До недавнього часу розвиток людського суспільства і самоочищення навколишнього природного середовища від техногенних забруднень перебували в динамічній рівновазі. Проте останніми роками інтенсивне зростання чисельності населення планети, надзвичайно інтенсивний розвиток промисловості, сільського й комунального господарства та інші чинники антропогенного впливу на навколишнє природне середовище, незважаючи на колосальні екологічні резерви біосфери та її самоочисну спроможність, призвели до різних негативних наслідків, з якими вона впоратися не здатна. Насамперед це стосується забруднення біосфери хімічними речовинами-ксенобіотиками, порушення природних геохімічних циклів, а також інтенсивного, нераціонального використання природних ресурсів.
Тривалий час, упродовж тисячоліть — з моменту появи Ноmо sapiens у біосфері Землі культивувалась споживацька свідомість відношення до природи, її багатств — природних ресурсів. Завжди вважали, що природна комора цих ресурсів невичерпна, а тому їх можна необмежене споживати для задоволення власних усе зростаючих потреб. Так тривало майже до наших днів. І тільки наприкінці XIX — на початку XX ст., коли чисельність населення почала катастрофічне зростати, а невідновні природні ресурси, які природа накопичувала мільйони й мільярди років, почали стрімкими темпами вичерпуватись, людство збагнуло, що природні ресурси в біосфері вичерпні, а деякі з них уже нині перебувають на межі вичерпності. При цьому стало очевидним, що невідновні ресурси вичерпуються швидше, ніж людське суспільство здатне перебудувати свою економіку.
Виходячи з нинішньої кризової екологічної ситуації, найголовнішим завданням сучасної епохи вважають формування в першу чергу нової екологічної свідомості — бережливого ставлення до навколишнього природного середовища. Надзвичайно важливим і актуальним як для термінових практичних дій, так і для планування на тривалу перспективу, є вирішення проблеми ефективного захисту навколишньої природи від забруднення техногенними розсіюваними й неутилізованими відходами та раціональне використання природних ресурсів для оптимального задоволення обгрунтованих потреб людського суспільства.
Особливо гостро ці проблеми стоять в Україні, зважаючи на екологічну й духовну Кризу та низький рівень екологічної культури нашого суспільства. Правовий нігілізм, повсюдне нехтування чинних законів, корупція та хабарництво призвели до відчутної руйнації всіх інститутів, пов'язаних з охороною природи. Охорона довкілля, раціональне використання природних ресурсів та екологічна безпека ще не стали повсякденною турботою кожного мешканця нашої країни. Наслідками такої бездуховності і байдужості є скорочення тривалості життя населення, зростання дитячої смертності, народження дітей-калік та зниження народжуваності. Невпинно наближається екологічна катастрофа, яку за своїми наслідками можна порівняти з термоядерною війною. Про це свідчить аварія на Чорнобильській атомній електростанції. Якщо так триватиме й надалі, то загибель сучасної цивілізації неминуча.
Для подолання екологічної кризи в країні у Державній програмі охорони навколишнього природного середовища, раціонального використання природних ресурсів і екологічної безпеки передбачається запровадження загальної екологічної освіти та виховання. Вона має охопити всі верстви населення, починаючи від дитячого садка і закінчуючи вищою школою.
Основним завданням екологічної освіти та виховання в країні повинно бути формування екологічної свідомості про необхідність гармонійного співіснування людського суспільства з навколишнім природним середовищем та охорону довкілля від техногенних забруднень. На це мають бути спрямовані вся структура, зміст і методи навчання. Освіта й виховання повинні організовуватись на чотирьох рівнях: загальна (для всього населення країни), дошкільна (для дітей дошкільного віку), шкільна і вища.
Метою загальної освіти має бути формування екологічного світогляду, забезпечення екологізації суспільної свідомості, прищеплення любові до рідного краю, розуміння необхідності охорони навколишнього природного середовища на роботі та в побуті, навичок бережливого й раціонального споживання природних ресурсів, прагнення до відтворення відновних природних ресурсів і обґрунтованого самообмеження використання невідновних, створення ефективної системи екологічної безпеки.
Дошкільна екологічна освіта має бути спрямована на прищеплення любові до Вітчизни та рідного краю, пізнання понять життя і смерті, формування навичок бережливого ставлення до навколишньої живої та неживої природи, прагнення зберегти рослинний і тваринний світ, зробити кращим навколишнє природне середовище.
