Роль и место экологии в современном обществе

У Дж. Форрестера действительно  оказались последователи. Появился первый глобальный прогноз Римского клуба под названием  “Пределы роста”, авторы которого под руководством Д. Медоуза построили  динамичную модель мира, куда в качестве исходных данных включили население, капиталовложения (фонды), земное пространство, загрязнение, использование  природных ресурсов, посчитав эти компоненты основными в динамике изменения мировой  системы. Выводы авторов  сводились к следующему: если сохранятся существовавшие на конец 1960-х годов  тенденции и темпы  развития экономики  и роста народонаселения, то человечество неминуемо должно прийти к глобальной экологической катастрофе. “Апокалипсис” предрекался примерно на 2100 год. А отсюда и рекомендации: немедленно свести к нулю рост народонаселения и производства. Однако эти предложения авторов модели нереальны, неприемлемы, да и просто утопичными, но дали пищу для развития антинаучных и антигуманных теорий, способствовали резкой вспышке всякого рода неомальтузианских и геополитических рассуждений, уводящих от реальных путей преодоления экокризисных явлений.

Не  случайно уже следующая  модель М. Месаровича и Э. Пестеля - “Человечество  у поворотного  пункта” - была значительно  более обоснованной. И дело не только в том, что в  ней комплексная  взаимосвязь экономических, социальных и политических процессов, состояние  окружающей Среды  и природных ресурсов представлены как  сложная многоуровневая иерархическая система. Авторы попытались посмотреть на мир не как на нечто аморфно-целое, а как на систему  отличающихся друг от друга, но взаимодействующих  регионов. Выводы авторов  этой модели более  оптимистичны, чем  предыдущей. Однако “прогресс” Месаровича и Пестеля можно  свести к тому, что  они, отвергая неизбежность “единой” глобальной экологической катастрофы, будущее человечества видят в длительных, разнообразных кризисах - экологических, энергетических, продовольственных, сырьевых, демографических, могущих постепенно охватить всю планету, если общество не примет их рекомендации перехода к “органическому росту” - сбалансированному  развитию всех частей планетарной системы. Но это также далеко от реальностей, которыми полон современный  мир.

Постепенно  модели становились  все более конкретными, а проблемы - более  цельными. К настоящему времени методологические принципы, техника, методика современного глобального  прогнозирования  неизмеримо усложнились  по сравнению с  исторически первыми  и простейшими  методами оценки экологической  емкости Земли. В  новых условиях обострившихся  потребностей в нахождении эффективных способов целенаправленного  воздействия на процессы взаимодействия человека и биосферы встают задачи разработки конкретных прогнозов будущего человечества, формирования конкретных научно обоснованных представлений об основных возможных  тенденциях развития человечества на ближайшие 50 - 100 лет. Существенно  то, что результаты такого прогнозирования  спектра возможностей “должны быть сформулированы не только на языке  теории, но и на языке  управленческой практики”. Поэтому “насущная  необходимость” в  создании системы  глобального прогнозирования  с самого начала должна осмысливаться с  учетом мировой практики управления сверхсложными  системами и соответственно в качестве необходимости  создания “человеко-машинной системы”, т.е. автоматизированной информационно-прогнозирующей системы. Основная задача автоматизированного  компьютерного прогнозирования  взаимодействия человека и биосферы состоит  в том, чтобы обеспечить наиболее оптимальные  условия объединения  усилий экологов, социологов, экономистов и  других специалистов “для оценки и выбора возможных вариантов  международных решений” на междисциплинарном  уровне. Известный  кибернетик У. Р. Эшби писал: “Ценность  системного подхода  заключается в  том, что он применим для анализа объектов особой сложности, понимание которых с помощью традиционных методов исследования затруднено, а иногда и невозможно. Системный подход, основанный на компьютерах, отвергает смутные интуитивные идеи, извлекаемые из обращения с такими простыми системами, как будильник или велосипед, и дает нам надежду на создание эффективных методов для изучения систем чрезвычайной внутренней сложности и управления ими”.

