1: Екосистеми та люди

Наука про навколишнє середовище та її контекст

Кожен з нас підтримується різними видами природних ресурсів, таких як їжа, матеріали та енергія, які збираються або іншим чином видобуваються з навколишнього середовища. Наша потреба в цих ресурсах абсолютна — ми не можемо вижити без них. Причому те ж саме стосується всіх інших видів — кожен організм є складовою екосистеми, яка забезпечує засоби до існування.

У сукупності потреби та діяльність людей складають людську економіку. Ця економіка працює в різних масштабах, починаючи від окремої людини, до сім'ї, до таких громад, як міста та міста, національні держави (наприклад, Канада) і, зрештою, глобальне людське підприємство. Хоча величезна (і швидко зростаюча) кількість людей підтримується світовою економікою, багато шкоди навколишньому середовищу також завдається. Найважливішими з збитків є виснаження життєво важливих природних ресурсів, різного роду забруднення (включаючи зміну клімату) та широке знищення природних середовищ існування в тій мірі, в якій виживання багатьох природних екосистем та видів Землі піддається серйозному ризику.

Ці питання мають життєво важливе значення для всіх людей, і для всього живого на планеті. Їх тематика забезпечує контекст для широкої галузі знань, яка називається екологічними дослідженнями, надзвичайно широкою сферою знань, яка вивчає наукові, соціальні та культурні аспекти екологічних проблем. Таким чином, предмет екологічних досліджень охоплює всі форми розуміння, які мають відношення до виявлення, розуміння та вирішення екологічних проблем. У цьому контексті екологічна наука вивчає наукові наслідки екологічних проблем (це більш детально пояснюється в наступному розділі). Предмет екологічної науки знаходиться в центрі уваги цієї книги.

Питання, пов'язані з екологічними проблемами, надзвичайно різноманітні і вони взаємодіють безліччю способів. Незважаючи на таку складність, екологічні проблеми можна вивчити, об'єднавши їх у три широкі категорії:

1. причини і наслідки стрімко зростаючої людської популяції
2. використання та виснаження природних ресурсів
3. шкода, спричинена забрудненням та порушеннями, включаючи загрозу біорізноманіття

Це надзвичайно великі проблеми — їх стале вирішення створює великі проблеми для людей та їхньої економіки в усіх масштабах. Тим не менш, важливо розуміти, що вивчення екологічних проблем не слід розглядати як похмуре завдання розуміння жахливих проблем — скоріше, головна мета полягає у виявленні проблем і пошуку практичних шляхів їх усунення та запобігання виникненню інших. Це гідні та необхідні дії, які представляють реальний прогрес на шляху до екологічно стійкої економіки. Таким чином, люди, які розуміють і працюють над вирішенням екологічних проблем, можуть досягти високого рівня задоволеності своїм внеском, що допомагає зробити життя гідним життя.

Типові питання, які можуть бути розглянуті в екологічній науці, включають наступне:

1. Наскільки велика людська популяція, ймовірно, буде в Канаді або на Землі через 50 або 200 років?
2. Як використання викопного палива можна інтегрувати в стійку економіку, зважаючи на те, що вони є невідновлюваними ресурсами, які не відновлюються?
3. Як ми можемо збирати відновлювані ресурси (які мають потенціал для регенерації) способами, які не погіршують їх запаси, такі як тріска в Атлантичній Канаді, дикий лосось у Британській Колумбії, пшениця та інші зерна в провінціях Прерії та лісові ресурси на більшій частині країни?
4. Які екологічні збитки спричинені різними видами забруднення, такими як кислотні дощі, озон, пестициди та діоксид сірки, і як ці ефекти можна запобігти чи відремонтувати?
5. Чи впливають людські впливи на глобальний клімат, і якщо так, то які причини і наслідки цього ефекту?
6. Де і як швидко види та природні середовища існування стають під загрозою зникнення або вимирання, і як можна запобігти цим лихам?

Фахівці, що вивчають ці та інші питання, пов'язані з екологічними проблемами, можуть виходити з багатьох конкретних напрямків навчання, кожна з яких іменується дисципліною. Однак різні способи розуміння кожного питання можуть бути інтегровані в комплексні дослідження предмета - саме тому екологічні дослідження називають міждисциплінарною сферою. Для екологічних наук найбільш актуальними з дисциплінарних предметів є атмосферні науки, біологія, хімія, інформатика, екологія, географія, геологія, математика, медичні науки, океанографія, фізика та статистика. Це проілюстровано на малюнку 1.1, який говорить про те, що всі галузі наукових знань мають відношення до розуміння причин, наслідків та вирішення екологічних проблем.

У цій книзі розглядаються ключові предметні напрямки екологічної науки. Однак певною мірою деякі ненаукові теми також розглядаються, оскільки вони є життєво важливими для розуміння та вирішення екологічних проблем. Ці ненаукові галузі включають етику, філософію та економіку.

З усіх навчальних дисциплін екологія є найбільш актуальною для екологічної науки, а насправді терміни часто плутають. Екологію можна визначити просто як вивчення взаємозв'язків організмів з їх середовищем. Екологія сама по собі є дуже міждисциплінарною сферою навчання - вона здебільшого включає біологію, але знання хімії, інформатики, математики, фізики, геології та інших галузей також важливі. Географія - ще одна міждисциплінарна сфера, яка є центральною для науки про навколишнє середовище. Географію можна просто визначити як вивчення природних особливостей земної поверхні, включаючи клімат, ґрунт, рельєф і рослинність, а також перетинів з економікою людини. Очевидно, що екологія та географія - це тісно пов'язані галузі.

Все більша кількість вчених вивчає людські (або антропогенні) впливи на екосистеми, що виникають внаслідок забруднення, порушень та інших стресових факторів. Прикладами основних предметних областей є:

1. Видобуток, переробка та використання невідновлюваних ресурсів, таких як викопне паливо та метали, способами, які не завдають неприйнятної шкоди навколишньому середовищу, а також стримуючи їх виснаження до певної можливої міри (наприклад, шляхом повторної переробки певних матеріалів)
2. Збирання та управління біологічними ресурсами, такими як у сільському господарстві, рибальстві та лісовому господарстві, способами, що дозволяють їм повністю регенерувати, щоб їх запаси могли бути збережені в майбутньому
3. Зростання відновлюваних джерел енергії, таких як різні форми сонячної енергії (включаючи паливо з біомаси, гідроелектроенергію, фотоелектрику та вітер), як спосіб заміни невідновлюваних викопних палив і тим самим зробити енергетичну економіку більш стійкою
4. Запобігання та ремонт екологічних збитків, таких як збитки, пов'язані із зникаючим біорізноманіттям, деградованими землями чи водою та управлінням парниковими газами

Вчений еколог - це фахівець загального профілю, який використовує наукові знання, пов'язані з якістю навколишнього середовища, такі як хімія повітря або води, моделювання клімату або екологічні наслідки забруднення. Кілька відомих вчених-екологів, які працювали в Канаді, є: Вільям Ріс з Університету Британської Колумбії, який вивчає екологічну економіку та сліди, Девід Шиндлер з Університету Альберти, який вивчає вплив забруднення та зміни клімату на озера, Бріджит Статчбері з Йорка Університет, який вивчає фактори, що впливають на збереження птахів, та Ендрю Вівер з Університету Вікторії, який вивчає причини та наслідки зміни клімату.

Інша група людей, відома як екологи, також займається подібними питаннями, особливо в сенсі адвокації. Це передбачає прийняття сильної громадської позиції щодо певної екологічної проблеми з точки зору необхідності вирішення проблеми. Девід Судзукі, мабуть, найвідоміший еколог Канади, тому що він так ефективно впливав на ставлення людей через книги, телебачення та інші засоби масової інформації. Елізабет Мей - ще одна відома канадська еколога, яка працювала над вирішенням багатьох питань як директор клубу Сьєрра Канади, а зовсім недавно як глава Партії зелених Канади і член парламенту. Останнім прикладом є Пол Уотсон, еколог прямої дії, який працював через Товариство морських пастухів. Він брав участь у неурядових «поліцейських» діях, таких як саботаж суден, що займаються незаконним китобійним промислом та рибальством.

