Стресс пределы и способность экосистем к самовосстановлению

Стресс, пределы и способность экосистем к самовосстановлению

8.Классификация факторов риска окружающей среды для здоровья населения.

9.Эпидемиологический метод в медицинской экологии.

10.Этиологическая роль загрязнителей атмосферного воздуха в развитии патологии человека.

11.Роль погодно-климатических изменений в возникновении заболеваний.

12.Метеочувствительность.

13.Эколого – гигиенические проблемы питания населения.

Ответ на вопрос 1.

Впервые понятие «медицинская экология» было введено в научную литературу в 50-е годы прошлого столетия Е.Роджерсом.

В 1986 году в Кливленде мед. экология была выделена в самостоятельную дисциплину

Медицинская экология в современном понимании – важнейший раздел патологии и экологии человека, который включает в себя: — изучение; — оценку; — прогноз; — коррекцию компенсаторно-приспособительных процессов и патологических состояний человека с учетом воздействия экологических факторов.

Основные задачи и направления медицинской экологии:

-Изучение патогенетической роли и оценка степени вклада неблагоприятных факторов окружающей среды в возникновение, распространение и течение основных заболеваний человека.

-Выделение и изучение экологически обусловленных форм патологии.

-Научно обоснованное применение критериев оценки состояния здоровья в качестве основного биоиндикатора экологического риска и неблагополучия территорий.

-Разработка и научное обоснование медико-биологического блока как обязательного раздела экологической экспертизы регионального, глобального и локального масштабов.

-Выделение очагов социально-экологического напряжения и экологически обусловленной патологии человеческих популяций.

-Разработка и обоснование медицинских аспектов и критериев определения компенсации физического и морального ущерба здоровью человека вследствие экологических нарушений.

Объектом изучения медицинской экологии является:

— пространственно-территориальные антропо- медико- экологические комплексы.

Предметом изучения медицинской экологии являются свойства окружающей среды и пространственно-территориальных антропо-медико-экологических систем, которые проявляются во влиянии на здоровье и на экологические предпосылки развития патологических состояний.

Цель медицинской экологии: разработка мероприятий обеспечивающих сохранение (или восстановление) оптимального для здоровья людей экологического баланса на конкретных территориях.

Вопросы, изучаемые медицинской экологией:

-Показатели (параметры) различных функций и систем организма человека как критерии оценки качества окружающей среды.

-Роль и место факторов окружающей среды и их влияние на здоровье человека.

-Экологические аспекты совокупного воздействия на людей как негативных так и позитивных факторов окружающей среды.

-Оценка медико-экологического риска и медико-экологической емкости ландшафтов.

-Разработка медико-экологических нормативов.

Ответ на вопрос 7.

По мере развития адаптации наблюдается определенная последовательность изменений в организме: сначала возникают неспецифические адаптационные изменения, затем — специфические. Г. Селье показал, что в ответ на действие раздражителей самой различной природы (механических, физических, химических, биологических и психических) в организме возникают стереотипные изменения. Комплекс этих изменений получил название «общего адаптационного синдрома». Такое приспособление выработалось в ходе эволюции как способ адаптации организма. Состояние организма, вызываемое неблагоприятными воздействиями, Г. Селье назвал реакцией напряжения, или стресс-реакцией.

Стресс рассматривают как неспецифическую реакцию организма, формирующуюся под влиянием разнообразных опасных факторов и проявляющуюся фазным изменением защитно-приспособительных возможностей организма, состояния его физиологических систем и обмена веществ. Стресс разного происхождения может вызывать не только приспособительные, но и патологические изменения в разных системах и органах.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год. (0.002 с) .

studopedia.org

Стресс пределы и способность экосистем к самовосстановлению

В учебнике освещена современная концепция и теоретико-методологические основы медицинской экологии – важнейшего быстро развивающегося раздела экологии человека. Приводится медико-экологическая характеристика атмосферы, гидросферы, литосферы. Дается классификация основных экологических факторов риска окружающей среды. Рассматриваются основные медико-экологические проблемы взаимодействия человека с многофакторной средой его обитания, закономерности ответной реакции организма на внешние средовые воздействия.

Учебник предназначен для студентов медицинских вузов.

Книга: Медицинская экология

1.2. Стресс, пределы и способность экосистем к самовосстановлению

1.2. Стресс, пределы и способность экосистем к самовосстановлению

По мере развития адаптации наблюдается определенная последовательность изменений в организме: сначала возникают неспецифические адаптационные изменения, затем – специфические. Изучение неспецифических компонентов адаптации принято связывать с именем канадского ученого Ганса Селье (1936), хотя отдельные аспекты данной проблемы разрабатывались Н. Е. Введенским, У. Кэнноном, Д. Н. Насоновым и В. Я. Александровым, Л. А. Орбели.

Г. Селье (1982) показал, что в ответ на действие раздражителей самой различной природы (механических, физических, химических, биологических и психических) в организме возникают стереотипные изменения. Комплекс этих изменений получил название «общего адаптационного синдрома». Такое приспособление выработалось в ходе эволюции как способ адаптации организма. Состояние организма, вызываемое неблагоприятными воздействиями, Г. Селье назвал реакцией напряжения или стресс-реакцией.

