», рассмотрены источники биоресурсов Волго-Ахтубинской поймы, дан обзор публикаций по кризисному состоянию поймы.

Во втором издании, значительно дополненном и расширенном, описывается ситуация, сложившаяся в Пойме в 2016 году, даются данные по восстановлению рыбных запасов, особенностям обводнения Волго-Ахтубинской поймы, данные по мониторингу поверхностных водоемов, значительно расширена третья глава, в которой даются теоретические основы функционирования экосистемы Поймы, размещены отзывы о первом издании книги, рассуждения о проблемах Волго-Ахтубинской поймы и ее возрождении.

Монография может быть полезна представителям природоохранных предприятий, органов местного самоуправления, преподавателям экологических и краеведческих дисциплин, аспирантам, студентам, а также широкому кругу читателей, интересующихся проблемами Волго-Ахтубинской поймы.

Табл. 32. Илл. 89. Библиогр.: 384 назв.

© Волгоградский государственный технический университет, 2016

© Волжский политехнический институт, 2016

© Каблов В.Ф., 2016

Публикуется по книге: Волго-Ахтубинская пойма. Экологическая ситуация: проблемы и решения по ее улучшению: монография, издание 2-е, дополненное / В. Ф. Каблов, В. Е. Костин, Н. А. Соколова, С. И. Благинин, С. В. Яковлев, Л.В. Курылева; ВПИ (филиал) ВолгГТУ. – Волгоград, 2016. – 457 с.

ISBN 978-5-9948-1877-0

THE VOLGA-AKHTUBA FLOOD LAND. 

Environmental Situation: Problems And Solutions For Its Improvement

Monograph

Глава 3. МЫСЛИТЬ ГЛОБАЛЬНО, ДЕЙСТВОВАТЬ ЛОКАЛЬНО

Все связано со всем.

1 закон экологии Б. Коммонера

Не подлежит сомнению то, что все в природе находится во взаимосвязи, на этом основано ее существование.

Фома Аквинский (1225 – 1274)
«Сумма теологии»

3.1. Экологические системы – общий взгляд

3.1.1. Моделирование экосистем и их развития

В конце 60-х – начале 70-х гг. (в разгар нефтяного кризиса) Римский клуб поставил целью исследовать ближайшие и отдаленные последствия крупномасштабных решений, связанных с выбранными человечеством путями развития.

Было предложено использовать системный подход для изучения глобальной проблематики, взяв на вооружение метод математического компьютерного моделирования. Математик и системолог из Массачусетского технологического университета (США) Джей Форрестер (1971) на основе предложенных им же методов системной динамики разработал модели «World-1» и «World-2». Он включил в них в качестве параметров население, производство сельскохозяйственной и промышленной продукции, природные ресурсы и загрязнение окружающей среды, и продемонстрировал членам Римского клуба первые машинные «прогоны» этих моделей [1]. Эксперимент произвел сильное впечатление на членов Римского клуба, и помощнику Форрестера Денису Медоузу было поручено руководство дальнейшей работой. Медоуз возглавил международную группу исследователей, в которую в числе других 17 исследователей вошли основные его соавторы: жена – биофизик и системолог Донелла Медоуз, физик Юрген Рэндерс и инженер Уильям В. Беренс.

Группой Медоуза на основе моделей Форрестера была создана модель «World-3», и результаты исследования были опубликованы в первом докладе Римскому клубу под названием «Пределы роста» (1972), ставшем бестселлером (книга переведена на 28 языков) [2]. Авторы доклада пришли к двум главным выводам:

1. Если современные тенденции увеличения численности населения, индустриализации, загрязнения природной среды, производства продовольствия и истощения ресурсов будут продолжаться, в течение следующего столетия мир подойдет к пределам роста. В результате, скорее всего, произойдет неожиданный и неконтролируемый спад численности населения и резкое снижение объемов производства.

2. Можно изменить тенденции роста и прийти к устойчивой в долгосрочной перспективе экономической и экологической стабильности. Состояние глобального равновесия можно установить на уровне, который позволяет удовлетворить основные материальные нужды каждого человека и дает каждому человеку равные возможности реализации личного потенциала.

