Современное состояние биосферы и экологическая политика - Ю. Колесник

Следует предположить, что земные явления мало влияют на колебание космических процессов, и последний фактор воздействует на весь комплекс земных процессов однонаправленно. Но степень этого воздействия на живые системы может быть неоднозначной. Известно, что годовые колебания численности резче выражены у форм с коротким жизненным циклом, чем у поздно созревающих рыб. Рыбы, у которых не обнаруживаются значительные колебания урожайности, характеризуются более стабильными условиями нагула и довольно постоянной величиной кормового ареала (Никольский, 1974, с. 208–307). К сказанному следует еще добавить, что периодические колебания численности и биомассы стад рыб, определяемые общеклиматическими причинами, часто могут сглаживаться и меняться под влиянием действия местных факторов. Поэтому совместное воздействие на воспроизводство популяций космических, природных и внутрипопуляционных факторов вызывает у последних ряд новых, эмерджентных, свойств их динамики, которые затруднительно интерпретировать, если к анализу материалов подойти с позиций монофакторного, а не многофакторного осмысления. Возможно, что этим феноменом обуславливается явная пестрота гипотез и оценок в объяснениях влияния факторов среды на формирование многолетних колебаний численности видовых популяций, приводимых авторами в своих работах (Шунтов и др., 1993, с. 350–351; и др.). В данном случае можно согласиться с Р. Риклефсом (1979, с. 245–246), что попытки расчленить циклы колебаний мелких млекопитающих (леммингов и других видов) на отдельные звенья путем полевых и экспериментальных наблюдений оказались безуспешными. Например, снижение численности леммингов в зимнее время определялось хищниками, а летом – другими причинами. Имеется утверждение (Чернявский, 1982, с. 325–326), что внешние факторы представляют важный элемент регуляции численности арктических грызунов.

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

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

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

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

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

Можно предположить, что роль СА и других космических и планетарных факторов, формирующих многолетнюю цикличность природных явлений, в том числе и биоресурсов, не сводится к прямому их влиянию на эти процессы (воспроизводство численности популяций и т. д.). Упомянутые факторы модулируют более высокоэнергетические связи других явлений, которые уже прямо (температура воздуха и почвы, влажность и т. д.) влияют на воспроизводство растительных ресурсов, а далее, по линии трофических взаимоотношений. Все это сказывается и на состоянии численности популяций животных, которые развиваются по собственным законам, выйдя из стационарного состояния. Результатом внутри– и межвидовых взаимодействий флуктуирующего ансамбля будут порождаемые им волны, на амплитуду и частоту которых оказывают свое влияние другие факторы земного происхождения.

Мы так подробно остановились на анализе сложных циклических колебаний многих природных и биологических систем не случайно. Дело в том, что вся околоземная среда, включая и биосферу, пронизана ритмами той или иной величины. В сочетании с негативным влиянием человека на биосферу имеется дополнительный фактор, усиливающий глубину разрушительного воздействия человека на биосферу. Это надо учитывать при планировании тех или иных мероприятий, касающихся эксплуатации компонентов биосферы.

Как свидетельствуют результаты исследований, наличие у природных и биологических систем квазипериодических колебаний, их уровней должно учитываться при разработке мероприятий по оптимальному использованию биоресурсов. Игнорирование же искомого феномена может привести к тому, что при совпадении, например, планируемого увеличения изъятия ресурса и начала спада численности популяции ее состояние можно перевести к депрессивному (со всеми вытекающими для биоресурса последствиями).

Поэтому эффективная экологическая политика сотрудничества предпринимателей с другими заинтересованными лицами из стран АТР – это получение оптимальной добычи ресурса, с минимальными затратами сил и средств и, что самое важное, – это сохранение воспроизводительной способности популяции. В этом видится суть экологической политики с нашей стороны.

Глава 12

Роль человеческого фактора в развитии биосферы и вопросы экологической политики

12.1. Постановка вопроса

Имеются все основания считать, что I в. станет веком перехода человечества к новым формам своего социально-экономического развития, контуры которого уже начали проявляться. Это начало перехода от постиндустриальной эпохи к постчеловеческой эре. Быстрое освоение новых наработок ученых – био-, кибер-, нанотехнологий, фармакологии, исследований космического пространства, вместе с современной финансово-экономической системой создает риск того, что XXI в. станет последним веком существования человечества. К такому выводу пришла очередная IX Оксфордская конференция, обсудившая в 2004 г. тему «Будущее человечества».