Рис. 2. Три фазы общего адаптационного синдрома (а) и основные пути формирования стресс-реакции (б) (по: Селье Г.)

Механизм развития общего адаптационного синдрома и стресс-реакции представлен на рис. 2.

Признание стресса в качестве одного из основных механизмов этиопатогенеза экопатологии делает необходимым более предметное рассмотрение его роли в адаптивном и дезадаптивном процессах.

Стресс – обобщенное понятие, отражающее реакцию напряжения организма в ответ на действие чрезмерно интенсивных, биологически значимых факторов.

Открытие Г. Селье стресс-реакции способствовало пониманию общности в течении различных патологических процессов, вооружило медицину знанием теории, помогающей не только понять патогенез, но и обосновать терапию целого ряда болезней.

Стресс принято разделять на непсихогенный и психогенный (психоэмоциональный) (Исаев Л. К., Хитров Н. К., 1997).

Непсихогенный стресс формируется под влиянием разнообразных физических, в том числе механических, химических и биологических факторов или при недостатке необходимых для жизни соединений (О; Н2О и т. д.), если степень этого дефицита опасна для жизни.

Психоэмоциональный стресс возникает под влиянием негативных социальных факторов, значимость которых в жизни современного человека постоянно нарастает.

Разделение стресса на психогенный и непсихогенный является условным, потому что, если организм не достигает какого-либо биологически важного результата или не может устранить неблагоприятное воздействие физической природы, то, как следствие, развивается психоэмоциональный стресс, нередко опасный возникновением различных форм патологии. Длительный психоэмоциональный стресс приводит к понижению функциональных возможностей центральной нервной системы и клинически проявляется развитием различных форм неврозов – неврастения, невроз навязчивых состояний, истерия. Сегодня психоэмоциональный стресс рассматривается как важнейший фактор риска возникновения гипертонической и гипотонической болезни, атеросклероза, ишемической болезни сердца, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, нейрогенных заболеваний кожи, эндокринных заболеваний и многих других (Тополянский В. Д., Струковская М. В., 1986).

Развитие стресса и его исходы во многом зависят от свойств организма, его нервной, в том числе вегетативной, системы, эндокринных органов, особенно гипофиза и надпочечников, состояния иммунной системы, кровообращения и т. д. Важное значение в развитии стресса имеет степень тренированности, то есть долговременной адаптации, формирующейся при многократном воздействии определенного стрессорного агента в оптимальном для этого режиме. Например, жители высокогорья высокорезистентны к кислородному голоданию (гипоксическому стрессу), спортсмены – к физическому стрессу и т. д. Важное значение в формировании устойчивости к стрессорным воздействиям имеют возраст, пол и конституция организма. В частности, новорожденные легко переносят гипоксию, женщины более резистентны к кровопотере, чем мужчины.

При обычном варианте развития при стрессе наблюдаются три стадии, а именно:

1) реакция тревоги (alarm reaction);

2) стадия стресса или адаптации (stage of resistance);

3) стадия истощения (stage of exhausion).

1. Первая стадия характеризуется экстренной мобилизацией защитных сил организма, направленной на борьбу со стрессовым воздействием, то есть на предупреждение его патогенного воздействия или устранение уже возникших негативных воздействий. В первой стадии стресса происходит активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, следствием чего является усиленный выход из передней доли гипофиза адренокортикотропного гормона (АКТГ), стимуляция стероидной функции надпочечников и накопление в крови человека в первую очередь глюкокортикоидного гормона кортизона, угнетается секреция минералокортикоидов.

Не меньшее значение в развитии стресса вообще и его первой стадии имеет симпатоадреналовая система. Во время реакции тревоги наблюдается усиление высвобождения катехоламинов из мозгового слоя надпочечников и нейромедиатора норадреналина из симпатических нервных окончаний.

При стрессе кортикостероиды и катехоламины перестраивают обмен веществ и деятельность физиологических систем. Наблюдается усиление распада гликогена в печени и в мышцах (стимуляция гликогенолиза), мобилизация липидов и белков (стимуляция глюконеогенеза), возрастает уровень глюкозы, аминокислот и липидов в крови, активируются ?-клетки инсулярного аппарата с последующим повышением содержания инсулина в крови. Происходит понижение деятельности щитовидной и половых желез, лимфопения, увеличивается количество лейкоцитов, эозинофилов, наблюдается уменьшение тимико-лимфатического аппарата, подавление анаболических процессов, главным образом снижение синтеза РНК и белка (Гора Е. П., 1999).

Обычно усиливается функция кровообращения, происходит перераспределение крови в пользу мозга, сердца и усиленно работающих скелетных мышц, активизируется внешнее дыхание.

