CC BY
126
The Biosphere as a Living System1. On the Harmonization of Human and Biosphere Relationship
Alexey Yablokov — Doctor of Biology, Professor, Koltzov Institute of Developmental Biology of the Russian Academy of Sciences
(Moscow, Russia)
E-mail: alexey.ablokov@gmail.com
Vladimir Levchenko — Doctor of Biology, Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences (Saint-Petersburg, Russia)
E-mail: vflew@mail.wplus.net
Anatolij Kerzhentsev — Doctor of Biology, Professor, Institute of Basic Biological Problems of the Russian Academy of Sciences (Pushchino, Moscow region, Russia)
E-mail: kerzhent@rambler.ru
The evolution of the biosphere has led to creation of astrophysical and telluric stable perfect system biotic regulation, which based on a high degree of closure of natural cycles. The development of human beings as bio-social, beyond the biological patterns, break these closed cycles, and dramatically broke the biotic regulation of the biosphere. As results — sustainable biosphere has become unsustainable anthroposphere. As with the origin of life physico-chemical regularities of the structure of matter turned out to be "mastered" life, as soon as with the emergence of anthroposphere physical-chemical-biological regularities of evolution are complemented by social ones (including technology development and of the technosphere — as the essential content of anthroposphere).
The result of the violation of natural biotic regulation broke a global environmental crisis that boomerang begins it is dangerous to human. It is theoretically possible to overcome this ecological crisis by the transition from the Neolithic paradigm of "nature conquest", to the organization of "crisis management" of the biosphere (world system governance) by the activity of the society restore and "repair" the damaged processes in the biosphere.
This requires a new organization in all areas of human activity, i.e., a fundamentally new paradigm of human behavior on the planet. Development within the paradigm of the Neolithic culture (extensive use of natural resources, is inevitably associated with different kinds of wars in their redistribution), leads to an increasing accumulation of non-degradable waste (tertiary anthropogenic products), determines
1 The first part: Philosophy and Cosmology. Vol. 14, 2015: 91 — 117. The second part: Philosophy and Cosmology. Vol. 16, 2016: 152-175.
© Яблоков, Алексей, 2017
© Левченко, Владимир, 2017
© Керженцев, Анатолий, 2017
the fatal instability of anthroposphere and, therefore, unsustainable development of civilization. It is a mistake to assume that human s dependence on nature is reduced — it takes a different form.
The forces of human as an intelligence being, "recollecting himself', about the offense with lifesupporting bioshere 'systems, and based on the concept of controlled evolution (atfirst stages of crisis governance), to assist nature to restore the disturbed natural regulations of biospheric processes. For this it need to find out what the thresholds ("planetary bounders") for allowable violations of natural processes are already accomplished, and develop a plan of action for the reduction of disturbances, relying on the regenerative potential of living nature and resources of the human mind.
Theoretically, to restore the homeostasis of the biosphere will be possible, apparently, not earlier than will be solved the problem of disposing (recycling) of the tertiary anthropogenic production and increase the primary production. It is unclear at what energy level will be after a restoration of homeostasis of the biosphere, and how this new level will affect humanity (including its number). It is not clear whether it is possible to create a sustainable anthroposphere (is not this destructive human destroying activity passing through the "point of no return"?).
Consideration of the place and role of human in the biosphere leads to the conclusion that only biological approach to the study of the modern biosphere evolution is inadequate. Human went beyond existence in the framework of the biological laws, possessed not available to other species natural resources, the biological evolution of human is replaced by the bio-social one. Regularities of this process are not yet clear. Among the objective difficulties of solving the problems of the transition to controlled evolution — a fundamental difference in the speed of evolution of civilization (technical, cultural) and rate of biological and biosphere evolution. Some of the features of technological and cultural evolution give some hope for overcome these difficulties. For example, significantly reduced specific consumption of materials and substances with the growing knowledge-intensity ofproduction, considerably increasing the volume of recycling industrial and household waste, developing of environmental engineering and "green economy", construction of "smart city" — all this are signals on the evolution of human society and the biosphere.
There are three main areas of action for the restoration of violated human homeostasis of the biosphere:
- Increased of primary production.
- Reduction of the consuments 'pressure.
- Reducing the production (and utilization) of tertiary products.
Among possible courses of action to stabilize life-support systems of the biosphere:
- Increase the area of natural ecosystems (increase the natural biomass).
- Stabilization and restoration of biodiversity (including maintaining a safe level of the number of threatened species and ecosystems, as well as control the populations of synanthropic species);
- The restoration of the broken biomes;
- The deurbanization of the "sealed" areas;
- Reduction of the human population load.
It appears that extensive (on the basis of the Neolithic paradigm of resource use) development humankind cannot continue for more than two next generations (also thanks to the increase of the population load). It is possible that human is irreversibly violated homeostasis of the biosphere, which is now the "rolls" to a more primitive and volatile state. In this case, the biosphere will not be able to sustain the current human population — this number will begin to decline in 30-40 years.
To move from ideas (concepts) "crisis management" and "controlled evolution" to the development of the theory of this process need the work of specialists in all branches of natural sciences, technology and anthropology as three main directions:
- Ecologists, physicians, geneticists, physiologists, zoologists, soil scientists, botanists and other natural scientists must determine the critical parameters of anthroposphere, i.e. those that urgently need to recover, and those that cannot with impunity violate in the future.
- Chemists, physicists, engineers, technologists, computer science needs to find a path of total transition to low-waste and low-energy technologies, fundamentally reduce the size of the "ecological footprint" of human.
- Philosophers, sociologists, psychologists and all public leaders should help in the formulation
of a new worldview and morality.
Without a change of the Neolithic paradigms of social-economic development, it is impossible to stop the degradation of the biosphere. For such paradigm shift, it is necessary knowledge and political will. There are basic knowledge for it, but political will is absent. Society torn by religious and economic contradictions, still proceeds in its activities from traditionally understanding of the "national security " and the lulling concept of "sustainable development".
The price of misunderstanding the importance of an immediate shift in the paradigm of development — the degradation not only of the biosphere, but also human.
Key Words: biosphere, ecosystems, biogeocoenosis, the metabolism of the biosphere, the maintenance of metabolic stability, cooperon, evolution, controlled evolution
Очерки биосферологии. 3. О гармонизации взаимоотношений человека и биосферы
А. В. ЯБЛОКОВ — д. биолог. н., проф., член-корр. РАН, Институт биологии развития им Н.К. Кольцова РАН, (г. Москва, Россия)
В. Ф. ЛЕВЧЕНКО — д. биолог. н., Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, (г. Санкт-Петербург, Россия)
А. С. Керженцев — д. биолог. н., проф., Институт фундаментальных проблем биологии РАН, (г. Пущино Московской области, Россия)
Рассмотрены основные черты нарушения человеком процессов биосферы. Кратко изложены представления об эволюции биосферы в антропоцене в контексте концепции о человеке как геологической силе. Рассмотрены приоритетные направлений действий, по восстановлению нарушенного гомеостаза биосферы («кризисноеуправление»), и по организации таких взаимоотношений человека и биосферы, которые не ведут к кризису. Сделана попытка определить основные направления действий по переходу к управляемой эволюции, а также описаны основные направления «эволюционной инженерии». Цена непонимания важности отказа от неолитической парадигмы развития — деградация не только биосферы, но и человека.
Ключевые слова: биосфера, экосистема, биогеоценоз, метаболизм биосферы, поддержание устойчивости метаболизма, кооперон, эволюция, управляемая эволюция.
1. Введение
В первом очерке1 авторами был сделан вывод о важности перехода к управляемой эволюции биосферы. Отметим здесь же, что мы говорим именно об управляемой эволюции биосферы, но не об управлении всеми процессами в ней (что вряд ли возможно — раздел 6). При этом мы полагаем, что нарушение метаболизма биосферы — это главный фактор эволюции как ее самой, так и ее компонент, а управление особенностя-
1 Очерк А.В. Яблокова, В.Ф. Левченко, А.С. Керженцева «Выход есть: переход к управляемой эволюции биосферы» опубликован в Philosophy and Cosmology. Vol. 14, 2015: 91 — 117.
ми этого метаболизма, восстановление его со старыми или какими-то новыми параметрами, является способом управления биосферной эволюцией.
Во втором очерке2 были рассмотрены субъекты этой эволюции, изучаемые в биологии, или — шире — единицы жизни, как специфической формы существования материи. Обсуждались также основные черты структуры и функций самой крупной из известных таких единиц — биосферы.
В настоящем, третьем, очерке3 рассматриваются главные черты нарушений человеком процессов биосферы и делается попытка определить основные направления действий по переходу к ее управляемой эволюции, а также описываются просматривающиеся конкретные подходы такой «эволюционной инженерии».
Поскольку за последнее столетие в научной литературе по всем этим проблемам опубликованы тысячи статей и сотни монографий, методологически важным представляется краткое рассмотрение некоторых уже сформулированных концепций и выбор приоритетных направлений действий, как по восстановлению нарушенного гомеоста-за биосферы («кризисное управление» — раздел 4), так и по организации взаимоотношений человека и биосферы, не ведущих к кризису (раздел 5).
Основному содержанию очерка предпослано рассмотрение двух аспектов, важных для понимания места развиваемой авторами концепции в системе «биосферного знания»: в разделе 2 дается лапидарный обзор представлений об эволюции биосферы в антропоцене, а в разделе 3 — концептуальное описание человека как геологической силы. Обсуждению разных подходов к эволюции измененной человеком биосферы посвящен раздел 6.
2. Об эволюции антропосферы и техносферы
Неолитическая революция (окультуривание растений и одомашнивание животных) ознаменовала начало перехода биосферы в антропосферу. Дальнейшее развитие ан-тропосферы включало освоение водной поверхности планеты (развитие мореплавания и связанного с ним океанического рыболовства), освоение атмосферы и близкого космоса (авиация и космонавтика), развитие коммуникаций, городов и промышленности, освоение энергии (от мускульной до атомной), и развитие информатики, т.е. всего того, что совокупно обозначается как техносфера. Заметим, что техносфера — понятие не столько хорологическое, сколько смысловое (семантическое). Техносфера — не только урбанизированные территории, летательные аппараты в атмосфере и космосе, но и миллионы тонн угольного шлака на дне морей по всем маршрутам парового судоходства, и ртуть в мышцах тунцов в Тихом океане, и ДДТ с плутонием в яйцах пингвинов в Антарктике. С другой стороны, техносфера насыщена, пронизана во всех измерениях компонентами биосферы. Добавим для ясности, что человек (человечество), будучи производным биосферы, является также компонентом антропосферы и техносферы.
Уже в 5 — 3 тысячелетиях до н.э. антропосфера на значительных пространствах древней Ойкумены — Индостан, Яншао (долина Хуанхэ), Месопотамия, Средиземноморье, Центральная Америка — стала агрессивно замещать биосферу на все более значительных пространствах. Начиная с конца XIX века антропосфера приобретает глобальный масштабы (в т.ч. благодаря распространению глобальных загрязнителей),
2 А.В. Яблокова, В.Ф. Левченко, А.С. Керженцев «Биосфера как живая система. Об особенностях эволюционного процесса на биосферном уровне» — Philosophy and Cosmology. Vol. 16, 2016: 152-175.
3 «О гармонизации взаимоотношений человека и биосферы» — настоящая публикация.
и биосфера замещается на антропосферу. Это приводит к стремительному нарушению жизнеобеспечивающих свойств экосистем планеты и развитию современного глобального экологического кризиса (см. очерк 1, и раздел 3 ниже).
Переход биосферы в антропосферу это, как и возникновение человека из живой природы, переход на новый уровень развития материи, когда доминировавшие физико-химико-биологические закономерности дополняются новыми — социальными и тех-носферными. Первым это описал, по-видимому, Г. Спенсер [Spencer, 1862], а ближе к нашему времени развил Т. Парсонс [Parsons, 1937].