Однак будь-яку людину можна назвати екологом, якщо він піклується про якість навколишнього середовища і працює над змінами, які допомогли б вирішити питання. Екологи можуть працювати як окремі особи, і вони часто продовжують свою адвокацію через неурядові організації (НУО; див. Розділ 27 для пояснення ролі НУО в Канаді та на міжнародному рівні).

Канадський фокус 1.1. Девід Сузукі — Канадський еколог
Девід Сузукі народився у Ванкувері в 1936 році. У 1964 році він став професором біології в Університеті Британської Колумбії, де вивчав генетику дрозофіл. Починаючи з середини 1970-х років, Suzuki став займатися медіа-підприємствами, покликаними популяризувати знання про наукові питання, важливі для суспільства, особливо через примхи і кварки (радіо) і природа речей (телебачення) серії Канадської мовної корпорації.

Завдяки цим зусиллям засобів масової інформації, а також його численним книгам, журнальним та газетним статтям, а також публічним лекціям, Судзукі зіграв важливу роль у інформуванні широкої громадськості в Канаді та інших країнах про серйозність екологічних проблем, включаючи їх наукові та соціально-економічні виміри. Це не означає, що всі згодні з його інтерпретацією екологічних питань. Такі питання завжди суперечливі, і є люди, які вважають, що деякі екологічні проблеми - навіть зміна клімату та вплив пестицидів - не важливі. Але, незважаючи на цю незгоду, Девід Сузукі є дуже шанованим представником з широкого кола екологічних тем. Зараз його робота просувається завдяки діяльності Фонду Девіда Судзукі, адвокатської та дослідницької організації, заснованої в 1990 році з метою посилення прогресу в напрямку екологічно стійкої людської економіки (див. http://www.davidsuzuki.org/). Suzuki побудував у всьому світі наступне широке коло людей, стурбованих екологічною шкодою та соціальною справедливістю. Роблячи це, він зробив значний внесок у виявлення та вирішення екологічних проблем у Канаді та світі.

Земля, життя та екосистеми

Всесвіт складається з мільярдів мільярдів зірок і, ймовірно, ще більшої кількості пов'язаних планет. Наша Земля - це одна конкретна планета, розташована в межах, здавалося б, звичайної Сонячної системи, яка складається з Сонця, восьми планет, трьох «карликових» планет і додаткових орбітальних тіл, таких як астероїди і комети.

Земля - третя найближча до Сонця планета, яка обертається навколо цієї зірки середнього розміру кожні 365 днів на середній відстані 149 мільйонів кілометрів і обертається на власній осі кожні 24 години. Земля являє собою сферичне тіло діаметром 12 700 кілометрів. Близько 70% його поверхні покрито рідкою водою, а решта наземної площі оголених земель і гірських порід покрита здебільшого рослинністю. Оскільки велика частина його поверхні покрита водою, можна здивуватися, чому нашу планету не назвали «Вода», а не «Земля».

Найбільш винятковою характеристикою Землі є той факт, що певні якості її середовища привели до генезу і подальшої еволюції організмів і екосистем. Ці сприятливі фактори навколишнього середовища включають аспекти хімії Землі, температури поверхні та сили тяжіння.

Початок життя відбулося близько 3,5 мільярдів років тому, всього 1 мільярд років після зародження Землі під час формування Сонячної системи. Точно невідомо, як життя спочатку еволюціонувало з неживої матерії, хоча, як вважають, це було спонтанною подією. Іншими словами, генезис життя відбувся природним шляхом, як безпосередній результат відповідних фізико-хімічних умов.

Окрім роздумів наукової фантастики, Земля відзначається як єдине місце у Всесвіті, яке, як відомо, підтримує життя та пов'язані з нею екологічні процеси. Звичайно, це спостереження просто відображає наш нинішній стан знань. Ми насправді не знаємо, що організмів не існує в іншому місці - лише те, що життя або його сигнали ще не були виявлені ніде у Всесвіті. Насправді багато вчених вважають, що через надзвичайну різноманітність середовищ, які повинні існувати серед незліченних планет безлічі сонячних систем Всесвіту, цілком ймовірно, що форми життя розвинулися в іншому місці. Тим не менш, факт залишається фактом, що Земля - єдина планета, безумовно, відома для підтримки організмів та екосистем. Це робить Землю надзвичайно особливим місцем. Ми можемо розглянути Всесвіт на різних ієрархічних рівнях (рис. 1.2). Масштаб коливається від надзвичайно малих, таких як субатомні частинки та фотони, до фантастично великих, таких як галактики і, зрештою, Всесвіт.

Малюнок 1.2. Ієрархічна організація Всесвіту.

Життя на Землі займає проміжні рівні цієї ієрархії. Сфера екології охоплює такі рівні:

1. окремі організми, які є живими істотами, генетично і фізично дискретними
2. популяції, або особини одного виду, які зустрічаються разом у часі та просторі
3. спільноти або популяції різних видів, також зустрічаються одночасно і в той же час і на місці
4. ландшафти і морські пейзажі (в сукупності це екопейзажі), які представляють собою просторові інтеграції різних спільнот на великих територіях
5. і біосферу в повному обсязі, яка складається з усього живого і екосистем на Землі

Види та екосистеми

Вид визначається як особини та популяції, які потенційно можуть схрещуватися та давати родюче потомство (див. Розділ 7). Слово екосистема - це загальний термін, який використовується для опису однієї або декількох спільнот організмів, які взаємодіють зі своїм середовищем як визначена одиниця. Таким чином, екосистеми можуть бути організовані в ієрархії - вони можуть варіюватися від невеликих одиниць, що відбуваються в дискретних мікросередовищах проживання (наприклад, водна екосистема, що міститься в глечиковій рослині або в саду, оточеному тротуаром) до набагато більших масштабів (наприклад, пейзаж або морський пейзаж). Навіть біосферу можна розглядати як єдину екосистему.

Екологічні інтерпретації природного світу цілісно розглядають веб-подібні зв'язки між багатьма компонентами екосистем. Цей екосистемний підхід не розглядає систему як випадкове угруповання індивідів, популяцій, видів, спільнот та середовищ. Швидше за все це підтверджує, що всі вони є внутрішньо пов'язаними та взаємозалежними, хоча в різному ступені, а також як мають емергентні властивості (Докладно 1.1).

Важливим екологічним принципом є те, що всі види підтримуються екологічними ресурсами: «товарами та послугами», які забезпечуються їх екосистемою. Усі організми потребують специфічних життєвих потреб, таких як неорганічні поживні речовини, їжа та середовище існування з особливими біологічними та фізичними якостями. Наприклад, зелені рослини потребують доступу до достатнього запасу вологи, неорганічних поживних речовин (таких як нітрати та фосфати), сонячного світла та простору. Тваринам потрібна відповідна їжа рослинної або тваринної біомаси (органічна речовина), а також вимоги до середовища існування, які відрізняються для кожного виду.

Важливо розуміти, що людина нічим не відрізняється в цьому відношенні від інших видів. Хоча ця залежність не завжди може здатися відразу очевидною, оскільки ми живемо своїм повсякденним життям, ми все ж залежимо від екологічних ресурсів, таких як їжа, енергія, житло та вода, щоб підтримувати себе та нашу більшу економіку.

Звідси випливає, що розвиток і зростання окремих людей, їх населення, а також їх суспільств і культур обмежені певною мірою чинниками навколишнього середовища. Приклади таких обмежень включають надмірно холодні або сухі кліматичні умови, гірську або іншим чином непривітну місцевість та інші фактори, що впливають на виробництво продуктів харчування сільським господарством або полюванням.