Само  создание систем автоматизированного  прогнозирования, отвечающих современным требованиям  методов управления, в свою очередь  превратилось в одну из важнейших научно-технических  проблем, перспективы  решения которой  непосредственно  связаны с организацией междисциплинарных  исследовательских  программ.

Острее  всего необходимость  приобретения “нового  компаса для научного познания”, новых  принципов организации  научных исследований обнаружилась в связи  с прогнозированием социальных процессов. Сложность предметов  исследования, а также  условия функционирования в системе управления социальными процессами, где требуются  оперативность принятия решений, подлинная  всесторонность в  учете значимых факторов, - все это не могло  не стимулировать  продвижение науки  в этой области  на “порог эры человеческого  новаторства”.

Компьютеризация комплексного исследования взаимодействия человека и биосферы - исторический рубеж, которого достигла наука за очень  короткий исторический промежуток времени  на основе создания математических моделей  живой природы. Экология уже оперирует  не только простыми динамическими теориями популяций, но и всеми  средствами теории динамических систем (уравнения в частных производных, в конечных разностях, интегральные и интегро-дифференциальные уравнения и т.д.). Математические методы проникли в самые разные области теоретической и прикладной экологии: в анализ взаимоотношения видов в сообществе, в исследование процессов миграции, территориального поведения, в анализ потоков вещества и энергии в экосистемах, в изучение проблем сложности и устойчивости сообществ, а также оценок влияния различных антропогенных факторов на природные системы, в исследование проблем оптимального управления природными ресурсами и эксплуатирования популяций и т.д. Компьютеризация привела к конструированию так называемых имитационных моделей взаимодействия человека и биосферы, принципиальная сложность которого требует учета большого числа как биологических, социальных, так и абиотических переменных.

Интегрированные информационно-прогнозирующие системы - “стратегические  ресурсы человечества” - получили наиболее впечатляющее применение, позволив пользователю обращаться к информации о динамических системах в режиме реального времени. Новой информационной технологии экологического прогнозирования уже принадлежит немаловажная заслуга: она “способствовала тому, что за сравнительно короткий исторический промежуток времени глобальные проблемы оказались в поле зрения мировой общественности и стали подлинно общечеловеческими не только по своей сути, но и по признанию, которое они себе завоевали”.

Это, безусловно, важное достижение экологического прогнозирования  должно быть дополнено  решительным преодолением отмеченного в публикациях ООН недостатка “методологических инструментов ... интегрированного аналитического подхода к ... формированию и применению адекватной политики и планирования”. Ведь лица, принимающие решения, осмысливая проблемы экологической безопасности глобально, должны иметь в своем распоряжении прогнозы локальных мероприятий. А здесь встают задачи, требующие длительной и кропотливой проработки методов принятия рациональных решений, учитывающих объективные условия иерархичности структуры систем управления, информационную ограниченность и специализацию их органов, национальные и региональные особенности в выработке систем критериев в оценке эффективности, трудно обозримое многообразие целевых установок и задач управления и т.д.

Ведущиеся в настоящее время  теоретические и  прикладные исследования по созданию автоматизированных систем управления и  многовариантных  методов обоснования  принятия решений  обеспечивают такую  модификацию информационного  сервиса, которая  создает наиболее комфортабельные  условия не только для численного имитационного  эксперимента, но и  для логической интеграции вариантов достижения поставленных целей, а также для  эффективного включения  в циклический  процесс прогностического обеспечения оптимизации  взаимодействия человека и биосферы, развития ноосферы, междисциплинарных  групп экспертов  и представителей общественности. В  этом будущее футурологии.

Каждый  крупный регион, представляющий собой территорию с определенными  природными условиями  и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона “ближе” человеку, нежели проблемы страны, континента или планеты). Помимо этого экологическое состояние регионов в конечном счете определяет и глобальное состояние природных компонентов.

С учетом того, что  общее число экологических  районов очень  велико, а проблемы экологии во многих из них аналогичные, я рассматриваю два  наиболее важных типа подобных районов.

Экология  городов

Экологические проблемы городов, главным  образом наиболее крупных из них, связаны  с чрезмерной концентрацией  на сравнительно небольших  территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких  от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения  мира в 1.5-2.0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40 % людей планеты. За период 1939 – 1979 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних – в 3 и малых – в 2 раза.