Очень важным является тот факт, что в органах и системах, не участвующих в приспособлении, например при длительном гипоксическом или физическом стрессе, усиливается катаболизм, могут развиваться атрофические и язвенные процессы; функция таких органов и систем снижается (пищеварительная, иммунная, репродуктивная), усиление каталитических процессов в тканях может приводить к снижению веса тела.

Это перераспределение функциональной и пластической активности на первой стадии стресса способствует экономии энергозатрат организма, но может стать одним из механизмов патогенного действия стресса. Во время стадии тревоги неспецифическая сопротивляемость организма повышается, он делается более устойчивым к различным воздействиям.

2. При классическом течении в случае успешной экстренной адаптации, несмотря на продолжающееся действие стрессорного агента, нейроэндокринные отклонения исчезают, нормализуется обмен веществ и деятельность физиологических систем. Таким образом, организм вступает во вторую стадию стресса или адаптации, для которой характерна повышенная устойчивость к экстремальному фактору. В эндокринных железах нормализуется запас адаптивных гормонов (АКТГ, глюкокортикоидов), а в тканях восстанавливается уровень гликогена и липидов, сниженных в первую стадию стресса, происходит снижение инсулина в крови, что обеспечивает усиление метаболических эффектов кортикостероидов. Наблюдается активация синтетических процессов в тканях с последующим восстановлением нормального веса тела и отдельных его органов. С переходом в стадию резистентности неспецифическая сопротивляемость уменьшается, но возрастает устойчивость организма к тому фактору, которым был вызван стресс.

3. В случае чрезмерно интенсивного или продолжительного действия стрессорного фактора, а также недостаточности регулирующих исполнительных систем формируется третья стадия стресса – истощение. В этой стадии преобладают, главным образом, явления повреждения, распада.

Гипофизарно-надпочечниковая и симпатоадреналовая системы угнетаются, и уровень соответствующих гормонов в железах внутренней секреции падает, уменьшается количество катехоламинов в мозговом слое надпочечников, в тканях и крови. В данном случае в организме начинают преобладать катаболические процессы, масса органов уменьшается в них развиваются атрофические и дегенеративные изменения. Специфическая и неспецифическая резистентность организма снижается.

Довольно часто на этой стадии развиваются расстройства центрального кровообращения (аритмии, артериальная гипотония) и микроциркуляции (стаз, микротромбозы и геморрагии) (Исаев Л.К., Хитров Н. К., 1997).

В последние годы установлено, что в формировании стресса принимают участие не только стрессорные, но и антистрессорные нейроэндокринные механизмы. Более того, тяжесть стресса и его последствия зависят подчас не только от состояния гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой системы, но и от способности антистрессорных механизмов обеспечивать адекватность реакции физиологических систем приспособления. В случае недостаточности антистрессорных механизмов стресс может стать настолько интенсивным, что в организме развиваются повреждения органов и систем.

Антистрессорные механизмы представлены на разных уровнях регуляции. В центральной нервной системе это ГАМК-ергические и серотонинергические нейроны, которые ослабляют симпатические влияния и уменьшают высвобождение кортиколиберина. В периферических органах уменьшение высвобождения норадреналина и снижение эффективности его действия на адренорецепторы обусловлено нейромедиатором ацетилхолином, некоторыми классами простагландинов, аденозинов и другими соединениями.

Значение стресса не является однозначным; в зависимости от конкретных условий он может иметь и позитивное и негативное биологическое значение для организма. Стресс сформирован в эволюции как общебиологическая приспособительная реакция живых существ на опасные и вредные факторы. Кроме того, стресс является первым этапом развития долгосрочной адаптации организма, если стрессорный фактор действует продолжительное время в тренирующем режиме (Меерсон Ф. З., 1988). Длительное, особенно периодическое, действие разнообразных гипоксических факторов (дефицит О2, кровопотери, цианиды), гипогликемии, физического напряжения, гипотермии и т. д. вызывает тренирующий эффект. В результате на смену экстренной приходит долговременная адаптация организма. Вместе с тем, стресс может стать фактором развития в организме патологических состояний.

Особенности непсихогенного стресса. Опасные и вредные экологические факторы могут вызывать развитие стресса. Среди физических воздействий наиболее часто стрессорными агентами становятся резкие колебания барометрического давления, выходящие за рамки физиологических возможностей организма, колебания температуры, магнитные аномалии, механическая травма, воздействие пыли, электротравма, ионизирующее излучение и другие. (Исаев Л. К., Хитров Н. К., 1997). Химические воздействия, нарушающие обмен веществ в тканях и вызывающие гипоксию, например дефицит О2, воздействия СО (оксида углерода), нитросоединений являются крайне опасными стрессорными факторами.

Разнообразные биологические агенты – вирусы, риккетсии, микробы, паразиты, вызывая развитие инфекционного процесса и лежащие в его основе воспаления и аллергию, на той или иной стадии также формируют стрессорное состояние организма. Большое значение в развитии стресса у человека имеет чрезмерное физическое напряжение, а также столь распространенное в наше время противоположное состояние – гиподинамия.

При действии непсихогенных экстремальных факторов возникновение различных форм патологии возможно на всех этапах формирования стрессорного состояния.