Однак люди часто здатні сприятливо маніпулювати своїми екологічними обставинами. Наприклад, продуктивність сільськогосподарських культур може бути підвищена шляхом зрошення сільськогосподарських угідь, внесення добрив або шляхом боротьби з шкідниками. Насправді люди надзвичайно більш здатні подолати свої екологічні обмеження, ніж будь-який інший вид. Ця здатність є відмінною характеристикою нашого виду.

Людський вид позначається науковим терміном Homo sapiens, назвою з двох слів (або біноміальним), що є латинською мовою «мудра людина». Дійсно, люди найрозумніші з усіх видів, з величезною пізнавальною здатністю (тобто схильністю до вирішення проблем). Коли люди та їхні суспільства сприймають екологічні обмеження, такі як дефіцит ресурсів, вони часто змогли зрозуміти обмежуючі фактори, а потім використовувати розуміння та інструменти для відповідного маніпулювання навколишнім середовищем. Розумні рішення, як правило, передбачали управління навколишнім середовищем або іншими видами на користь людини, або розвиток соціальних систем та технологій, які дозволяють більш ефективно використовувати природні ресурси.

Люди - не єдиний вид, який вміє справлятися з екологічними обмеженнями розумними способами. Кілька інших видів навчилися використовувати рудиментарні інструменти для більш ефективного використання ресурсів свого середовища. Наприклад, дятловий в'юрок Галапагоських островів використовує кактусові колючки, щоб вирвати їжу комах з тріщин у корі та гниючої деревині. Шимпанзе модифікують гілочки і використовують їх для вилучення термітів, улюбленої їжі, з курганів термітів. Єгипетські грифи підбирають камені в дзьоб і скидають їх на страусині ікри, розбиваючи їх і дозволяючи доступ до багатою їжі всередині.

Кілька таких нововведень або «відкриттів» інших видів навіть спостерігалося. Близько 60 років тому в Англії молоко доставляли вручну до будинків у скляних пляшках, які мали цибулинний відсік у верхній частині для збору вершків, коли він відокремлювався. Кілька великих синиць (птахів, схожих на курку) виявили, що вони можуть харчуватися кремом, розриваючи отвір у картонній кришці пляшки. Інші великі сиськи спостерігали цю поведінкову новизну і перейняли її. Тактика годування набула широкого поширення і була прийнята навіть декількома іншими видами, такими як синиця блакитна. Крем-поїдання було розумним нововведенням, що дозволило отримати доступ до нового і цінного харчового ресурсу.

Хоча інші види розвинули поведінкові зміни, які дозволяють більш ефективно експлуатувати їх навколишнє середовище, жоден не наблизився до кількості та різноманітності інновацій, розроблених людиною. Більше того, жоден інший вид не розробив сукупної експертизи для експлуатації такого широкого спектру ресурсів. І жоден інший вид не зумів поширити ці адаптивні можливості так широко, як люди, у все більш глобальній культурі. На жаль, люди також виробили безпрецедентну здатність деградувати ресурси та екосистеми та спричиняти вимирання інших видів. Інтенсивний збиток, заподіяний людиною та нашою економікою, є, звичайно, основним елементом предмета екологічної науки.

Детально 1.1. Системи і
складність Поняття систем має важливе значення в ієрархічній організації екологічної науки. Для цього система може бути визначена як група або комбінація регулярно взаємодіючих та взаємозалежних елементів, що утворюють колективну сутність, але таку, яка більше, ніж просто сума її складових. Система може бути виділена для цілей навчання. Системи відбуваються в різних сферах життя, включаючи наступні: • біосистеми, які представлені будь-яким із рівнів організації життя, починаючи від біохімії до біосфери • екосистеми, які є біосистемами, що складаються з екологічних спільнот, які взаємодіють з їх середовищем як визначена одиниця • економічні системи, або інтегрована діяльність, що виробляє товари та послуги в економіці • соціокультурні системи, які складаються із способів організації спеціалізованих людей, інформації та технологій для досягнення певної мети • та багатьох інших, включаючи музичні симфонії, фізичне мистецтво, такі як картини, і якщо на те пішло, слова і дані в цій книзі

Зверніть увагу, однак, що ці різні системи не є взаємовиключними. Наприклад, агроекосистема включає в себе елементи біосистем, екосистем, соціокультурних систем.

Системи мають колективні властивості, які засновані на підсумовуванні їх частин. Однією з таких властивостей може бути загальна кількість організмів, присутніх у певній області, яка може бути виміряна як сума всіх окремих рослин, тварин та мікроорганізмів, які, за оцінками, присутні.

Системи також мають емергентні властивості, які виявляються лише тоді, коли їх компоненти взаємодіють для розвитку функціональних атрибутів, яких немає на більш простих, нижчих рівнях. Наприклад, гармонії та мелодії є новими властивостями музики, як це відбувається, коли вокалісти, барабанщик, бас-гітарист та гітарист, а також клавішник рок-групи інтегрують свою діяльність для виконання пісні. Emergent властивості є складними і може бути важко передбачити або управляти.

Біологічні системи дають численні приклади властивостей, що виникають (див. Розділ 9). Наприклад, певні види грибів і водоростей з'єднуються разом як форма життя, відома як лишай, що є інтимними, взаємовигідними відносинами (взаємністю). Біологічні властивості лишаю відрізняються від таких у видів-партнерів (які не можуть жити окремо в природі), і передбачити їх неможливо, грунтуючись лише на знаннях про водорості і грибі.

Аналогічним чином, асамблеї різних видів, що відбуваються в одному і тому ж місці та часі (екологічна спільнота), розвивають властивості, засновані на таких взаємодіях, як конкуренція, хвороба, травоїдна та хижацтво. Така складність ускладнює прогнозування змін, викликаних впровадженням нового захворювання або хижака в громаду (включаючи збирання певних видів людиною). Асамблеї громад на великих територіях, відомі як екопейзажі, також мають властивості, що виникають, як і біосфера в цілому.

Властивості, що виникають, надзвичайно важко передбачити і часто виникають як «сюрпризи», наприклад, трапляються, коли екосистеми піддаються стресу деякого впливу людини. Взаємозв'язки всередині систем особливо важливі: будь-який вплив на певні компоненти неминуче вплине на всі інші. Ця надзвичайна складність є одним із визначальних атрибутів життя та екосистем, на відміну від фізичних (або небіологічних) систем, які є менш складними.

Системний аналіз - це вивчення характеристик систем, включаючи їх компоненти, взаємозв'язки між цими елементами, а також їх колективні та емергентні властивості. Системний аналіз використовується для вивчення комерційних, промислових і наукових операцій, як правило, з метою підвищення їх ефективності. Він також може бути застосований для вдосконалення управління екосистемами, що експлуатуються для надання товарів та послуг для використання людською економікою. Екологи також використовують системний аналіз, щоб краще зрозуміти організацію та роботу природних екосистем, незалежно від будь-якого прямого відношення до заготівлі природних ресурсів. Ключовим результатом багатьох таких аналізів є те, що складність системи часто виключає точні прогнози.

Щоб побачити чудовий приклад музичної системи з емергентними властивостями, подивіться відео, Stringfever Bolero за адресою http://www.youtube.com/watch?v=H5MLNMgpywk

Стресори та відповіді

Розвиток та продуктивність організмів, популяцій, спільнот та екосистем природно обмежені чинниками навколишнього середовища. Ці обмеження можна розглядати як фактори стресу навколишнього середовища (або стресори). Наприклад, окрему рослину може підкреслити недостатнє харчування, можливо, через неродючого грунту або конкуренції з прилеглими рослинами за дефіцитні ресурси. Менш ніж оптимальний доступ до поживних речовин, води або сонячного світла призводить до фізіологічного стресу, що призводить до того, що рослина менш продуктивна, ніж генетично здатна бути. Одним з результатів цього взаємозв'язку стрес-реакція є те, що рослина може розвинути відносно мало насіння протягом свого життя. Оскільки репродуктивний (і еволюційний) успіх пов'язаний з кількістю потомства, яке організм виробляє для продовження свого генетичного походження, усвідомлений успіх цієї окремої рослини менший, ніж її потенціал.