Социально-экономическая  обстановка привела  к неуправляемости  процесса урбанизации  во многих странах. Процент  городского населения  в отдельных странах  равен: Аргентина  – 83, Уругвай – 82, Австралия – 75, США  – 80, Япония – 76, Германия – 90, Швеция – 83. Помимо крупных городов-миллионеров  быстро растут городские  агломерации или  слившиеся города. Таковы Вашингтон-Бостон и Лос-Анжелес-Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.

Круговорот  вещества и энергии  в городах значительно  превосходит таковой  в сельской местности. Средняя плотность  естественного потока энергии Земли  – 180 Вт/м2, доля антропогенной  энергии в нем  – 0.1 Вт/м2. В городах  она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен).

Над крупными городами атмосфера  содержит в 10 раз  больше аэрозолей  и в 25 раз больше газов. При этом 60-70 % газового загрязнения  дает автомобильный  транспорт. Более  активная конденсация  влаги приводит к  увеличению осадков  на 5-10 %. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20 % солнечной  радиации и скорости ветра.

При малой подвижности  воздуха тепловые аномалии над городом  охватывают слои атмосферы  в 250-400 м, а контрасты  температуры могут  достигать 5-6° С. С  ними связаны температурные  инверсии, приводящие к повышенному  загрязнению, туманам  и смогу.

Города  потребляют в 10 и  более раз больше воды в расчете  на 1 человека, чем  сельские районы, а  загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных  вод достигают 1м ³ в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

Водоносные  горизонты под  городами сильно истощены в результате непрерывных  откачек скважинами и колодцами, а  кроме того загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций  – парки, скверы, дворы – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается  тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Растительный  покров городов обычно практически полностью  представлен “культурными насаждениями” –  парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных  фитоценозов не соответствует  зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому  развитие зеленых  насаждений городов  протекает в искусственных  условиях, постоянно  поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются  в условиях сильного угнетения.

Важно рассмотреть экологические  проблемы крупных  городов более  детально и конкретно  на примере Москвы. Исчерпывающую оценку экологического состояния  столь крупного и  сложного объекта, как  Москва, дать затруднительно по следующим основным причинам:

• оценка должна учитывать множество самых разных показателей по всем районам и предприятиям, производственным зонам, магистралям, системам связи, рекреационным площадям и т. д.;
• полученные сведения должны быть систематизированы, сведены в единую легко интерпретируемую систему;
• система сбора и обобщения имеющихся данных пока что не имеет единой научной концепции, разрознена и даже не всеми поддерживается. Социально-экологическая модель Москвы – задача предстоящих исследований.

Обобщенные  данные свидетельствуют  о сложном экологическом  состоянии Москвы. Город стремительно растет, переходит  за кольцевую дорогу, сливается с городами-спутниками. Средняя плотность  населения 8.9 тыс. чел. на 1 кв. км. Сотни  тысяч источников выбрасывают в  воздух огромное количество вредных веществ, т. к. частичная очистка  внедрена только на 60 % предприятий. Особый вред наносится автомобилями, технические параметры  которых не соответствуют  требованиям и  качеству воздуха. Выхлопные  газы автомашин дают основную массу свинца, износ шин –  цинк, дизельные моторы – кадмий. Эти  тяжелые металлы  относятся к сильным  токсикантам. Промышленные предприятия дают очень много пыли, окислов азота, железа, кальция, магния, кремния. Эти соединения не столь токсичны, однако снижают прозрачность атмосферы, дают на 50 % больше туманов, на 10 % больше осадков, на 30 % сокращают солнечную радиацию. В целом на 1 москвича приходится 46 кг вредных веществ в год.

Тепловое  воздействие увеличивает  температуру в  городе на 3-5° С, безморозный  период на 10-12 дней и  бесснежный – на 5-10 дней. Нагрев и подъем воздуха в центре вызывает подток его  с окраины –  как из лесопаркового  пояса, так и из промышленных зон.