В области познания эволюции социума наработано немало. Уже Ибн Халдун в XIV веке выдвинул концепцию развития общества как организма. Трудами Г. Гегеля, Г. Спенсера, О. Конта, Л. Моргана, Л. Уорда, Ф. Энгельса и других к концу XIX века были сформулированы три гипотезы социальной эволюции: социокультурного эволюционизма, социальных циклов и исторического материализма. Современный дискурс социальной эволюции, несмотря на попытки объединения колоссального количества фактов и идей в области развития человеческого общества, пока находится на стадии обоснования гипотез и выделения тенденций (см. обзоры М. Маклюэн [McLuhan, 1962], Э. Тоффлера [Toffler, 1970], Д. Белла [Bell, 1973], Дж. Нейсбита [Naisbitt, 1982]). Все эти усилия не привели еще к созданию какой-либо полноценной концепции, не говоря уже о законченной теории. Сложилась парадоксальная ситуация: «...механизм социальной эволюции надежно обеспечивает выживание человечества... в течение сотен тысяч лет, а принципов его работы мы толком не знаем» (цит. по [Социальная, 2016]).
Еще меньше, чем о закономерностях эволюции социума, известно о закономерностях эволюции техносферы. Пока мы не далеко ушли от сформулированной еще Л. Ф. Уордом [Ward, 1893] максимы «Растения и животные приспосабливаются к природе, человек формирует её». Конечно, эволюция человеческого социума и эволюция техносферы теснейшим образом связаны. Вначале Л. Морган [Morgan, 1871], а позднее Л. Уайт [White, 1959] и Дж. и Г. Ленски [G. Lenski & J. Lenski, 1970], рассматривали технический прогресс (в первую очередь освоение новых видов энергии и способов передачи информации) как основной фактор в развитии общества. В то же время, пока нет не только теории, но и концепции эволюции техносферы. С одной стороны, возможно, что путь к ним лежит через инвентаризацию десятков миллионов существующих технологий, число которых стремительно растет (обзор см. [Кричев-ский, 2015; Кричевский, 2016], но, вероятнее, проблема принципиально более сложная и, если техносфера способна к саморазвитию (как, например, предполагает С. Забелин — личн. сообщ.), то возникает вопрос вообще о способности человечества контролировать такую эволюцию.
Подсчитано, что последние полтора столетия (время научно-технической революции) смена технологий происходит в среднем каждые 10 лет. Столь большая скорость изменений намного выше скоростей биологической эволюции и эволюции на уровнях экосистем и биосферы. Например, скорость смены видового состава биогеоценозов составляет в среднем около одного миллиона лет [Горшков, 1995], скорость процессов видообразования на популяционно-видовом уровне составляет десятки — сотни тысяч лет (обзор см. [Яблоков & Юсуфов, 2006]. Эта колоссальная разница в скоростях эволюционных процессов на природном и социо-культурном и техносферном уровнях позволяет предположить существование принципиально разных механизмов для процессов эволюции на них.
Управляемая эволюция — это и есть направленное формирование человеком новой антропосферы (в пределе — ноосферы) из той антропосферы, которую он уже создал
из биосферы к настоящему времени. При этом характерные времена олдцессов для такого рода эволюции — десятилетия4.
3. Номо как разрушитель и созидатель
До возникновения человека как «геологической силы», биосфера представляла стабильно функционирующую систему сохранения и развития жизни на планете. «Самозаводящийся механизм» такого развития обеспечивало т.н. «давление жизни», возникающее в результате присущей живому геометрической прогрессии размножения (см. Очерк 2), сдерживаемое всегда ограниченным объемом биофильных веществ5 и весьма узким диапазоном гидротермических условий, пригодных для осуществления биохимических реакций и физиологических процессов [Вернадский, 1926].
Существуют основания полагать, что запас биофильных элементов на Земле сформирован при образовании нашей планеты в результате аккреции вещества протопла-нетного облака, а в дальнейшем — аккреции вещества из околоземного пространства [Голенецкий и др., 1981; Голенецкий и др., 1983; Баренбаум, 2002; Розанов, 2007].
Возникнув в результате каких-то удачных сочетаний условий, жизнь (биота) сама стала главным источником доступных биофильных элементов [Колчинский, 1990; Фе-донкин, 2008]. По-видимому, существенное похолодание в протерозое около 1 млрд. лет назад, которое снизило доступность минеральных элементов для биоты того времени, способствовало развитию симбиозов, гетеротрофии и сапротрофии, то есть стимулировало компоненты биоты к использованию живой и отмершей биомассы как источника минерального питания. Кооперация видов на основе обмена отходами жизнедеятельности, снижала ее участникам энергетические затраты на поиск и добычу пищевых ресурсов. Так формировались сначала примитивные экосистемы (в т.ч. на основе циано-бактери-альных матов продуцентов), затем более сложные с участием многоклеточных организмов. Рекордсмены по потокам веществ среди наземных биомов — тропические влажные леса6 — возникли позднее и заняли территорию в экваториальном поясе с самым благоприятным для жизни сочетанием гидротермических условий.
Во время циклических похолоданий на планете (по астрофизическим причинам — см. [Левченко, 2012] и Очерк 1) приблизительно каждые 200 млн. лет снижалась доступность биофильных минеральных элементов по периметру первичных биомов, падали продуктивность и биоразнообразие биосферы в целом. Последующие потепления вели к расширению ареала биомов, увеличению их продуктивности и биоразнообразия. Так шаг за шагом, до антропоцена, развивалась глобальная экосистема биосферы. Происходило это путем увеличения числа и сложности биогеоценозов и биомов, и связанного с этим усиления и усложнения процессов саморегуляции.
4 Временной масштаб эволюции социума задан с биологической точки зрения (человек — существо био-социальное) продолжительностью поколения (19-20 лет) и средней продолжительностью жизни человека (в наше время около 80 лет). Лица, принимающие решения в возрасте 30-40 лет, должны просчитывать последствия решений не меньше, чем на три поколения вперед.
5 Под биофильными веществами в широком смысле понимают те, которые необходимы для нормального существования живых существ экосистемы. Недостаток биофильных веществ рассматривается как наличие т.н. «лимитирующих факторов» [Реймерс, 1994].
6 До настоящего времени тропические влажные леса остаются рекордсменами по величине первичной биологической продуктивности на суше—200 т/га/год (среди всех биомов максимальная первичная биопродуктивность — у болот и маршей — 250 т/га/год [Ricklefs & Miller, 2000].
Замкнутый цикл метаболизма экосистем (см. Очерк 2) решал две главные внутренние экосистемные проблемы: добычу пищевых ресурсов на каждом из трофических уровней и утилизацию отходов жизнедеятельности компонентами экосистем [Ricklefs & Miller, 2000]. Основная часть минеральных элементов, выделенных из некромассы, усваивалась фитоценозом. Каждый тип отходов был освоен возникшими под давлением отбора видами, способными их утилизировать. Невостребованные отходы подвергались гумификации и биокристаллизации. Гумификация временно «упаковывала» минеральные компоненты в устойчивые, но доступные растениям, органические соединения (гумус). Биокристаллизация надолго выводила «лишние», неутилизируемые организмами биоты компоненты из экосистемы в геологический круговорот, превращая их в различные геологические образования, в т.ч. в глинистые кутаны, железо-марганцевые и карбонатные конкреции, вторичные и первичные минералы. По мере накопления в геологическом масштабе пласты таких осадочных пород наслаивались друг на друга и погружали нижние слои вглубь земной коры, где высокое давление и температуры превращали рыхлые породы в плотные метаморфические. Если происходило дальнейшее погружение в мантию Земли, то это переплавляло их в магматические породы и потом тектонические процессы выносили эти породы на земную поверхность.
К социальности природа двигалась разными путями. Накопление и передача информации по стреле времени и вширь в пространстве, обучение, развитие все более совершенных знаковых систем (язык — способность во время общения разделять намерения других: [Tomasello, 2014], и другие черты социальности широко представлены в животном мире — и у общественных насекомых, и у головоногих моллюсков, и у многих млекопитающих (в первую очередь у китообразных, хищных, хоботных). Но только человек стал не только адаптироваться к окружающим условиям, но и активно перестраивать окружающую среду в своих целях, используя опыт, накопленный другими членами популяции, чему помогала развитая коммуникация. Так возникла культура в широком смысле слова. Это привело к небывалому расширению технологий выживания. С биологической точки зрения человек стал видом, имеющим потенциально неограниченную экологическую нишу.
На каких-то этапах социальной эволюции возникли не-биологические приспособления — инструменты (нож, копье, праща, топор, колесо, лук и т.д.). Параллельно были освоены физико-химические процессы и технологии (горение, керамика, металлургия). Затем в ходе «неолитической революции» (см. очерк 1) человек стал подчинять себе другие виды. Все это позволило ему найти и освоить совершенно новые материальные и энергетические ресурсы, недоступные другим видам.
Экспоненциальный рост численности человека привел к многократному увеличению биомассы человечества, разводимых им живых существ7 и изменению всей биосферы. В табл. 1 и табл. 2 представлены некоторые данные, характеризующие по разным направлениям современную антропосферу и техносферу, в табл. 3 дается динамика некоторых знаковых показателей социума.
7 Человечество, т.е. люди составляет ~ 350 млн. т биомассы (на 2012 г.), а разводимые им для своих нужд живые существа дают следующий вклад: сельскохозяйственные растения ~ 2000 млн. т биомассы, домашние животные ~ 700 млн. т.
Таблица 1
Некоторые параметры антропосферы (по данным разных авторов)
Параметр Значение Примечания
Антропогенные химические соединения [Яблоков, 2015]
Число зарегистрированных 21 млн. 2015 г. ежедневно
антропогенных химических регистрируется около
соединении 15 тыс. новых соединений
Число химических соединении 300 тыс. Удваивается каждые
ежегодно выбрасываемых в среду в 7-8 лет
объеме больше 500 тыс. тонн
Число чуждых химических веществ 297 2005 г., США
в пупочной крови здоровых
новорожденных
Число чуждых химических веществ 196 2005 г., США
в моче здорового молодого мужчины
Антропогенное перемещение вещества
Выбросы в атмосферу углекислого - 36 млрд. т (Global..., 2016)
газа в год (только от сжигания (- 4 т /чел/год)
ископаемого топлива)
Перемещение почв и пород в год 3 000 млрд. т ~ 430 т/чел/год [Данилов-Данильян, 2011]
Добыча нефти и нефтепродуктов - 4 000 млн. тонн/ Ежегодно разливается
год нефтепродуктов около 50 млн. т (в т.ч. до 8 млн. т в океан [Данилов-Данильян, 2011]
Искусственные водоемы Объём -6,6 тыс. км3, Более 60 тыс.
площадь > 1 млн. водохранилищ;
км2 зарегулировано более половины речных систем; из 160 рек длиной более 1000 км только 50 без плотин
Энергетика [Горшков, 1995; Реймерс. 1994]
Объем веществ необходимых для 200 т твердых Развитые страны
обеспечения одного человека за веществ, 800 т воды
жизнь
Метаболическая мощность 134 Вт/чел/год Соответствует
нормально питающегося взрослого потреблению 280 кг/
человека год зерна в калорийном эквиваленте
Среднее потребление растительной 500 кг/год зернового 250 кг — сам человек,
продукции человеком эквивалента 250 кг — скот, дающий 35 кг/год животной продукции
Общая антропогенная доля потребления продукции биосферы в до-индустриальную эпоху 1 %
Общая антропогенная доля потребления продукции биосферы во второй половине ХХ в. ~ 20 %
Площади и продукция
Территория с явными следами присутствия человека на суше 74 % 2012 г.
Поверхность океана покрытая нефтяной пленкой 70 % Начало XXI века
Площадь эксплуатируемых земель в до-индустриальную эпоху 5 % До XVIII в.
Площадь занятая дорогами в Западной Европе 11 % 2000 г.