Аналогічним чином розвиток і продуктивність тварини (в тому числі будь-якої людини) стримуються умовами навколишнього середовища, в яких воно живе. Наприклад, людині, можливо, доведеться мати справу зі стресами, викликаними нестачею їжі або важкою взаємодією з іншими тваринами через хижацтво, паразитизм або конкуренцію за дефіцитні ресурси.

Найбільш доброякісні (або найменш стресові) природні середовища характеризуються умовами, в яких такі фактори, як волога, поживні речовини та температура, не надмірно обмежують, тоді як порушення, пов'язані з хворобами, пожежею, вітром чи іншими катаклізмами, рідкісні. Ці види відносно доброзичливих умов дозволяють розвиватися найскладнішим і біологічно різноманітним екосистемам, а саме старорості тропічних лісів і коралових рифів. Інші середовища, однак, характеризуються більш стресовими умовами, що тому обмежує їх розвиток менш складними екосистемами, такими як прерії, тундра або пустеля.

Всі екосистеми динамічні, в тому сенсі, що вони змінюються глибоко, і цілком природно, з часом. Багато екосистем особливо динамічні, оскільки вони регулярно відчувають великі зміни у своїх видах, кількості біомаси та швидкості продуктивності та циклічності поживних речовин. Наприклад, екосистеми, що відбуваються в сезонному кліматі, зазвичай мають дискретний вегетаційний період, за яким слідує період спокою, коли зростання мало або взагалі не відбувається. У різному ступені всі природні екосистеми Канади сезонно динамічні: теплий вегетаційний період супроводжується холодним періодом спокою, коли не відбувається продуктивності рослин або росту. Тварини можуть пережити важкі часи зими, мігруючи, зимуючи або харчуючись рослинною біомасою, що залишилася з попереднього вегетаційного періоду.

Екосистеми, які нещодавно постраждали від порушення (епізод руйнування), особливо динамічні, оскільки вони проходять процес екологічного відновлення, відомий як спадкоємність. Спадкування відбувається у відповідь на зміни, пов'язані з природними порушеннями, такими як пожежа, буря або епідемія комах чи хвороб. Ці катаклізмічні стресори вбивають багато домінуючих організмів в екосистемі, створюючи можливості для відносно короткочасних видів, які можуть домінувати в попередні роки відновлення після порушення. Спадкування також відбувається після антропогенних порушень, таких як навмисно освітлена лісова пожежа або чіткий зрілий ліс.

Динаміка природних порушень може бути далекосяжною, в деяких випадках зачіпаючи великі ландшафти. Наприклад, в більшості років мільйони гектарів бореального лісу північної Канади турбують лісові пожежі. Так само на великі райони можуть постраждати від раптового збільшення ялинового бруньки, молі, яка може вбити більшість зрілих дерев у ялицево-ялиновому лісі, або гірський сосновий жук, який вбиває сосни. Ще більш масштабний катаклізм закінчився приблизно 12 000 років тому, коли зледеніння покрило практично всю Канаду величезними крижаними покривами товщиною до декількох кілометрів. Однак порушення можуть бути і локальними за масштабом. Наприклад, загибель великого дерева в межах інакше неушкодженого лісу створює локальну зону пошкодження, іменовану мікропорушенням. Це невелике порушення викликає місцеву послідовність енергійно зростаючих рослин, які намагаються досягти індивідуального успіху, займаючи нещодавно доступний розрив у лісовому полозі.

Навіть високостабільні екосистеми, такі як тропічні ліси та спільноти глибоких регіонів океанів з часом невблаганно змінюються. Хоча катастрофічні порушення можуть вплинути на ці стабільні екосистеми, вони рідкісні в природних умовах. Проте, як і на всі екосистеми, на ці стабільні типи впливають повсюдні зміни клімату та інші довгострокові динаміки, такі як еволюція.

Насправді природні екологічні та екологічні зміни спричинили вимирання майже всіх видів, які коли-небудь жили на Землі з моменту початку життя близько 3,5 мільярдів років тому. Багато вимирання відбулися через те, що конкретні види не могли впоратися зі стресами змін клімату або біологічних взаємодій, таких як конкуренція, хвороби чи хижацтво. Однак багато вимирання, схоже, відбулися синхронно (приблизно в один і той же час) і, імовірно, були спричинені непередбачуваною катастрофою, такою як метеорит, що зіткнувся з Землею. (Див. Розділи 7 та 26 для опису природних вимирань та тих, що спричинені впливом людини.)

Екологічні стресори та порушення завжди були важливим природним контекстом для життя на Землі. Отже, також були наслідком екологічних реакцій, включаючи зміни видів та динаміку їх спільнот та екосистем.

Діяльність людини є екологічними стресорами

У наші дні, звичайно, на екосистеми впливають не просто «природні» екологічні стресори. У багатьох ситуаціях антропогенні впливи стали найважливішим стримуючим впливом на продуктивність видів та на екосистеми загалом. Ці прямі та непрямі впливи надзвичайно посилилися в сучасний час.

Люди впливають на екосистеми та види трьома прямими способами: (а) збираючи цінну біомасу, таку як дерева та мисливські тварини; (б) завдаючи шкоди через забруднення; і (c) шляхом перетворення природних екосистем у землекористування для цілей сільського господарства, промисловості чи урбанізації.

Ці дії також породжують багато непрямих ефектів. Наприклад, заготівля дерев змінює умови проживання для різноманітності рослин, тварин і мікроорганізмів, які потребують лісовому середовищі існування, тим самим впливаючи на їх популяції. При цьому заготівля деревини побічно змінює функціональні властивості ландшафту, такі як ерозія, продуктивність, кількість води, що протікає в потоках. Важливим є як прямий, так і непрямий вплив людини на екосистеми.

Люди завжди залишали «сліди» в природі — певною мірою вони завжди впливали на екосистеми, складовою яких вони були. Протягом більшої частини більш ніж 100 000 років еволюції сучасного Homo sapiens цей екологічний слід був відносно неглибоким. Це було тому, що здатність людей експлуатувати своє середовище не сильно відрізнялася від можливостей інших подібних багатих, великих тварин. Однак під час культурної еволюції людини екологічні зміни, пов'язані з нашою діяльністю, поступово посилювалися. Цей процес культурної еволюції характеризувався відкриттям та використанням все більш складних методів, інструментів та соціальних організацій для забезпечення ресурсів шляхом експлуатації навколишнього середовища та інших видів.

Деякі нововведення, що відбуваються під час культурної еволюції людей, представляли особливо велике збільшення можливостей. Через великий вплив на успіх людини ці досягнення називають «революціями». Нижче наведено приклади ранніх технологічних революцій:

• відкриття способів виготовлення вдосконаленої зброї для мисливських тварин
• одомашнення собаки, що також значно полегшило полювання
• одомашнення вогню, який забезпечував тепло і дозволив для приготованих, більш легкозасвоюваних продуктів
• способи вирощування та одомашнення рослин і худоби, що призвело до величезного збільшення доступності продуктів харчування
• методи обробки необроблених металів на інструменти, які були набагато кращими, ніж ті, що виготовлені з дерева, каменю або кістки Швидкість нових відкриттів з часом надзвичайно зросла. Більш пізні технологічні революції включають в себе наступне:
• методи використання машин і енергії для виконання робіт, раніше виконаних людиною або сквозними тваринами
• подальший прогрес у одомашненні та вирощуванні рослин і тварин
• відкриття в медицині та санітарії
• надзвичайні успіхи в комунікаціях та технологіях обробки інформації

Ці та інші революційні нововведення призвели до значного збільшення здатності людини експлуатувати ресурси свого середовища та досягати зростання чисельності населення (Глава 10). На жаль, посилена експлуатація рідко супроводжується розвитком компенсуючої етики, яка заохочує збереження ресурсів, необхідних для виживання. Навіть ранні мисливські товариства понад 10 000 років тому, схоже, спричинили вимирання видів, на які полювали занадто ефективно (Глава 26).

