Экологиялық жүйелер

Сукцессия (латынша — suссеssіо — тұқым қуалау, бірізділік) бір биоценозды өзгенің тізбекті түрде ауыстыруы. Бұл құбылыстың мәні мынада, биоценоздың ішкі ықпалының дамуы нәтижесінде олардың қоршаған ортамен өзара әрекеті біртіндеп «ескіреді» және биоценоздың өзге үлгілерімен ауысады. Көлді қамыс пен өсімдіктер басса, ол батпақ болып, кепсе жайылымға айналады; өрттен кейін орманда топырақ жыныстарының ауысымы болады.

Экологиялық жағдайдың маңыздысы  сол, әр текті күрделі биоценоздардың түрлі сыртқы әсерге қарсы тұруының тұрақтылығы соғұрлым жоғары болады.

Табиғи биоценоздардың қосынды  түрлері эволюция процесінде бір-біріне бейімделгені соншалықты, өздерінің биогеоценоз құрылымдары жайында, толық қамқорлық жасағандай тұрақтылығымен анықталады. Жыртқыштармен оның жемтігінің арасындағы өзара қатынастары кері байланыс деп аталатыны мысал болады. Бір түр екіншіге зиян келтіреді және онсыз өмір сүре алмайды. Тағы бір мысал, әйтеуір жәндіктің бір түрінің өсімдік текті қорегі мол болса, сол жылы оның популяциясы тез көбейіп, саны артады. Тепе-тендіктен шығаруға ұмтылатын жағымсыз кері байланыс жүйесінде керінеді. Бірақ, популяция санының шамадан тыс артып кетуі, өсімдік текті қорек қорларының азаюына әкеледі. Осындай жетіспеудің нәтижесі жүйедегі жағымсыз кері байланысты оның бастапқы қалпына қайтарып әкеледі.

Адамның ойлау қабілеттілігі қарапайым  шектеулі факторларды, уақытша жеңіп шығуға мүмкіндік береді. Оларға жататындар: су, жыртқыштар мен паразиттер, мекендейтін орны мен өзге түрлермен бәсекелесі. Адам өзінің өмір сүруін су, жер және энергетикалық ресурстарды пайдалану арқылы сақтайды. Ол сонымен қатар, ғаламшардағы зат айналымының шұғыл жеделдеуіне елеулі ықпал етіп отыр. Өндіріс қызметі процесінің туындауы, жаңа зат алмасуы техногенді сипат алуда және ол -антропогенді зат алмасу, деп аталады. Бірақта, адам мен табигат арасындағы биологиялық зат алмасулар тіршіліктің тұрақты жағдайы болып қала береді.

Антропогенді зат алмасу биологиялық  айналымнан өзінің тұйық еместілігімен  принципті түрде ерекшеленеді, ашық сызықты сипатта, ягни тіршіліктің  «айналымынан» айрылған. Антропогенді зат алмасуды енгізуде — табиғи ресурстар, шығаруда — өндірістік және тұрмыстық қалдықтар. Қоршаған ортаны ластау екіге бөлінеді. Табиғи ластану жанартаудың атқылауы, жер сілкіну, сел, су тасқыны, өрт сияқты т.б. табиғи процестер. Ал, антропогендік ластану адамның іс-әрекетінен пайда болады.

Экологиялық шараның жетімсіздігінен  табиғи ресурстарды тиімді түрде  пайдаланудың коэффициенті өте төмен, пайдалы қазбаларға қарағанда 2-10%-ті ғана құрайды. Ресурстар сарқылуда, халық саны өсуде (1960 ж. — 3 млрд, 1975 ж. — 4 млрд, 1987 ж. — 6 млрд). Оның үстіне тау-тау болып үйілген өндіріс қалдықтары мекен ортасын ластауда. Олар ыдырамастан тіршілік иелеріне көптеген зиян келтіруде. Тіршілік табиғатында күрделі иерархиялық ұйымдардың өзін-өзі реттеудің орасан мол резервтері (қоры) қаланған, бірақ сол резервті ашу үшін биосфера ағынының процесіне сауатты түрде араласа білу керек. Өндірістік жұмыстың барлығын жоспарлағанда экологиялық зардаптардың болатын мүмкіндігін қатаң ескеру керек. Бұрынғы жинақталған табиғат зандары жайындағы білімді есепке ала отырып, қазіргі эколог ғалымдар экология заңдары деп әдебиеттерде аталып жүрген адамзат қоғамы мен қоршаған ортаның өзара принциптерінің жалпы зандылықтарын белгіледі. Экология заңдарының ішінде айқын тұжырымдармен белгілі болған американдық эколог ғалымы В. Коммонердің (1971) төрт заң-афоризмі (мәтел-зандары) бар:

