Основні екологічні закони і принципи

 

 Одним з основних завдань екології є встановлення законів, принципів і правил функціонування та розвитку екосистем. Існує більше 50 екологічних законів, більшість з них має біоекологічний характер. Всі вони добре описані в сучасних екологічних довідниках і ми обмежимося описанням лише тих, які справедливі для системи “людина – природне середовище”

 

(за М.Ф.Реймерсом, 1990):

Закон біогенної міграції атомів (В.І.Вернадського) – міграція хімічних елементів на земній поверхні і в біосфері в цілому здійснюється або при безпосередній участі живої речовини (біогенна міграція) або ж вона протікає в середовищі, геохімічні особливості якої (О₂, СО₂, Н₂ та ін.) обумовлені живою речовиною, як тією, яка в даний час населяє біосферу, так і тією, яка діяла на Землі впродовж всієї геологічної історії.

Оскільки люди впливають перш за все на біосферу і її живе населення, вони тим самим змінюють ум ови біогенної міграції атомів, створюючи підгрунтя для ще більш глибоких хімічних змін в історичній перспективі. Таким чином, процес може стати саморозвиваючимся, не залежним від бажання людини і практично, в глобальному масштабі. Цей закон необхідно враховувати при будь-яких еперетвореннях природи.

Закон внутрішньої динамічної рівноваги – речовина, енергія, інформація і динамічні якості окремих природних систем і їх еєрархії взаємопов’язані настільки, що будь-яка зміна одного з цих показників викликає супутні функціонально-структурні кількісні і якісні зміни, що зберігають загальну суму речовинно-енергетичних, інформаційних і динамічних якостей системи, де ці зміни відбуваються, або в їх ієрархії.

З цього закону можна зробити такі емпіричні висновки, що будь-яка зміна середовища обов’язкове викличе розвиток ланцюгових реакцій, які йдуть в бік нейтралізації проведеної зміни або формування нових природних систем, утворення яких при значних змінах середовища може прийняти незворотний характер. Цей закон є одним з вузлових положень в природокористуванні. Якщо при управлінні природними процесами ми не користуємося цим законом, то може виникнути ситуація, яку М.Ф.Реймерс (1981) сформулював у вигляді афоризма: “Чим більше пустель ми перетворимо в квітучі сади, тим більше квітучих садів ми пертворимо в пустелі”.

Закон  “все або нічого” (Б.Хоуліча) – підпорогові подразнення не викликають нервового імпульсу (“нічого”) в збуджуваних тканинах, а порогові стимули або сумування підпорогових створюють умови для формування максимальної відповіді (“все”).

Закон може бути перенесений на природні екосистеми і корисний при екологічному прогнозуванні.

Закон максимума біогенної енергії (В.І.Вернадського – Е.С.Бауера) – будь-яка біологічна система або система з участю живого знаходячись в стані “стійкої нерівноважності”, тобто динамічної  рухомої рівноваги з оточуючим її середовищем, і еволюційно розвиваючись, збільшує свій вплив на середовище.

Закон відіграє велику роль в розумінні біосферно-екосистемних процесів, даючи разом з іншими фундаментальними положеннями основу для розробки стратегії природокористування, вироблення раціональної екополітики.

Закон мінімуму (Ю.Лібіха) – витривалість організму визначається слабкою ланкою в ланцюгу його екологічних  вимог, тобто життєві можливості лімітують екологічні фактори, кількість і якість яких близькі до необхідного організму чи екосистемі мінімуму; подальше їх зниження приводить до загибелі організма чи деструкції екосистеми.

З’ясування слабкої ланки ланцюга дуже важливе в екологічному прогнозуванні, плануванні і експертизі проектів. Правило взаємодії факторів дозволяє раціонально виконувати заміну дефіцитних речовин і впливів на менш дефіцитні, що важливо в процесах експлуатації природних ресурсів.