Шкільна екологічна освіта повинна мати на меті вивчення основ загальної екології, раціонального використання природних ресурсів та екологічної безпеки біосфери на рівні викладання дисциплін біології, хімії, фізики та географії в середній школі.
Метою екологічної освіти у вищій школі має бути підготовка фахівців вищої кваліфікації (вчителів, викладачів, інженерів, магістрів, кандидатів і докторів наук) для організації суспільного життя і виробництва, проведення наукових досліджень у галузі екології, тобто вирішення повсякденних екологічних завдань і глобальних екологічних проблем. Тут потрібно фундаментальне вивчати загальну теоретичну та прикладну екологію (охорону природи, раціональне природокористування та екологічну безпеку біосфери).
Тема 3 Основні екологічні закони.
1. Закон біогенної міграції атомів (або закон Вернадського): міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважаючим впливом живої речовини, організмів. Так відбувалося й в геологічному минулому, мільйони років тому, так відбувається й гв сучасних умовах. Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо, або створює відповідне,.збагачене киснем, вуглекислим газом, воднем, азотом, фосфором та іншими речовинами, середовище. Цей закон має важливе практичне й теоретичне значення. Розуміння всіх хімічних процесів, що відбуваються в геосферах, неможливе без урахування дії біогенних факторів, зокрема — еволюційних. Нині люди впливають на стан біосфери, змінюючи її фізичний і хімічний склад, умови збалансованої віками біогенної міграції атомів. У майбутньому це спричинить дуже негативні зміни, які набувають здатності само розвиватися й стають глобальними, некерованими (опустелювання, деградація грунтів, вимирання тисяч видів організмів). За допомогою цього закону можна свідомо й.активно запобігати розвитку таких негативних явищ, керувати біогеохімічними процесами, використовуючи «м'які» екологічні методи.
2. Закон внутрішньої динамічної рівноваги: речовина, енергія, інформація та динамічні якості окремих природних систем і їх ієрархії дуже тісно пов'язані між собою, так що будь-яка зміна одного з показників неминуче призводить до функціонально-структурних змін інших, але при цьому зберігаються загальні якості системи — речовинно-енергетичні, інформаційні та динамічні. Наслідки дії цього закошу виявляються в тому, що після будь-яких змін елементів природного середовища (речовинного складу, енергії, інформації, швидкості природних процесів тощо) обов'язково розвиваються ланцюгові реакції, які намагаються нейтралізувати ці зміни. Слід зазначити, що незначна зміна одного показника може спричинити сильні відхилення в інших і в усій екосистемі.
Зміни у великих екосистемах можуть мати необоротний характер, а будь-які локальні перетворення природи викликають у біосфері планети (тобто в глобальному масштабі) та в її найбільших підрозділах реакції-відповіді, які зумовлюють відносну незмінність еколого-економічного потенціалу. Штучне зростання еколого-економічного потенціалу обмежене термодинамічною стійкістю природних систем.
Закон внутрішньої динамічної рівноваги — один з найголовніших у природокористуванні. Він допомагає зрозуміти, що у разі незначних втручань у природне середовище його екосистеми здатні саморегулюватися та відновлюватися, але коли ці втручання перевищують певні межі (які людині слід добре знати) й вже не можуть «згаснути» в ланцюгу ієрархії екосистем (охоплюють цілі річкові системи, ландшафти), вони призводять до значних порушень енерго і біобалансу на значних територіях і в усій біосфері.
3. Закон історичної необоротності: розвиток біосфери й людства як цілого не може відбуватися від пізніших фаз до початкових, загальний процес розвитку однонапрямлений. Повторюються лише окремі елементи соціальних відносин (рабство) або типи хазяйнування.
Закон обмеженості природних ресурсів: усі природні ресурси в умовах Землі вичерпні. Планета є природно обмеженим тілом, і на ній не можуть існувати безконечні складові частини.
4. Закон однонаправленості потоку енергії: енергія, яку одержує екосистема й яка засвоюється продуцентами, розсіюється або разом з їх біомасою необоротно передається консументам першого, другого, третього та інших порядків, а потім редуцентам, що супроводжується втратою певної кількості енергії на кожному трофічному рівні в результаті процесів, які супроводжують дихання. Оскільки в зворотний потік (від редуцентів до продуцентів) потрапляє дуже мало початкової енергії (не більше 0,25%), термін «кругообіг енергії» є досить умовним.
