Мацнєв А.І., Проценко С.Б., Саблій Л.А. Моніторинг та інженерні методи охорони двкілля

Подождите немного. Документ загружается.

теріальні) для ефективної протидії несприятливим екологічним ситуаціям, що

повною мірою стосується й території України.

Таким чином, існує дуже важливий зворотний зв’язок між економічним

розвитком людства і навколишнім середовищем

. В опублікованій в травні

1992 р. доповіді Світового Банку “

Розвиток і навколишнє середовище

” ствер-

джується, що охорона довкілля є невід’ємною частиною прогресу. Без достат-

ньої охорони навколишнього природного середовища неможливий економіч-

ний розвиток, а без розвитку, в свою чергу, не буде достатньо коштів для від-

повідних інвестицій у природоохоронну діяльність. Таким чином, людство

приходить до поняття сталого розвитку (або екорозвитку

), під яким розу-

міють такий шлях невпинного і бажаного розвитку господарства, який не по-

рушує істотно і необоротно оточення людини, не призводить до деградації бі-

осфери нашої планети, і який здійснюється відповідно до законів природи,

економіки та суспільства.

На конференції ООН з охорони навколишнього природного середовища і

розвитку, що пройшла у Ріо-де-Жанейро в червні 1992 року, де зустрічалися

представники 179 країн світу

, було визначено, що економічний розвиток не

може зупинитися, але його потрібно спрямувати в іншому напрямку, щоб

припинити активну руйнацію навколишнього середовища [39]. Збереження

людської цивілізації залежить від наших знань про природу і дій, спрямова-

них на збереження та поліпшення довкілля шляхом розумного втручання, а не

руйнування його в процесі нераціонального використання.

Усе згадане змусило людей переосмислити ставлення до природи, розпо-

чати глибоке вивчення генезису та розвитку складних взаємозв’язків і проце-

сів у навколишньому середовищі, шукати шляхів гармонізації взаємин люд-

ського суспільства та природи, збалансованого розвитку людства, в якому по-

єднуються інтереси подальшого технічного прогресу та захисту довкілля.

У найближчому майбутньому завдяки розвитку екології та всебічній еко-

логізації виробництва природокористування буде ґрунтуватися не лише на

економічних

принципах, але й на принципах

екологічної

та

медичної

доціль-

ності, коли інтересам охорони природи і здоров’я людей надаватиметься пе-

ревага перед виробничо-економічною рентабельністю.

Див. розділ 2.2.2.

Екорозвиток

- форма соціально-економічного розвитку суспільства, яка враховує

екологічні

обмеження

і спрямована на збереження (або у всякому разі не на виснаження) ресурсів середо-

вища життя. До складу

екологічних обмежень

входять не тільки порушення середовища, але й

небезпечні (реальні чи потенційні) генетичні, психологічні та інші зміни самої людини.

Представниками більше 100 країн були голови держав та урядів, зокрема й лідери “великої

сімки”. Учасниками конференції були також принц Чарльз, Жак Iв Кусто, Джейн Фонда, Тед

Тернер, далай-лама, Елтон Джон, Стінг та інші, всього близько 30 тис. осіб.

Екологія стала покаянням людства, яке спочатку діяло за принципом

“Там побачимо”, а тепер кається у своїх діяннях, спрямованих на

погіршення життя усього живого на планеті.

Акад.О.Л.Яншин

2.1. Предмет, завдання та складові екології

Ще у працях Гіппократа, Арістотеля й інших давньогрецьких філософів

містилися відомості екологічного характеру, проте суто екологічні дослі-

дження почали проводитися лише у XX сторіччі, особливо з кінця 60-х - по-

чатку 70-х років, коли перед людством надзвичайно гостро постали проблеми

забруднення природного середовища, зростання кількості населення, збіль-

шення відходів виробництва і споживання, нестачі мінеральних та енергетич-

них ресурсів тощо. Змінився з часом і зміст терміну “екологія”.