Закон незалежності факторів (В.Р. Вільямса) - умови життя рівнозначні, але жоден з факторів життя не може бути замінений іншим.

Закон толерантності (В.Шелфорда) – відсутність або неможливість процвітання визначається нестачею (в якісному або кількісному розумінні) або, навпаки, надлишком будь-якого з ряду факторів, рівень яких може виявитися близьким до меж, що переносяться даним організмом.

Закон збідніння різнорідної живої речовини в острівних її згущеннях (Г.Ф.Хільмі) -  індивідуальна система, яка працює в середовищі з рівнем організації, більш низьким, ніж рівень самої системи, приречена: постійно втрачаючи свою структуру, система через деякий час розчиниться в навколишньому середовищі.

Згідно з цим законом, для охорони рідкісних і зникаючих видів, як частин  живої речовини в межах природно-заповідних територій, які знаходяться серед порушеної людиною природи, необхідна достатньо велика територія. Це необхідно враховувати при створенні заповідників і заказників.

Закон піраміди енергій (Р.Ліндемана) – з одного трофічного рівня екологічної піраміди переходить на інший її рівень в середньому не більше 10% енергії.

Даний закон дозволяє робити розрахунки необхідної земельної площі для забезпечення  населення продовольством та ін.

Закон розвитку природної системи за рахунок оточуючого її середовища – будь-яка природна система може розвиватися за рахунко матеріально-енергетичних і інформаційних можливостей оточуючого її середовища.

З цього закону слідує, що повністю безвідходне виробництво неможливе і можна розраховувати тільки на маловідходне. Першим етапом розвитку технологій повинна бути мала їх ресурсоємкість ( як на вході, так і виході – економність і незначні викиди), другим етапом буде створення циклічності виробництва (відходи одних можуть бути сировиною для інших) і третім – організація розумного депонування (поховання) неминучих залишків і нейтралізація енергетичних відходів. Уявлення про те, що біосфера працює за принципом безвідходності, помилкове, бо в ній завжди накопичуються вибуваючі з біологічного кругообігу речовин, які формують осадочну породи.

Закон зниження енергетичної ефективності природокористування – з ходом історичного часу при отриманні з природних систем корисної продукції на її одиницю в середньому витрачається все більше енергії. Збільшуються і енергетичні витрати на одну людину.

Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (В.І.Вернадського) – вся жива речовина Землі фізико-хімічно єдине.

З цього закону витікає наслідок: шкідливе для однії частини живої речовини не може бути байдужим для іншой її частини, або: шкідливе для одних істот шкідливо і для інших. З цього буд-які фізико-хімічні агенти, смертельні для одних організмів (наприклад, пестициди), не можуть не спричиняти шкідливого впливу на інші організми.

Закон бумеранга – все, що  вилучено з біосфери людською працею, повинно бути повернено їй.

Закон незамінності біосфери – біосферу не можна  замінити штучним середовищем, або, як, скажем, не можна створити нові види життя. Людина не може побудувати вічний двигун, в той час, як біосфера і є практично “вічний” двигун.

Закон шагренєвої шкіри – глобальний вихідний природно-ресурсний потенціал в ході історичного розвитку безперервно виснажується. Це слідує з того, що ніяких принципіально нових ресурсів, які могли б з’явитися  в теперішній час немає. Людина користується усім тим, що вже є в природі.

Закон убуваючої природної родючості – в зв’язку з постійним вилученням урожаю відбувається зниження природної родючості грунтів.

Закон відносної незалежності адаптації: висока адаптивність до одного з екологічних факторів не дає такої ж ступені пристосованості до інших умов життя (навпаки, вона може обмежувати ці можливості в силу фізіолого-морфологічних особливостей організмів). Цей закон необхідно враховувати при антропогенних змінах середовища існування живих організмів.

Правило Дарлінгтона – зменшення площі острова в 10 разів скорочує число живучих на ньому видів вдвічі. Це необхідно враховувати при визначенні площі заповідника чи іншої природно-заповідної території.