Доля глобальной первичной продукции используемой человеком 25 % [НаЬег1 et а1., 2007]
Таблица 2
Динамика некоторых показателей антропосферы в ХХ — XXI вв.
Параметр Значение Примечание
Газовый состав атмосферы За 100 последних лет: СО2 — рост на 32 %, О2—снижение на 0,16% [Замолодчиков, 2005]
Фоновая радиоактивность поверхности Начиная с 1945 г. растет на 0,1 % в год Расчет А. Яблокова
Уровень Мирового океана Подъем на 1,3 мм /год в ХХ в., на 3,1 — 3,5 мм / год в XXI в. http://www.cmar.csiro. au/sealevel/sl_hist_ last 15.html
«Присвоение» человечеством различной первичной продукции (непосредственное и опосредованное ее использование человеком и сопутствующими животными) До 25 % общего производства [Haberl et al., 2007]
Площадь антропогенных пустынь 6,7 % поверхности суши (10 млн. км2); рост на 0,7 % в год [Данилов-Данильян, 2011]
Биоразнообразие Число особей позвоночных уменьшилось на 52 % беспозвоночных — на 45%; Число видов уменьшилось на 10% С 1970 по 2010 гг. [Живая планета, 2014; Dirzol et al, 2014]
Площадь естественных лесов Сокращение на 13 млн. га ежегодно http://www.wood.ru/ru/ lonewsid-11109.html
Площадь населенных пунктов, объектов транспорта и промышленности - 3 % суши, рост на о,06% поверхности суши в год [Данилов-Данильян, 2010]
Таблица 3
Динамика некоторых показателей состояния социума
Параметр Значение Комментарии
Концентрация сперматозоидов в сперме здоровых мужчин Уменьшение на 1 % в год Со 100 млн./мл в 1930-е гг. до 40 млн./мл в 2010-е гг. [Яблоков, 2015]
Средний мировой уровень аберраций хромосом в лимфоцитах периферической крови Рост 0,4 % в год Во второй половине ХХ в. Экстраполяция отрывочных данных [Яблоков, 2015]
Средний уровень врожденных пороков/аномалий развития у новорожденных Рост от - 1,5 /1000 до -2,5/1000 1950-е гг. — 2000-е гг. Более выражен на более радиационно и химически загрязненных территориях [Яблоков, 2015]
Средний уровень спонтанных абортов от зарегистрированных беременностей Рост от -10 % до - 15% Начиная с 1950-х гг. Экстраполяция отрывочных данных [Яблоков, 2015]
Средняя масса тела человека Рост на 1,5 кг каждые 10 лет 1975 — 2013 гг. К 2025 г. 20 % людей в мире будет страдать от ожирения (https://lenta.ru/ news/2016/04/01/fat/)
Расстояние от места рождения до места заключения брака и рождения детей в Европе Возрастание от -10 км до - 500 км XVIII — XXI вв. Экстраполяция на основе данных [Berry, 1977]
Число языков в мире Исчезает 24 языка в год (в 2000 г. было 7 000); с 1970 г. до 2012 гг. исчезло 6 % языков [Harrison, 2008; Living Planet, 2014]
В 2009 г. 29 исследователей из разных стран [Rockstrom et al., 2009 a, b] выступила с концепцией т.н. «планетарных границ» — безопасных порогов антропогенного давления на биосферу, выделив девять таких границ — табл. 4. Три из них — см. первые три горизонтальные секции в табл. 4 — уже значительно превышены. Позднее эти пороги уточнялись, а порядок расположения их по значимости менялся [Rockstrom et al., 2015].
Таблица 4
«Планетарные границы», переход которых ведет к разрушению жизнеобеспечивающих свойств биосферы
Биосферный процесс Параметр Предполагаемый безопасный уровень Современное состояние Доинду-стриальный уровень
Изменение климата Концентрация CO2, PPM 350 387 280
Разность между потоками радиации, поступающими на земную поверхность и уходящими от неё, Вт/м2 1 1.5 0
Потеря биоразнообразия Темп вымирания, число видов на млн. видов в год 10 > 100 0.1-1
Цикл азота Объем N2, изымаемого человеком из атмосферы, млн.т в год 35 121 0
Цикл фосфора Объем P, попадающего в океан, млн. т в год 11 8.5-9.5 ~1
Уничтожение озонового слоя в стратосфере Концентрация озона, ед. Добсона 276 283 290
Закисление океана Содержание CaCO3 в поверхностном слое 2.75 2.90 3.44
Глобальное использование пресной воды Потребление пресной воды человеком, км3 в год 4,000 2,600 415
Использование земли % распаханной суши, 15 11.7 Доли % — единицы
Загрязнение атмосферы Концентрация аэрозольных частиц Требует определения
Химическое загрязнение Количество выброшенных отходов, и (или) концентрация РОР, пластмассы, тяжелых металлов, ядерных отходов, веществ, нарушающих функции эндокринной системы и т.п. Требует определения
Мы не обсуждаем здесь, приведенные в табл. 4 данные, так как проблема порогов заслуживает самостоятельного анализа. Отметим лишь, что одним из главных критериев таких порогов должна быть необратимость наступающих после их превышения изменений в биосфере.
Уничтожение и трансформация человеком естественных экосистем нарушили отрегулированный до долей процента баланс производства-потребления-утилизации пер-
вичной природной биологической продукции, расстроила эволюционно отлаженную биотическую регуляцию процессов в биосфере, обеспечивающих, в том числе, и поддержание качества среды в благоприятном для человека состоянии (см. Очерк 2 и обзоры В.В. Горшкова (1995) и А.С. Керженцева (2006)). Промышленность, города, сельское хозяйство, строительство, энергопроизводство и транспорт не только локально, но и глобально, не только временно, но и практически навечно, загрязняют антропосферу (см. Очерк 1 про «глобальные» и «вечные» поллютанты). Влияние человека на природу стало сопоставимо с воздействием глобальных геологических процессов — человек стал, по образному выражению В.И. Вернадского, «геологической силой».
Присущее неолитической парадигме стремление «покорения» якобы неисчерпаемой природы, привело к глобальному экологическому кризису, в основе которого лежит нарушение биотической регуляции процессов в биосфере, вследствие превышения порогов допустимого неразрушающего воздействия на биоту8. В итоге этот кризис стал угрожать самому существованию человека как биологического вида (подробнее см. Очерк 1).
Человек создал новый класс веществ и объектов в биосфере — третичную антропогенную продукцию (обзор — см. [Керженцев, 2006]), включающую искусственные вещества и материалы и создаваемые на их основе здания и другие сооружения, различные машины и механизмы, а также отходы производства и потребления, в т.ч. бытовые отходы, Эту массу новых для земной жизни субстанций существующие биологические природные редуценты эффективно утилизировать не в состоянии, и потому чуждая живой природе материя накапливается в биосфере, расширяя пространство техносферы, сокращая пространство природных экосистем, и нарушая биотическую регуляцию процессов биосферы. Производство третичной продукции изымает биофильные вещества из биологического круговорота, снижая тем самым объемы живой и отмершей биомассы, и поэтому ведет к масштабному разрушению биосферы.
Для устойчивого существования человечества необходимы направленные действия по восстановлению нарушенного метаболизма биосферы, и, соответственно, по восстановлению нарушенных жизнеобеспечивающих систем биосферы. В аллегорической форме (в развитие схемы метаболизма биосферы, представленной во втором очерке), это показано на Рис. 1.
На рисунке в очерке 2 было показано гомеостатическое состояние биосферы до антропоцена, где урегулированы средние уровни биомассы, некромассы, минермассы. Здесь на рис. 1 слева изображена современная ситуация в антропоцене, когда из-за деятельности человека гомеостаз нарушен и наблюдается дефицит биомассы и избыток некромассы. На этом же рисунке справа изображена гипотетическая ситуация, при которой человек создал новый, более высокий уровень гомеостаза «ноосферы» с помощью рециклинга избыточной некромассы, высвобождения из нее минермассы, и повышения биомассы с учетом возросших потребностей увеличившейся популяции человека.
Восстановление системы биотической регуляции биосферы, обеспечивающая ее гомеостаз, составляет первоочередную задачу управляемой эволюции. Главные во-
8 По некоторым расчетам [Горшков, 1990; 1995; Реймерс, 1994] порог невозмущающего воздействия на биоту всей биосферы (в соответствии с принципом компенсации возмущений внешней среды ЛеШателье-Брауна), находится в области 0,5 — 1 % изменения «лика» Земли. Это эквивалентно изменению на 5 — 10 % одной десятой части поверхности планеты, или изменению на 50 — 100 % её сотой части. При этом порог необратимого разрушения сложной системы, в т.ч. биосферы, из-за внешних воздействий находится в районе 10 % изменений («правило 10%», или «правило Линдемана»).
просы при этом — насколько глубоко и необратимо нарушена биотическая регуляция человеком, и хватит ли у человека знаний, технологий и воли для восстановления биотической регуляции [Naisbitt, 1982]?
4. Три направления действий по восстановлению нарушенного человеком гомеостаза биосферы
Чтобы определить направления действий для восстановления нарушенного человеком гомеостаза биосферы, основанного на равновесии между процессами производства органического вещества и его разрушения, важно определить характер и степень этой нарушенности.
В результате антропогенного изменения «лика Земли» (вырубки лесов, замене на огромных территориях естественной растительности на сельскохозяйственные культуры, вегетирующие всего 2 — 3 месяца в году, а также промышленного, жилищного и транспортного строительства, затопления, открытых разработок минерального сырья (си. табл. 1, 2), существенно ухудшилось состояние почв планеты, значительно в планетарном масштабе снизилось образование в них гумуса. Из-за резко возросшего потребления фитомассы антропо-консументами (человеком и его домашними животными)
Рис. 1. Аллегорическая «инженерная» схема двух вариантов метаболизма биосферы в антропоцене. В отличие от Рис. 1 в Очерке 2, где изображено состоянии гомеостаза до антропоцена и средние уровни в баках везде совпадают, здесь дано:
слева — метаболизм современной антропосферы с нарушенным гомеостазом. При этом наблюдаются низкий уровень количества общей биомассы из-за снижения массы основной ее доли — фитомассы, и повышенный уровень для некромассы;
справа — метаболизм гипотетической антропосферы будущего («ноосферы») с новым, более высоким уровнем гомеостаза за счет специальной, антикризисной деятельности человека. Рециклинг условно изображен мясорубкой, от которой труба с продуктами рециклинга идет в бак минермассы (белая стрелка). Из него труба увеличенного диаметра идет в бак биомассы, где заканчивается двумя выходами: естественным и дополнительным — искусственным (белая стрелка). (ориг. рис. А.С. Керженцева).
уменьшилось поступление кислорода и увеличился приток углекислого газа в атмосферу. В конце 1980-х годов глобальный «экологический след»9, человечества превысил суммарную биологическую продуктивность Земли [Living, 2014]. С начала 1970-х годов возобновляемые природные ресурсы биосферы расходовались быстрее, чем восстанавливались [Ehrlich et al., 1978; Горшков и др., 1999] и мн. др.
Как уже подчеркивалось выше и в очерках 1 и 2, цикл метаболизма биосферы в ан-тропоцене оказался существенно нарушенным также и по причине накопления третичной, т.е. антропогенной продукции, не утилизируемой природными редуцентами. Эта продукция возникла в результате использования человеком минерального сырья для изготовления на его основе материалов, изделий и сооружений, а также возникновения в антропосфере огромного количества разнообразных неутилизируемых отходов [Керженцев, 2006]. Естественные организмы-редуценты оказались не способными утилизировать огромную массу отходов эволюционно неизвестного им состава, и отходы стали накапливаться. Локальные и региональные скопления третичной продукции стали источниками токсичного воздействия на биоту, в том числе на человека. Производство третичной антропогенной продукции приводит, в том числе, к необратимому изъятию из глобального биосферного круговорота биофильных элементов и, соответственно, снижению первичной продукции фитомассы. т.е. нарушению «расходной части» биологического круговорота биосферы.