Різноманітний вплив людської діяльності на якість навколишнього середовища є життєво важливими питаннями, і вони будуть детально розглянуті в наступних розділах. Наразі ми підкреслюємо повідомлення про те, що інтенсивний екологічний стрес, пов'язаний з різноманітною діяльністю людини, став головним фактором, що спричиняє екологічні зміни на Землі. Багато змін погіршують здатність навколишнього середовища та екосистем підтримувати людей та їх економіку. Антропогенна діяльність також завдає величезної шкоди природним екосистемам, включаючи місця існування, необхідні для підтримки більшості інших видів.

Насправді, екологічна та екологічна шкода, заподіяна людьми, стала настільки серйозною, що відповідною метафорою для людського підприємства може бути метафора злоякісного новоутворення або раку. Це протверезний образ. Корисно зупинитися на ньому, щоб його сенс не уникнув нашого розуміння. Люди та їх діяльність загрожують видам та природним екосистемам настільки величезним масштабом та швидкістю, що цілісність систем життєзабезпечення Землі знаходиться під загрозою.

З екологічної точки зору темпи та інтенсивність цих змін вражають. Більше того, збиток стане значно гіршим до того, як (сподіваємось) будуть вжиті коригувальні дії, щоб повернути шкоду та дозволити екологічно стійкому людському підприємству стати можливим. З песимістичної точки зору, однак, це може виявитися поза здатністю людських суспільств діяти ефективно, щоб виправити шкоду, а також розробляти та впроваджувати рішення для сталого розвитку.

Це, звичайно, тільки думки, хоча і обгрунтовані погляди багатьох фахівців-екологів. Передбачати майбутнє завжди невизначено, і все може виявитися менш похмурим, ніж зараз зазвичай передбачається. Наприклад, ми можемо помилятися щодо наявності ключових ресурсів, необхідних для підтримки майбутніх поколінь людей. Тим не менш, чіткими ознаками останніх закономірностей змін є те, що екологічна криза є серйозною і що вона погіршиться в найближчому майбутньому.

Але не весь цей збиток неминучий. Є щира надія та очікування, що людські суспільства все ж внесуть відповідні корективи і вирішать використовувати варіанти, які є більш стійкими, ніж багато з тих, що зараз дотримуються. Насправді жоден інший результат не міг вважатися прийнятним.

Етика та світогляди

Вибір, який роблять люди, може впливати на якість навколишнього середовища багатьма способами - впливаючи на доступність ресурсів, спричиняючи забруднення та спричиняючи зникаючі види та природні екосистеми. На рішення, що впливають на якість навколишнього середовища, впливають два типи міркувань: знання та етика.

У цій книзі контексту, знання стосується інформації та розуміння про природний світ, а етика стосується сприйняття правильного та неправильного та відповідної поведінки людей один до одного, інших видів та природи. Звичайно, люди можуть вибрати взаємодію з навколишнім середовищем та екосистемами різними способами. З одного боку, знання дають вказівки щодо наслідків альтернативного вибору, включаючи шкоду, яка може бути заподіяна, та дії, які можна вжити, щоб уникнути цього ефекту. З іншого боку, етика дає вказівки щодо того, які альтернативні дії слід віддати перевагу або навіть дозволити відбуватися.

Оскільки сучасні люди мають величезну силу використовувати та шкодити навколишньому середовищу, вплив знань та етики на вибір є життєво важливим фактором. І ми можемо вибирати серед різних альтернатив. Наприклад, окремі люди можуть вирішити, чи мати дітей, купувати автомобіль або їсти м'ясо, тоді як суспільство може вибрати, чи дозволяти полювання на китів, чітке вирубку лісів або будівництво атомних електростанцій. Всі ці варіанти мають вплив на якість навколишнього середовища.

Сприйняття цінності (заслуги чи важливості) також глибоко впливають на те, як трактуються наслідки людських дій. Екологічні цінності можна розділити на два широкі класи: утилітарні та внутрішні.

1. Утилітарна цінність (також відома як інструментальна цінність) базується на відомому значенні чогось для добробуту людей (див. Також обговорення антропоцентричного світогляду нижче). Відповідно, компоненти навколишнього середовища та екосистем вважаються важливими лише в тому випадку, якщо вони є ресурсами, необхідними для підтримки людини, тобто якщо вони дарують економічну вигоду, забезпечують засоби до існування та сприяють системі життєзабезпечення. По суті, люди збирають матеріали з природи, тому що вони мають утилітарну цінність. Ці потреби включають воду, деревину, рибу та тварини, на яких полюють у диких місцях, та сільськогосподарські культури, вирощені в керованих екосистемах.

   Екологічні цінності є дещо ширшими утилітарними цінностями - вони ґрунтуються на потребах людини, а також на потребах інших видів та природних екосистем. Екологічні цінності часто приймають довгостроковий погляд. Естетичні цінності також утилітарні, але ґрунтуються на оцінці краси, але вони суб'єктивні та впливають на культурні перспективи. Наприклад, екологічна естетика може цінувати природну пустелю над екосистемами, де переважають люди, вільно живуть китами над китовим м'ясом та великими стоячими деревами над туалетним папером. З іншого боку, естетика, на яку сильно впливають більш антропогенні міркування, може призвести до протилежних уподобань. Підтримка естетичних цінностей може забезпечити значні культурні, соціальні, психологічні та економічні вигоди.

2. Внутрішня цінність ґрунтується на переконанні, що компоненти природного середовища (такі як види та природні екосистеми) мають властиву цінність і право на існування, незалежно від будь-яких позитивних, негативних або нейтральних відносин з людиною. За цією системою людям було б неправильно поводитися з іншими істотами жорстоко, вживати заходів, які призводять до того, що природні утворення стають під загрозою зникнення або вимирання, або не запобігати таким явищам.

Як було зазначено раніше, етика стосується сприйняття правильного і неправильного, а також цінностей і правил, які повинні регулювати поведінку людини. Зрозуміло, що етика всіх видів залежить від цінностей, які люди вважають важливими. Екологічна етика стосується відповідальності нинішніх людей як перед майбутніми поколіннями, так і перед іншими видами, щоб забезпечити, щоб світ продовжував функціонувати екологічно здоровим способом, а також забезпечувати належні ресурси та засоби до існування (це також є ключовим аспектом сталого розвитку; див. останній розділ цієї глави). Описані вище екологічні цінності лежать в основі цієї системи етики. Застосування екологічної етики часто означає аналіз та збалансування стандартів, які можуть конфліктувати, оскільки естетичні, екологічні, внутрішні та утилітарні цінності рідко збігаються (див. Докладно 1.2).

Існує також напруженість між етичними міркуваннями, які є індивідуалістичними, та цілісними. Наприклад, активісти з прав тварин дуже стурбовані питаннями, пов'язаними з поводженням з окремими організмами. Екологи, однак, як правило, більше стурбовані цілісними цінностями, такими як популяція, види або екосистема. Таким чином, еколог може виступати за знищення надмірної кількості оленів у парку, щоб сприяти виживанню популяцій зникаючих рослин, тоді як цій дії може протистояти активіст з прав тварин.

Цінності та етика, у свою чергу, підтримують більші системи, відомі як світогляди. Світогляд - це всеосяжна філософія людського життя і Всесвіту, а також відносин між людьми і природним світом. Світові погляди включають традиційні релігії, філософії та науки, а також інші системи переконань. В екологічному контексті загалом важливі світогляди відомі як антропоцентричні, біоцентричні та екоцентричні, тоді як світогляди кордону та стійкості більше пов'язані з використанням ресурсів. Антропоцентричний світогляд розглядає людей як центр морального розгляду. Люди розглядаються як більш гідні, ніж будь-який інший вид і як однозначно відключені від решти природи. Тому антропоцентричний світогляд оцінює важливість і гідність всього, включаючи інші види та екосистеми, з точки зору наслідків для добробуту людини.