Німецький біолог-еволюціоніст Ернст Геккель (1834-1919), який запрова-

див цей термін у науку в 1866 р., під екологією (від гр. óikos - домівка, жит-

ло, місце проживання і lógos - слово, вчення) розумів суму знань про взаємо-

відносини тварини з навколишнім середовищем, передусім - із живими істо-

тами, з якими вона контактує. Слідом за Е.Геккелем багато біологів розгляда-

ли екологію як науку про місце існування живих організмів. Нині ж під еколо-

гією розуміють науку про взаємовідносини живих організмів із середовищем

їх існування. Так, відомий еколог Ю.Iзраель у передмові до книги Ф.Рамада

[96] відзначає: “Екологія - це наука про взаємовідносини між живими орга-

нізмами, біологічними системами (надорганізмового рівня

) і середовищем іс-

нування, фактично - наука про структуру і функції природи”.

Через істотний антропогенний вплив на всіх рівнях біосфери роль еколо-

гії як одного з найважливіших наукових напрямів ще більше зростає, і цілком

закономірно екологію часто визначають як науку, що досліджує закономір-

ності функціонування організмів у природному середовищі їх існування з ура-

хуванням змін, які вносяться у це середовище діяльністю людини. Таким чи-

ном, екологія - це комплексна наука, що вивчає структуру та функціону-

вання біологічних систем надорганізмового рівня (популяційних систем,

екосистем та біосфери в цілому) в умовах антропогенного впливу.

В основу екології покладені енергетичний та балансовий принципи існу-

вання екосистем, теорія трофічних (харчових) рівнів і ланцюгів, які забезпе-

чують можливість вивчення потоків речовини, енергії та інформації в екосис-

темах, зміни їх структури і діяльності під впливом факторів середовища, в то-

му числі й спричинених діяльністю людини [109].

Згідно концепції рівнів організації живого виділяють: угруповання, популяцію, організм, орган,

клітину, ген. Екологія вивчає біологічні системи рівнів, вищих за організм (від популяції до біо-

сфери в цілому).

Найважливішим завданням сучасної екології є розробка шляхів регулю-

вання і гармонізації взаємин людського суспільства з природою, зокрема, ви-

рішення проблем:

• зростання народонаселення;

• парникового ефекту;

• кислотних дощів і озонової діри;

• повної утилізації відходів промисловості;

• екологічно чистої енергетики;

• дехімізації сільського господарства;

• екологічно чистого транспорту;

• демілітаризації біосфери планети;

• ресурсозбереження й рекультивації літосфери.

Сьогодні екологія складається з низки наукових галузей та дисциплін.

Так, за розмірами об’єктів вивчення екологію поділяють на:

• аутоекологію

(організм та його середовище);

• демекологію

(популяція

та її середовище);

• синекологію (біотичне угруповання та його середовище);

• географічну, або ландшафтну екологію (крупні геосистеми, географіч-

ні процеси за участю живої речовини та їх середовище);

• мегаекологію, або глобальну екологію (вчення про біосферу Землі).

По відношенню до предметів вивчення екологію поділяють на екологію

мікроорганізмів

грибів

рослин

тварин

людини

сільськогосподарську

про-

мислову

(інженерну),

загальну

екологію (як теоретично узагальнюючу дисци-

пліну).

За середовищем і компонентами вивчення вирізняють екологію суходо-

лу

прісних водойм

морську

Крайньої Півночі

високогірну

хімічну

(

геохіміч-

ну, біогеохімічну) тощо.

За підходами до предмету вирізняють аналітичну і динамічну екологію.

З точки зору фактора часу розглядають історичну та еволюційну еколо-

гію.

В системі екології людини виділяють

соціальну

екологію (взаємовідноси-

ни соціальних груп суспільства із середовищем їх життя), екологію

індивіда

та екологію людських популяцій.

Таким чином, коло завдань сучасної екології дуже широке і охоплює

практично всі питання, що торкаються взаємовідносин людського суспільства

та природного середовища, а також проблеми гармонізації цих відносин. Із

суто біологічної науки, якою екологія була всього якихось 30-40 років тому,

сьогодні вона перетворилася на багатогранну комплексну науку, головною

метою якої є розробка наукових засад порятунку людства і середовища його

Популяція - сукупність особин одного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній те-

риторії протягом багатьох поколінь.

існування - біосфери планети, раціонального природокористування та охоро-

ни природи.

