Глава 8	
человек   в   биосфере	

8.1.   Экология человека

8.1.1.   Человек  как  биологический  вид

Человек, являясь биосоциальным существом, в то же самое время является представителем биологического вида “Человек разумный” (Homo sapiens), принадлежащим к царству животных, типу хордовых, классу млекопитающих, подклассу плацентарных, отряду приматов, семейству гоминид*. Характерной чертой человека, отличающей его от животных, является, прежде всего, речь, способность к которой определяется развитием мозга, а также развитием артикуляционного аппарата. Речь, в свою очередь, является средством коммуникации, планирования совместных действий и, что очень важно, концептуального мышления. Второе важнейшее отличие, связанное с первым, это наличие крупного, сложного, хорошо развитого мозга, в котором увеличено (по сравнению с животными) не только количество нейронов, но, главным образом, количество межнейронных связей, то есть усложнена организация всего мозга и, прежде всего, коры его больших полушарий.
Человека отличает от животных абстрактное мышление, поэтому его иногда называют "животным, создающим символы". Кроме того, человеку, в отличие от других видов животных, характерны иные темпы онтогенеза**, а именно удлинённые периоды эмбриогенеза*** и детства, периода обучения и экономической и физиологической зависимости от взрослых.
Появление человека в биосфере было предопределено около        4,0**** млн. лет назад, когда произошло отделением эволюционной ветви предков человека. Это, по-видимому, случилось в Африке. Человек же, подобный современному, так называемый "кроманьонский человек" появился в биосфере всего 40 тыс. лет тому назад.
____________________
*  Другие семейства, входящие в отряд приматов, это семейство погнид – крупных человекообразных обезьян (орангутанов, шимпанзе, горилл) и семейство хилобатид – малых человекообразных обезьян (гиббонов).
** Онтогенез (от греч. онтос - сущее и генез - происхождение) индивидуальное развитие особи, включая всю совокупность её преобразований от зарождения до конца жизни, или “история индивидуальной жизни”.  Термин введён Э. Геккелем в 1866 г. 
*** Эмбриогенез (от греч. эмбрион - зародыш и генез - происхождение)  ранний период развития особи.
**** Встречаются  оценки  от 4  до 8  млн.  лет,  в  частности  по  расчётам   С.П. Кацицы это произошло 4,5 млн. лет назад.
Первые люди существовали под властью природы и в ее составе. Экологическая ниша этого вида определялась прежде всего его положением в трофических цепях. По своему положению в них человек является консументом (как и всякое животное он  гетеротроф, а по типу своего питания он  полифаг,  то есть, способен питаться пищей разного рода. Многие современные исследователи и врачи считают, что природой человек более всего предназначен и приспособлен к потреблению растительной пищи - зерновых и плодов. Сейчас человек занимает положение на вершине трофических пирамид, питаясь различными видами пищи. 
Численность первых людей была очень невелика и контролировалась различными природными факторами соответственно природной экологической нише, а именно, с одной стороны хищниками, паразитами, а с другой  конкурирующими видами человекообразных, внутривидовой борьбой. Кроме того, со временем численность человека регулировалась истощением кормовых ресурсов. По возможностям географического распространения Homo sapiens является  панойкуменным  видом, т.е. способен обитать на различных участках и в разных климатических зонах планеты. Как биологический вид человек может обитать только в пределах суши экваториального пояса (в тропиках и субтропиках) до высоты 3 ... 3,5 км над уровнем моря. 
Современный человек расширил границы своего местообитания: расселился во всех широтах, освоил глубины океана и космическое пространство.  Однако за  пределами своего первоначального ареала 
он может выжить не благодаря адаптации, а с помощью специальных защитных устройств и приспособлений (отапливаемые жилища, одежда, кислородные приборы и т.д.). Они имитируют среду обитания человека подобно тому, как это делается для экзотических животных и растений в зоопарках, ботанических садах, океанариях. Тем не менее, в отдельных случаях все экологические факторы вопроизвести не удается, как, например, гравитацию в космическом полете, после которого космонавтам требуется реадаптация. 
Выход человека из под контроля среды начался, примерно         10 тыс. лет назад, когда впервые появились признаки сельского хозяйства. Именно тогда человек перестал напрямую зависеть от ресурсной кормовой базы и начался постепенный рост его численности, больший, чем предусмотрено законами биосферы. В XIX – XX веках проявились признаки нового мирового демографического перехода  демографического взрыва. В 1960 ... 1965 гг. человечество насчитывало 3,5 млрд. человек, а к концу века эта цифра почти удвоилась, достигнув* 6 млрд. рубежа. По прогнозам в 2007 году нашей эры население планеты  будет насчитывать           7 млрд. человек 
____________________
* По расчётам специализированных организаций ООН это произошло в октябре 1999 г. 
8.1.2. Полиморфизм* популяции человека