Рассмотрим теперь, какие пути теоретически возможны для восстановления или, образно говоря, ремонта, нарушенного в антропоцене метаболизма биосферы.
Первое направление — увеличение производства первичной продукции.
Один из путей для этого — увеличение плотности зеленого покрова планеты. На мало затронутых деятельностью человека территориях возможно восстановление зеленого покрова в нарушенных фрагментах (лесах, лугах, степях, саваннах, прериях, пампах и др.). На урбанизированных территориях необходимо увеличение числа деревьев, кустарников, зеленых пространств. Кое-где на таких территориях может быть использовано также вертикальное земледелие. На сельскохозяйственных территориях возможен переход от монокультур к поликультурам (совместное выращивание нескольких культур в т.ч. со сдвинутыми сроками вегетации), переход к многолетникам. В этом же ряду технологий, направленных на то, чтобы солнечный луч не падал на голую землю, находится развитие пермакультуры и агролесоводства10. В водных экосистемах увеличение плотности зеленого покрова возможно путем разведения водорослей (как макрофитов, так и микрофитов) и других водных растений.
В этом же направлении увеличения первичной продукции биосферы может оказаться перспективным повышение эффективности использования растениями энергии Солнца (иногда не точно называется «эффективностью фотосинтеза»). Обычно растения используют на образование первичной продукции с помощью фотосинтеза не более 10 % от поглощенной солнечной энергии (рекордсмены здесь — некоторые зерновые и сахарный тростник). Существует теоретическая возможность несколько
9 Экологический след — среднее пространство, необходимое для полного жизнеобеспечения одного человека [Rees, 1992]. В 2014 г. экологический след составил 2,6 «глобального» гектара (гга) / чел [Living, 2014].
10 Пермакультура или «перманентное сельское хозяйство» основана на создании и поддержании долговременно существующих без применения агротехнических приемов сельскохозяйственных экосистем. Агролесоводство — совместное культивирование древесно-кустарниковых видов растений на сельскохозяйственных (в том числе — животноводческих) угодьях.
увеличить эту эффективность у некоторых растений, как путем увеличения содержания хлорофиллов в листьях и фотосинтезирующей поверхности (с помощью селекции и генной инженерии), так и путем конструирования искусственных экосистем (см. выше), увеличивая в них долю видов растений с высокой первичной продуктивностью.
Второе направление — снижение «пресса консументов».
Чрезвычайно быстрый, а некоторые моменты истории почти экспоненциальный рост численности популяций человека и сопутствующих ему животных, создал избыток вторичной продукции (зоомассы) по сравнению с их массой в ненарушенной биосфере. Производство животного белка (животноводство) является одной из главных составляющих «экологического следа» человека. Повышение эффективности этого производства, т.е. повышение выхода животного белка на единицу корма, могло бы помочь уменьшить число сельскохозяйственных животных при той же общей продукции.
Среди известных путей действий в этом направлении:
- создание пород домашних животных, более эффективно использующих фи-томассу для прироста зоомассы;
- переход на использование в качестве источника животных продуктов таких организмов, которые являются более эффективными консументами, чем растительноядные млекопитающие, например, разных беспозвоночных (^а11ат11а, 2013] и др.);
- изменение культуры питания: уменьшение животного компонента в питании человека за счет увеличения растительной и грибковой компонент.
Третье направление — снижение производства и утилизация третичной продукции.
Для сокращения третичной антропогенной продукции необходимо научиться возвращать захваченные антропосферой биофильные вещества в цикл метаболизма естественных и аграрных экосистем. Трудно разлагаемые и чуждые биоте «лишние» вещества следует каким-то образом концентрировать и безопасно захоранивать (по аналогии с естественным процессом биоминерализациии11, надолго выводящей из биосферного круговорота некоторые вещества). Для выявления веществ, как доступных для трансформации и возвращения в цикл метаболизма экосистем и биосферы, так и тех, которые подлежат изоляции и захоронению, необходим постоянный анализ деятельности, связанной с производством непривычных и чуждых для биосферы веществ. Спектр и объем первых должны, по мере развития цивилизации, расти, вторых — сокращаться.
Активно развивающаяся с 1960-х гг. ХХ в. концепция «безотходного производства» образовала солидный научно-практический задел в этом направлении. С концептуальной точки зрения давно понятно, что любая деятельность, связанная с использованием материальных ресурсов, должна осуществляться на основе реализации т.н. каскадных технологий [Реймерс, 1994]. Эти идеи хорошо понятны экологам, поскольку организацию промышленности предлагается осуществлять, исходя из принципов организации процессов в экосистемах: использование отходов одного предприятия в качестве сырья для другого, и увеличение эффективности использования вовлекаемой в производство энергии. Любая технология производства полезной продукции должна завершаться
11 Биоминерализация — природный процесс образования твердых неорганических веществ в живых системах. Эти вещества обычно захораниваются и надолго выходят из биосферного круговорота. Известны более 300 биоминералов различного генезиса. Ряд осадочных пород являются результатом процессов биоминерализации. В качестве примеров можно также упомянуть камни в почках и зубы. Минералообразование под влиянием бактерий или с их участием — типичный результат эволюции экосистем [Розанов, 2007].
утилизацией отходов. В конце каскада производства должна быть «зеленая лужайка», в глубине которой где-то находится надежно изолированная кучка «лишних» отходов (т.е. «выход в геологию» по Вернадскому). Все эти соображения нашли свое отражение и продолжение в принципах т.н. «циклической экономики»12 ([Stahel, 2010] и др.).
Среди уже реализуемых направлений по сокращению третичной продукции можно упомянуть:
- переход к биоразлагаемым материалам: органическим и имеющим механические и другие качества, характерные сейчас только для неорганических материалов;
- сокращение потребления энергии за счет энергоэффективности, уменьшения потерь на передачу энергии за счет применения новых материалов — реализация принципа «дематериализации» производства (обзор см. [Комаров, 2015]);
- продление сроков службы вещей — переход к «вечным» предметам — реализация положения «сидеть на тех же стульях, на которых сидели пращуры»;
- перехода от добычи минералов из земной коры к многократному использованию уже добытых — реализация принципа рециклига;
- модернизация транспорта, отказ от использования ископаемого топлива;
- сокращение излишнего перемещения людей путем использования технологий телеконференций, телеобучения, телепокупок и т.п.;
- продажа не предметов, а услуг.
Перечисленные выше направления действий, являются, по существу, лишь примерами, иллюстрирующими принципиальную возможность восстановления, нарушенного в антропоцене гомеостаза биосферы. Успех в этом направлении зависит от двух позиций: хватит ли у человека времени и мудрости (политической воли) для отхода от неолитической парадигмы природопользования и от того, сколько и каких «точек невозврата» (см Очерк 2 и ниже) уже пройдено.
5. Действия по поддержанию жизнеобеспечивающих свойств биосферы
Как уже говорилось выше, основным стратегическим направлением деятельности человека должно стать восстановление нарушенных процессов биотической регуляции. Однако, кроме восстановления нарушенного метаболизма биосферы, для устойчивого существования человечества в будущем важно обеспечить поддержание жизнеобеспечивающих свойств биосферы, необходимых в т.ч. и самому человеку. Для человека, в первую очередь, важны те из них, которые определяют его как физическое, так и духовное благополучие как био-социального существа и обеспечивают эволюци-онно-привычную среду обитания13. В такой относительно комфортной среде понижена острота ряда социальных проблем, например, связанных с агрессивностью. Данный, в сущности антропоцентрический подход к биосфере, неизбежен до той поры, пока человек не «дорастет» до осознания своей ответственности за всю биосферу, в сущности за весь биосферный метаболизм. Этот антропоцентрический подход включает дей-
12 «Циклическая экономика» рассматривает все вещества, используемые для создания товаров как биологические (утилизируемые за счет биоразложения) и как технологические — утилизируемые путем вторичного вовлечения в производство ([Stahel, 2010] и др.).
13 Здоровье человека — «состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов» [ВОЗ, 1948].
ствия по восстановлению и поддержанию, по меньшей мере, трех функций биосферы:
1) средообразующих (поддержание физико-химических свойств природной среды);
2) биопродукционных (в первую очередь, обеспечение человека пищей);
3) биоинформационных (обеспечение эстетических и поддерживающих развитие культуры свойств).
Средообразующие функции биосферы обеспечивают в т.ч.:
- сохранение состава атмосферных, поверхностных и подземных вод, что способствует поддержанию водно-солевого баланса в каждом живом организме, включая человека;
- сохранение и поддержание состава атмосферного воздуха, что способствует осуществлению биохимических, в т.ч. энергетических процессов в живых организмах;
- формирование микроклимата поверхности планеты (в т.ч. температуры приземного слоя воздуха) с приемлемыми для большинства организмов параметрами тепло- и водообмена [Горшков, 2006];
- биоразложение органических отходов;
- обезвреживание значительной части загрязнений воздуха, воды и почвенного покрова;
- сохранение организмов многоклеточных животных, включая человека, как экосистем14.
Биопродукционные функции биосферы включают, в т.ч.:
- энергообеспечение (прямо или косвенно) всех живых организмов биосферы, включая человека.
В случае человека это, кроме того, и:
- строительные материалы (~10 % всех используемых минеральных веществ),
- корма для животноводства (дикоросы — не сельскохозяйственная растительная пища) обеспечивает, по-видимому, не менее ~15 % всех кормов,
- исходные высокомолекулярные соединения для фармацевтики,
- энергоснабжение (сжигания древесины и других естественных горючих материалов обеспечивает ~ 5 % от общего энергопотребления в мире),
- большая часть пищевого рациона коренных малочисленных народов.
Биопродукционные свойства биосферы включают также и поддержку плодородия
почв, без чего невозможно получение продуктов питания.
Обратим внимание на то, что эффективное получение сельскохозяйственной продукции с единицы площади возможно лишь при определенном сочетании трансформированных и природных ненарушенных площадей — рис. 2.
Информационные и эстетические функции биосферы во многом определяют всю культуру и науку человека. Изучение живой природы оказывается ключевым для понимания функционирования организма человека как биологического существа. Культура (в широком смысле, т.е. совокупность материальных, научно-технических и духовных продуктов и ценностей, созданных человеком) основана на взаимоотношениях человека
14 В тканях, полостях и на поверхности тела человека обитают представители многих видов прокариот и беспозвоночных, участвующих в формировании человека, как «подвижного биогеоценоза». Общая масса всех этих представителей микрофлоры и микрофауны составляет у взрослого человека несколько килограмм (- 5% массы тела). Эти симбионты играют огромную роль при пищеварении, а также в поддержании иммунитета и нормального протекания всех физиологических процессов.
0 20 W SO BO WO % прев<Гразо0аннм мосиетем
\_|_i i_I i
WO 80 60 W 20 0 % естественных экосистем (от в/Щей тщади)
Рис. 2. Выход продукции («сумма ценностей») на территориях при разном сочетании антропогенно-нарушенных и ненарушенных площадей. Наиболее продуктивное экологическое равновесие возникает при соотношении 40 % преобразованных и 60 % нетронутых естественных экосистем — по [E.Odum & N.Odum, 1972] из [Реймерс, 1994] с коррекцией.
с живой и неживой природой. Эволюционное совершенство форм живой природы во многом формирует эстетику — понимание сущности и форм прекрасного («красоты и совершенства»).