Во-первых, реакция тревоги, напряжения, может вообще не развиваться, если интенсивность вредного фактора настолько велика, что она превышает возможности систем приспособления организма. Так, при действии высокого дефицита О2, токсических концентраций СО2, дефицита глюкозы в крови практически сразу, без первых двух фаз стресса, возникает фаза истощения в форме соответственно гипоксической и гипогликемической комы. Аналогичная ситуация возникает при тяжелом облучении – лучевая кома, перегревании – тепловой удар и т. д. Подобные же состояния возникают в том случае, если интенсивность стрессорного фактора невелика, но имеется недостаточность систем регуляции, например недостаточность коры надпочечников или снижение активности симпатоадреналовой системы.

Во-вторых, возможна ослабленная или чрезмерная реакция напряжения и, соответственно, слабая или неадекватно сильная активация гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем. При недостаточной активности нейроэндокринных механизмов стресса, как и в первом случае, формируется быстрое истощение и развитие экстремальных состояний, обычно коллапса или комы. При избыточной активности указанных выше механизмов вследствие избытка катехоламинов могут развиваться некрозы миокарда, миокардиодистрофия, гипертензионные состояния, ишемические поражения почек, а в результате избытка кортикостероидов – язвенные поражения желудочно-кишечного тракта, иммунный дефицит со склонностью к инфекциям и ряд других расстройств (Василенко В. Х. [и др.], 1989).

В-третьих, при действии крайне интенсивных патогенных факторов среды обитания после реакции тревоги, проявляющейся общим возбуждением, фаза резистентности не развивается, а сразу возникает истощение систем регуляции и угнетение физиологических функций. Такая последовательность характерна для шоковых состояний, при которых ведущее значение в угнетении функции ЦНС вегетативного отдела и эндокринной системы имеет чрезмерная афферентация, например болевая (травматический, ожоговый шок).

В четвертых, возможны ситуации, когда на действие стрессорного фактора кора надпочечников усиленно высвобождает не глюкокортикоиды (кортизол, кортизон, кортикостерон), а минералокортикоиды (альдостерон, дезоксикортикостерон). Вероятно, это связано с нарушением биосинтеза кортикостероидов в коре надпочечников. В данном случае при повторяющихся стрессорных воздействиях возникает высокая склонность к развитию воспалительных и аллергических заболеваний, гипертензионных состояний, склеротических процессов в почках, вплоть до почечной недостаточности.

med-tutorial.ru

3. Человеческие экосистемы

3.5. Характеристика человеческих экосистем

Обычно под экосистемой понимают природный феномен, в котором живые организмы взаимодействуют с неживой средой по определенным законам. Эти законы могут иметь экологическую, физическую или химическую природу, они присущи самой системе и не могут быть изменены людьми. В то же время общество и окружающая среда настолько взаимосвязаны, что очень часто их трудно отделить друг от друга.

Экосистемы, в состав которых входит человек, называются человеческими экосистемами. При этом человеческая экосистема отражает ценности и цели человеческого общества, и основные движущие силы в этих системах имеют социальную природу. Однако необходимо осознавать, что законы, присущие природным системам, не теряют свою силу и для человеческих экосистем, поэтому общее их поведение зависит от взаимодействия всех ее элементов, включая как живые организмы, так и неживую природу. Было бы неправильным полагать, что функционирование человеческих экосистем может быть каким-либо образом понято без учета влияния этих законов. Но не меньшим заблуждением была бы и попытка рассмотрения экосистем человека без понимания ценностей, потребностей и отношений человеческого общества, управляющего этой экосистемой.

Понятие «экосистема» прежде всего ассоциируется с природой. Люди, равно как и растения и животные, являются неотъемлемой частью той экосистемы, в которой они обитают, но при этом человеческие экосистемы обладают несколькими принципиальными отличиями от собственно природных экосистем. Человеческие экосистемы детерминированы деятельностью человека. Выражаясь языком экологии, человек является доминантным видом в человеческих экосистемах. Но имеется существенное отличие в доминантности человека от доминантности волков в экосистеме тайги (или же доминантности любого другого биологического вида на его территории). Человеческая деятельность определяется социальными системами и направлена на реализацию целей, имеющих социальное, а не биологическое основание. Мы не можем адекватно воспринимать современный мир без понимания деятельности людей, которую, в свою очередь, невозможно оценить без рассмотрения общественных целей, направляющих эту деятельность.

Из всех биологических видов только человек обладает способностью к разумному целеполаганию. Человек изобрел множество способов взаимодействия с окружающей средой. Как правило, человеческое общество изменяет свою и природные экосистемы в соответствии со своими желаниями. Более того, оно может создавать и поддерживать существование искусственных систем. Однако, несмотря на то, что общество может создавать и поддерживать определенные типы экосистем в соответствии со своими потребностями, оно не может изменить базовые законы их функционирования. Все существующее на Земле подчиняется экологическим законам. Поведение любой экосистемы зависит от ее организации: ее видового состава, характеристик абиотической среды, истории развития. Некоторые из этих компонентов поддаются непосредственному контролю человека, другие – только косвенному, третьи, например климатические условия или генетические особенности большинства популяций, вообще недоступны для вмешательства человека, четвертые могут быть просто неизвестны, что обусловлено огромной сложностью экосистем.