5. Закон піраміди енергій (сформульований Р. Ліндеманом): з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший переходить у середньому не більше 10 % енергії.
За цим законом можна виконувати розрахунки земельних площ, лісових угідь з метою забезпечення населення продовольством й іншими ресурсами.
6. Закон розвитку довкілля: будь-яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріально-енергетичних й інформаційних можливостей навколишнього середовища. Абсолютно ізольований саморозвиток неможливий — це висновок з законів термодинаміки.
Дуже важливими є наслідки закону.
1. Абсолютно безвідхідне виробництво неможливе.
2. Будь-яка більш високоорганізована біотична система в своєму розвитку є потенційною загрозою для менш організованих систем. Тому в біосфері Землі неможливе повторне зародження життя — воно буде знищене вже існуючими організмами.
3. Біосфера Землі як система розвивається за рахунок внутрішніх і космічних ресурсів.
7. Закон грунтостомлення (зменшення родючості): поступове зниження природної родючості грунтів відбувається через тривале їх використання й порушення природних процесів ґрунтоутворення, а також внаслідок тривалого вирощування монокультур (в результаті накопичення токсичних речовин, що виділяються рослинами, залишків пестицидів й мінеральних добрив).
8 .Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (сформульований В. Вернадським): уся жива речовина Землі має єдину фізико-хімічну природу. 3 цього випливає, що шкідливе для однієї частини живої речовини шкодить й іншій її частині, тільки, звичайно, різною мірою. Різниця полягає лише в стійкості видів до дії того чи іншого агента. Крім того, через наявність у будь-якій популяції більш чи менш стійких до фізико-хімічного впливу видів швидкість відбору за витривалістю популяцій до шкідливого агента прямо пропорційна швидкості розмноження організмів і чергування поколінь. Через це тривале вживання пестицидів екологічно неприпустиме, бо шкідники, які розмножуються значно швидше, швидше пристосовуються й виживають, а обсяги хімічних забруднень доводиться дедалі збільшувати.
Тема 4. Урбоекологія
Велике місто — це місце, де й переваги, й вади сучасної технологічної цивілізації виступають зримо й найсильніше.
П. Селф,
До найхарактерніших рис розвитку людської цивілізації належить урбанізація (від лат. игbапus — міський), що проявляється в зростанні населення міст і відповідному зменшенні чисельності сільського населення. Ця фаза розвитку людства, яку можна назвати індустріально-міською, триває всього 200—300 років, а техногенне перетворення ландшафтів у містах досягло вже критичного рівня. Доміські екосистеми за цей час максимально перероблені й антропозовані. На початку XX ст. в містах проживало 13 % населення Землі, в середині століття — 28 %, а на початку XXI ст.— вже близько 50 %. Швидко зростає кількість міст-«мільйонерів», а чисельність жителів у найбільших із них — мегаполісах — сьогодні становить: у Мехіко — 27,5 млн, Шанхаї — 25,8, агломерації Токіо—Йокогама — 23,8, Пекіні — 22,8, Сан-Паулу — 21,5, Нью-Йорку — 19,5 млн. У великих містах зараз проживає більшість міського населення (в Росії, наприклад, 71,3 %).
В Україні міське населення становить 68 %. Понад третина (33,7 %) усіх міських жителів України зосереджена в чотирьох областях: Донецькій, Луганській, Дніпропетровській і Запорізькій. Частка мешканців Києва в міському населенні України — 7,8 %.
Ніде суперечність між людиною та природою не досягає такої глибини, як у великому місті. Російський еколог М. Гершензон пише: «...великі міста донині є лише паразитами біосфери, якщо поціновувати їх з погляду того, що називається "життєвими ресурсами" (вода, повітря, їжа)». Причому чим більше місто, тим більшої шкоди воно завдає Матері-Природі. Не контрольоване зростання населення мегаполісів супроводжується істотним зниженням якості життя в них (зменшення кількості та зниження якості послуг, погіршення водопостачання, збільшення кількості неочищених стоків і твердих відходів, зростання забрудненості повітря й т. д.). Особливо це стосується великих міст у країнах, що розвиваються (Калькутта, Карачі, Бомбей, Лагос, Мехіко та ін.).