Все перечисленные выше жизнеобеспечивающие функции биосферы к настоящему времени оказались нарушенными:
- деградацией биоразнообразия15 (в т.ч. уменьшением числа видов, уменьшением численности и сокращением ареалов множества видов, расширением ареалов и увеличением численности синантропных видов);
- сокращением площадей природных экосистем16 и снижением биомассы природных экосистем;
- нарушением структуры и динамики развития биогеоценозов, и их территориальных объединений, вплоть до биомов;
- расширением техносферы (путем увеличения «запечатанных» площадей и распространением различных физических и химических поллютантов);
Поскольку наши знания о природных процессах всегда ограничены существующим уровнем науки, методология восстановления нарушенных жизнеобеспечивающих функций биосферы может быть основана на максиме «природа знает лучше»17. Исходя
15 Биоразнообразие в широком смысле — это разнообразие в пределах вида (генетическое), плюс разнообразие видов, плюс разнообразие экосистем.
16 Имеются в виду не все экосистемы (подробнее см. Очерк 2), а нарушенные крупные экосистемы, биогеоценозы и их комплексы (вырубка лесов, осушение болот, затопление пойм и т.п.).
17 Один из четырех афористических «законов» экологии. Три других: «все связано со всем». «все должно куда-то деваться», «ничто не дается даром» /Commoner, 1971].
из этого принципа, человек может рассчитывать на то, что природа сама исправит нарушенное, если дать ей возможность это сделать.
Соответственно этому, среди необходимых для устойчивого существования человека действий по сохранению и поддержанию жизнеобеспечивающих функций биосферы можно назвать следующие:
- увеличение площадей природных экосистем, увеличение природной биомассы;
- стабилизация уровня и восстановление биоразнообразия (в т.ч. поддержание на безопасном уровне численности находящихся под угрозой видов и биогеоценозов, а также контроль и ограничение численности синантропных видов);
- восстановление структуры нарушенных биомов;
- деурбанизация «запечатанных» территорий;
- снижение популяционного груза.
Рассмотрим подробнее эти пять направлений.
Увеличение площади природных экосистем. Точные количественные расчеты по необходимому размеру охраняемых территорий для восстановления нарушенной биотической регуляции в биосфере должны содержать оценки площадей естественных природных территорий по всем биомам. Такие детальные расчеты для всех биомов пока не сделаны. В то же время, качественная оценка предполагает, что площадь природных систем, минимально необходимая для поддержания жизнеобеспечивающих свойств биосферы должна быть не меньше 50 % поверхности суши [Горшков, 1995]. При этом надо исходить не из площадей административно-политических единиц, а площадей биомов и водосборных бассейнов.
Биомный принцип заключается в учете относительной роли разных биомов в биотической регуляции процессов в биосфере. Например, единица площади, занятая тропическими лесами и болотами (самыми продуктивными экосистемами на суше) рассматривается как соответствующая четырем единицам площади, занятой сходными экосистемами в умеренной зоне [Горшков, 1995]. Из этого подхода следует, что площади охраняемых территорий в высоких широтах должны быть многократно большими, нежели в тропиках. Для сохранения и поддержания экологического благополучия необходимо сохранять природные системы не просто как репрезентативные фрагменты (степи, горы, леса и т.п.), как это реализуется, например, в России, а с учетом строения всех подразделений биомов.
Бассейновый подход также подразумевает сохранение экосистем с учетом их положения на водосборных территориях. Система поверхностных и приповерхностных водотоков (рек) — это своего рода аналог кровеносной системы. Нельзя сохранить реку, охраняя только устье или среднее течение, — надо сохранять все водотоки, начиная от ключей и ручьев18.
Для применения этих подходов и принципов нужны расчеты пределов допустимой трансформации различных экосистем, чего пока в должном объеме не сделано. Около 50 % территории суши, занятой близкими к естественному (до-антропоценовому) состоянию экосистемами, совместно с антропогенными агро-лесо-фитоценозами (т.е. сельскохозяйственными многовидовыми комплексами, агро-лесными и лесными плантациями), по-видимому, достаточно для того, чтобы сохранить на приемлемом для существования человека уровне количество кислорода в приземной атмосфере и состав
18 Бассейновый принцип управления, привязанный не к административному делению территории, а к водосборному пространству, уже законодательно принят во многих странах.
поверхностных вод. По оценкам [Горшков, 1995, 2006; Wilson, 2016], восстановление природных экосистем на 50 % территории суши позволит приостановить глобальные негативные изменения круговорота углерода и накопления углекислого газа в атмосфере даже при сохранении современных антропогенных выбросов.
Восстановление и сохранение биоразнообразия. Поскольку большая часть видов и биогеоценозов до сих пор не описана, то единственным способом надежного сохранения биоразнообразия является сохранение в каждом биоме значительных участков в природном, т.е. нетронутом состоянии. Площадь таких территорий должна быть более значительной в регионах с большим биоразнообразием. Это означает переход от видового принципа сохранения биоразнообразия [Павлов & Букварева, 2007], основанного на описании и сохранении отдельных видов, к биосферному принципу сохранения биоразнообразия, основанному на сохранении биогеоценозов и биомов.
Из сказанного следует, что современная точечная и фрагментированная система особо охраняемых природных территорий (ООПТ) должна быть перестроена и усовершенствована посредством создания природных коридоров между всеми ООПТ. Традиционная система охраны видов («Красные книги», охрана и регулирование промыслового использования отдельных видов) должна быть интегрирована в более эффективную общую систему восстановления нарушенной в антропоцене биоты, с конечной целью восстановления биотической регуляции биосферы. Это — стратегическая задача, решение которой может занять много десятилетий. Среди частных тактических приемов можно назвать создание генетических банков19, переход от промысла к хозяйствованию, введение в сельскохозяйственную культуру новых видов.
Организация генетических банков приобретает актуальное значение ввиду катастрофического характера сокращения биоразнообразия с середины ХХ в. Как бы фантастически это не звучало, но сохранение биологических образцов тканей (в первую очередь — генетического материала) всех видов, обитающих на определенной территории, должно стать обязательным условием для осуществления антропогенной трансформации любой территории.
Реализация принципа «перехода от промысла к хозяйству» поможет сохранить все ценные в хозяйственном отношении виды фауны и флоры. Когда этот принцип был выдвинут (по-видимому, в начале 70-х гг. ХХ в. — [Яблоков, 1973]) соотношение аква-культуры и вылова для объектов рыболовства составляло около 5:95 %; в то время, как сегодня — 55:45%. При таких темпах к 2070 г. морской промысел может быть окончательно свернут, что ускорит восстановление фундаментально нарушенной экосистемы Мирового океана.
Важным может оказаться и введение в сельскохозяйственную культуру новых видов, поскольку те виды, которые находятся в хозяйственном использовании (в культуре) более защищены от вымирания. Напомним, что в период неолитической революции было окультурено и одомашнено многократно больше видов, чем их используется в настоящее время. Поэтому введение в культуру не является новой технологией, но может стать важным дополнительным направлением сохранения биоразнообразия.
19 Генетические банки — хранилище семян, пыльцы, спор, птеридофитов половых и соматических клеток растений и животных. Примеры: Всемирное хранилище семян на Шпицбергене (Норвегия) содержит. несколько миллионов семян (данные 2006 г); Коллекция семян ВИР (основана в 1936) содержит около 500 тысяч семян; Международные банки сортов риса в Маниле и Ориссе (Индия) содержат миллионы семян десятков тысяч сортов риса: Банк растений Палестины (Израиль) и около 50 других аналогичных крупных генетических банков по всему миру.
Особого внимания требует катастрофическая ситуация с сохранением почвенного покрова (см. табл. 1). Надо заботиться не только о восстановлении почвенного плодородия, но и о поддержании способности почв регулировать состав приземной атмосферы. Деградация почв не только снижает их плодородие и, соответственно, продуктивность растений. Она нарушает режим циркуляции кислорода и углекислоты в приземном слое атмосферы, является рассеянным источником загрязнения водоемов, нарушает функционирование водных экосистем, вызывая заиление и эвтрофикацию. Среди известных технологий, уменьшающих деградацию почв, можно упомянуть переход от глубокой отвальной вспашки и монокультурных посевов к беспахотной обработке почвы и поликультурным (полидоминантным) почвосохраняющим технологиям.
Восстановление нарушенных биомов. Ясно, что разные биомы имеют существенно разное значение в поддержании глобального биосферного (т.е. экологического, климатического и биологического) равновесия. Как уже говорилось, единица площади, занятая тропическими лесами и болотами по продуктивности соответствует четырем единицам площади, занятой сходными экосистемами в умеренной зоне (Горшков, 1995). Для каждого биома уже разработаны в общих чертах и апробированы способы восстановления типичных биогеоценозов, с учетом их взаимодействия.
Деурбанизация. Уже десятилетия назад стало понятно ([Родоман, 1977] и мн. др.) что надо стремиться к экологически упорядоченному использованию пространства городов. Практика их застройки (по сути — стихийная) повсеместно привела к негативным последствиям и требует существенной корректировки. Возникшая в последние десятилетия концепция «умных городов»20 / частично решает эту задачу. Мегаполисы при развитии техносферы становятся не нужными. Города обеспечивали безопасность, коммуникации, распределение продуктов и ресурсов, торговлю, развлечения и пр. Сейчас же, с развитием Интернета почти все это можно иметь и вдали от городов.
Снижение популяционного груза. Жизненно важным для человека становится проблема предотвращения дальнейшего роста популяционного груза [Яблоков, 2015]. Сегодня просматриваются три пути действий в этом направлении: ограничение вредных выбросов, очистка биосферы от уже имеющихся в ней «вечных» поллютантов, лечение и медико-генетическое консультирование.
Развитие безотходных технологий — главное направление действий по ограничению вредных для биосферы и человека выбросов (см. выше). Растущее число международных соглашений по ограничению выбросов отдельных веществ и соединений21 способствует их уменьшению, однако не помогает в отношении тысяч других загрязнителей, или уже попавших в биосферу глобальных и «вечных» поллютантов (см. Очерк 1). Поэтому другое, пока не реализованное, но важное направление действий — очистка биосферы от таких, уже выброшенных крайне опасных «вечных» поллютан-тов (например, ДДТ и его производных, ртути, плутония). К сожалению, пока трудно предложить какие-либо технологии по концентрации этих повсеместно распространенных поллютантов. Но с другой стороны, давно известны технологии биоаккумуля-
20 «Умный» город ориентирован на человека, базируется на инфраструктуре информационно-коммуникационных технологий и рассчитан на непрерывное развитие с учетом экологической и экономической устойчивости ^еакт, 2014; https://en.wikipedia.org/wiki/Smart_city]. Популярный обзор по имеющейся практике см., например, https://geektimes.ru/company/gsgroup/b1og/265366/.
21 Монреальский протокол по озонразрушающим веществам (1985), Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях (2010), Минаматская конвенция по ртути (2013).
ции некоторых металлов, что позволяет надеяться на возможность организации декон-томинации на локальном уровне ([Chaney et al., 1997] и др.).
Третье направление действий по снижению популяционного груза — медико-генетическое консультирование. Уже сейчас производится ежегодно множество абортов по медицинским показаниям для предотвращения рождения детей с крупными врожденными пороками развития (особенно на радиоактивно загрязненных в результате Чернобыльской катастрофы территориях).
Успех такой постоянно развивающейся программы действий будет зависеть от того, хватит ли у человека времени, не приведет ли накопление популяционного груза к необратимому разрушению здоровья у слишком большого числа людей до того, как человек окажется в состоянии наладить процессы в биосфере и свое в ней гармоничное существование.
6. Обсуждение
В эпоху неолита влияние человека на глобальные процессы в биосфере было минимальным. Природа представлялась древним людям, как неисчерпаемый источник известных и неизвестных благ, которыми нужно научиться безопасно пользоваться. Корни парадигмы неолитической культуры возникли именно на основе таких взаимоотношений человека и окружающей его природы.
Современный человек с начала промышленной революции стал опасно влиять на глобальные биосферные процессы. В историческом масштабе это произошло настолько быстро, что такое положение дел пока практически не осознано: люди и сегодня продолжают относиться к природе, как древний человек [Левченко, 2012; Керженцев, 2014].