В то же время человеческие экосистемы, как и все самоорганизующиеся системы, подчиняются следующим законам.

Принцип Ле-Шателъе–Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

Принцип удаленности событий: явление, удаленное по времени и в пространстве, кажется менее существенным. В природопользовании этот принцип особенно часто становится основой неверных практических действий.

Принцип внезапного усиления патогенности: неожиданное усиление патогенности возникает при мутации болезнетворного организма, при внедрении нового болезнетворного организма в экосистему, где нет механизмов регуляции численности, при очень резком изменении среды жизни для экосистемы.

Принцип разумной достаточности и допустимости риска: расширение любых действий человека не должно приводить к социально-экономическим и экологическим катастрофам.

Правила взаимоприспособленности: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимно увязанное системное целое.

Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хозяйства неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экологический компонент или всю экосистему в целом.

Принцип меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим пределам сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции).

Принцип соответствия условий среды генетической предопределенности организма: вид организма может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к его колебаниям и изменениям.

Принцип цепных реакций «жесткого» управления природой: «жесткое», как правило, техническое управление природными процессами чревато цепными реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми.

Для рассмотрения таких сложных понятий, какими являются человеческие экосистемы, целесообразно разделить их на более мелкие составляющие, доступные для понимания. Экосистему человека можно представить в виде нескольких сфер: сфера окружающей среды, сфера индивидуального управления и сфера политического планирования (табл. 3.1) .

Сферы человеческих экосистем

Сфера окружающей среды

Сфера политического планирования

Взаимодействие между популяциями.

Атмосферные, водные, химические процессы

Управление популяциями животных и растений

Согласование различных секторов общества.

Уставы и своды правил.

Все явления подчиняются законам природной

и направляют собственные действия

Решения определяются внешними мотивами

и направляют действия других

Сфера окружающей среды объединяет те структурные особенности системы, которые функционируют в соответствии с законами природной экосистемы. Сюда входят геобиологические феномены роста и развития животных и растений, динамика популяций и сообществ, обмен питательных веществ и энергии в цепях питания.

Сфера индивидуального управления описывает поведение отдельных людей или организаций, которые находятся в непосредственном контакте с окружающей природной средой и воздействуют на нее, вне зависимости от того, является ли это воздействие целенаправленным и обдуманным или непреднамеренным. Поведение отдельных людей предопределяет способы воспроизводства населения, миграционные потоки, формирование экономических явлений.

Сфера политического планирования объединяет все механизмы, с помощью которых общество вырабатывает политические или экономические сигналы, направляющие развитие отдельных секторов общества в определенное русло.

Такое разделение позволяет выявить различные типы характерных представителей каждой сферы, которые играют определенную роль в формировании человеческой среды в целом, поскольку люди, организации и процессы, описанные в таблице 3.1, оказывают различное по значимости влияние на формирование человеческой экосистемы.

Как правило, окружающая среда воспринимается как нечто отдельное от общества. Под окружающей средой понимается и нетронутая дикая природа, сельские пейзажи, города, загрязненные воздух и вода, но очень редко, то что является основой жизни людей. На самом деле такой подход является необоснованно ограниченным. Основная особенность человеческих экосистем заключается как раз в том, что в них имеет место двухстороннее взаимодействие между обществом и той окружающей средой, которая поддерживает жизнь данного общества. Среда включает в себя ресурсную базу для большинства наиболее важных для общества видов деятельности, и люди используют их для удовлетворения собственных потребностей.

В то же время было бы неверным считать, что управляемая экосистема полностью зависит от управляющего общества. Здесь имеет место двухстороннее взаимодействие с обратной связью от окружающей среды к обществу. Поведение среды влияет на поведение человека, управляющего ею, и наоборот. Действительно, с одной стороны, проблемы, связанные с окружающей средой, могут привести к изменениям в политике, а с другой – политическая деятельность отдельных групп людей и правительств в конечном счете в определенной степени оказывает определенное влияние на жизнеспособность и устойчивость окружающей среды. Рассмотренные сферы настолько тесно взаимосвязаны между собой, что их невозможно полностью разделить. Они являются составляющими сложной системы, полнота значения которых раскрывается только во взаимосвязи.

Для каждой из рассмотренных сфер характерны свои субъекты и способы связи между отдельными компонентами. Так субъекты сферы индивидуального управления (хозяйственники различного уровня) определенными способами воздействуют на отдельные аспекты окружающей среды. Ответной реакцией, как правило, является некий геобиологический феномен.