Правило 10% - середньомаксимальний перехід з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший 10% (від 7 до 17%) енергії (або речовини в енергетичному вираженні), як правило, не приводить до несприятливих для екосистеми (і втрачаючого енергію трофічного рівня) наслідкам.

Використання цього закону дозволяє визначити можливий і безпечний об’єм  промислу  тварин.

Правило обов’язковості заповнення екологічних ніш  - пустуюча екологічна ніша завжди буває природно заповнена. Це правило необхідно враховувати при акліматизації, знищенні шкідливих видів організмів, повному викорененні деяких небезпечних хвороб і т.д.

Правило більш високих шансів вимирання глибоко спеціалізованих форм (О.Марша) – швидше вимирають більш спеціалізовані форми, генетичні резерви яких для подальшої адаптації знижені. Значну роль у вимиранні таких форм може відіграти антропогенний фактор.

Правило біологічного підсилення: при переході на більш високий рівень екологічної піраміди накопичення речовин, в тому ислі токсичних і радіоактивних, збільшується приблизно в такій же пропорції.

Правило оптимальної компонентної додатковості – ніяка екосистема не може самостійно існувати при штучно створеному надлишку або нестачі одного з екологічних компонентів. Наприклад, вичерпання енергетичних можливостей приводило цивілізацію до краху.

Правило соціально-екологічного заміщення – потреби людини в деяких життєвих благах можуть бути до певного ступеню і на певний короткий період заміщені більш повним задоволенням інших, функціонально близьких потреб. Це правило є прямим логічним наслідком закону мінімуму Ю.Лібіха.

Принцип катастрофічного поштовху – глобальна природна або природно-антропогенна катастрофа завжди приводить до істотних еволюційних змін, які відносно прогресивні для природи, але не обов’язково корисні для виду чи іншої систематичної категорії, в тому числі для господарства людини і життя людини. В наші дні ймовірна поява нових форм захворювань в результаті швидкого антропогенного збідніння біоти планети.

Принцип видового збідніння (заміщення) – основні закономірності, які автоматично здійснюються в ході порушення видового різноманіття всередині екосистем. Дані принципи слід ураховувати при проведенні заходів по знищенню шкідливих видів організмів, хвороб і акліматизаційних роботах.

Принцип Ле-Шатель’є-Брауна – при зовнішньому впливі, який виводить систему з стану стійкої рівноваги, ця рівновага зміщується в тому напрямі, при якому ефект зовнішнього впливу послаблюється. Цей принцип в рамках біосфери порушується людиною. Якщо в кінці 19 століття відбувалося збільшення біологічної продуктивності і біомаси у відповідь на збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, то в 20 столітті все стало Навпаки.

На початку 70-х років американський вчений Баррі Коммонер сформулював чотири закони. Вони звучать просто і доступно, не як традиційні закони, але це так тільки здається. Для їх реалізації необхідна нова, не екофобна, а екофільна свідомість, і сумісні дії як окремих соціальних груп людей, так і цілих держав.

 

Наводимо ці законі:

1.                 Все пов’язане з усім (закон про біосферу і екосистеми);

2.                 Все повинне кудись дітися (закон господарської діяльності людини, відходи від якої неминучі, тому треба думати про відходи зменшення та виключення їх з біосферних циклів речовин);

3.                 Ніщо не дається задарма (загальний закон раціонального природокористування: платити треба енергією за додаткове очищення відходів, добривами – за підвищенння врожаю, санаторіями і ліками – за погіршення здоров’я людини);

4.                 Природа знає краще - найбільш важливий закон природокористування. Він означає, що не можна намагатися підкорити природу, а треба співпрацювати з нею, використовуючи біологічні механізми і для очищення стоків, і для підвищення врожаїв культурних рослин, а також не забувати про те, що сама людина – біологічний вид, що вона – дитя природи, а не її господар.