Решение конкретных локальных природоохранных задач мало помогает в решении общей задачи управления всей биосферой. Природоохрана, как своего рода благотворительность по отношению к природе, — важный, но всего лишь первый шаг, за которым должно возникнуть понимание того, что естественные процессы биотической регуляции современной антропосферы опасно нарушены человеком.
Выше мы попытались отдельными штрихами обозначить некоторые существующие и предвидимые биотехнологии, позволяющие ослабить стихийное наступление техносферы на биосферу. Все они подразумевают скорейшее восстановление нарушенной биотической регуляции метаболизма биосферы. В силу того, что все направления восстановления нарушений тесно переплетаются, некоторые вопросы обсуждались нами с разных позиций в разных разделах. Последовательность рассуждений, которая вела нас при написании всех трех очерков, объединяя их в единое целое, следующая:
- эволюция биосферы привела к созданию устойчивой к астрофизическим и теллурическим нарушениям совершенной системы биотической регуляции, основанной на высокой степени замкнутости биосферных природных круговоротов;
- возникновение и развитие человека, как существа био-социального, но вышедшего за рамки биологических закономерностей, в т.ч. в плане регуляции численности человеческой популяции, катастрофически нарушило биотическую регуляцию биосферы, изменив или даже разорвав многие естественные круговороты. Устойчивая биосфера превратилась в неустойчивую антропосферу;
- в результате существенного нарушения биотической регуляции разразился глобальный экологический кризис, который бумерангом начинает опасно затрагивать самого человека;
- преодоление экологического кризиса возможно с помощью управляемой эволюции биосферы (на начальных этапах--кризисного управления процессами биосферы). Мы полагаем, что концепция кризисного управления биосферой по существу альтернативна большинству подходов, предлагаемых в рамках концепции «устойчивого развития», в плане того, что во главу угла мы ставим не экономику и политику, а именно биосферу;
- преодоление кризиса возможно лишь путем восстановления нарушенной биотической регуляции. Для этого необходим переход от развития социума по неолитической парадигме «покорения природы», к новой, подразумевающей вначале организацию кризисного управления биосферной, а затем деятельность по восстановлению нарушенных фрагментов и процессов в биосфере;
- мы также исходим из того, что деструктивная деятельность людей еще не привела к полностью необратимому изменению биосферы (т.е. переходу ее через «точку невозврата»), и что концепции управляемой эволюции может способствовать созданию устойчивой антропосферы. Это будет означать превращение антропосферы в ноосферу.
Рассмотрение места и роли человека в биосфере приводит к выводу о недостаточности только биолого-экологического подхода для исследования эволюции измененной человеком современной биосферы и антропосферы. Не подходят для этого и чисто социо-экономические подходы. Человек, как уже не раз упомянуто выше, вышел за пределы существования в рамках биологических закономерностей, овладел недоступными другим биологическим видам природными ресурсами и революционно раздвинул пределы своей экологической ниши. Возможности ее дальнейшего расширения определяются только особенностями процесса познания (теоретически — неограниченного).
Использование принципиально новых ресурсов, в основе чего лежат развитие науки, культуры и технологий, приводит к тому, что биологическая эволюция человека замещается био-социальной. Закономерности этого процесса пока не ясны. Но именно эта био-социальная эволюция и определяет теперь эволюцию всей современной биосферы [Левченко, 2012].
Так же как в случае с охлаждением плазмы первичной Вселенной к физическим закономерностям прибавились химические, и так же, как с возникновением жизни физико-химические закономерности строения материи оказались «освоенными» живым, так и с возникновением техносферы физико-химико-биологические закономерности эволюции должны быть дополнены социальными [Базалук, 2015]. Иначе говоря, эколого-биологи-ческий подход к гармонизации отношений человека и биосферы должен быть дополнен эколого-социальным, включая изучение эволюции техносферы [Кричевский, 2015; Кри-чевский, 2016].
Наш анализ показывает, что для перехода к управляемой эволюции биосферы недостаточно использовать отдельные ресурсосберегающие и энергосберегающие технологии. Для такого перехода нужна новая организация человеческого хозяйствования по всем направлениям деятельности человека, т.е. принципиально новая парадигма поведения человека на планете. Неолитическая парадигма, подразумевающая экстенсивное использование природных ресурсов, неизбежно связанное с кровопролитными войнами по их перераспределению, ведущее к накоплению неразлагаемых отходов и тотальному отравлению биосферы, предопределяет принципиальную неустранимую неустойчивость антропосферы и, соответственно, неустойчивое развитие социумов и всей человеческой цивилизации. Ошибочно считать, что в ходе отдельных социальных
преобразований зависимость человека от природы уменьшается. Она просто приобретает другие формы. Наш подход может способствовать интеграции эколого-биоло-гических и био-социальных (культурно-технологических) направлений исследований.
Такая интеграция в наше время «нищеты философии» крайне необходима, поскольку человек ведет себя сейчас на планете в соответствии с т.н. «триединым «принципом страуса»»: отрицание очевидных фактов, довольствие сиюминутным благополучием и нежелание рассматривать последствия [Реймерс, 1994]. Человек, кроме того, нарушает четвертый «железный закон» охраны природы, сформулированный десятилетия назад П. Эрлихом [Ehrlich et al., 1978]: опасно использовать планету, принимая во внимание лишь немедленное благо для Homo sapiens.
Принцип постоянной неполноты существующих знаний, сформулированный К. Гё-делем [Gödel, 1931], будет действовать всегда, и поэтому решения надо принимать в условиях невозможности просчитать, смоделировать и предвидеть все результаты деятельности. Выход из такого положения дел давно известен: принимать решения, исходя из принципа «не навреди», и быть готовым постоянно их корректировать.
Среди объективных трудностей решения проблемы перехода к управляемой эволюции — принципиальные различия в скорости эволюции цивилизации (техносферы, культуры, научно-технического прогресса) и скорости биологической и биосферной эволюции [Швейцер, 1973; Горшков, 1995].
Никакая человеческая деятельность не может (и никогда не сможет) заместить природный механизм, в котором функционируют триллионы живых существ, если мы будем пытаться управлять каждым из них. Видимо, прав В. Горшков [Горшков, 1995: 413], написав: «создать ноосфернуюрегуляцию окружающей среды столь же эффективную, как и биотическая регуляция естественной биоты, невозможно». Однако, в силах человека, как разумного существа, спохватившегося» о содеянном, и опираясь на концепцию управляемой эволюции (на начальных этапах — кризисного управления), помочь природе восстановить нарушенную в антропосфере природную регуляцию биосферных процессов. Для этого надо обязательно выяснить, какие пороги допустимых нарушений естественных процессов («точки невозврата») уже перешел человек в своей разрушительной деятельности, и выработать план действий по уменьшению возмущающих воздействий, уповая на восстановительный потенциал живой природы («природа знает лучше»).
Теоретически, восстановить гомеостаз биосферы станет возможным, видимо, не ранее, чем будут решены проблемы утилизации (рециклинга) третичной продукции и повышения производства первичной продукции. На каком энергетическом уровне произойдет восстановление гомеостаза, и какой на этом новом уровне окажется организация человечества, — на эти два вопроса нет однозначных ответов.
Не впадая в пессимизм, отметим, что некоторые черты технологической эволюции дают надежду на возможность довольно быстрых позитивных сдвигов. Например, явно и существенно снижается удельное потребление материалов и веществ с ростом наукоемкости производства, заметно растет объем рециклинга промышленных и бытовых отходов, а отказ от сжигания миллионов тонн ископаемых углеводородов становится не только тенденцией, но и реальностью.
Отметим, что наш подход не единственный, и что существует другая концепция решения проблемы экологического кризиса биосферы, которую можно условно назвать «техносферной». Предполагается, что экологизация человечества может происходить по пути экологически ориентированного развития техносферы, путем создания в ней
искусственных замкнутых природно-промышленных комплексов в которых воспроизведены основные процессы метаболизма биосферы, а также осуществляется утилизация третичной продукции [Simon, Kahn, 1984; Ткаченко, 2015] и др. Этот подход подкреплен опытом почти изолированного существования на протяжении двух лет десятка добровольцев и около тысячи видов других организмов (в основном — растений) в проектах «Биос» (Красноярск) и «Биосфера-2» (Тусон, США) (https://ru.wikipedia. org/wiki/БИОС-З; [Allen, 2008]). Создание физически изолированных от биосферы антропогенных экосистем интересно не только с точки зрения изучения организации и функционирования естественных экосистем, но важно и при организации длительных межпланетных перелетов, устройстве подводных и подземных поселений. Однако, мы полагаем, что существование человечества в изолированной от биосферы среде противоречит биологической природе человека и сущности процесса перехода антропосферы в ноосферу.
Концепции развития «умных городов», «человеческого капитала», развития «постиндустриального общества» — все это небольшие штрихи неясной в целом картины эволюции человеческого социума и биосферы. Вряд ли всего этого достаточно для преодоления разрастающегося в последнюю сотню лет кризиса во взаимоотношениях человека и биосферы [Швейцер, 1973]. Неоднократно, и с разных исходных позиций, делался вывод, что нагрузка на биосферу численно растущего человечества уже превысила ее возможности, дальнейшее развитие человечества по неолитической парадигме экстенсивного использования ресурсов, ведет к необратимому разрушению биосферы, и, соответственно, среды обитания человека [Ehrlich et al., 1978; Горшков, 1995; Реймерс, 1994; Meadows et al., 2004; Rockstrom & Steffen, 2009 a,b; Rockstrom & Klum, 2015] и мн.др.
Касаясь сложной проблемы прогноза численности человечества, обратим внимание на две противоположные идеологии. Одна из них предполагает сокращение численности до той величины, когда влияние человека на биосферу станет незначительным, и она вернется к состоянию, близкому к естественному без человека. Другая идеология декларирует могущество человека и технологий, которые могут обеспечить «матрицу» для биологического существования значительно большего, чем ныне числа людей («дикая» природа при этом рассматривается лишь как еще не использованный ресурс для дальнейшего роста численности человека).
Концепция управляемой эволюции — не антропоцентрическая. Действия, которые она подразумевает, соответствуют принципу: «делай что должно, и пусть будет, как будет». «Что должно» — это как можно более быстрый и комплексный «ремонт» биосферы, перевод антропосферы в менее возмущенное состояние посредством восстановления механизмов биотической регуляции. Ключевое значение приобретает при этом выяснение упомянутых порогов. Не исключено, что не все уже возможно исправить, т.к. человек необратимо нарушил некоторые тонкие механизмы регуляции, важные для поддержания гомеостаза биосферы, и теперь она «скатывается» к более примитивному и менее устойчивому состоянию. В этом случае биосфера не сможет поддерживать современную численность человечества — Рис. 3.
Этому пессимистическому прогнозу можно противопоставить только надежду на быстрый отход от неолитической парадигмы развития социума, и скорейший переход на идеологию кризисного управления антропосферой. Теоретическая основа для этого изложена нами в трех очерках. Уже существуют также разработки, которые могут рассматриваться как практическая основа для такого перехода. Это развитие экологической инженерии, некоторые направления которой кратко перечислены выше в разделе 4.
1900 1940 1980 2020 2060 2100 Year
Рис. 3. Прогнозы динамики численности человечества 2015-2100 гг.
Слева: 1-3 — прогнозы ООН (млрд. чел.) для разной фертильности (по материалам World in 2013 — http://www.economist.com/theworldin/2013), 4 — прогноз авторов с учетом деструкции биосферы и роста популяционного груза.
Справа: прогноз численности (в условных единицах) на основе скорректированных данных «Пределов роста» [Meadows et al., 2004] при условии «бизнес как обычно» [Turner, 2014].
Биологам и экологам в одиночку «не поднять» проблемы эволюционной и экологической инженерии — такой, несколько обескураживающий самих авторов вывод приходится сделать из выполненного нами анализа направлений гармонизации отношений человека и биосферы. В то же время, без экологов, медиков, генетиков, физиологов, зоологов, почвоведов, ботаников и других специалистов-естественников, «технарям» не удастся определить критические параметры антропосферы, т.е. те, которые надо восстанавливать, и те, которые нельзя безнаказанно нарушать.