-        табиғаттағы құбылыстың бәрі барлығымен байланысты — (жалпыға бірдей заттар байланысы);

-        барлығы бір жаққа кетіп қалуы керек (сақталу заңы);

-        еш нәрсе тегін берілмейді (бағаның дамуы туралы);

-        табиғат өте жақсы біледі (эволюциялық таңдаудың басты критерийлері туралы).

Жалпыға бірдей байланыс (бәрі барлығымен байланысты) заңынан бірнеше салдар шығады.

• Үлкен сандар заңы: үлкен сандардың кездейсоқ факторларының тұтас әрекеті жағдайынан тәуелсіз жүйелі сипаты бар нәтижеге әкеледі. Сонымен, топырақтағы, судағы миллиардтаған бактериялар тірі организмдер денесінде тіршілік иелерінің қалыпты өмір сүрулері үшін тұрақты микробиологиялық ерекше ортаны жасайды. Немесе кейбір газ көлемінде көп мөлшердегі молекуланың козғалысы температура мен қысымның ерекшелігін анықтауға себепші болады.

•        Ле Шателъе (Браун) принципі: жүйеге сыртқы әсер ету кезінде қалыпты тепе-теңдік күйінен шығару, бұл тепе-теңдік бағытпен  араласып,   сыртқы   әсер  етуі   кемиді.   Биологиялық деңгейде ол экожүйенің өз-өзін реттеуші ретінде қабілеттілік 
түрінде іске асады.

•        Үйлесімділік заңы: кез келген жүйе асқан тиімділікпен өзіне тән уақыт кеңістігінің шегінде қызмет істейді.

•        Табиғаттағы  кез  келген жүйе өзгерісінің адамға тура немесе тікелей әсері — индивидуумның (жеке адам)  күйінен күрделі қоғамдық қатынасқа дейін болады.

Заттар массасының сақталу заңынан («барлығы бір жаққа кету керек») іс-тәжірибелік мәні бар кем дегенде екі постулат шығады.

•        Оны қоршаған орта есебінен жүйені дамыту заңы мынаны айтады: кез келген табиғи немесе қоғамдық жүйе тек қоршаған ортаның материалдық-энергетикалық және ақпараттық   мүмкіндікті   пайдалану   есебінен   дами   алатын   болады. Оқшауланып өзін дамыту мүлдем мүмкін емес.

•        Қалдықтар немесе өндірістік жанама әсердің жойылуға келмейтін заңы: өндірістік жұмыс процесінде пайда болатын қалдықтар ізсіз жойылмайтындығы, олар бір формадан екінші формаға ауыстырылады немесе басқа кеңістікке қойылады. Ал оның әсері талай уақытқа созылуы мүмкін. Бұл заң 
қазіргі  қоғамда тұтыну  мен  қалдықсыз  өндірістің принципті мүмкіншілігін болғызбайды. Материя жойылмайды, тіршілікке ықпал жасай отырып, бір формадан басқаға ауысады.