Биологи выделяют несколько подвидов человека  расы: европоидная, австрало-негроидная, монголоидная и американоидная (американские индейцы).
 Ряд исследователей разделяет австрало-негроидную расу на две: австралийскую и негроидную. Каждая из рас представляет собой своеобразный   экотип, то есть морфофизиологический (структурно-функциональный) тип  человека, приспособленный к определенным экологическим условиям. Экотипы человека характеризуются определённым телосложением, биохимической конституцией (т.е. гормональным статусом, уровнем артериального давления, активностью ферментов), предрасположенностью или устойчивостью к определённым болезням, преобладанием некоторых психологических черт. Психофизиологический тип иногда называют конституцией. В каждой расе существует несколько типов конституций, при этом частота их встречаемости в известной мере связана с экологическими условиями проживания конкретной расы. 

8.1.3. Среда обитания человека

Среду обитания человека так же, как и любого живого организма, можно подразделить на несколько условных типов. Прежде всего это информационная среда, которую можно считать фильтратом внешних впечатлений, поступающих в мозг, которые зависят от видовых особенностей рецепторов, т.е. органов чувств. 
Другой вид среды  это минимальная среда, то есть наличие тех необходимых ресурсов, без которых невозможна сама жизнь. 
Третье понятие  это физиологическая среда жизни, то есть минимальная среда плюс наличие условий обеспечения некоторых более сложных потребностей, которые человек, как и любой другой живой организм, получает из среды. Это, например, не просто питание, а полноценное питание, или обеспечение потребности в движении и многое подобное. 
И наконец, самое широкое понятие окружающей среды  это экологическая среда, или непосредственная среда жизни (среда обитания каждого человека или группы людей), зависящая от многообразных экологических связей с окружающими организмами, как непосредственно обеспечивающими потребности людей, так и с другими организмами Земли. Таким образом, 
	экологическая  среда    это  вся природная  среда.	
____________________
* Полиморфизм (от греч. полиморфос - многообразный) - наличие в пределах одного вида резко отличных по облику особей, не имеющих переходных форм; частный случай - половой диморфизм. 
В свою очередь, среда жизни каждого отдельного человека, окружающая его как в природных экосистемах, так и в условиях городского или сельского существования, также подразделяется на несколько видов. 
Во-первых,  это собственно природная среда, т.е. те природные экосистемы, в которых живет данная группа людей. Этот вид среды имеет свойство самоподдержания и саморегуляции. 
Во-вторых  это агротехническая среда: сельскохозяйственные угодья, культурные ландшафты, зеленые насаждения, постройки, бульвары, сады и т.п. 
В-третьих  это социальная среда, в которой живет человек, его культурно-психологическое окружение, социум и та часть информационной среды, которая, по своему происхождению, связана с культурой, а не с природой. 
Социальная среда вырастает из биологической среды: из сообщества, этноса, семьи и т.п., но не может быть сведена к ней. Таким образом, социальная среда жизни человека  это следующий уровень организации живой материи. 