В этой модели Д. Медоуза с соавторами интересовали только качественные характеристики поведения системы «население – капитал». Поскольку авторов интересовали только самые общие характеристики поведения системы, модель мира не нуждалась в тщательной детализации. Они рассматривали показатель «обобщенного населения», статистически отражающий средние характеристики населения земного шара. Для модели взяли только один класс загрязняющих веществ – семейство долгоживущих широко распространенных на Земле элементов и соединений, таких как тяжелые металлы, асбест, пестициды и радиоизотопы. И ввели в модель «обобщенные ресурсы» – величину, отражающую общие запасы всех невозобновимых ресурсов.

На этом этапе был необходим высокий уровень агрегации, чтобы модель оставалась обозримой. В то же время это накладывало и ограничения на прогнозы и их интерпретацию.

Все оценки в модели (численность населения, объем капитала, уровень загрязнения среды и пр.) отсчитывались от значений 1900 года. С 1900 по 1970 годы все переменные, в общем, соответствовали действительным значениям. Численность населения, составлявшая в    1900 г. 1,6 млрд. человек, выросла к 1970 г. до 3,5 млрд. Объем производства промышленной продукции, продуктов питания и услуг на душу населения рос по экспоненте. Запасы ресурсов в 1970 г. составляли почти 95 % от значения 1900 г., но начинали угрожающе сокращаться, поскольку продолжался рост численности населения и объема промышленного производства.

Все составляющие описываемого исследования: численность населения, производство продовольствия, загрязнение природной среды, расход невозобновимых ресурсов, объем промышленного производства (объем капитала) – модельно растут. И естественно, ни один из пяти исследуемых факторов нельзя назвать независимым: численность населения не может увеличиваться, если нет продуктов питания, производство продуктов питания растет с ростом капитала, рост капитала требует ресурсов, отработанные ресурсы увеличивают загрязнение, загрязнение среды влияет на рост численности населения и производство продовольствия и т.д. Кроме того, каждый из этих факторов через некоторое время начинает испытывать воздействие обратных связей. Каждый год они увеличиваются в соответствии с экспоненциальным ростом, а так как такой рост – явление динамическое, то характеристики – показатели в этом процессе изменяются со временем. Когда множество различных показателей в системе растет одновременно, и все они находятся в сложной взаимосвязи, анализ причин роста и будущего поведения системы становится очень сложным. Таким образом, традиционная «прямая экстраполяция» в такой сугубо нелинейной многофакторной модели «не проходит»; и все полученные группой Медоуза результаты и выводы основаны на модельных расчетах. При этом авторы просчитывали различные сценарии изменения и начальных условий, и поведения самих характеристик (например, удвоение по сравнению с 1900 г. запасов природных ресурсов, снижение с 1975 г. уровня загрязнения от всех источников в 4 раза, увеличение средней урожайности с 1 га во всем мире вдвое, ограничение с 1975 г. всеми странами рождаемости и прочее). Но все эти сценарии в результате все равно приводили к пределам роста около 2100 года. Эти знаменитые графики приведены на рисунке 3.1.

Рис. 3.1. Результаты построения модели «World-3», показывающей «пределы роста»

Все эти результаты породили тревогу, книга сразу стала бестселлером, вызвала бурные дебаты. Но надо отдать должное членам Римского клуба, которые понимали достоинства и недостатки такого модельного подхода к анализу столь сложной системы: «Действительность слишком важна, чтобы наш разум мог охватить всю ее целиком; а модели были и остаются компромиссом, который позволяет синтезировать реальность, одновременно расширяя возможности нашего разума с тем, чтобы он мог эту реальность вместить. Они могут быть хорошими и не очень хорошими в зависимости от того, насколько хорошо синтезируют действительность; но ни одна модель – ни мысленная, ни формальная – не может быть одинаково справедливой ко всем ее элементам» [3].

«Процесс пошел», разработка глобальных моделей получила развитие и вне Римского клуба. В середине 70-х гг. уже активно функционировал Международный институт прикладного системного анализа в Лаксенбурге близ Вены (Австрия), который, в отличие от Римского клуба, был постоянно действующей научно-исследовательской организацией. В Вычислительном центре АН СССР под руководством     Н. Н. Моисеева в 70-х годах началось комплексное изучение биосферы с помощью моделей, объединенных в единую вычислительную систему «Гея» (Крапивин и др., 1982; Моисеев и др., 1985).