«Ештеңе тегін берілмейді» - деген тұжырымдама мынаны аңғартады: экожүйенің эволюциясындағы кез келген жаңа табыстар, бұрынғы жетістіктердің әйтеуір бір бөлігін жоғалтумен жалғасатыны ақиқат және жаңаның туындауы өте күрделі проблема. Мысалы, көп клеткалы организмдердің пайда болуы (өсімдіктер, саңырауқұлақтар, жануарлар) мен олардың құрғаққа шығуынан ғаламшардағы биологиялық әр алуандылықтар бірнеше есе көбейді. Экономикалық қуыстар мен жер биосферасын қалыптастырып оны игеру басталды. «Көп клеткалармен» бірге тіршілік иелеріне қауіпті аурулар, оның ішінде жұқпалы қатерлі ісіктер т.б. келді. Бұл заңның үш салдары бар.

Эволюцияның кері дамымайтын заңы (бір бағытта даму): үлкен жүйелер тек бір бағытта ғана — қарапайымдылықтан күрделілікке қарай эволюцияланады; инволюция, регресс жүйесінің тек қана жеке даму кезеңіне немесе жеке бөлігіне жатуы мүмкін.

Эволюцияның жеделдеу ережесі: жүйедегі ұйым күрделілігінің өсуіне орай эволюцияның да қарқыны арта түседі. Бұл ереже адамзат тарихына және техниканың дамуына, органикалық әлем түрлерінің ауысымдарына бірдей дәрежеде жатқызылуы мүмкін.

Тегін ресурстар  болмайды — осы заңның тағы бір салдары: кеңістік, энергия, күн сәулесі, су қандайда сарқылмайтын болса да  кез  келген  олардың шығындарын  сол  жүйемен  мүлтіксіз төленеді.

Б. Коммонер былай деп жазды: «… ғаламдық экожүйе біртұтас болып көрінеді, сол шеңберде ештеңені ұту немесе жоғалтуы мүмкін емес және ол жаппай жақсарудың объектісі (нысаны) бола алмайды; адам еңбегімен алынғандардың барлығының орындары толықтырылуы тиіс. Осы вексель бойынша төлемнен қашқақтауға болмайды; бұл тек кейінге шегерілуі мүмкін. Қоршаған ортаның бүгінгі дағдарысының шегерілімі тым созылып барады дегенге саяды».

«Табиғат  жақсы біледі» заңы биосферада ненің болуы керек, ненің орын алуы қажет еместігін барлығын алдымен анықтайды. Қарапайым молекуладан адамға дейін — табиғатта барлығы қатаң конкурстан өтіп, жүлде ретінде — тіршілік етуге құқық алып отыр. Бүгінде ғаламшардың эволюциясынан өткен мыңның бір бөлігі болатын өсімдіктер мен жануарлардың түрлері мекендеуде.

Бұл эволюциялық таңдап іріктеудің басты критерийі — ғаламдық биотикалық айналымға, кетігін тауып қалану (үйлесу) мен барлық экологиялық қуыстарды толтыру. Кез келген организмнен   шыққан   заттардың   барлығында   оны   ыдырататын ферменттер болуы керек, ал ыдыраған өнімдер қайтадан айналымға қосылуы тиіс. Егерде осы заңды биологиялық түрлердің біреуі бұзатын болса, ерте ме, кеш пе эволюция онымен ажырасып тынады.

Адамның өнеркәсіп өркениеті ғаламдық көлемде биотикалық тұйықтықты өрескел бұзып отыр, ол үшін жазаланбай қоймайды. Осындай қиын жағдайдан тек қана ымыраға келу ғана шығармақ. Нұрлы жол мен акылға ие бола білген адамның қиындықтан жол табатынына сенім мол.

Б. Коммонердің тұжырымдамасына  қоса, қазіргі экологтар — «барлығына жетпейді» деген экологияның тағы бір заңын шығарды (Ресурстардың шектеулі заңы). Тіршілік иелерінің барлық формаларына арналған қоректік заттардың көлемі жерде, әрине шектеулі. Сондай-ақ, биосферада жаңадан пайда болған органикалық әлем өкілдерінің бәріне де бірдей жете бермейді. Сондықтан кейбір организмдердің шамадан тыс ғаламдық көлемде көбеюі, өзге түрлердің азаюы есебінен болуы мүмкін.