8.1.4.  Биологические потребности человека

Все потребности человека делятся на несколько групп. Прежде всего, это элементарные потребности: пища, одежда, жилище, воздух, вода. Следующая группа  это вторичные потребности в конкретных вещах и условиях при возможности их выбора. И наконец, третья группа потребностей, характеризующих человека  это псевдопотребности, т.е., потребности в предметах роскоши и следовании каким-то привычкам. 
К  базовым биологическим  потребностям человека помимо пищи, воздуха, воды, одежды и жилища может быть также отнесён целый ряд более сложных, но необходимых потребностей, а именно: 
•	отсутствие угрозы жизни и стихийных бедствий;
•	тепловой, акустический, электромагнитный комфорт;
•	состав воздуха, не приводящий к физиологическим или генетическим аномалиям и неприятным ощущениям;
•	питьевая вода, не только не загрязненная и не угрожающая здоровью, но и  приятная на вкус;
•	сбалансированность питания, включая калорийность пищи, обеспечивающей энергетические потребности человеческого организма, а также наличие незаменимых элементов пищи, таких, как незаменимые аминокислоты, витамины, жиры, белки, углеводы;
•	определенные вкусовые характеристики пищи и её безвредность, т. е. экологическая чистота;
•	продолжение рода и получение сексуального удовлетворения.
Кроме того, к  важнейшим  биологическим потребностям человека также относятся: 
•	полноценный сон и отдых, то есть, релаксация; 
•	защита от заболеваний и антропогенных загрязнений; 
•	пространственный комфорт (определенное место в пространстве для каждого человеческого существа - жизнь без переуплотнения); 
•	комфорт природной (биогенной) среды, причём необходима именно та природная среда, к которой адаптирована данная группа людей; 
•	ландшафтная природная среда (определенная высота над уровнем моря, наличие или отсутствие определенных ветров, диапазон колебаний температуры и влажности воздуха и т.п.); 
•	подвижность и труд (гиподинамия  одна из базовых причин многих типичных болезней городского населения); 
•	информация, необходимая для здоровья и развития мозга (причём немаловажны и объём, и качество этой информации);
•	биолого-социальный климат, т.е. определенное положение в иерархической структуре общества.
К естественным, эволюционно сложившимся потребностям относят и потребность в сопереживании, т.е. одной из эмоциональных основ поведения человека в социуме, а также наличие индивидуального участка в труде и жизни. 
Осознание своих потребностей очень важно для человека, ибо в соответствии с ним человек выстраивает свою субъективную систему ценностей. Если биологические потребности не реализуются, то они заменяются   псевдопотребностями,  например, в агрессии или лидерстве путём агрессии, либо в предметах роскоши. Подобная псевдокомпенсация, в конечном счете, ведёт не только к асоциальному поведению человека, но также и к нарушению многих экологических законов, т. е. правил поведения человека в природе. 
В физиологическом плане потребности человека и возможность их реализации тесно связаны с эмоциями, а эмоции в свою очередь являются очень важной составляющей мыслительного процесса - интеллектуальной деятельности человека. 
Таким образом, биологические потребности человека, с одной стороны, связывают физиологию человека с качеством среды его обитания (все базовые потребности обеспечиваются средой обитания). С другой же стороны, необходимость удовлетворения естественных потребностей человека приводит нас к проблеме сохранения здоровья.