Однако, хозяйственники отвечают не только на появление геобиологического феномена, но и на политические и экономические сигналы со стороны правительства и других организаций (субъектов сферы политического планирования). С другой стороны, на выбор политических и экономических стратегий в сфере политического планирования влияют не только результаты деятельности хозяйственников. Возможно непосредственное воздействие на политику через сферу окружающей среды. Примером таких изменений являются природные и техногенные катаклизмы, для устранения последствий которых необходимо принятие государственных решений. Однако, непосредственное управляющее воздействие от сферы политического планирования на сферу окружающей среды невозможно (именно этим объясняется отсутствие замкнутого контура обратной связи между этими двумя сферами), поскольку управляющие воздействия всегда опосредованы деятельностью субъектов сферы индивидуального управления.

Одной из характерных человеческих экосистем является фермерское индивидуальное хозяйство. Крестьянина можно отнести к индивидуальным управляющим, тогда как рассматриваемая в этом случае окружающая среда включает в себя поля (выращиваемые сельскохозяйственные культуры, вредители, сорняки, почвы) и установленные типы взаимодействий между ними. Связи между крестьянином и окружающей средой весьма тесные. Большая часть действий человека, работающего на земле, направлена на создание условий, наиболее благоприятных для выращиваемых сельскохозяйственных культур. Они постоянно наблюдают за ростом и развитием растений, за активностью вредителей и состоянием почвы, поскольку это обеспечивает необходимую информацию для адекватной организации их культивирующей деятельности, планирования мероприятий по химической обработке, и, в конечном итоге, определяет прогнозы на урожай. При изменении перечисленных условий крестьяне могут соответствующим образом оптимизировать свою деятельность. С другой стороны, производители сельхозпродукции зависят и от политических решений правительства, ограничивающих площади земель, на которых можно возделывать ту или иную культуру, устанавливать цены или обеспечивать определенную поддержку и помощь в управлении хозяйством. Цель политических решений – оказание влияния или управление производством сельскохозяйственной продукции, поэтому правительство для эффективного управления вынуждено вести постоянный мониторинг деятельности субъектов сферы индивидуального управления для выяснения, оказывают ли постановления должный эффект.

Таким образом, существует тесная обратная связь между производителем сельскохозяйственной продукции и средой, с одной стороны, и крестьянским хозяйством и правительством – с другой. Изменение поведения одного из элементов влияет на поведение двух других.

Для сравнения рассмотрим экосистему промышленного производства, перерабатывающего сточные воды. В качестве управляющих агентов здесь выступают, с одной стороны, промышленные предприятия и городские администрации, ответственные за сброс сточных вод в реки, а с другой представители природоохранных организаций, осуществляющих мониторинг состояния водных потоков. В качестве последних могут выступать сотрудники промышленных предприятий, потребители воды (например, заводы по производству питьевой воды), различные общественные природоохранные организации или наблюдатели государственных структур. Природные водоемы при этом рассматриваются как безразмерное вместилище отходов, производимых обществом. С точки зрения промышленных предприятий и администрации города, очистка воды не приносит непосредственной прибыли. Поэтому очистка сточных вод предприятиями направлена скорее не на приведение качества сточных вод в соответствие с качеством воды природных водоемов, а на минимизацию штрафных санкций правительства и отрицательного общественного мнения. На первый взгляд здесь нет непосредственной обратной связи между сферой окружающей среды и сферой планирования. Степень загрязнения природных водоемов отслеживается специальными организациями, заключение которых попадает к правительству и только затем находит отражение в изменении законодательства, издании соответствующих директив или возбуждении судебных исков. Все эти воздействия направлены на руководителей, а не на изменение состояния окружающей среды. Действительное состояние последней зависит уже от действий руководителей, которые могут практически свести на нет эффективность общественного мнения или законодательные усилия общества. Именно поэтому процесс контроля за состоянием окружающей среды значительно упростится, если это будет непосредственно, а не косвенно касаться промышленных предприятий.

В рассмотренном примере связи между сферами более слабые и удаленные, чем в примере с сельским хозяйством, но, тем не менее, сферы остаются взаимосвязанными, и поведение каждого элемента системы обусловлено наличием этой связи.

Российскими учеными для оценки человеческих экосистем разработан антропоэкономический подход, который позволяет выделить следующие 5 секторов и 5 функций общественного механизма.

Сектор человекопотребления. Контролирует, наряду с эффективностью потребления ресурсов природы, в том числе энергоносителей, материальных и технологических ресурсов (оценка, контроль и прогнозирование природоемкости, энергоемкости, материалоемкости и наукоемкости производства), также затраты живого труда (трудоемкость) и, что представляется наиболее существенным, человекоемкость производства. Функция органов, отвечающих за данный сектор, – минимизация всеми доступными средствами ресурсоемкости конечного продукта, в первую очередь его человекоемкости, стоимости продукта в единицах затрат популяционного потенциала.

Сектор учета. Прогнозирование и минимизация антипродукта. Поскольку практически ни одно производство не может осуществляться без издержек, без загрязнения окружающей, природной, социальной, информационной, демографической и т.д. среды (термодинамический закон энтропии), задачи органов, отвечающих за данный сектор, – контроль антипроизводственного процесса, мониторинг антипродукта, подавление процессов по возможности у истоков, минимизация антипродукта и компенсация его деструктивного действия.