Проблемами міст, міського населення опікується особлива галузь екології — урбоекологія.
Як же пояснюється нестримне зростання міст, особливо великих? Чому люди тягнуться до міста? Вчені гадають, що це зумовлено передусім соціально-економічними факторами. У великих містах сконцентровано матеріально-технічне виробництво, вони є місцями нагромадження й розподілу речовини, енергії та інформації, центрами духовного життя суспільства. У великих містах створюються кращі можливості для задоволення індивідуальних матеріальних і духовних запитів, причому чим більше місто, тим ширший спектр послуг, які воно може надати людині.
Водночас у місті, як ніде, людина відокремлена й у просторі, й духовно від інших членів суспільства. Міський житель може десятки років жити в одному й тому самому багатоквартирному будинку й не бути знайомим із сусідами. Людина у великому місті, за образним висловом Джека Лондона, перебуває в «людській пустелі».
Таке поєднання протилежних рис великого міста відображує протилежність начал людської психології. З одного боку, людині притаманні крайній індивідуалізм, здатність бачити опору лише у власному «Я», а з іншого — подолання відчуження людини від суспільства, розкриття її здібностей та їх розвиток можливі лише в процесі спілкування з іншими людьми, участі у спільній справі. Така двоєдність різних начал є фундаментальною властивістю живої природи, вона характерна не тільки для міських поселень людей, а й для популяцій суспільних комах і колоніальних тварин, таких як мурашки, терміти, бджоли, ховрахи, піщанки та ін. Тому урбоекологи часто використовують «міські» поселення термітів, мурашок або піщанок як моделі для вивчення особливостей розвитку великих людських поселень.
Спостереження за популяціями суспільних комах і колоніальних тварин свідчать, що розміри їхніх поселень, кількість «міст» на одиницю ареалу та чисельність особин у поселенні строго визначаються кліматичними умовами, харчовими ресурсами та ін. Дуже важливим є фактор перенаселеності: коли кількість особин на одиницю площі досягає певної критичної межі, подальше зростання колонії припиняється. Якщо експериментатори штучно збільшували густоту тварин на одиницю площі, то це вкрай негативно впливало на колонію. Наприклад, коли щурів утримували в клітці в кількості, що перевершувала «критичну норму», в них розвивалася різко агресивна поведінка, зникали деякі ознаки соціальної поведінки, вони втрачали інстинкт охорони потомства й т. д.
У природних популяціях великих ссавців неможлива така густота заселення, яка спостерігається на урбанізованих територіях людей. Наприклад, середня густота населення в таких містах Росії, як Москва і Санкт-Петербург, досягає 15—20 тис. чоловік на 1 км2. За сумарними екологічними показниками міста поділяються на п'ять категорій: 1 — благополучні; 2 — задовільні; 3 — помірно напружені; 4 — напружені; 5 — критичні. Статистичні дані свідчать, що екологічне неблагополуччя починається тоді, коли чисельність населення міст перевищує 100 тис. чоловік.
Слід наголосити, що природоруйнівна сила великих міст не строго еквівалентна кількості населення в них, а набагато більша. Річ у тім, що матеріально-технічна й енергетична озброєність міського населення та його організованість набагато вищі, ніж сільського. Тому техногенний вплив міста не обмежується його територією, а виходить далеко за її границі. Сучасний стан довкілля в містах-гігантах — грізне нагадування про слушність прогнозів щодо активного розвитку кризових екологічних ситуацій. Саме в містах, населення яких перевершило стотисячний рубіж, у містах із гіпертрофованими промисловістю, транспортом тощо, за даними статистики, простежується не тільки зростання кількості таких захворювань, як серцево-судинні, бронхо-легеневі, онкологічні, «чума XX століття» — СНІД, а й, що особливо показово, збільшення психопатологічних форм антисоціальної та кримінальної поведінки — хуліганства, проявів вандалізму, безглуздих убивств, алкоголізму, наркоманії. Причому чим більше місто, тим більше в ньому хуліганів, алкоголіків, наркоманів. Можливо, це прояв саморегуляції природи, закони якої порушуються людиною?
Отже, урбанізація найяскравіше відбиває загальний для всієї Землі процес заміни біосфери техносферою, який розпочався ще в епоху палеоліту й триває досі дедалі швидшими темпами.
Якщо людство хоче мати майбутнє, воно мусить приборкати цей процес і взяти його під контроль.