Нині екологічним вихованням охоплюються всі верстви населення плане-

ти. Пізнання законів гармонії, краси і раціональності природи допоможе люд-

ству знайти вірні шляхи виходу з екологічної кризи. Змінюючи й надалі при-

родні умови (а суспільство не може жити інакше), люди будуть змушені роби-

ти це обдумано, виважено, передбачаючи далеку перспективу й спираючись

на знання основних екологічних законів.

Велике значення у становленні екології як наукової дисципліни мали кла-

сичні дослідження В.I.Вернадського (вчення про біосферу та ноосферу), ос-

новні положення яких розглядаються нижче.

Біосфера - це і мешканці, і дім, і ми в нім.

М.Б.Вассоєвич

2.2. Вчення про біосферу

Найближче до сучасного розуміння терміну “біосфера” підійшов у 1802

р. французький природознавець Ж.Б.Ламарк, який сформулював першу ціліс-

ну концепцію еволюції живої природи (ламаркізм), запровадив у вжиток тер-

мін “біологія” і виявив значний вплив живих організмів на процеси, що відбу-

ваються на земній поверхні. Проте Ж.Б.Ламарку так і не вдалося достатньо

чітко сформулювати поняття власне “біосфери”.

Вперше ж термін “біосфера” (від гр. bíos - життя та spháira - куля) з’я-

вився в роботі відомого австрійського геолога Е.Зюсса “Походження Альп”

(1875), в якій він виділив поняття: атмосфера, гідросфера, літосфера та біо-

сфера. Проте спеціальним вивченням біосфери Е.Зюсс не займався, поняття

про неї не розвивав і розглядав її тільки як частину земної кори, утворену оса-

довими породами органогенного генезису.

Основи вчення про біосферу як складну багатокомпонентну планетар-

ну систему пов’язаних між собою біотичних, хімічних і геологічних про-

цесів, що відбуваються на Землі, обґрунтував і розвинув наш великий спів-

вітчизник, засновник та перший президент Академії наук України Володимир

Iванович Вернадський (1863-1945). Наукові ідеї, покладені в основу вчення

про біосферу, В.I.Вернадський розвивав в окремих статтях, а пізніше - в лек-

ціях, прочитаних у 1922-1923 рр. в Карловому університеті в Празі та в Сор-

бонні. Він запровадив термін “біосфера” у вжиток і розробив гармонійне

вчення про біосферу як сферу поширення життя, особливу оболонку нашої

планети. Геніальні дослідження В.I.Вернадського набули важливого значен-

ня, зокрема, стали підґрунтям для вирішення однієї з найважливіших проблем

сучасності - проблеми охорони і раціонального використання навколишнього

природного середовища.

Поверхню Землі В.I.Вернадський розглядав як якісно своєрідну загально-

планетарну оболонку, склад, будова, енергетика і розвиток якої зумовлені ми-

нулою та сучасною діяльністю всієї сукупності живих організмів на Землі.

Суть вчення про біосферу полягає в тому, що найвища форма розвитку мате-

рії на Землі - життя - усереднює інші планетарні процеси, тобто сукупна ді-

яльність живих організмів (у тому числі й людини) проявляється як геохіміч-

ний фактор планетарного масштабу і значення.

В.I.Вернадський розглядав біосферу не як просту сукупність живої та не-

живої природи, а як єдину термодинамічну систему, в якій повсякчас відбу-

вається взаємодія всього живого з неорганічними умовами навколишнього се-

редовища. Біосфера є складною, цілісною, організованою, здатною до само-

регулювання екологічною системою, в якій під дією живих організмів відбу-

вається акумуляція, трансформація і перерозподіл величезних ресурсів речо-

вини та енергії. Біосфера існує завдяки біологічному кругообігу речовин і

формує життя у всьому його різноманітті, сталості та здатності до прогресив-

ного розвитку.