Вполне вероятно, что специалисты в конкретных областях исследования антропос-феры (включая техносферу) упрекнут авторов в неточности некоторых формулировок и цифр. Возможно также, что авторы упустили, или недооценили значимость одних, и переоценили эффективность и реализуемость других направлений действий в обозримый период времени. Все это неизбежно при подходе, который предполагает развитие широкого фронта работ и исследований в области перехода к управляемой эволюции биосферы. Такой подход требует участия специалистов практически всех отраслей естественных, технических и гуманитарных наук.
Жизнь и разум — два высших последовательных во времени достижений эволюции биосферы. Императив живого — самосохранение и развитие. Жизнь на Земле сохранится, даже если человечество погибнет. Императив для «новой геологической силы» — человека — тот же: самосохранение и развитие. Но для этого надо поддерживать здоровье биосферы. Любые действия для этого — моральны, а действия, угрожающие биосфере, необходимо считать преступлением против всех людей. Великий гуманист ХХ в. А. Швейцер еще в 1923 г. написал, что человек, для преодоления ци-
вилизационного кризиса (из-за несовпадения скоростей материального и духовного развития цивилизации), должен принять, что он есть «жизнь, желающая жить среди жизни» [Швейцер, 1973]. Тогда он и станет Человеком.
Заключение
Без смены мировоззрения, парадигмы развития остановить деградацию биосферы невозможно. Для смены парадигмы нужны знания и воля. Основные знания для этого есть. Политической воли — нет, общество, раздираемое религиозными и экономическими противоречиями, по-прежнему исходит в своей деятельности из неолитически понимаемого «обеспечения национальной безопасности» и убаюкивающей концепции «устойчивого развития» экономики (по не жизни на планете), Цена непонимания важности срочной смены парадигмы развития — деградация не только биосферы, но и человека.
ш References
Базалук, Олег. Теория эволюции: от космического вакуума до нейронных ансамблей и
в будущее. Киев, МФКО, 2015. — 312 с. Баренбаум А.А. Галактика. Солнечная система. Земля. Соподчиненные процессы и
эволюция. М.: ГЕОС, 2002. — 393 с. Вернадский, Владимир. Биосфера. Л., Науч. хим.- техн. изд — во, 1926. — 147 с. (цит.
по: Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М, «Наука», 1989. — 261 с. ВОЗ. 1948. Устав Всемирной организации здравоохранения (http://www.who.int/about/ mission/ru/ )
Голенецкий С.П., Малахов С.Г., Степанок В.В.. К вопросу q природе глобальных атмосферных аэрозолей. Астрономический вестник, 1981, т. 15, № 4, с. 226 — 233. Голенецкий С.П., Степанок В.В. Кометное вещество на Земле. Метеоритные и метеорные исследования. Новосибирск, Изд. «Наука» Сибирское отделение, 1983: 99 — 122.
Горшков В.Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М.: ВИНИТИ. 1995. XXVIII. — 472 с. Горшков В.В., Горшков В.Г., Данилов-Данильян В.И. и др. 1999. Биотическая регуляция окружающей среды. Экология. № 2, — с. 105-113. Горшков С.П. Стихийные бедствия, природа и человек. В кн.: Природопользование и устойчивое развитие. М., Товарищество научных изданий КМК, 2006: 106 — 134.
Данилов-Данильян В.И. (ред.). Экологическая энциклопедия. Том 3. М., «Энциклопедия». 2010. — 448 с. Данилов-Данильян В.И. (ред.). Экологическая энциклопедия. Том 4. М., «Энциклопедия». 2011. — 448 с. Замолодчиков Д.Г. Недостаток кислорода: миф или реальность. Использование и охрана природных ресурсов в России, изд. НИА-Природа (М.), 2005, № 3: 122 — 132. Керженцев, Анатолий. Функциональная экология. М.: «Наука». 2006. — 259 с. Керженцев, Анатолий. Особенности современной эволюции биосферы. В кн.: Экология, полтика и гражданское общество. М.: РОДП «ЯБЛОКО», 2014: 229 — 237. Колчинский, Эдуард. Эволюция биосферы. Историко-критический очерк исследований в СССР. Л.: «Наука», 1990. — 236 с.
Комаров С.М. Циклическая экономика или цивилизация старьевщика. 2015. (http:// politus.ru/analitika/21-ciklicheskaya-ekonomika-ili-civilizaciya-starevschika.html)
Кричевский, Сергей. Эволюция технологий, «зелёное» развитие и основания общей теории технологий. Philosophy and Cosmology, Vol 14, 2015: 120-139.
Кричевский, Сергей. Новая модель эволюции технологий и перспективы исследований с применением Big Data. Philosophy and Cosmology, Vol. 17, 2016: 118 — 135.
Левченко, Владимир. Биосфера: этапы жизни (эволюция частей и целого). СПб, ISVOE, 2012. — 264 с.
Павлов Д.С., Букварева Е.Н. Биоразнообразие, экосистемные функции и жизнеобеспечение человечества. Вест. РАН, 2007. том 77. № 11, — с. 974 — 998.
Реймерс, Николай. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. М.: «Россия молодая».1994. — 366 с.
Родоман Б.Б. Поляризованная биосфера. Принцип размещения человеческих поселений с минимальным ущербом для окружающей природы. В кн.: Городская среда и пути ее оптимизации. Ин-т географии АН СССР. М. 1977: 193 — 205.
Розанов А.Ю. Микробный мир прошлого и специфика некоторых геологических и минералогических процессов. 2007. — с. 61 — 62. (https://www.researchgate. net/profileMlexey_Pakhnevich/publication/259391588_On_effectiveness_of_micro-CT_research_of_paleontological_objects/links/0c96052b60784d56da000000.pdf)
Социальная эволюция. 2016. Википедия (https://ru.wikipedia.org/wiki).
Ткаченко Ю.Л. Экологизация техносферы России. Тр. социо-культурного семинара им. В.В. Бугровского «Культура. Народ. Экосфера», М., 2015. Вып. 8: 3 — 18.
Швейцер А. Культура и этика (1923). Пер. с нем. «Прогресс», 1973. — 343 с. (http://lib. ru/CULTURE/SHWEJCER/kultura.txt_with-big-pictures.html).
Яблоков, Алексей. От промысла — к хозяйству. Природа, 1973, № 1: 86 — 87.
Яблоков, Алексей. О концепции популяционного груза (обзор). Гигиена и санитария, 2015, № 6: 11 — 15.
Яблоков, Алексей, Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. Изд. 5-е, испр. и доп. М., «Высш. Шкода», 2006. — 312 с.
Яблоков, Алексей, Владимир Левченко, и Анатолий Керженцев. Очерки биосфероло-гии.1. Выход есть: переход к управляемой эволюции биосферы. Philosophy and Cosmology. Vol. 14, 2015: 91-117.
Яблоков, Алексей, Владимир Левченко, и Анатолий Керженцев. Биосфера как живая система. Об особенностях эволюционного процесса на биосферном уровне» — Philosophy and Cosmology. Vol. 16, 2016: 152-175.
Allen J. Me and the biospheres: a memoir by the inventor of Bioshpere-2. Synergetic Press, Santa Fe, 2008. — 308 p.
Bell. D. The Coming of Post-Industrial Society: A Venture of Social Forecasting. N.-Y., Basic Books, 1973. — 507 p.
Berry R.J. Inheritance and Natural History. New Naturalist No 61. L., Collins Sons & Co., 1977. — 350 p.
Commoner B. The Closing Circle: Nature, Man, and Technology. N.Y., Knopf, 1971. — 326 p.
Chaney R.L., Malik M., Li Y.M., et al. Phytoremediation of soil metals. Current Opinion in Biotechnology. 1997, vol. 8, — p. 279 — 284.
Deakin M. (Ed.) Smart Cities: Governing, Modelling and Analysing the Transition. N.Y.
Routledge. 2014. — 248 p.
Dirzol R., Young H.S., Galetti M., et al. Defaunation in the Anthropocene. Science. 2014, vol. 345, # 6195, — p. 401 — 406.
von Ehrlich P. R.. Ehrlich A.H., Holdren J.P. Ecoscience: Population, Resources, Environment. Freeman & Co Ltd, N.Y. 1978. — 1051 p.
Global carbon emission. 2016 (https://www.co2.earth/global-co2-emissions).
Godel K. Uber formal unentscheidbare Satze der Principia Mathematica und verwandter Systeme I. Monatshefte fur Mathematik und Physik. 1931, vo. 38, # 1, — p. 173 — 198.
Harrison D.K. When Languages Die. Oxford Univ. Press, N.Y. 2008. — 308 p.
Haberl H., Erb K.H., Krausmann F., et al. Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth's terrestrial ecosystems. Proc.Nat. Acad. Sci. USA, 2007, vol. 104, — p. 12942-12947.
Lallanilla M. Seven Insects You'll Be Eating in the Future. Scientific American, 2013, October 2 (http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=7-insects-youll-be-eating-in-the-future).
Lenski G., Lenski J. Human Societies: An Introduction to Macrosociology McGraw-Hill, Paradigm Press, Oxford University Press. 1970. — 511 p. ISBN 019938245X. (in its 12th edition as of 2014)
Living Planet, 2014. Living Planet Report 2014: people and places, species and spaces. WWF, Gland, 2014. — 174 p.
McLuhan M. The Gutenberg Galaxy: The Making of Typographic Man. University of Toronto Press, Toronto, 1962. — 293 p.
Meadows D., Randers J., Meadows D. Limits to growth.The 30-year update. Chelsea Green Publ. Co, White River Junction, 2004. — 368 p. (перевод — Медоуз Д. и др. Пределы роста. 30 лет спустя . М., «Академкнига», 2007. — 342 с.).
Morgan L.H. Systems of Consanguinity and Affinity of the Human Family, Smithsonian Contributions to Knowledge. Washington DC. 1871. — 218 p. (перевод — Морган Л. Г. Древнее общество или исследование линий человеческого прогресса от дикости через варварство к цивилизации. — Л., 1933).
Naisbitt J. Megatrends. Ten New Directions Transforming Our Lives. Warner Books, N.Y. 1982. — 296 p.
Odum E.R., Odum N.T. Natural areas as nessesary components of mans total environment. Trans. 37-th North American Wildlife ans Resources Conference, Mexico City, 1972. — p. 178 — 189.
Parsons T. The Structure of Social Actions. Free Press, Glencoeю 1949 (1937). — 848 p.
Rees W.E. Ecological footprints and appropriated carrying capacity: what urban economics leaves out. Environ. & Urbanization. 1992. vol. 4, # 2, — p. 121 — 130.
Ricklefs R. E. Miller G. L. Ecology. N.Y., Freeman & Co. 2000. — 896 p.
Rockstrom J., Steffen W., Noone K., et al. A safe operating space for humanity. Nature. 2009 a, # 461, — pp. 471 — 475.
Rockstrom, J., Steffen W., Noone K., et al. Planetary boundaries: exploring the safe operating space for humanity. Ecology and Society. 2009 b., vol. 14, # 2: — 35 p. + Suppl. material, 22 p. (http://www.ecologyandsociety.org/vol14/iss2/art32/).
Rockstrom J., Klum M., Miller Big World, Small Planet: Abundance within Planetary Boundaries. Yale Univ. Press, New Haven. 2015. — 208 p.
Simon J.L., Kahn H. (Eds.). The Resourceful Earth: A Response to Global 2000. N.Y., Basil
Blackwell Inc., 1984. — 585 p.
Stahel W. The Performance Economy, 2nd ed., Palgrave-MacMillan, London, 2010. — 350 P-
Spercer H. First Principles. Williams & Norgate, 1862. — 503 p. (перевод Н. Г. Чернышевского с 5-го изд. N.Y. — Спенсер Г. Основные начала. СПб, 1897)
Toffler A. Future Shock. N.Y., Random House. 1970. — XII+505 p. (Тоффлер Э. Шок будущего. «АСТ». 2008. — 558 с.).
