ДОДАТОК В Основні закони екології великих систем

Закон біогенної міграції атомів (або закон Вернадського). Цей закон має широке поле проявів на поверхні Землі. Йдеться про те, що шляхи міграції основних біогенних елементів та їхня кон-центрація у зовнішніх сферах Землі давно вже контролюється біосферою.

Закон внутрішньої динамічності рівноваги. У цьому законі стверджується, що потоки речовин, енергії, інформація та сукуп-ність якостей окремих природних систем в їх структурній ієрар-хії в біосфері взаємопов’язані так тісно, що неможливо суттєво змінити бодай один елемент без переведення всіх у новий стан.

Наслідки дії цього закону проявляються 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.

Зміни у великих екосистемах можуть мати необоротний характер, а будь - які локальні перетворення природи викли-кають у біосфері планети (тобто в глобальному масштабі) та в її найбільших підрозділах реакції - відповіді, які зумовлюють від-носну незмінність еколого - економічного потенціалу. Штучне зростання цього потенціалу обмежене термодинамічною стій-кістю природних систем. Закон внутрішньої динамічної рів-новаги - один з найголовніших у природокористуванні. Він допомагає зрозуміти, що у разі незначних втручань у природне середовище його екосистеми здатні саморегулюватися та віднов-люватися, але коли ці втручання перевищують певні межі і вже не можуть „згуснути” в ланцюгу ієрархії екосистем (охоплюють, наприклад, цілі річкові або гірські системи), вони призводять до значних порушень енерго - та біобалансу на значних територіях і навіть в усій біосфері.

Закон необхідного генетичного різноманіття. Цей закон стверджує, що жодна ефективна і стійка біосистема не може бути побудованою з тотожних елементів. Різноманіття і взає-модоповнення є ультимативною вимогою. Тобто все живе гене-тично різне і має тенденцію до збільшення біологічної різно-рідності. Цей закон має важливе значення, особливо в сфері біотехнології (генна інженерія, біопрепарати), коли не завжди можна передбачити результат нововведень під час вирощу-вання нових мікрокультур через виникаючі мутації або поши-рення дії нових біопрепаратів не на ті види організмів, на які вони розраховувались.

Закон розвитку та існування біосистем за рахунок довкілля. Цей закон стисло формулює тезу про те, що використання енер-гетичних, матеріальних та інформаційних ресурсів близького та віддаленого довкілля є необхідною умовою тривалого існування не лише штучних, але й природних біосистем усіх розмірів. Закон пояснює нереальність створення абсолютно безвідходних вироб-ництв. Тобто будь - яка природна система розвивається лише за рахунок використання матеріально - енергетичних та інформа-ційних можливостей навколишнього середовища.

Дуже важливими є такі наслідки закону:

- абсолютно безвідходне виробництво неможливе;

- будь-яка більш високоорганізована біотична система в своєму розвитку є потенційною загрозою для менш організо-ваних систем. Тому в біосфері Землі неможливе повторне заро-дження життя - воно буде знищене вже існуючими організмуми;

- біосфера Землі як система розвивається за рахунок вну-трішніх та космічних ресурсів.

Закон зменшення енергетичної ефективності природокористу­вання. Цей закон свідчить, що попри всю винахідливість людини (застосування селекції, генної інженерії тощо) з плином часу і поглиблення інтенсифікації сільського господарства доводиться витрачати дедалі більшу і більшу кількість енергії на одиницю виробленої продукції. Допустима межа вже перейдена і шкідливі наслідки наростають щороку. Тобто у процесі одержання корис-ної продукції з природних систем з часом (у історичному аспекті) на її виготовлення в середньому витрачається дедалі більше енер-гії - зростають енергетичні витрати на одну людину. Так, нині витрати енергії на одну людину за добу майже у 60 разів більше, ніж у часи наших далеких предків, які жили кілька тисяч років тому. Збільшення енергетичних витрат не може відбуватися нескінченно - його слід розраховувати та планувати.

Закон історичної необоротності. Згідно з цим законом, роз-виток біосфери і людства як цілого не може відбуватися від пізніших фаз до початкових; загальний процес розвитку одно-спрямований. Повторюються лише окремі елементи соціальних відносин (наприклад, рабство) або типи господарювання.

Закон константності. Цей закон був сформульований В. Вернадським: кількість живої речовини біосфери за певний геологічний час є постійною величиною. Він тісно пов’язаний із законом внутрішньої динамічної рівноваги. За законом кон-стантності, будь - яка зміна живої речовини в одному з регіо-нів біосфери неминуче призводить до такої ж за об’ємом зміни речовини в іншому регіоні, тільки із протилежним знаком.

Закон кореляції. Цей закон був сформульований Ж.Кюв’є: в організмі як цілісній системі всі його частини відповідають одна одній як за будовою, так і за функціями. Зміна однієї частини неминуче викликає зміни в інших.

Закон максимуму біогенної енергії (закон Вернадського - Багера). Цей закон стверджує, що будь - яка біологічна система, яка перебуває в стані стійкої нерівноваги, тобто динамічної рух-ливої рівноваги з довкіллям, при розвитку збільшує свій вплив на середовище. Як зазначав Вернадський, у процесі еволюції видів виживають ті, які збільшують біогенну геохімічну енергію. На думку Багера, живі системи ніколи не перебувають у стані рівноваги і за рахунок своєї вільної енергії виконують корисну роботу проти рівноваги, якої потребують закони фізики та хімії за існуючих зовнішніх умов.

Закон сукупної дії природних факторів. Цей закон ще назива-ють законом Мітчерліха - Тінемана - Бауле: об’єм урожаю зале-жить не від окремого, нехай навіть лімітуючого фактора, а від усієї сукупності екологічних факторів одночасно. Частку кож-ного фактора в їх сукупній дії нині можна підрахувати. Закон має силу за певних умов - коли вплив монотонний і максимально виявляється кожний фактор за незмінності інших факторів у тій сукупності, що розглядається.

Закон фізико-хімічної єдності живої речовини. Цей закон також був сформульований В. Вернадським: уся жива речовина Землі має єдину фізико-хімічну природу. З цього випливає, що шкідливе для однієї частини живої речовини шкодить і іншій її частині, тільки, звичайно, різною мірою. Різниця полягає лише

в стійкості видів до дії того чи іншого фактора. Крім того, через наявність у будь - якій популяції більш чи менш стійких до фізико - хімічного впливу видів швидкість відбору за витривалі-стю популяцій до шкідливого агента прямо пропорційна швид-кості розмноження організмів та чергування поколінь. Через це, наприклад, тривале вживання пестицидів екологічно непри-пустиме, бо шкідники, які розмножуються значно швидше, також швидше пристосовуються і виживають, а об'єми хімічних забруднень доводиться дедалі збільшувати.