Як зазначав відомий французький еколог Ф.Рамад [96], “біосферу можна

представити як частину планети, що включає сукупність живих істот, і в якій

можливе постійне життя”. Середовище активного життя на Землі охоплює

нижні шари

атмосфери

(зокрема, всю

тропосферу

та нижню частину

стра-

тосфери), всесвітній океан (гідросферу), поверхню суходолу з біогенними

ландшафтами і, нарешті, верхній шар твердої земної кори (літосфери), в яко-

му на глибині в сотні й тисячі метрів у підземних водах існують мікроорганіз-

ми. Межі біосфери, зазвичай, визначають від рівня 20-22 км над земною по-

верхнею до 11 км в глибину океану. Нижня (термічна) межа біосфери

зумовлена високими температурами глибинних верств земної кори і, як пра-

вило, не опускається нижче 5 км, верхня (промениста) - наявністю коротко-

хвильового ультрафіолетового випромінювання, від якого живі організми на

Землі захищені озоновим екраном.

Серед численних характеристик біосфери головними є:

• наявність води у рідкому стані;

• постійне надходження сонячної радіації - головного джерела енергії.

Від усіх інших геосфер біосфера відрізняється найбільш енергійним пере-

бігом процесів хімічних перетворень речовин, які відбуваються з використан-

ням сонячної енергії за участю організмів-фототрофів, в клітинах яких міс-

титься хлорофіл.

Руїни одного необхідні вічно живій природі для життя іншого.

Г.Лессінг

2.2.1. Склад біосфери

Основними компонентами біосфери, за В.I.Вернадським (1926), є:

• жива речовина (біомаса) - сукупність живих організмів, що населяють

Землю;

• біогенна речовина - органічні та органо-мінеральні продукти, утворені

живими організмами в процесі їх життєдіяльності протягом геологіч-

ної історії планети (осадові породи органогенного походження: крейда,

вапняк тощо, а також продукти трансформації сонячної енергії, захова-

ні в надрах Землі: сапропель

, торф, вугілля, горючі сланці, нафта та

інші нафтиди);

• косна речовина

- гірські породи магматичного та неорганічного гене-

зису, вода, а також речовини космічного походження (космічний пил,

метеорити тощо), які являють собою субстрат або середовище існуван-

ня живих організмів;

• біокосна речовина - результат синтезу живої і косної речовини, або

продукт розкладу і переробки гірських та осадових порід за участю

живих організмів. Біокосна речовина утворюється в результаті спільної

діяльності організмів та абіогенних процесів. Так, наприклад, біокос-

ними речовинами є мули, ґрунти, які складаються одночасно з живих

та косних (неорганічних) тіл - мінералів, води, повітря. Співвідношен-

ня між живими та неорганічними компонентами у біокосній речовині

варіюється у широких межах.

Загальний об’єм живої речовини біосфери оцінюється приблизно в 2.5

тис.км

, а маса - в (2.4-3.6)·10

тонн, або 0.0001 % маси земної кори

[98]. Ця

жива речовина зосереджена у біосфері об’ємом 1.4 млн.км

і розподілена в

ній дуже нерівномірно.

Якби всю живу речовину розподілити по поверхні Землі рівномірно, то

вона утворила би плівку завтовшки всього 5 мм [48]. I хоч маса живої речови-

ни значно поступається перед масою атмосфери (5·10

т), гідросфери

(1.4·10

т), а тим більше - земної кори (3·10

т), вона відіграє надзвичайно

важливу роль у планетарних процесах. Жива речовина перетворює енергію

сонячних променів у потенційну, а потім - у кінетичну енергію біохімічних

процесів. Живі організми виконують особливі геохімічні функції: окисно-від-

новну, газообмінну, концентраційну, будівельну та руйнівну. Діяльністю жи-

вих організмів обумовлені хімічний склад атмосфери, концентрація солей у

гідросфері, утворення та руйнування гірських порід і мінералів в літосфері,

перерозподіл хімічних елементів в біосфері. За підрахунками О.Перельмана

[77], загальна маса живої речовини, що утворювалася і руйнувалася, почина-

Сапропель (від гр. saprós - гнилий та pelós - мул) - мулисті відклади прісноводних водойм, що

містять велику кількість органічної речовини (лігніно-гумуси, вуглеводи, бітуми) у колоїдному

стані, а також кальцій, залізо, фосфор у вигляді солей. Використовується як ефективне органічне

добриво, а деякі його різновиди - для мінерального підживлення сільськогосподарських тварин,

а також як лікувальні грязі.