Tomasello M. A Natural History of Human Thinking. Harvard Univ. Press. 2014. ISBN 9780674724778
Turner, G. Is Global Collapse Imminent? Melburn, University of Melbourne. Melbourne Sustainable Society Inst^ Research Paper. 2014, No. 4. — 22 p. ISBN: 978 0 7340 4940 7
Ward L. F. The Psychic Factors of Civilization. Boston, Ginn & Co. 1893. — 408 p..
White L. A. The Evolution of Culture: The Development of Civilization to the Fall of Rome. N.Y., McGraw-Hill. 1959. — 400 p.
Wilson E.O. Half-Earth: Our Planet's Fight for Life. 2016. — 272 p.
Bazaluk O.A. The Theory of Evolution: From a Space Vacuum to Neural Ensembles and
Moving Forward. Kiev, MFKO, 2015. — 312 s. Barenbaum A.A. Galaktika. Solnechnaya sistema. Zemlya. Sopodchinennyie protsessyi i
evolyutsiya. M.: GEOS, 2002. — 393 s. Vernadskiy V.I. Biosfera. L., Nauch. him.- tehn. izd—vo, 1926. — 147 s. (tsit. po: Vernadskiy
V.I. Biosfera i noosfera. M, «Nauka», 1989. — 261 s. VOZ. 1948. Ustav Vsemirnoy organizatsii zdravoohraneniya (http://www.who.int/about/ mission/ru/ )
Golenetskiy S.P., Malahov S.G., Stepanok V.V.. K voprosu q prirode globalnyih atmosfernyih
aerozoley. Astronomicheskiy vestnik, 1981, t. 15, # 4, s. 226 — 233. Golenetskiy S.P., Stepanok V.V. Kometnoe veschestvo na Zemle. Meteoritnyie i meteornyie
issledovaniya. Novosibirsk, Izd. «Nauka» Sibirskoe otdelenie, 1983: 99 — 122. Gorshkov V.G. Fizicheskie i biologicheskie osnovyi ustoychivosti zhizni. M.: VINITI. 1995. XXVIII. — 472 s.
Gorshkov V.V., Gorshkov V.G., Danilov-Danilyan V.I. i dr. 1999. Bioticheskaya regulyatsiya
okruzhayuschey sredyi. Ekologiya. # 2, — s. 105-113. Gorshkov S.P. Stihiynyie bedstviya, priroda i chelovek. V kn.: Prirodopolzovanie i ustoychivoe razvitie. M., Tovarischestvo nauchnyih izdaniy KMK, 2006: 106 — 134. Danilov-Danilyan V.I. (red.). Ekologicheskaya entsiklopediya. Tom 3. M., «Entsiklopediya».
2010. — 448 s.
Danilov-Danilyan V.I. (red.). Ekologicheskaya entsiklopediya. Tom 4. M., «Entsiklopediya».
2011. — 448 s.
Zamolodchikov D.G. Nedostatok kisloroda: mif ili realnost. Ispolzovanie i ohrana prirodnyih
resursov v Rossii, izd. NIA-Priroda (M.), 2005, # 3: 122 — 132. Kerzhentsev A.S. Funktsionalnaya ekologiya. M., «Nauka». 2006. — 259 s. Kerzhentsev A.S. Osobennosti sovremennoy evolyutsii biosferyi. V kn.: Ekologiya, poltika i
grazhdanskoe obschestvo. M., RODP «YaBLOKO», 2014: 229 — 237. Kolchinskiy E.I. Evolyutsiya biosferyi. Istoriko-kriticheskiy ocherk issledovaniy v SSSR. L., «Nauka», 1990. — 236 s.
References
Komarov S.M. Tsiklicheskaya ekonomika ili tsivilizatsiya starevschika. 2015. (http://politus. ru/analitika/21-ciklicheskaya-ekonomika-ili-civilizaciya-starevschika.html)
Krichevskiy S. V. Evolyutsiya tehnologiy, «zelYonoe» razvitie i osnovaniya obschey teorii tehnologiy. Philosophy and Cosmology, Vol 14, 2015: 120-139.
Krichevskiy S.V Novaya model evolyutsii tehnologiy i perspektivyi issledovaniy s primeneniem Big Data. Philosophy and Cosmology, Vol. 17, 2016: 118 — 135.
Levchenko VF. Biosfera: etapyi zhizni (evolyutsiya chastey i tselogo). SPb, ISVOE, 2012. — 264 s.
Pavlov D.S., Bukvareva E.N. Bioraznoobrazie, ekosistemnyie funktsii i zhizneobespechenie chelovechestva. Vest. RAN, 2007. tom 77. # 11, — s. 974 — 998.
Reymers N. F. Ekologiya. Teorii, zakonyi, pravila, printsipyi i gipotezyi. M.: «Rossiya molodaya».1994. — 366 s.
Rodoman B.B. Polyarizovannaya biosfera. Printsip razmescheniya chelovecheskih poseleniy s minimalnyim uscherbom dlya okruzhayuschey prirodyi. V kn.: Gorodskaya sreda i puti ee optimizatsii. In-t geografii AN SSSR. M. 1977: 193 — 205.
Rozanov A.Yu. Mikrobnyiy mir proshlogo i spetsifika nekotoryih geologicheskih i mineralogicheskih protsessov. 2007. — s. 61 — 62. (https://www.researchgate.net/ profile/Alexey_Pakhnevich/publication/259391588_On_effectiveness_of_micro-CT_research_of_paleontological_objects/links/0c96052b60784d56da000000.pdf)
Sotsialnaya evolyutsiya. 2016. Vikipediya (https://ru.wikipedia.org/wiki).
Tkachenko Yu.L. Ekologizatsiya tehnosferyi Rossii. Tr. sotsio-kulturnogo seminara im. V.V Bugrovskogo «Kultura. Narod. Ekosfera», M., 2015. Vyip. 8: 3 — 18.
Shveytser A. Kultura i etika (1923). Per. s nem. «Progress», 1973. — 343 s. (http://lib.ru/ CULTURE/SHWEJCER/kultura.txt_with-big-pictures.html).
Yablokov A.V. Ot promyisla — k hozyaystvu. Priroda, 1973, # 1: 86 — 87.
Yablokov A.V. O kontseptsii populyatsionnogo gruza (obzor). Gigiena i sanitariya, 2015, # 6: 11 — 15.
Yablokov A.V., Yusufov A.G. Evolyutsionnoe uchenie. Izd. 5-e, ispr. i dop. M., «Vyissh. Shkoda», 2006. — 312 s.
Yablokov A.V., Levchenko V.F., Kerzhentsev A.S. Ocherki biosferologii.1. Vyihod est: perehod k upravlyaemoy evolyutsii biosferyi. Philosophy and Cosmology. Vol. 14, 2015: 91-117.
Yablokov A.V., Levchenko VF., Kerzhentsev A.S. Biosfera kak zhivaya sistema. Ob osobennostyah evolyutsionnogo protsessa na biosfernom urovne» — Philosophy and Cosmology. Vol. 16, 2016: 152-175.
Bailey R.G. Ecosystem geography: from ecoregions to sites. 2nd ed. New York (NY), Springer-Verlag, 2009. — 252 p.
Brown T. C., Bergstrom J.C., Loomis J.B. Defining, valuing and providing ecosystem goods and services. Nat. Resour. J., 2007, vol. 47, # 2. — pp. 329 — 376.
Brussard P. F., Reed J.M., Tracy C.R. Ecosystem management: what is it really? . Landscape and Urban Planning, 1998, vol. 40, № 1. — pp. 9 — 20.
Chapin F.S., Matson P.A., Mooney H.A. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology. New York, Springer-Verlag, 2002. — 436 p.
Constanza R., et al. The value of the world's ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, vol. 387. — pp. 253 — 260.
Crutzen P. J., Stoermer E. F. The Anthropocene. Global Change Newsletter, 2000, vol. 41. — pp. 17 — 18.
Egerton F. N. Understanding food chains and food webs, 1700 — 1970. Bull. Ecolog. Soc.
Amer., 2007, vol.8. — pp. 50 — 69. Elton C. S. Animal Ecology. London, Sidgwick and Jackson. 1927. — 207 p. Fox R. Energy and the evolution of life. World Futures, 1990, vol. 30, #1 — 2. — 115 p. (russkiy perevod: Foks R. Energiya i evolyutsiya Zhizni na Zemle. M,, «Mir», 1992. — 216 s.).
Hardin G. The competitive exclusion principal. Science, 1960, vol. 131, # 3409. — pp. 1292 — 1297.
Holling C. S. Resilience and stability of ecological systems. Annual Review of Ecology and
Systematics, 1973, vol. 4, #1 — pp. 1-23. Hutchinson G. E. A Treatise on Limnology. New York, NY: Wiley. 1957. — 1015 p. Gould, S. J., Eldredge N. Punctuated equilibrium comes of age. Nature, 1993, vol. 366,
# 6452. — pp. 223 — 227.
Gray J.S. Biomagnification in marine systems: the perspective of an ecologist. Mar. Pollut.
Bull. 2002, vol. 45. — pp. 46 — 52. Grumbine R. E. What is ecosystem management? Conserv. Biol., 1994, vol. 8, # 1. — pp. 27 — 38.
Krassilov V.A. Evolution: System Theory. Sofia -Moscow, Pensoft, 2014. — 414 p. Lapenis A. G. Directed Evolution of the Biosphere: Biogeochemical Selection or Gaia?
Profes. Geograph., 2002, vol 54, # 3. — pp. 379 — 391. Levchenko V.F., Kazansky A.B., Sabirov M.A, Semenova E.M. Early Biosphere: Origin and Evolution. In: N. Ishwaran (Ed.) Biosphere. — InTech, 2012, — pp. 1-32; http:// www.intechopen.com/books/the-biosphere/early-biosphere-origin-and-evolution Lovelock J.E.. Gaia: The practical science of planetary medicine. Gaia book Lmd, 1991. — 192 p.
Lovelock J., Margulis L. Atmospheric homeostasis by and for the biosphere: The Gaia
hypothesis. Tellus, 1973, vol. 26. — pp. 2 — 10. Margalef R. Our Biosphere. Kinne, O. (ed.) Excellence in Ecology Book 10. Ecology Institute, Oldendorf/Luhe, Germany, XIX, 1992. — 194 pp. (russkiy perevod: Margalef R. Oblik biosfery. M., «Nauka», 1997. — 215 s.) MAHB (Millenium Alliance for Humanity and the Biosphere). Consensus Statement from Global Scientists. Information for Policy makers. 2013. — 25 p. (mahb.stanford.edu/ consensus-statement-from-global-scientists) May R.M. The evolution of ecological systems, Sci. Amer., 1978, vol. 239, # 3. — pp. 161 — 175.
Mills L.S., Soule M.E., Doak D.F. The Keystone-Species Concept in Ecology and
Conservation. BioScience, 1993, vol. 43, No. 4. — pp. 219 — 224. Odum, E. P. Energy flow in ecosystems: A historical review. American Zoologist, 1968, 8 (1). — pp. 11-18.
Tansley A.G. The use and abuse of vegetational terms and concepts. Ecology, 1935, vol. 16,
# 3. — pp. 284 — 307.
Vitousek P.M., Lubchenco J., Mooney H.A., Melillo J. Human domination of Earth's
ecosystems. Science, 1997, vol. 277. — pp. 494 — 499. Willis A.J. The Ecosystem: An Evolving Concept Viewed Historically. Functional Ecology,
1997, vol. 11, # 2. — pp. 268 — 271. Whittaker R. H., Levin S. A., Root R. B. Niche, habitat, and ecotope. Am. Natur., 1973, vol. 107, # 955. — pp. 321 — 338.
