Системный подход в экологии Экология частный случай теории

Системный подход в экологии Экология частный случай теории системного анализа

Главные проблемы биологии также связаны с системами и их организацией во времени и пространстве. . . • Норберт Винер

Экология и понятие "система" В экологии нас интересуют все случаи, когда привлекается понятие "система" для обозначения чего-либо упорядоченного. В биоэкологии нас будут интересовать биологические системы человеческого организма и сообщество людей как адаптивная система, с одной стороны и факторы внешней среды с другой. [1] Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. М: Медицина, 1975. 448 с [2] Анохин П. К. Системный анализ интегральной деятельности нейрона. Успехи физиол. наук, 1974, т. 5, N 2. С. 5 11.

Успех современной биологии Анализ успеха современной биологии и попытки обобщить и осмыслить значение этих успехов, свидетельствуют, пожалуй, что системный подход представляет собой наиболее выраженное и широко принятое направление. На границе XIX и XX вв. биологи начали серьезно рассматривать идею единства природы независимо от того, какая среда (пресные воды, море, суша) непосредственно служила объектом их изучения. Для выражения такой точки зрения использовались также другие термины: голоцен (Фридерикс, 1930), биосистема (Тинеманн, 1939), биокосное тело (Вернадский, 1944).

По определению Р. Риклефса (1979) Экологию можно представить «. . . как трехмерное сооружение из лежащих один над другим горизонтальных слоев, соответствующих различным уровням биологической организации – от индивидуума через популяцию и сообщество к экосистеме; вертикальные разрезы, проходящие через все слои, делят все сооружение на секции, соответствующие форме, функции, развитию, регуляции и адаптации. Каждому уровню экологической организации присущи свои особые структурные и функциональные характеристики.

Экологическая система ЭКОСИСТЕМА [гр. oikos жилище, местопребывание + система] — 1) единое функциональное целое, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные экологические компоненты соединены между собой причинно следственными связями, обменом веществ и распределением потока энергии. 2) синоним термина биогеоценоз. Выделяют м и к ро э к о с и с т е м ы (напр. , ствол гниющего дерева и т. п. ), м е з о э к о с и с т е м ы (лес, пруд и т. п. ) и ма к р о э к о с и с т е м ы (океан, континент и т. п. ). 3) Глобальная Э. одна — биосфера. Термин «Э. » ввел в 1935 г. английский геоботаник А. Тенсли (1871— 1955).

Системы в экологии П. К. Анохин[1] считал, что взаимодействие как таковое не может сформировать систему, поскольку анализ истинных закономерностей функционирования с точки зрения функциональной системы раскрывает скорее механизм "содействие" компонентов, чем их "взаимодействие" : « Какой хаос сложился бы в нервной системе, если бы все множество компонентов (нейроны, синапсы и др. ) ее стало "взаимодействовать" и "взаимовлиять" друг на друга ? » [2] Нужно познать системообразующий фактор, тот императив, который бы ограничивал степени свободы участвующих в системе компонент. Это природные биологические системы, человеческий организм и сообщества людей. • [1] Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. - М: Медицина, 1975. - 448 с

Системообразующий фактор Весь успех понимания системной деятельности в экологии, зависит от того, определим ли мы, какой именно фактор упорядочивает до того "беспорядочное множество" и делает это последнее функционирующей системой. Таким фактором может служить «полезный» , приспособительный результат системы, формирующие функциональные системы различного уровня: - гомеостатические результаты; - результаты стадной (зоосоциальной) деятельности; - результаты социальной деятельности человека.

Эмерджентная эволюция Обращение к эволюционным теориям, выдвигавшимся философами и учеными прошлых столетий, особое место занимает концепция эмерджентной эволюции, пытавшаяся определить причины появления качественно нового и тем самым объяснить эволюцию Вселенной и прогресс человечества. [1] Alexanders. Space, Time and Deity. N. Y. , 1950. V. 1. P. 39.

Термин «эмерджентность» ввел Джордж Генри Льюис (1817 1879 гг. ) в своей работе «Вопросы о жизни и духе» , но само это понятие сформировалось в работах С. Александера (1859 1938 гг. ) и К. Ллойда Моргана (1852 1936 гг. ). Процесс эволюции, полагали философы, в целом но сит «эмерджентный» скачкообразный и непредсказуемый характер. Британские мыслители различали два типа изменений: количественные - «результанты» ( «resultants» ), характер которых определяется априорно, и качественные - «эмердженты» ( «emergents» ), необусловленные какими либо материальными изменениями и несводимые к исходным качествам. [1] Alexanders. Space, Time and Deity. N. Y. , 1950. V. 1. P. 39.