Терміни косна та біокосна речовина введені у біогеохімію В.I.Вернадським (1926).

Слід зазначити, що тут і далі по тексту наведені оціночні, наближені дані, які за різними літе-

ратурними джерелами можуть дещо різнитися.

ючи з другої половини девону аж до наших днів, становила щонайменше

3.5·10

т, тобто перевищувала сучасну масу земної кори.

За існуючими класифікаціями весь сучасний органічний світ Землі прий-

нято поділяти на чотири царства: прокаріотів

(світ бактерій та синьо-зеле-

них водоростей), грибів, рослин та тварин. Нині на нашій планеті існує біля

30 млн. видів живих організмів, з них описані лише 1.5 млн. видів, з яких 750

тис. складають комахи, 41 тис. - хребетні та 250 тис. - рослини, решта - без-

хребетні, гриби та мікроорганізми. У загальній структурі живої речовини пе-

реважає фітомаса (97-99 %), яка приблизно у 2.5 тисячі разів перевищує зоо-

масу. У той же час видова диференціація рослин в 6 разів менша, ніж тварин.

Серед останніх більшість становлять безхребетні організми - 90-95 %.

Живі організми утворюють закономірні системи - життєві угруповання,

що формуються протягом тривалого часу шляхом пристосування організмів

один до одного та до умов навколишнього середовища. Подібні відносно

стійкі угруповання рослин, тварин та мікроорганізмів, що населяють більш-

менш однорідну ділянку поверхні (або біотоп

), називають біоценозами (від

гр. bíos - життя та koinós - загальний). Домінуючу роль у біоценозах відігра-

ють рослини, що виступають виробниками органічної речовини (продуцен-

ти), але обов’язковими учасниками таких угруповань є тварини, які, на відмі-

ну від рослин, виступають споживачами органічної речовини (консументи),

а також різноманітні мікроорганізми, життєва роль яких у біоценозах полягає

головним чином у руйнуванні органічних решток (редуценти або деструк-

тори). Біоценози характеризуються надзвичайно складною будовою та пере-

плетінням взаємозв’язків між організмами і навколишнім середовищем, за-

вдяки чому в межах одного біоценозу можуть співіснувати сотні й навіть ти-

сячі різноманітних видів організмів.

Біоценоз, як сукупність живих організмів, разом з біотопом утворюють

єдину систему, яку прийнято називати біогеоценозом

. Саме біогеоценози

розглядаються як найменші (елементарні) ділянки біосфери, в межах яких

відбувається біогеохімічна робота і речовинно-енергетичні кругообіги.

Рослинні і тваринні організми, взаємодіючи між собою, прямо зв’язані і з

умовами навколишнього середовища, в яких вони існують. Як зазначав

В.I.Вернадський, “все живе являє собою неподільне ціле, закономірно пов’я-

зане не тільки між собою, але й з навколишнім косним середовищем біосфе-

Прокаріоти

(від лат.

pro

замість

натомість

та гр.

káryon

ядро

) - організми, клітини яких

не мають відокремленого мембраною ядра, що призводить до змішування або розподілу їх ядер-

ного матеріалу в усьому об’ємі цитоплазми клітини. На відміну від

еукаріотів

, клітини яких міс-

тять чітко оформлене ядро з оболонкою, і спадкова інформація яких зосереджена у хромосомах,

прокаріотів

вона реалізується і передається через ДНК.

Біотоп

(від гр.

bíos

життя

та

tópos

місце

)

- неорганічний субстрат, на якому розвиваються

організми (їх угруповання), або ділянка земної поверхні (суші чи водойми) з однотипними умо-

вами середовища, зайнята певним угрупованням організмів - біоценозом.

Термін запроваджений соратником В.I.Вернадського В.Н.Сукачевим.

ри”. З цієї тези випливають принаймні два надзвичайно важливі геоекологічні

висновки:

• по-перше, нерівномірність розподілу і концентрації живої речовини в

різних частинах географічної оболонки Землі;

• по-друге, чутлива реакція біосфери на будь-які зміни у “неживих”

сферах навколишнього середовища.