В 1992 году была опубликована новая книга Донеллы и Дениса Медоузов и Юргена Рэндерса «За пределами роста», которая уже не спонсировалась Римским клубом [4]. «Модельная идеология» работы осталась прежней (новая модель стала учитывать некоторые региональные особенности в использовании ресурсов, роста численности населения и пр.), а вот ее выводы представляются более серьезными: теперь ограничениями роста становится не только исчерпание невозобновимых ресурсов, но и нарастающий процесс загрязнения окружающей среды.

«Рецепты» выхода из сложившейся ситуации были примерно те же, что и в работе 20-летней давности: реформы (самоограничения или просто ограничения) в системе материального потребления населения и быстрый и решительный скачок в эффективности использования ресурсов и энергии.

Наконец, чуть более чем через 10 лет выходит следующая работа этих же авторов – книга «Пределы роста: 30 лет спустя» [5]. В ней нашли свое отражение результаты дальнейших исследований авторов и анализ произошедших изменений в области защиты окружающей среды, экономики, социальной психологии за 30 лет после выхода в 1972 году «Пределов роста». «Мир никогда не сможет уменьшить экологическую нагрузку до устойчивого уровня, если эти попытки не будут основаны на глобальном партнерстве. Катастрофа неизбежна, если люди не научатся относиться к себе и другим как к частичкам единой глобальной системы».

Варианты сценария развития мировой глобальной системы по Медоузу показывают, что произойдет с миром, если человечество будет вести себя «как всегда». Те точки, которые характеризуют развитие событий с 1970 по 2010 годы, свидетельствуют, что сценарий, к сожалению, реализуется. Ученые показали, что произойдет с цивилизацией, если сохранятся тенденции роста численности населения, масштабов промышленного и сельскохозяйственного производства, нерационального использования невозобновляемых природных ресурсов и загрязнения окружающей природной среды.

Медоуз обратил внимание на то, что широко распространенный сегодня термин «глобальное потепление» является абсолютно неверным. Конечно, в большинстве случаев климатические метаморфозы связаны с повышением температуры, но в некоторых районах происходит и обратный процесс. Поэтому правильнее называть происходящее «глобальным изменением климата». И явление это очень непростое: негативное воздействие на окружающую среду и отклик на него отстают друг от друга во времени.

Воздействие изменений климата на наш мир выходит за рамки экологии. Дайер приводит четыре важных вывода, к которым он пришел, изучая климатические проблемы:

— Изменения климата надвигаются на нас куда быстрее, чем полагает общественность.

— Необходимо полностью вывести из употребления углеродистые вещества. Если мы не достигнем нулевого уровня выделения парниковых газов к 2050 году (причем 80-процентного его сокращения желательно добиться уже к 2030 г.), то вторая половина ХХI столетия станет периодом, в котором вам бы точно не хотелось жить.

— Предположение о том, что мы все-таки уложимся в эти сроки – неправдоподобно. Нам потребуются геоинженерные решения, способные сдержать подъем температуры на период, пока мы будем работать над снижением уровня выделений.

— С каждым градусом, на который будет возрастать средняя глобальная температура, будут увеличиваться и массовые беспорядки, количество переворотов и, вполне вероятно – гражданских и межгосударственных войн. А войны, при достижении определенного масштаба, положат конец мировому сотрудничеству, которое является единственным способом остановить рост температуры [6].

Необходимо уменьшить антропогенное воздействие на биосферу, снизить потоки энергии и вещества, которые проходят через земные экосистемы и губят их. Пока человечество не приступит к осознанным действиям, оно будет стремительно катиться в бездну деградации окружающей среды, ухудшения качества почв и, как следствие, продуктов питания, развития болезней, сокращения продолжительности полноценной жизни.