8.1.5.  Экологические факторы и здоровье человека

Понимание здоровья у людей в разные времена существенно различалось. Существуют следующие основные   концепции здоровья. 
•	 Общепринятой концепцией здоровья с древних времен и по наше время считается просто отсутствие болезней. Такое понимание здоровья бытует с начала нашей эры, и его можно встретить в работах и древних, и средневековых, и современных врачей. 
•	 По биологическим представлениям здоровье есть способность организма сохранять гомеостатическое равновесие, т.е. устойчивость регуляционных систем организма. 
•	 По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) здоровье  это позитивное состояние, характеризующее личность в целом, то есть состояние физического, духовного и социального благополучия. 
Одним из главных показателей и следствий социального здоровья населения является такой социально значимый фактор, как  работоспособность. 
Рассмотрим некоторые наиболее типичные  патологические состояния и болезни человека. Прежде всего надо отметить, что патологическое состояние в каждом отдельном организме, у каждого отдельного человека возникает чаще всего не сразу, а путем накопления усталости, некомпенсированных стрессовых состояний, т. е. того, что в медицине часто называется состоянием "предболезни". Классифицируя болезни, их можно разделить на несколько основных групп. 
Первая группа  это наследственные заболевания, возникающие у носителей мутантных генов. При простом (менделевском) наследовании это наличие одного мутантного гена. Примерами таких болезней, которые вызваны мутациями (генными или хромосомными) являются синдром Дауна, появляющийся вследствие нарушений хромосомного набора, а также фенилкетонурия  болезнь обмена веществ, следствие генной мутации, грозящая ребенку умственной отсталостью, если он с самого рождения не получает особое (диетическое) питание. Генные мутации - причина таких болезней, как опухоль сетчатки (ретинобластома) и гемофилия. 
Кроме того, часто встречаются наследственные предрасположения к болезням, как  результат полигенного наследования. Часто  наследственное предрасположение имеется к язвенным и сердечно-сосудистым заболеваниям, сахарному диабету, различным видам аллергозов. 
Вторая группа патологических состояний – это так называемые "экопатологии", то есть болезни, вызванные факторами среды. Прежде всего это "болезни образа жизни", которые преимущественно связаны с недостаточностью или с избыточностью питания. 
Важным фактором, приводящим к болезням, является избыток рафинированной пищи, потребляемой населением экономически развитых стран, особенно жителями городов. Излишнее потребление животных жиров, сахара, различных консервов, колбас, копчёной рыбы  всё это способствует возникновению целого ряда системных болезней как отдельных органов пищеварения, так и всего организма в целом. 
Со средой обитания человека очень сильно связаны и такие факторы, которые определены общим термином "стрессорные". Это прежде всего факторы физического и химического стресса. Первые связаны с нарушениями светового, акустического или вибрационного режима, а также уровня электромагнитных излучений. Вторые (химические) стрессы чрезвычайно многообразны. В последние годы в различных технологических процессах синтезировано около 7 тысяч различных веществ, ранее чуждых для биосферы, так называемых  ксенобиотиков  ( от греч. ксенос - чужой и биотос - жизнь). Редуценты в естественных экосистемах не справляются с таким количеством чуждых веществ, для разложения которых в природе не существует специализированных биохимических механизмов, поэтому это очень опасные виды загрязнений. Организм человека также не справляется с этими чужеродными искусственными веществами, ибо не имеет средств их детоксикации. 