Критерии целостности биологических систем Если физика, химия, биология выработали свои критерии целостности, то и целостная биологическая система должна отвечать всем этим критериям. Живой организм может рассматриваться как квантовая система, образовавшаяся в результате неравновесного фазового перехода и постоянно воспроизводящая себя благодаря процессам самоорганизации. [1] Гегель Г. В. Энциклопедия философских наук. В 3 т. М. , 1974.

Термин «экосистема» Уже в конце XIX века стали появляться вполне определенные высказывания системного характера и, что весьма интересно, почти одновременно в американской, европейской и русской экологической литературе. Так, немец Карл Мебиус в 1877 г. писал о сообществе организмов на коралловом рифе как о «биоценозе» , а в 1887 г. американец С. Форбс опубликовал свою классическую работу, в которой озеро рассматривается как «микрокосм» . Термин «экосистема» был впервые предложен английским ботаником экологом А. Тэнсли в 1935 г. [1] Сукачев В. Н. «Основы теории биогеоценологии» , 1947 (в юбилейном сб. АН СССР к 30 летию Великой Октябрьской социалистической революции). [2] «Основы лесной биогеоценологии» // ред. В. Н. Сукачев и Н. В. Дылис. , «Наука» , М. , 1964. .

• Один из первых русских экологов, В. В. Докучаев (1846— 1903), и виднейший его ученик Г. Ф. Морозов придавали большое значение представлению о «биоценозе» ; этот термин был позднее расширен русскими экологами в геобиоценоз» .

Экологическая система [1] — понятие весьма широкое, а его главное значение для экологической теории состоит в том, что оно подчеркивает обязательное наличие взаимоотношений, взаимозависимости и причинно-следственных связей, иначе говоря, объединения компонентов в функциональное целое в духе холизма [2], [3], концепции эмерджентной эволюции [4] и несводимости целого к сумме частей[5]. [1] Термин экосистема имеет то большое преимущество, что это короткое слово, которое легко может быть усвоено любым языком!. [2] http: //www. 5 ka. ru/filos/1202. html [3] http: //www. mirrabot. com/work_35751. html [4] Холизм (греч. holos — целое) — идеалистическая “философия целостности”, близкая по своим идеям к теории эмерджентной эволюции. [5] Понятие холизм введено Я. X. Смэтсом в книге “Холизм и эволюция” (1926), который утверждал, что миром управляет холистический процесс — процесс творческой эволюции, создания новых целостностей. Холистический процесс, по Смэтсу. отменяет закон сохранения материи.

Экосистема есть основная функциональная единица экологии, поскольку она включает и организмы (биотические сообщества), и абиотическую среду, причем каждая из этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни в том виде, в каком она существует на Земле.

Биосоциальные законы и рождение цивилизации Человечество — единый биологический вид, находящийся в процессе своей преимущественно надорганизменной общественной эволюции: биологическое развитие идет столь медленно (если идет!), что не оказывает какого-либо заметного влияния на характер остальных эволюционных процессов. [1] Люди, живущие ныне на Земле — потомки кроманьонцев, которые, по видимому, только в неолите определились в качестве единственных представителей семейства австралопитековых, сохранивших способность претендовать на право оказаться нашими общими предками. [1] Моисеев Н. Н. Современный антропогенез цивилизационные разломы Эколого политологический анализ//Вопросы философии. — 1995. — № 1. — С. 3— 30. – Путь доступа http: //www. philosophy. ru/library/vopros/43. html. проверено 09. 2009.

Все остальные близкие виды (и неандертальцы, в частности) были уничтожены в процессе естественного, но уже не внутривидового, а надорганизменного отбора. Победу кроманьонцев надо еще объяснить! Первый глобальный конфликт в истории антропогенеза свелся к столкновению цивилизаций, главное отличие которых сводилось к различию духовных миров и представлению о месте личности в общественных структурах.

Хаос в биологии 1. В рамках стохастической парадигмы развивалась и теор-ия биологической эволюции, в частности синтетическая: 1) изменчивость как фактор эволюции характеризовалась вероятностными характеристиками; 2) колебания численности популяций (другой выделяем ый фактор эволюции – “волны жизни”) описывались диффере нц иальными уравнениями типа уравнений Вольтерра Лотки; 3) естественный отбор – дифференциальными уравнениями Фишера, дрейф генов – вероятностными уравнениями. 2. Синтетическая теория эволюции успешно применялась для количественного описания эволюционных процессов и динамики популяций.

Узкий диапазон параметров биосферы Мы, как и другие представители естественных наук, безогово рочно разделяем мнение Н. Н. Моисеева о том, что Челове чество может существовать на планете Земля только в узком диапазоне параметров биосферы: температуры, влажности, разнообразия живых видов и т. д. И воспринимаем его в качестве исходного постулата для всех последующих рассуждений о выживаемости Человечества на планете Земля!