В останній період геологічної історії Землі значення потужного екологіч-

ного та геохімічного фактора планетарного масштабу набула діяльність лю-

дини. В результаті антропогенного впливу істотно перетворюються величезні

території, розорюються цілинні землі, будуються міста, дороги та промислові

підприємства, видобуваються корисні копалини, споруджуються канали, во-

досховища тощо. Частка людства нині становить лише 0.0002 % загальної ма-

си живої речовини на планеті, але через бурхливу діяльність воно перетвори-

лося на потужну силу, спрямовану переважно на знищення природного сере-

довища. Якщо найближчим часом зростання антропогенного забруднення

біосфери та знищення її ресурсів не припиниться, глобальна екологічна криза

стане неминучою, а з нею - й загибель нашої цивілізації.

Метод є важливішим за відкриття, оскільки правильний метод

дослідження приводить до нових, ще більш цінних відкриттів.

Акад. Л.Д.Ландау

2.2.2. Сучасна методологія наукового вивчення біосфери

Сучасна методологія наукового вивчення навколишнього природного се-

редовища та практики раціонального природокористування ґрунтується на

системному, ієрархічному, інформаційному підходах та принципах істо-

ризму й емерджентності [77].

Системний підхід орієнтує процес пізнання на розкриття цілісності

об’єкту дослідження, на виявлення в ньому різноманітних типів зв’язків і зве-

дення їх у єдину теоретичну картину. За влучним висловом акад. М.М.Моісе-

єва, “системний підхід відображає природне прагнення дослідника найбільш

повно (в межах його можливостей) вивчити явище”.

Відповідно до системного підходу всі природні об’єкти розглядаються як

системи, цілісні утворення, що складаються із взаємозв’язаних частин. I

дійсно, всі явища природи перебувають у певному взаємозв’язку і взаємній

обумовленості: одне явище є наслідком іншого і, в свою чергу, спричинює

третє. Отже, природу не можна розглядати як випадкову сукупність предметів

і явищ, це - цілісна система, що розвивається за властивими їй законами.

Якщо розташувати основні рівні організації життя у ієрархічному поряд-

ку

, то на кожному рівні в результаті взаємодії живої речовини з фізичним се-

Ієрархія (від гр. hierós - священний та arche - влада) - розташування частин або елементів ціло-

го у порядку від вищого до нижчого.

редовищем утворюються характерні функціональні системи. У цьому поля-

гає суть ієрархічного підходу - розташування та функціональне підпоряд-

кування складових цілісної системи в порядку від вищого рівня до нижчого

(або навпаки). При цьому під функціональним підпорядкуванням розуміють

входження менших і простіших елементів у більш крупні та складні сукуп-

ності - менші підсистеми складають великі системи, що самі є підсистема-

ми більш крупних надсистем (наприклад, елементарні частинки складають

атоми, останні - молекули і т.д.). Ієрархічність - одна з основних властивостей

природних систем і найважливіший принцип управління.

Для кожного ієрархічного рівня організації життя характерний свій влас-

ний кругообіг речовини та енергії, який є незамкненим. Кожний екологіч-

ний рівень взаємодіє з іншими рівнями, тому між ними неможливо визначити

чіткі границі.

У деяких випадках системи та їх надсистеми виявляються відносно неза-

лежними утвореннями (наприклад, особина у популяції), в інших випадках ця

самостійність значно менша (наприклад, орган в організмі, клітина у живій

тканині). Проте незалежність підсистеми обмежена певним часом - осо-

бина, відокремлена від популяції, не може жити довго, так само як і ізольова-

ний орган не може тривалий час зберігатися як самодостатня одиниця без

свого організму. Подібним чином угруповання не може існувати без надхо-

дження енергії зовні. Урахування цього факту надзвичайно важливе при ана-

лізі великих природних систем, які тільки здаються автономними. Цей самий

довід справедливий і для спростування хибного уявлення про те, що нібито

людство може існувати незалежно від світу природи.