Помимо физических и химических стрессов, человек в современном мире часто сталкивается со стрессами перенаселения, характерными для больших городов, а также попадает в многочисленные психологически стрессовые ситуации, столь характерные для напряжённой социальной жизни. 
Понятие   стресс   было введено в медицину и в физиологию Гансом Селье в 30-х годах нашего века, который рассматривал стрессовую реакцию как неспецифическую реакцию человеческого организма, возникающую в ответ на повышенные требования среды, и дал ей ёмкое определение “адаптационный синдром”. Такое определение пригодно для стрессов, вызванных самыми различными причинами, и характеризует механизмы адаптации различных живых систем. Стресс как у животных, так и у человека является неспецифической нейрогуморальной* реакцией организма, которая осуществляется путём мобилизации нервной и гуморальной систем для борьбы с состоянием стресса. Состояние стресса  важнейший фактор регулирования размножения всех живых существ, т. е. фактор регулирования численности популяций.
Первой фазой стресса является фаза тревоги или мобилизации, когда нервная система, точнее рецепторы воспринимают сигналы из внешней среды, а нервные центры, оценив их значимость, передают команду гуморальной системе. После сложной цепи взаимодействий выделяются так называемые "гормоны стресса" - главным образом, это гормоны надпочечников. Далее организм вступает во вторую    ____________________
* Гуморальная регуляция (от лат. гумор - жидкость) - один из механизмов координации процессов жизнедеятельности в организме, осуществляемый через жидкие среды организма (кровь, лимфа, тканевая жидкость) с помощью биологически активных веществ, среди которых важную роль играют гормоны. 
фазу, называемую фазой сопротивления, когда под влиянием гормонов стресса все органы и системы организма начинают работать в режиме повышенной активности. Третья фаза стресса может протекать различными путями. Это может быть фаза компенсации (эустресс), когда организм справился со стрессовыми воздействиями и  выходит на более высокий уровень адаптивности.
Повторяющиеся эустрессы с возрастающей нагрузкой ведут к так называемой  реакции тренировки  и к всё большей адаптированности организма. Преодоленный стресс выводит человеческий организм на новый, более высокий уровень толерантности. 
Однако в случае, когда третья фаза стресса идет по другому пути, то возникает истощение организма, зачастую приводящее к болезни или даже к смерти. В последнем случае стресс - это истощающий стресс (дистресс). Исход стресса зависит не только от характера и силы воздействия вызвавшего его фактора, но также и от исходного физиологического состояния организма. 
Другой большой группой экопатологий, т. е. болезней, связанных с неблагоприятной средой, являются так называемые, природноочаговые заболевания (эндемические). Такие заболевания вызваны тем, что человек живет либо в очаге, где обитают возбудители какой-либо болезни (например, клещевого энцефалита, переносимого клещами), либо в районе земного шара, имеющем геохимические или геофизические особенности. 
Локальные участки поверхности Земли, имеющие аномалии физических полей, называются  геопатогенными зонами.     С ними связано явление "геопатогенного стресса", вызывающего учащенный пульс, повышенное артериальное давление, бессонницу, кошмары, раннюю смертность. Эти явления встречаются в местах, где выявлены разломы литосферы, поэтому их часто связывают с наличием радона, который через разломы выходит на поверхность из недр Земли. 
Наконец, последняя крупная группа болезней и патологических состояний человека связана с возрастными изменениями. Это так называемые болезни старения: ожирение, рак, диабет, гипертония  синдромы, связанные не только с возрастом, но и с экологическими факторами. Понятие биологического возраста отражает определенный комплекс морфофункциональных изменений организма, простым показателем которых являются работоспособность и адаптивность человека, его функциональная активность. 