Мир стал намного более уязвимым к различным внешним потрясениям. Пример – ситуация в Японии. Произошла авария на Фукусиме, и выяснилось, что сверхэффективная производственная система в экономическом отношении крайне уязвима к внезапным потрясениям; и многие ее ключевые элементы полностью прекращают работать в таких экстремальных условиях. Здесь отчетливо проявляется внутреннее противоречие между стремлением к максимальной экономической эффективности и степенью выносливости в случае внешних потрясений.

Главная проблема, как считает Медоуз, заключается в том, что высокая эффективность дает нам прибыль в краткосрочной перспективе. А устойчивость к внешним потрясениям, стабильность в более долгосрочной перспективе требуют затрат. Большинство людей не хотят тратить деньги на те направления, которые не дают быстрого возврата инвестиций.

Авторы книги «Пределы роста: 30 лет спустя» приходят к выводу, что уже в первой половине текущего столетия существующие социально-экономические и политические тенденции приведут к разрушению основ индустриального общества, если не будут проведены значительные изменения. Глобальные проблемы – изменение климата, истощение нефтяных запасов, деградация сельскохозяйственных угодий, дефицит пресной воды – уже проявились либо проявятся в ближайшие   десятилетия [7].

В последние годы появились новые количественные показатели выхода системы за пределы. Так, М. Вакернагель с сотрудниками ввели оценку нагрузки на окружающую среду со стороны человека – экологический след (ЭС) – и сравнили его с поддерживающей способностью планеты. Экологический след – это земельная территория, необходимая для получения нужных ресурсов (зерна, продовольствия, древесины, рыбы, площадей под городскую застройку и т.п.) и «переработки» выбросов, производимых мировым сообществом (прежде всего, диоксида углерода). Сравнив полученные значения с территориями, доступными на планете, Вакернагель заключил, что человечество уже расходует примерно на 20 % больше, чем допускает уровень самоподдерживания. Чтобы уменьшить экологический след и вернуться к допустимому уровню, необходимо изменить личностные ценности и общественные устремления. Необходимо изменение и технологий, и поведения людей, и планирование в долговременной перспективе. Но реальной поддержки этой позиции нет как со стороны политических партий, так и со стороны промышленно развитых стран. Поэтому глобальный экологический след становится больше с каждым днем [5].

3.1.2. «Концепция экологической этики» Н.Н. Моисеева

Проблема выживания человеческой цивилизации начинает все острее звучать в научных, политических, экономических кругах. Тому есть реальные эмпирические доказательства: истощение невосполнимых минеральных ресурсов; катастрофическое уменьшение площади озонового слоя, защищающего планету от губительного ультрафиолетового излучения; уменьшение биотического разнообразия на планете; глобальное потепление климата; огромные арсеналы атомного оружия, способного уничтожить не только человечество, но и всю биосферу. Иными словами, пользуясь языком синергетики, человек и биосфера приближаются к бифуркационной точке, при достижении которой последуют необратимые изменения в системе наподобие тех, что имели место 60 миллионов лет назад на закате эпохи динозавров.

Один из основных тезисов, который отстаивает Никита Моисеев, – это тезис о «Единстве человека и биосферы».

Эволюцию биосферы (как любой эволюционный процесс) характеризуют три основных принципа: изменчивость, наследственность и отбор.

Изменчивость. «Этим словом закодировано множество разнообразнейших явлений, создающих поле вариантов, необходимых для выбора дальнейшего продолжения процесса эволюции системы» [8].

Наследственность. «Оно означает лишь то, что настоящее и будущее любой подсистемы, т.е. любого элемента Универсума, не определяется, а зависит от прошлого» [8].

Отбор. «Это, прежде всего, законы сохранения. Никакой процесс изменения не может идти вопреки закону сохранения движения» [8].

Иными словами, из множества вариантов развития система отбирает тот, диссипативная функция которого минимальна, т. е. требует для своей реализации минимума энергии.

Биосфера – это открытая система, подчиняющаяся принципам самоорганизации и испытывающая на себе влияние внешних и внутренних флюктуаций (случайностей). Именно эти флюктуации запускают бифуркационный механизм, переводящий систему в совершенно новое состояние. В результате этих бифуркаций на Земле появились первые прокариоты, затем эукариоты, сформировался вид Homo Sapiens.