Сектор трансформации. Преобразует производственный продукт в компоненты систем жизнеобеспечения популяции (рыночные механизмы, отчисления в социальную сферу, социальное строительство и пр.). Бюджетный и налоговый процессы, механизмы внешнеэкономических отношений, разработка и реализация социальных нормативов – функции органов, связанных с сектором.

Сектор человекопроизводства. Располагая определенными ресурсами, произведенными в третьем секторе, общество должно не только компенсировать популяционные затраты, произведенные в первом секторе, но и сформировывать определенный резерв, гарантировать свое поступательное развитие. Гарантии окажутся тем более обеспеченными, чем эффективнее будут использоваться в процессе человекопроизводства ресурсы систем жизнеобеспечения. Органы, работающие в данном секторе, в качестве критерия качества своей работы используют такой показатель, как прирост популяционного потенциала на единицу вложенных в средства систем жизнеобеспечения.

Сектор баланса. Обеспечивает в режиме мониторинга органы государственного управления и все заинтересованные структуры необходимой информацией (по отраслям, территориям, социально-демографическим группам) о соотношении человекопотребления и человекопроизводства. В данном секторе, по-видимому, должны сосредоточиваться долгосрочные оценки и планирование общественного развития, определяться стратегические цели и перспективы, сценарии их достижения. Соответствующее техническое, программно-математическое и кадровое обеспечение работы данного сектора позволит строить компьютерные модели объекта (город, область, регион страны) и в экспериментальном, лабораторном режиме анализировать ближайшие и отдаленные последствия принимаемых решений.

Таким образом, несмотря на все многообразие человеческих экосистем, их структура зависит от геофизических и биологических взаимодействий между компонентами окружающей среды, от целей и потенциальных возможностей человека, управляющего этой средой, а также от привычек, обычаев, мотивов и потенциальных ресурсов общества. Цели отражают ценности и устремления общества, и среда сама по себе оказывает наиболее значимое влияние на их формирование. Именно поэтому бессмысленно людям, принадлежащим к одному общественному укладу, критиковать цели другого общества.

Наиболее показательным примером может служить отношение различных стран к дикой природе. Высокоразвитые страны уделяют первостепенное значение сохранению территорий с дикой природой в виде национальных парков, заповедников, научно-исследовательских или охраняемых территорий и т.д. Создание и охрана подобных территорий обусловливается эстетическими или научно-исследовательскими мотивами, а также возможностью использования их для развития туризма. Организация национального парка представляет собой яркий пример так называемого экологического типа мышления. Однако что касается развивающихся стран, то там природоохранные мотивы не являются столь популярными. Например, в африканских странах, за исключением Восточной Африки, где туризм является основной статьей национального дохода, сохранение естественных природных мест обитания даже для биологических видов, находящихся под угрозой вымирания, обладает меньшим приоритетом по сравнению с разработкой земель для непосредственного использования человеком, например для организации производства продуктов питания. В Южной и Юго-Восточной Азии на территориях с обедненными почвами множество видов животных и растений находятся на грани вымирания, поскольку их природные места обитания интенсивно используются для нужд человека. Если кто-то из политиков в развивающейся стране с обедненными почвами примет решение об организации заповедника, что является весьма распространенным для Северной Америки или Европы, то это будет для него равнозначно политическому самоубийству, поскольку это приведет к потере сельскохозяйственных угодий и голоду большого числа людей. Возможности удовлетворять основные человеческие потребности населения в странах мира неодинаковы, и это определяет различия политических целей. Несмотря на то что дикая природа, чистый воздух и вода и т.п. важны для всех людей, в настоящее время многие страны просто не могут себе позволить определять их как вещи первостепенной важности, даже если руководители этих стран осознают всю их важность с учетом будущих перспектив.

Еще одним, возможно самым современным, способом рассмотрения экосистем с учетом человеческих ценностей является определение способности экосистемы к восстановлению. Может ли система в течение длительного времени обеспечивать человека всем необходимым: пищей, лесоматериалами, энергией, воздухом, пригодным для дыхания, водой, пригодной для питья, условиями для отдыха? Обладает ли она достаточными потенциальными способностями для переработки отходов человека? Если нет, то какие стабилизирующие изменения должны быть сделаны в самой окружающей среде, в технологиях, доступных для человека, управляющего этой средой, или же в целях и стратегиях общества в целом?

Например, в настоящее время в России активно производится вырубка лесов с последующей продажей древесины за границу, без предварительной обработки. Это приводит к разорению местных деревообрабатывающих производств. Бесконтрольное уничтожение лесов, для восстановления которых потребуется не одно десятилетие, изменяет состав почв, разрушает естественные экосистемы, лишает города полноценной рекреационной зоны. В принципе возможно регулирование – проведение посадок новых лесов, осуществление не полной, а частичной вырубки, переработка и изготовление изделий из лесоматериалов силами местной деревообрабатывающей промышленности, что при меньших вырубках давало бы большую прибыль. Однако современные экономические и политические условия в России, отсутствие необходимых финансовых средств для развития местной промышленности в условиях недостаточного правового регулирования приводят к полному истощению лесных угодий и разрушению природных экосистем. Это, в свою очередь, влияет на занятость на лесозаготовках, исчезновение традиционных для российских жителей возможностей сбора ягод, грибов, охоты, изменив их уклад жизни. Восстановление лесных угодий целого ряда российских областей в будущем потребует огромных финансовых затрат, а в некоторых случаях реально просто будет невозможным.