8.1.6.    Защитные системы организма человека

Организм человека имеет ряд защитных систем, которые противостоят неблагоприятным воздействиям внешней среды, и в силу этого при различных экопатологиях они часто поражаются первыми. Первой барьерной системой являются кожные покровы, а также слизистые оболочки легких и пищеварительного тракта, через которые поступают различные вредные вещества, растворенные в воде или просто находящиеся в атмосферном воздухе. 
Второй защитной системой организма является  печень, обладающая способностью детоксикации вредных веществ (и даже ядов), попавших в организм вместе с пищей. Если печень человека оказывается перегружена токсическими веществами, то возникают тяжёлые заболевания, такие, как цирроз и онкологические заболевания. 
Главной барьерной системой, предназначенной для защиты целостности и здоровья организма, является  иммунная система.  Она включает процессы и средства клеточной защиты от бактериальных загрязнений внешней среды, а именно от попавших в организм бактерий и прочих возбудителей заболеваний биологического происхождения. В случае, когда иммунная система испытывает экологический стресс, её работа нарушается. 

8.1.7.  Онтогенез человека или этапы индивидуальной жизни

Онтогенез человека делится на несколько крупных периодов, которые свойственны развитию всех многоклеточных существ и особенно высших животных, сходных с человеком. 
Первый период – это  эмбриогенез,  то есть тот период развития, который проходит у человека в утробе матери, под защитой специального барьерного органа – плаценты. В свою очередь эмбриогенез, длящийся девять месяцев, состоит из нескольких принципиальных этапов. Первый – связан с оплодотворением, то есть с самим фактом встречи родительских половых клеток. Второй этап, которым собственно и начинается эмбриогенез – это превращение одной клетки – оплодотворенного яйца – в многоклеточный организм (дробление). Третий этап связан с началом дифференциации клеток в организме и знаменуется появлением в нём трёх первичных типов тканей. При этом в зародыше происходит перемещение клеточных пластов, а затем начинается этап органогенеза, то есть закладка и образование различных органов и систем организма, характеризуемый сложными явлениями дифференциации клеток и объединением их в структуры, образованием органов. 
Органогенез является достаточно длительным этапом и заканчивается примерно к двум месяцам. К этому же времени складывается защитная система материнского организма – плацента, которая в дальнейшем и питает, и защищает развивающийся плод. В остальные семь месяцев развития человека под защитой плаценты его органы приобретают функциональную активность и быстро растут.    
Вторым периодом, очень значительным и драматичным для человеческого организма, является   появление на свет,   то есть роды. Далее наступает  период детства,  первым этапом которого является грудное вскармливание, когда в течение года особенно важным для человека является фактор питания. За это время происходят большие изменения в нервной системе, созревают рецепторные системы (органы чувств), у ребенка закладывается интуитивный образ мира. 
Следующий этап детства продолжается до шести – семи лет, когда окончательно созревает нервная система и вместе с ней способность к познанию окружающего мира. Период детства сменяется препубертатным периодом, когда начинается и постепенно на протяжении нескольких лет происходит созревание эндокринной системы, завершающееся наступлением  юношеского периода,  когда у подростка созревает репродуктивная система и половые гормоны включаются в эндокринную систему регуляции организма. 
Все эти сложные процессы роста и созревания завершаются в среднем к 18 годам у женщин и к 20 … 21 году у мужчин, после чего следует длительный  репродуктивный период  – период мощной и согласованной работы всех систем организма. Это период воспроизведения, период размножения и наивысшей работоспособности человеческого организма во всех отношениях. 
После завершения репродуктивного периода (у женщин к 45 … 50 годам, у мужчин – несколько позже) начинается переход к  периоду старения, в котором принято выделять несколько стадий: климакс, пожилой возраст и долгожительство, начинающееся в наше время после 90 лет. 
В каждый из названных периодов наступает критическое для человеческого организма время, которое часто связано не только с изменением самочувствия и физического состояния, но (особенно у подростков и у взрослых) и с переоценкой ценностей жизни и с изменением поведения. 
Критические периоды в жизни каждого организма являются возрастными мишенями для действия любых факторов, и в том числе для неблагоприятных факторов среды. Это время наибольшей чувствительности ко всем стрессорным факторам окружающей среды. По данным медицинской статистики соответствующие возрастные периоды характеризуются повышенной заболеваемостью и  смертностью.
Экологическая агрессия воздействует на различные системы, функции формирования и развития человека. Основными мишенями воздействия агрессивных факторов среды и вызываемыми ими эффектами являются следующие. 
Прежде всего, это генетический аппарат человека, то есть ДНК, гены, хромосомы. Воздействие непосредственно на ДНК половых клеток приводит к мутагенному эффекту, что характерно для радиационного воздействия. 
Другой вид эффектов – это канцерогенный эффект, когда различные изменения в ДНК происходят не в половых, а в других клетках организма. При этом трансформация различных тканей и клеток в опухолевые может происходить под влиянием не только радиации, но и целого ряда химических веществ. 
Третий вид – это тератогенный эффект, то есть возникновение уродства у плода вследствие нарушений в процессе развития. 
Последний вид – это так называемый эмбриотоксический эффект, то есть врожденные изменения и болезни, не связанные с появлением уродств, но ведущие к тяжёлым функциональным поражениям, например, нервной системы. Они часто вызываются алкоголем и вирусными заболеваниями. 
Следующей мишенью является репродуктивная функция мужчин и женщин. Так в Москве за последние годы значительно выросло количество бесплодных мужчин и резко увеличилось количество страдающих бесплодием женщин. Изменения в репродуктивной функции связаны не только с химическим воздействием на половые железы, но также могут быть и результатом стресса, либо недостаточности или извращения питания, а также следствием повреждений на различных этапах матричного синтеза в клетках, вызываемых некоторыми антибиотиками и лекарственными препаратами. 
Одной из главных мишеней агрессивного воздействия среды является иммунная система, чувствительность которой повышается при действии пестицидов, промышленной пыли и других воздействиях окружающей техногенной среды. 
Важной мишенью токсического влияния техногенной среды является метаболизм человека. Прежде всего происходит поражение печени тяжёлыми металлами, алкоголем, инфекционной патологией, некоторыми вирусами. 
Серьёзной мишенью токсического влияния техногенных веществ, содержащихся в окружающей среде, является нервная система. Воздействие на центральную нервную систему ведёт к болезням, которые называют неврозами, а также страдает вегетативная нервная система и рецепторы. В частности, рецепторы (органы чувств человека) могут сильно повреждаться такими факторами среды, как изменение светового режима, вибрации, шумовые перегрузки и другие. 
Наконец, мишенью для различных отравляющих веществ, содержащихся непосредственно в пище или в воде, является желудочно-кишечный тракт, в частности его микрофлора, в результате чего возникает очень тяжёлая и достаточно распространенная в наше время болезнь – дисбактериоз. 