Біоцентричний світогляд зосереджується на живих істотах і вважає, що всі види (і індивіди) мають внутрішню цінність. Люди вважаються унікальним і особливим видом, але не як більш гідним, ніж інші види. Таким чином, біоцентричний світогляд відкидає дискримінацію інших видів, або специзізм (термін, подібний до расизму чи сексизму).

Екоцентричний світогляд вважає безцінними прямі та непрямі зв'язки між видами в екосистемах. Вона також включає розгляд неживих істот, таких як скелі, ґрунт і вода. Він включає біоцентричний світогляд, але виходить далеко за його межі, підкреслюючи важливість взаємозалежних екологічних функцій, таких як продуктивність та циклічність поживних речовин.

Прикордонний світогляд стверджує, що люди мають право експлуатувати природу, споживаючи природні ресурси в безмежних кількостях. Це світогляд стверджує, що люди перевершують і мають право експлуатувати природу. Більш того, запас ресурсів для підтримки людини вважається безмежним, адже завжди можна знайти нові запаси або виявити замінники. Споживання ресурсів вважається хорошим, оскільки воно дозволяє економікам зростати. Націям та окремим особам слід дозволити споживати ресурси агресивно, доки жоден народ не постраждав у цьому процесі.

Світогляд сталого розвитку визнає, що люди повинні мати доступ до життєво важливих ресурсів, але експлуатація цих предметів першої необхідності повинна регулюватися відповідними екологічними, внутрішніми та естетичними цінностями. Світогляд сталого розвитку може приймати різні форми. Світогляд космічного корабля досить антропоцентричний. Вона зосереджена лише на підтримці ресурсів, необхідних людям, і передбачає, що люди можуть надавати великий ступінь контролю над природними процесами і можуть безпечно пілотувати «космічний корабель Земля». Навпаки, екологічна стійкість є більш екоцентричною. Він розглядає людей в екологічному контексті і зосереджується на підтримці всіх компонентів системи життєзабезпечення Землі шляхом запобігання дій людини, які можуть погіршити їх. В екологічно стійкій економіці природні товари та послуги повинні використовуватися лише способами, які не ставлять під загрозу їх майбутню доступність і не загрожують виживанню видів або природних екосистем.

Ставлення людей та їхніх суспільств до інших видів, природних екосистем та ресурсів має величезні наслідки для якості навколишнього середовища. Надзвичайні збитки були узаконені ставленням, заснованим на вірі в невід'ємне право людей збирати все, що вони хочуть від природи, без урахування забруднення, загрози видам або наявності ресурсів для майбутніх поколінь. Зрозуміло, що одним із ключів до вирішення екологічної кризи є досягнення широкого поширення екоцентричних та екологічних поглядів на світ.

Екологічні проблеми 1.1. Ліс старого зростання: Цінності в етики конкуренції та цінності сильно впливають культурні установки. Оскільки ставлення людей значно відрізняється, пропозиції щодо використання природних ресурсів як економічних товарів часто породжують інтенсивні суперечки. Це можна проілюструвати на прикладі старого тропічного лісу на острові Ванкувер.

Ліс старого росту в прибережній зоні Британської Колумбії містить безліч стародавніх дерев, деяким з яких сотні років і гігантської висоти і обхвату (див. Главу 23). Соборна естетика старовинного лісу надихає багатьох людей, забезпечуючи глибоко природний, навіть духовний досвід. Елементи культури перших народів прибережної Британської Колумбії засновані на цінностях, пов'язаних зі староростою лісом. Незалежно від їхньої культури, однак, мало хто не може надихнутися прогулянкою по урочищу староростового лісу на острові Ванкувер. Ліс старого росту - це також особливий вид природної екосистеми, відмінної від інших лісів та підтримуючих видів, які не можуть вижити в іншому місці. Ці екологічні якості надають прибережному староростому лісу внутрішню цінність, яка не відтворюється в інших місцях Канади. Ця екосистема являє собою виразний елемент нашої природної спадщини.

Ліс старого росту також є надзвичайно цінним ресурсом, оскільки він містить великі дерева, які можна зібрати та виготовити у пиломатеріали або папір. Якщо використовувати таким чином, ліси старого зросту можуть забезпечити життєдіяльність для людей та доходи для місцевої, провінційної та національної економіки. Ліс старого росту також підтримує інші економічні цінності, включаючи оленів, яких можуть збирати мисливці, і лосося рибалками, а також птахів і польових квітів, які спонукають екотуристів відвідати ці особливі місця проживання. Непошкоджений лісовий ліс також надає інші цінні послуги, такі як потоки чистої стічної води та допомога у регулюванні атмосферних концентрацій життєво важливих газів, таких як вуглекислий газ та кисень. Свого часу старий ліс був широко поширений на острові Ванкувер, але зараз він знаходиться під загрозою зникнення як там, так і майже скрізь в Канаді. Це сталося значною мірою тому, що ліси старого зросту були широко зібрані і замінені молодшими, другого зросту трибунами. Вторинний ліс заготовляють, як тільки він стає економічно зрілим, що відбувається задовго до того, як він може перерости в старе зростання. Чистим результатом є швидко зменшується площа лісу старого зросту та загроза як екосистеми, так і деяких її залежних видів.

Очевидно, що різні цінності, що стосуються старорослих лісів на острові Ванкувер, перебувають у важкому конфлікті. Промислові схеми збирання старорослих дерев для виготовлення в пиломатеріали або папір несумісні з іншими пропозиціями щодо захисту цієї особливої екосистеми в парках та диких районах. Суперечливі сприйняття цінностей призвели до емоційних протистоянь між лісорубами та консерваторами, що в деяких випадках призвело до громадянської непокори, арештів та тюремного ув'язнення. Зрештою, такі суперечки можуть бути вирішені лише шляхом знаходження балансу між утилітарними, екологічними, естетичними та внутрішніми цінностями старовинного лісу та забезпечивши підтримку всіх цих цінностей.

Екологічна криза

Сучасна екологічна криза охоплює багато питань. Однак значною мірою ми можемо класифікувати питання на три категорії: населення, ресурси та якість навколишнього середовища. По суті, ці теми - це те, про що йдеться в цій книзі. Однак ядро їх предметних областей полягає в наступному:

• Населення

  У 2015 році людське населення налічувало понад 7,3 мільярда, в тому числі близько 34 мільйонів в Канаді. На світовому рівні людське населення збільшується через перевищення народжуваності над рівнем смертності. Нещодавнє вибухове зростання населення та бідність такої кількості людей є першопричиною більшої частини екологічної кризи. Прямо чи опосередковано велике збільшення населення призводить до великої вирубки лісів, розширення пустель, деградації земель ерозії, дефіциту води, зміни регіонального та глобального клімату, загрози та вимирання видів та інших великих екологічних проблем. Розглянуті разом, ці пошкодження представляють собою зміни характеру біосфери, які є такими ж катаклізматичними, як і основні геологічні події, такі як заледеніння. Більш детально про людську популяцію ми поговоримо в главах 10 і 11.

• Ресурси

  Можна виділити два види природних ресурсів. Невідновлюваний ресурс присутній в кінцевій кількості. Оскільки ці ресурси видобуваються з навколишнього середовища, в процесі, який називається видобутком корисних копалин, їх запаси невблаганно зменшуються і тому доступні у дедалі менших кількостях для майбутніх поколінь. До невідновлюваних ресурсів належать метали та викопне паливо, такі як нафта та вугілля. На відміну від цього, відновлюваний ресурс може регенерувати після збирання врожаю, і якщо керувати ним належним чином, може забезпечити постачання, яке є стійким назавжди. Однак, щоб бути відновлюваним, здатність ресурсу до регенерації не може бути порушена надмірним збором врожаю або неналежною практикою управління. Приклади відновлюваних ресурсів включають прісну воду, біомасу дерев та сільськогосподарських рослин та худоби, а також тварин, на яких полюють, такі як риба та олень. Зрештою, стійка економіка повинна підтримуватися відновлюваними ресурсами. Однак занадто часто потенційно відновлювані ресурси не використовуються відповідально, що погіршує їх оновлення та являє собою вид видобутку. Предметна область природних ресурсів детально розглядається в розділах 12, 13 і 14.