Тезис о «Единстве человека и биосферы» основан на современных эмпирических данных, научных открытиях. Прежде всего, это единый генетический алфавит для всего биотического многообразия планеты. Во-вторых, идентичная структура клеток мозга человека и других высших животных. В-третьих, зачатки интеллекта у человекообразных обезьян, дельфинов. В-четвертых, человек не может существовать вне биологической ниши, которую он занимает. Человек «обречен» жить в биосфере и подчиняться законам её развития.

Техногенная цивилизация Запада, нещадно эксплуатируя природу, заботится лишь о сиюминутной выгоде. Выход из экологического кризиса мыслится через эксплуатацию отстающих стран и использование технологических новшеств. Н. Н. Моисеев настойчиво критикует эгоистические и потребительские наклонности западного человека, доказывая «невозможность преодоления наступающего кризиса чисто техническими средствами» [9].

Н. Моисеев предлагает выход из экологического кризиса через коэволюцию человека и биосферы, вступление человечества в новую эпоху, эпоху Ноосферы.

Анализируя понятие ноосферы, Н. Н. Моисеев склонен считать, что это не новая сфера, сфера Разума, а качественно новая эпоха в развитии планеты, в которой осуществляется коэволюция человека и биосферы. Это «такое развитие человечества, которое не нарушает стабильности биосферы, её гомеостаза, сохраняет необходимый для человечества эволюционный канал» [9].

Сохранение стабильности биосферы должно быть полностью основано на тех научных знаниях, которые были получены в предыдущие столетия. Человек наконец-то должен научиться пользоваться доставшимся ему от Природы Разумом. Поэтому, во-первых, новое человечество должно быть образованным. На мой взгляд, образование не должно ограничиваться средним десятилетним, а расшириться до обязательного высшего, что на данный момент внедряется в Японии.

Экономическая сторона жизни должна регулироваться совершенно новым типом рынка [10]. Рынок, основанный на сиюминутной выгоде, должен отойти в прошлое.

В политической жизни – интеграция наций в мировое сообщество, основанное на осознании единства всего человечества.

Человек не должен ограничиваться возможностями своего индивидуального интеллекта. Человек должен осознать, что его разум – часть Коллективного Разума. Коллективный Разум – это не совокупность индивидуальных интеллектов, это качественно новое образование, достижение которого Н. Н. Моисеев видит через дальнейшее развитие компьютерной техники (глобальная сеть Интернет тому подтверждение).

Эпоха Ноосферы, прежде всего, будет характеризоваться тем, что человечество научится управлять процессами самоорганизации биосферы. Вступление в эпоху Ноосферы, по мнению Н. Н. Моисеева, должно произойти не как бифуркационный скачок, т. к. любой бифуркационный механизм может развиваться в совершенно непредсказуемом направлении и привести в конечном итоге к гибели человечества. Человечество с самого начала должно контролировать этот переход, разрабатывать определенную стратегию, стратегию Разума. «Нужно говорить, что общество способно обеспечить режим коэволюции с биосферой в том случае, если деятельность людей не допустит новой буфуркации, перехода биосферы в новый канал своей эволюции, или, пользуясь языком теории динамических систем, в новый аттрактор» [11]. Разработка стратегии – не дело узкого круга лиц [12].

3.1.3. Этика ответственности

Йонас практически не известен в России; между тем это, без сомнения, один из интереснейших философов завершившегося столетия. Ниже приведены отрывки из одной из самых известных книг Г. Йонаса – «Принцип ответственности. Опыт этики для технологической цивилизации» (первоначально вышла на немецком языке, затем в авторском переводе на английском). Вся прежняя этика молчаливо разделяла следующие связанные между собой предпосылки:

1. Человеческое состояние, заданное природой человека и природой вещей, в основных своих чертах остается раз и навсегда незыблемым.

2. Определение человеческого блага оказывается на этом основании делом нетрудным и самоочевидным.

3. «Дальнодействие» человеческой деятельности, а значит, и человеческой ответственности, ограничено узкими пределами...

(ВНИМАНИЕ! Выше приведено начало текста)

Скачать полный текст в формате Word

© Каблов В.Ф., 2016