8.2.    Экология  человечества
	“Люди ведут такой образ жизни, какой их заставляет вести нужда”
                                     Аристотель	
8.2.1.   Популяционные характеристики человечества
Человечество, как и всякую популяцию живых организмов, характеризуют статистические характеристики: численность, плотность, пространственная структура, половой и возрастной состав, а также динамические характеристики: рождаемость, смертность, миграционная активность, скорость роста, продолжительность жизни, кривые выживания. Для человеческой популяции также существуют лимитирующие факторы. С одной стороны,  это ограничения распространения популяции в пространстве, а с другой стороны,  лимиты и регуляция численности населения. 
Численность популяций древнего человека в до сельскохозяйственную эпоху подвергалась регулированию (разд. 5.1) "сверху" – хищниками и паразитами, "со стороны" – конкурирующими видами, "изнутри" – каннибализмом, войнами, инфантицидом (умерщвлением детей) и, наконец, "снизу" – истощением ресурсов. По мере развития цивилизации всё бульшее значение для регуляции численности человечества приобретает фактор истощения ресурсов. 
Первые популяции людей на Земле, жившие собирательством и охотой, были более или менее равномерно распределены в пространстве. Они представляли собой группы людей, разбросанные по северной Африке и южной Европе. Затем постепенно, в средние века, начался процесс урбанизации*, который особенно интенсивно идёт в наше время. 
Если до 1900 г. в городах жили всего около 14 % населения, то массовая урбанизация в конце ХХ века уже стала определять характер распределения человеческой популяции на Земле. При этом существенную роль играют три демографических процесса: 
•	 миграция из сельских районов в город;
•	 естественный прирост городского населения;
•	 превращения сельских районов в города. 
В наши дни в городах живет примерно половина населения Земли**.  При сохранении таких демографических тенденций в ближайшие годы число горожан в мире удвоится через 20 ... 30 лет. Рост городов в настоящее время характерен преимущественно для стран третьего мира (три из пяти городов с населением около 15 млн. человек находятся в развивающихся странах).  Только  очень  небольшая
____________________
* Урбанизация (от лат. урбанус - городской) - процесс сосредоточения населения и экономической жизни в крупных городах. 
** Россия относится к странам с высоким уровнем урбанизации: в 1999 г. в 104 городах страны с населением свыше 100 000 чел. проживало 66,3 млн. жителей или более 45% всех жителей.
часть человечества заселяет многочисленные северные и экваториальные земли, где плотность населения гораздо меньше.
Урбанизация вызывает следующие проблемы: 
•	 изменения в природных экосистемах; 
•	 изменения в образе жизни, здоровье и психологии человека;
•	 геоэкологические проблемы (например, парниковый эффект, разрушение озонового слоя и другие).
В последние десятилетия, из-за роста уровня загрязнённости городской среды сложилась тенденция “расползания” городов и образования мегаполисов*, выражающаяся в образовании кольца спальных районов в зелёной зоне и в развитии “челночного” автотранспорта, доставляющего горожан к местам работы в центре и обратно. Всё это ведёт к усилению загрязнения и разрушения природных экосистем. 
Главными следствиями роста мегаполисов являются:
•	истощение энергетических ресурсов в связи с растущими потребностями населения и, в первую очередь, в транспорте;
•	загрязнение воздуха и, как следствие, фотохимический смог, парниковый эффект и кислотные осадки;
•	деградация водных, лесных, почвенных ресурсов;
•	потеря сельскохозяйственных угодий.
Мегаполисы представляют собой искусственную среду обитания человека, имеющую свои особые лимитирующие факторы в развитии и росте человеческой популяции. Современный город является неустойчивой экосистемой, с преобладанием гетеротрофных звеньев пищевых цепей. Городская среда для поддержания её (экосистемы) нуждается в постоянной заботе человека. Животный мир города достаточно разнообразен, однако, не является природным зооценозом и не имеет способности к саморегуляции. 
Животные города представлены в основном синантропными видами: крысами, тараканами, воронами, одичавшими кошками и собаками,   а  также  разнообразными  домашними   животными. На окраинах города  прикармливают и таких животных, как белки, зайцы, лисы, многие виды птиц. Почвенные биоценозы города сильно загрязнены, почвы переуплотнены, неплодородны, нуждаются в рекультивации.
Рассматривая комплекс проблем, связанных с урбанизацией и прогнозом развития человечества, С.П. Курдюмов и С.П. Капица предложили математическую модель, по которой определили оптимальную величину населения города – 300 тыс. человек. В результа-
____________________
* Мегаполис или мега(ло)полис (от гр. мегало - большой и полис - город) - “сверхгород”, гигантский город, образовавшийся в результате роста и фактического слияния многих городов и населённых пунктов.