• Якість навколишнього середовища

  Ця предметна область стосується антропогенного забруднення та порушення та їх впливу на людей, їх економіку, інші види та природні екосистеми. Забруднення може бути спричинене газами, що виділяються електростанціями та транспортними засобами, пестицидами або нагрітою водою, що скидається в озера. Приклади порушень включають чітке різання, риболовлю та лісові пожежі. Наслідки забруднення та порушення для біорізноманіття, зміни клімату, доступності ресурсів, ризиків для здоров'я людини та інших аспектів якості навколишнього середовища розглядаються в розділах 15 - 26.

Вплив людини на навколишнє середовище

У загальному сенсі сукупний вплив людини на біосферу є функцією двох основних факторів: (1) чисельності населення та (2) впливу на навколишнє середовище на душу населення (на людину). Людське населення сильно різниться між країнами та всередині країн, як і вплив на душу населення, який залежить від виду та ступеня економічного розвитку, що відбувся.

Пол Ерліх, американський еколог, висловив цей простий зв'язок, використовуючи «формулу впливу» наступним чином: I = P × A × T, де

• Це загальний вплив людського населення на навколишнє середовище
• P - чисельність населення
• A - оцінка достатку на душу населення з точки зору використання ресурсів
• Т - ступінь технологічного розвитку економіки, в розрахунку на душу населення

Розрахунки, засновані на цій простій формулі PAT, показують, що заможні технологічні товариства мають набагато більший вплив на навколишнє середовище на душу населення, ніж бідніші.

Як вплив Канади на навколишнє середовище порівнюється з впливом більш густонаселених країн, таких як Китай та Індія? Ми можемо вивчити це питання, розглянувши два простих індикатори впливу на навколишнє середовище як окремих людей, так і національних економік: (а) чисельність людського населення, (б) використання енергії і (в) валовий внутрішній продукт (ВВП або річна вартість всіх товарів і послуг, вироблених країною). Використання енергії є корисним екологічним показником, оскільки потужність необхідна для здійснення практично всіх видів діяльності в сучасному суспільстві, включаючи водіння транспортних засобів, опалення або охолодження будівель, виробництво промислової продукції та керування комп'ютерами. ВВП представляє всю економічну діяльність в країні, кожна з яких призводить до певної міри впливу на навколишнє середовище.

Одним з основних впливів на екологічний вплив будь-якої людської популяції є кількість людей (чисельність населення). У цьому відношенні Канада має значно меншу чисельність населення (35,1 мільйона у 2015 році) порівняно з Китаєм (1,3 млрд), Індією (1,1 млрд) або США (321 млн) (рис. 1.3а).

Однак на людину люди, які проживають у Канаді чи США, мають набагато більший вплив на навколишнє середовище, ніж ті, що живуть у Китаї чи Індії, на що вказує як споживання енергії на душу населення (рис. 1.3c), так і ВВП на душу населення (рис. 1.3e). Ця різниця є неминучим наслідком процвітаючого характеру способу життя північноамериканців та інших заможніших людей, який на душу населення досягається споживанням відносно великих обсягів природних ресурсів та енергії, при цьому генеруючи велику кількість відходів. Іноді цей екологічний ефект більш заможного населення називають «аффлюенза».

Однак вплив на навколишнє середовище на душу населення є лише частиною впливу на навколишнє середовище країни або будь-якого людського населення. Для визначення національного ефекту значення на душу населення необхідно помножити на чисельність населення. Коли це робиться для енергетики, Китай і США мають на сьогоднішній день найбільші значення, тоді як Канада та Індія набагато менше (рис. 1.3b). Тим не менш, примітно, що національне використання енергії Канади, з її відносно невеликим населенням, близьке до Індії та в межах порядку Китаю, який має надзвичайно велике населення. Така ж закономірність стосується національних ВВП цих країн.

Ці спостереження призводять додому той факт, що вплив на навколишнє середовище будь-якої людської популяції є функцією як (а) кількості людей, так і (б) впливу на навколишнє середовище на людину. Через цей контекст відносно багаті країни, такі як Канада, мають набагато більший вплив на навколишнє середовище, ніж можна було б передбачити, виходячи лише з чисельності їх населення. З іншого боку, вплив на навколишнє середовище бідніших країн менший, ніж можна було б передбачити на основі їх населення. Можна зробити висновок, що екологічна криза обумовлена як перенаселенням, так і надмірним споживанням ресурсів.

Зображення 1.4. Місця, де люди живуть, працюють, вирощують їжу та збирають природні ресурси, впливають багато видів антропогенних стресових факторів. Це призводить до екосистем, які не дуже природні за характером, такі як тротуар та трав'янисті краї цієї великої магістралі в Торонто. Джерело: Б.Фрідман.

Екологічно сталий розвиток

Сталий розвиток відноситься до розвитку економічної системи, яка використовує природні ресурси способами, які не виснажують їх або іншим чином не ставлять під загрозу їх доступність майбутнім поколінням. У цьому сенсі нинішня економіка людини явно не є стійкою. Причина цього сміливого твердження полягає в тому, що нинішня економіка досягає швидкого економічного зростання за рахунок енергійного виснаження як невідновлюваних, так і відновлюваних ресурсів (див. Глави 12-14). Економічне зростання і розвиток - це різні явища. Економічне зростання відноситься до збільшення розмірів економіки через розширення як населення, так і на душу населення використання ресурсів. Це зростання, як правило, досягається за рахунок збільшення споживання природних ресурсів, особливо невідновлюваних, таких як викопне паливо та метали. Швидке використання призводить до агресивного виснаження життєво важливих невідновлюваних ресурсів, і навіть поновлюваних. У Канаді, наприклад, значне економічне зростання досягається величезними інвестиціями капіталу, необхідного для видобутку та переробки великих нафто-піщаних ресурсів північної Альберти (див. Канадський фокус 13.1). Навпаки, порівнянний масштаб інвестицій у ініціативи з відновлюваної енергетики, такі як вітрова або сонячна енергетика, або в енергозбереження, сприяв би сталому розвитку.

Майже всі національні економіки останнім часом стрімко зростають. Більше того, більшість політиків, економічних планувальників та бізнесменів сподіваються на додаткове зростання економічної активності, щоб генерувати більше багатства та забезпечити краще життя громадян. У той же час більшість лідерів суспільства публічно підтвердили свою підтримку сталого розвитку. Однак вони плутають сталий розвиток із «сталим економічним зростанням». На жаль, постійне економічне зростання не є стійким, оскільки існують відомі межі через кінцеві запаси природних ресурсів, а також обмежену здатність біосфери поглинати відходи та екологічну шкоду, не зазнаючи незворотної деградації. Ця межа є основоположним принципом екологічної економіки (див. Розділ 12).

Економічний розвиток досить сильно відрізняється від економічного зростання. Розвиток передбачає поступове підвищення ефективності використання матеріалів та енергії, процес, який відображає соціально-економічну еволюцію до більш стійкої економіки. У цьому контексті так звані розвинені країни мають відносно добре організовану економічну інфраструктуру та високий середній дохід на душу населення (через свою останню характеристику вони також можуть називатися країнами з високим рівнем доходу). Приклади включають Канаду, США, Японію, країни Західної Європи та Австралію. Навпаки, менш розвинені країни або країни з низьким рівнем доходу мають набагато меншу економічну інфраструктуру та низькі доходи на душу населення. Приклади включають Афганістан, Болівія, М'янма та Зімбабве. Третя група складається з країн, що швидко розвиваються або середнього рівня доходу, таких як Бразилія, Чилі, Китай, Індія, Малайзія, Росія та Таїланд.