Оскільки природа являє собою складну ієрархію систем, то в процесі її

пізнання початкове сприйняття природи в цілому замінюється сприйняттям її

частин, і чим глибше ми намагаємося проникнути у сутність явищ, тим дріб-

нішими стають системи (об’єкти) дослідження. Наприклад, сприймаючи спо-

чатку ліс в цілому як особливе природне явище (на відміну, скажімо, від поля,

луків чи боліт), поступово переходять до розділення його на дрібніші понят-

тя: за складом деревостану (ліс хвойний, листяний, мішаний), його доміную-

чих порід (сосновий, ялиновий, дубовий тощо), а далі - до віку дерев, густоти

крон, характеру підліску (чагарники, трави тощо) і т.д. Цілком зрозуміло, що

процес такого подрібнення в суті своїй безмежний - воно зростає і поглиблю-

ється з розвитком потреб суспільства і можливостей науки. Зрозуміло також,

що без такого подрібнення обійтися неможливо, адже саме на найнижчих,

найдрібніших щаблях пізнається суть

природних явищ, їх кількісні та якісні

особливості. Разом з тим, чим дрібнішим стає об’єкт дослідження, тим далі

ми відходимо від розуміння природи як єдиного цілого. Саме в цьому полягає

своєрідний дуалізм (подвійність) процесу пізнання: розуміння цілого немож-

ливе без вивчення його складових частин, тоді як заглиблення в сутність час-

тин віддаляє нас від сприйняття цілого. Таким чином, об’єкти природи повин-

ні досліджуватися на різних рівнях, проте пізнання природи як єдиного цілого

неможливе без генералізації (узагальнення) результатів досліджень.

Важливий наслідок ієрархічної організації життя полягає в тому, що по

мірі об’єднання компонентів у більш крупні функціональні одиниці у ново-

створених одиниць виникають властивості, відсутні на попередньому рівні

організації. У цьому полягає суть принципу емерджентності (від англ. emer-

gent - те, що раптово виникає) - системне ціле набуває якісно нових, особли-

вих властивостей, які відсутні у його підсистем і не дорівнюють сумі власти-

востей елементів, не об’єднаних системоутворюючими зв’язками. Стисле ан-

тичне визначення принципу емерджентності: ціле більше суми його частин.

У даному випадку спостерігається не просто перехід кількісних змін у

якісні, а особлива форма інтеграції, що підкоряється іншим законам формо-

утворення, функціонування та еволюції. Наприклад, механічне скупчення усіх

необхідних для побудови організму молекул, і навіть окремих органів, не дає

властивостей цілісного організму; одне дерево не становить лісу, рідкостій та-

кож ще не ліс, і окремі групи дерев - теж, адже ліс утворюється лише при су-

купності певних умов: достатній щільності деревостанів, відповідній флорі й

фауні, сформованих ценозах та ін. Емерджентні властивості виникають в ре-

зультаті взаємодії компонентів, а не зміни їх природи. Такі якісно нові, емер-

джентні властивості екологічного рівня важко передбачити, виходячи з влас-

тивостей компонентів, що складають цей рівень.

Принцип емерджентності має надзвичайно важливе значення для еколо-

гії, його обов’язково необхідно враховувати при екологічній експертизі та

екологічному прогнозуванні. З нього витікає, що цілісна система може фор-

муватися, розвиватися та існувати лише за умови єдності її складових час-

тин: зміна будь-якого з компонентів природи на певній території неодмінно

призведе до зміни інших компонентів, що спричинить порушення всього при-

родного середовища. Принцип емерджентності позбавляє сенсу галузевий,

однокомпонентний підхід до природних явищ.

Успішне вивчення природного середовища можливе лише за умови, що

природа або її складові частини розглядаються у русі (в динаміці) - у цьому

полягає принцип історизму. Природа безперервно змінюється в часі і розви-

вається - цей процес не має ні початку, ні кінця, бо рух матерії вічний і неви-

черпний, як і сама матерія. Без уявлення про еволюцію біосфери важко аналі-

зувати як сучасний стан її складових, так і його можливі зміни внаслідок по-

рушення природно-історичної рівноваги під впливом антропогенних факто-

рів.

Характеризуючи навколишнє середовище, необхідно розглядати не тіль-

ки речовинний склад та енергетику екосистем, але й властиві їм інформаційні

процеси. Так, на думку російського біолога О.Пресмана, біосфера - це систе-

ма, в якій речовинно-енергетичні взаємодії підпорядковані інформаційним.

Інформація - дуже важлива складова природних систем, оскільки живі орга-