Другим ярким примером является Индийский полуостров, до последнего времени характеризующийся богатством и процветанием, которые обеспечивались международной торговлей выращиваемым чаем, кофе и специями. Но резкое увеличение численности населения на Индийском полуострове за последнее столетие привело к тому, что даже богатые сельскохозяйственные ресурсы оказались не в состоянии обеспечить возросшие потребности населения в продуктах питания. Были сделаны крупные инвестиции для регулирования сельскохозяйственного производства с целью его интенсификации, в том числе и за счет большего использования удобрений и других современных методов. Эти меры привели к значительному увеличению производства сельскохозяйственной продукции. Однако сырьем для производства большинства современных удобрений является нефть, и при увеличении мировых цен на нефть большинство крестьянских хозяйств в Южной Азии, и в частности на Индийском полуострове, оказываются не в состоянии покупать все необходимое для современного сельскохозяйственного производства.

Показанные примеры убеждают, что человеческие экосистемы, как и природные, характеризуются некоторыми пределами, за которые их нельзя выводить. Даже самая большая река обладает совершенно определенным максимальным уровнем допустимого загрязнения, и даже самые плодородные черноземные почвы не могут возделываться слишком интенсивно. Управление, не учитывающее особенностей природной среды, будет менее эффективным, чем управление, вовремя распознающее сигналы об опасности и отвечающее на них должным образом. Сохранение в течение долгого времени способности человеческих экосистем к самовосстановлению подразумевает не только поддержание баланса между обществом и окружающей средой, но и сохранение способности системы противостоять или нейтрализовать возмущающие воздействия. Некоторые природные среды сами по себе являются более скудными, однако при соответствующем управлении они могут быть вполне продуктивными. С другой стороны, самые стабильные природные экосистемы могут быть разрушены в результате неправильного управления. В реальном мире ни одна экосистема не свободна от возмущающих воздействий и стресса. Такие природные явления, как засухи, наводнения, ливневые дожди, ранние или поздние заморозки, эпидемии на протяжении тысячелетий, являются настоящими бедствиями для экосистем. Столь же распространенными являются и различные общественные бедствия – войны, экономические циклы, смена этических и религиозных воззрений, демографические изменения.

Факторы, влияющие на способность человеческой экосистемы к восстановлению, не всегда очевидны. Они могут иметь отношение к природной среде в целом, как в примере с российскими лесами, и к сфере индивидуального управления, или же к сфере политического планирования, как в случае войн или межнациональных конфликтов. Наиболее важными являются те постоянные, но скрытые изменения структуры экосистемы, возникающие в ответ на небольшие добавочные коррекции стратегии управления, которые совершаются под воздействием общественных изменений в соответствии с традициями и привычками, сложившимися в обществе. К сожалению, существующая политика зачастую не учитывает последствий влияния решения на природную среду. Как правило, оно позволяет временно снять проблему, но при этом закладываются основания для возникновения новой, которая потребует новых коррекций в будущем. Такой способ управления на самом деле сокращает способность экосистем к восстановлению. Причем понимание того, что состояние экосистемы выходит из-под контроля, обычно не наступает до тех пор, пока процесс не становится необратимым.

Наиболее серьезное положение возникает, когда негативные изменения имеют свойство накапливаться в экосистеме в течение длительного времени, формируя скрытые для понимания проблемы. Общество обладает некоторым опытом по части решения или частичной компенсации внезапных экологических проблем, таких, например, как аварийный выброс нефти в морские воды или аварии на атомных электростанциях. Однако нельзя надеяться на то, что общество сможет распознать зарождение серьезной проблемы и вовремя нейтрализовать ее последствия. Особенно это относится к таким проблемам, которые постепенно охватывают структуру системы в целом и являются по своей природе настолько обширными, что просто не поддаются полному осознанию. Именно такими проблемами являются эффекты со стороны здоровья населения. Изменения, затронувшие генные механизмы, накапливаются и затем, передаваясь по наследству, обнаруживаются в виде роста врожденных аномалий, широкого распространения наследственной патологии. В настоящее время эти проблемы еще не осознаны мировой общественностью, и борьба ведется только с последствиями, а не с причинами, порождающими явление повсеместного снижения уровня популяционного здоровья. Кеннет Ватт (1974) назвал подобное состояние эффектом «Титаника». Изменения в экосистеме, о которых общество просто не знает или не уделяет должного внимания, могут привести к разрушению даже самых высокоорганизованных и сложных человеческих обществ.

ekolog.org