Стала економіка повинна принципово підтримуватися розумним використанням відновлюваних ресурсів, тобто вони не використовуються швидше, ніж швидкість їх регенерації. З цих причин термін сталий розвиток повинен стосуватися лише прогресу, що досягається у напрямку стійкої економічної системи. Прогрес у сталому розвитку передбачає наступні види бажаних змін:

• підвищення ефективності використання невідновлюваних ресурсів, наприклад, шляхом ретельної переробки металів та оптимізації використання енергії
• збільшення використання відновлюваних джерел енергії та матеріалів в економіці (для заміни невідновлюваних джерел)
• покращення соціальної справедливості з кінцевою метою допомогти всім людям (а не лише привілейованим меншинам) мати розумний доступ до предметів першої необхідності та зручностей життя

Незважаючи на рясну публічну риторику, наше суспільство ще не досягло значного прогресу в напрямку справжньої стійкості. Це сталося тому, що більшість дій, здійснених урядами та бізнесом, підтримували економічне зростання, а не сталий розвиток. Далі ми розглянемо ці питання в главі 12 та інших розділах цієї книги.

Сталий розвиток - це висока і необхідна мета для суспільства. Але якщо не буде досягнута стійка людська економіка, то нестійка економіка не вистачить ресурсів і може зруйнуватися. Це призвело б до страшних страждань для величезної кількості людей і колосальної шкоди біосфері.

Поняття сталого розвитку може бути розширено і на екологічно сталий розвиток. Ця ідея включає звичний аспект сталого розвитку, в якому країни розвиваються, не виснажуючи свою істотну базу природних ресурсів, по суті, базуючи свою економіку на розумному використанні відновлюваних джерел енергії та матеріалів. Однак крім цього екологічно стійка економіка працює, не спричиняючи безповоротної втрати природних екосистем або вимирання видів, зберігаючи при цьому важливі екологічні послуги, такі як забезпечення чистого повітря та води. Екологічна стійкість є розумним продовженням стійкості, яка фокусується лише на економіці людини. Розширюючись, щоб охопити інтереси інших видів та природних екосистем, екологічна стійкість забезпечує інклюзивне бачення справді гармонійного підприємства людей на планеті Земля. Виявлення та усунення бар'єрів на шляху екологічної стійкості є основними цілями та предметом екологічних досліджень. Це забезпечує основу для всього, що ми робимо.

Висновки

Наука про навколишнє середовище є надзвичайно міждисциплінарною сферою, яка займається питаннями, пов'язаними зі стрімким зростанням людського населення, використанням та зменшенням запасів природних ресурсів, шкодою, спричиненою забрудненням та порушеннями, а також впливом на біорізноманіття та біосферу. Це надзвичайно важливі питання, але вони пов'язані зі складними і погано вивченими системами. Вони також вступають у конфлікти між прямими людськими інтересами та інтересами інших видів та природним світом.

Зрештою, розробка та реалізація екологічно стійкої людської економіки вимагатиме широкого прийняття нових світоглядів та культурних установок, які базуються на екологічній та екологічній етиці, які включають врахування потреб майбутніх поколінь людей, а також інших види та природні екосистеми. Це буде найкращий спосіб боротьби з так званою «екологічною кризою», сучасним явищем, яке пов'язане зі стрімким зростанням населення, виснаженням ресурсів і шкодою навколишньому середовищу. Ця криза викликана сукупними наслідками збільшення чисельності населення та посилення екологічної шкоди на душу населення.

Нарешті, треба розуміти, що вивчення екологічних проблем — це не лише похмуре завдання розуміння жахливих проблем. Швидше, більша частина питання полягає в тому, щоб знайти способи відновлення багатьох збитків, які були заподіяні, і запобігти іншим, які можуть ще статися. Це корисні та надійні дії, і вони представляють необхідний прогрес у напрямку екологічно стійкої економіки.

Цитуються посилання та подальше читання

1. Армстронг, С.Дж. і Р.Г. Боцлер. 2003. Екологічна етика: дивергенція та конвергенція. Макгроу-Хілл, Колумбус, Огайо.
2. Боткін, Д. 1992. Дискордантні гармонії. Нова екологія 21 століття. 2-е изд. Преса Оксфордського університету, Нью-Йорк.
3. Браун, Л.Р. 2003. План C: Порятунок планети під напругою та цивілізації в біді. Нортон і компанія, Нью-Йорк.
4. Брітіш Петролеум (BP). 2013 рік. Статистичний огляд світової енергетики 2013. BP, Лондон, Великобританія. https://web.archive.org/web/20141023015532/http://large.stanford.edu/courses/2013/ph240/lim1/docs/bpreview.pdf
5. Каллікотт, Дж. На захист земельної етики: нариси з екологічної філософії. Державний університет Нью-Йорка Преса, Олбані, Нью-Йорк.
6. Центральне розвідувальне управління (ЦРУ). 2014 рік. Світова книга фактів. ЦРУ, Ленглі, Віргінія. https://web.archive.org/web/20140701051751/https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/rankorder/2001rank.html
7. Дежардін, Д.Р. 2000. Екологічна етика: вступ до екологічної філософії. 3-е видання. Уодсворт, Белмонт, Каліфорнія
8. Девалл, Б. і Г. Сешнс. 1985 рік. Глибока екологія: Життя так, ніби природа має значення. Книги сапсан Сміт, Солт-Лейк-Сіті, Юта.
9. Ерліх, П. і А.Х. Ерліх. 1991. Вибух населення. Баллантін, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
10. Евернден, Л.Л.Н. 1985. Природний іноземець: людство і навколишнє середовище. Університет Торонто Преса, Торонто, ON.
11. Евернден, Л.Л.Н., 1992. Соціальне творення природи. Джонс Хопкінс Прес, Балтімор, доктор медичних наук.
12. Фрідман, Б. 1995 р. Екологія навколишнього середовища: Екологічні наслідки забруднення, порушення та інших стресів. Академічна преса, Сан-Дієго, Каліфорнія.
13. Харгроув, Е.К. 1989. Основи екологічної етики. Прентіс Холл, Енглвудські скелі, Нью-Джерсі.
14. Кун Т.С. 1996. Структура наукових революцій. 3-е изд. Університет Чикаго Преса, Чикаго, Іллінойс.
15. Леопольд, А. 1949. Альманах округу Сенд. Преса Оксфордського університету, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
16. Лівінгстон, Д.А. 1994. Примат ізгоїв: Дослідження людського одомашнення. Ключ Портер Книги, Торонто, ON.
17. Міллер, Г.Т. 2006. Життя в навколишньому середовищі. Брукс Коул, Пасифік-Гроув, Каліфорнія.
18. Неш, Р.Ф. 1988. Права природи: історія екологічної етики. Університет Вісконсіна Преса, Медісон, Вісконсин.
19. Реган, Т. 1984. Earthbound: Нові вступні нариси з екологічної етики. Рандом Хаус, Нью-Йорк.
20. Роу, Дж.С. 1990. Головна Місце: Нариси з екології. Нові видавці, Едмонтон, AB.
21. Шумахер, Е.Ф. 1973. Малий - це красиво. Харпер і Роу, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
22. Співачка, С. 2003. Етика. Преса Оксфордського університету, Оксфорд, Великобританія.
23. Співачка, С. 2004. Звільнення тварин. Екко Прес, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
24. Бюро перепису населення США. 2015 рік. Міжнародні програми. https://www.census.gov/data-tools/demo/idb/informationGateway.php
25. Вакернагл, М. та Е.Е. Наш екологічний слід: зменшення впливу людини на Землю. Нове товариство видавців, острів Габріола, BC.
26. Уайт, Г.Ф. 1994. Роздуми про зміну сприйняття на Землі. Щорічний огляд енергетики та навколишнього середовища, 19:1—15.
27. Уайт, Л. 1967 р. Історичні коріння нашої екологічної кризи. Наука 155:1203—07.
28. Вілсон, Е.О. 1984. Біофілія. Преса Гарвардського університету, Кембридж, Массачусетс.