Интенсивность действия экологическою фактора и выживаемость вида Пределы выносливости Интенсивность фактора

Действительно эти рассуждения должны лежать в основе интерпретации принципа "sustainable development" развитие живого вида в соответствующей экосистеме некоторый динамический процесс, который проходит через точки бифуркации. В этих условиях предсказать характер дальнейшего развития вида невозможно, а развитие человечества тоже следует закону неизбежности экологических кризисов, оно должно найти выход в этих условиях.

Способность принять «экологический императив» Н. Н. Моисеев[1] был склонен всю историю антропоге неза рассматривать в ракурсе соответствия способности прачеловека принять «экологический импе ратив» [2], подчинить ему свою жизнедеятельность. К примеру, люди, из за засоление почв, ушли с насиженных мест и культура Шумера рухнула, о ней забыли. Китайцы же оказались умнее шумеров нау чились выращивать рис в чеках, залитых водой, и разводить в них рыбу. Н. Н. Моисеев видел прямую необходимость аналогичного рассмотрения и более позднего, уже исторического этапа развития Homo sapiens пример викингов в «малом ледниковом периоде» , которое усложнило ледовую обстановку в Сев. Атлантике, отодвинуло заселение Америки с XII до XV в. [1] Моисеев Н. Н. Современный антропогенез цивилизационные разломы. Эколого политологический анализ// Вопросы философии. — 1995. — № 1. — С. 3— 30. [2] Как некоторого множества свойств окружающей среды (зависящих от особенностей цивилизации), изменение которых человеческой деятельностью недопустимо ни при каких условиях.

Энвайроментальные разломы Н. Н. Моисеев ввел еще одно понятие «цивилизационные разломы» , к которым он относил «эволюционные и энвайроментальные основания наиболее острых противостояний» , и которые, по его мнению, могут «нарушить общепланетарную стабильность и иметь катастрофические последствия» . В этих условиях могут быть только два исхода: 1) человечество начнет деградировать; 2) человечество, изменив стандарты своего поведения и взаимоотношения с природой, сформирует новую экологическую нишу. • [1] Моисеев Н. Н. Современный антропогенез и цивилизационные разломы// Вопросы философии. — 1995. — № 1. — С. 3— 30.

Модернизация техносферы Диалектика развития такова, что никакая страна не может остаться в стороне от модернизации, ибо в этом случае «ей станет еще хуже» ! Любое отставание в процессе модернизации грозит отбросить страну с основной дороги истории и превратить ее в эксплуатируемый придаток более развитых государств. И в то же время преодоление (лучше сказать — смягчение) экологического кризиса нельзя мыслить вне рамок научно технического прогресса, развития технологий и других. На нынешнем этапе истории особенно страшно — модернизация порождает предпосылки для столкновения цивилизаций. Не стран и народов, как в былые времена, а цивилизаций!

«Синергетические» системы в биологии В биологии имеются: 1) "классические", централизованные системы с заданной генетической программой; 2) "синергетические", децентрализованные, формирующиеся на основе стохастического взаимодействия компонентов. .

• Экология же является, по существу, "частной синергетикой", поскольку она интегрирует все уровни организации жизни, взаимодействие живого и костного вещества, биосферы и человека, материального и идеального мира[1] Поэтому при изложении принципов экологии мы приводим нередко противоположные взгляды, памятуя слова Нильса Бора и Иоганна Гёте, что противоположностью истины является другая истина, а между противоположными мнениями лежит не истина, а проблема.

«Человек - природа" новое критериальное измерение В. К. Левашов [1] считает заслугу В. И. Вернадского в том, что он, по существу, вводит в анализ связей системы "человек природа" новое критериальное измерение "человечество как единое целое“ и переводит социальный анализ в глобальную плоскость. [1] Левашов В. К. Теория. Методология. http: //www. management. edu. ru/ images/pubs/ 2006/01/23/ 0000247357/001. LEVASHOV. pdf.

В экологии существуют два подхода 1) популяционный, подход – концентрирует внимание на популяциях живых существ, то есть на группах особей одного вида, большое число поколений которого населяет определенное пространство в ограниченных пределах (считается, что именно популяция является основной элементарной единицей, изучаемой традиционной экологии);

2) холистский или экосистемный подход – базируется на понятии экосистемы – совокупности организмов и неживых компонентов, взаимодействующих совместно и связанных потоками вещества и энергии. Экосистемный подход тяготеет к целостному описанию природы, популяционный к аналитическому, дифференцированному, множественному.