те они пришли к выводу, что одним из условий выживания человечества должно быть его рассредоточение по Земле. 
Современному миру характерно огромное экономическое неравенство людей, живущих на нашей планете. На рис. 8.1. приведена диаграмма распределения доходов в мире, при построении которой всё население Земли сгруппировано по величине доходов и разделено на пять равных частей. На диаграмме показано, что 20 % самых богатых людей обладают 82,7 % мирового богатства, а 20 % самых бедных людей – лишь 1,4 % мирового богатства. Различие значительно и оно продолжает экспоненциально увеличиваться. 
Социальная стратификация людей в конце второго тысячелетия сопровождается столь же резким  делением государств на  две большие группы, которые развиваются и растут по различным законам – это экономически развитые и развивающиеся страны, условно называемые в документах ООН странами Севера и странами Юга.

	Рис. 8.1. Распределение доходов и экономическое неравенство в мире по данным ЮНДП*		

В странах с развитой экономикой в последние десятилетия происходит снижение рождаемости из-за того, что люди достигли высокого уровня  благосостояния и в их сознании происходит  изменение  системы 
____________________
* United Nation Development Program (UNDP) –  Программа ООН по развитию.
ценностей. На смену ценностям, связанным с большой семьей, родственными отношениями, приходят идеалы комфорта, уютной, спокойной жизни, требующие больших затрат на их обеспечение. Таким образом, явно обозначился кризис сознания, ведущий к более высокому уровню потребления и препятствующий росту рождаемости населения. 
В развивающихся странах, таких, как страны Африки, Индия, Индонезия, Малайзия и других, рост численности человеческой популяции до сих пор чрезвычайно активен. Там одновременно очень велики и рождаемость и детская смертность при сравнительно низкой продолжительности жизни. 
Из-за социального и экономического кризиса 90-х годов состояние популяции человека в России в конце ХХ в. оказалось в критическом положении, ибо к этому времени смертность сильно выросла, а средняя продолжительность жизни вместе с рождаемостью уменьшились. Странам, находящимся в кризисном состоянии (таким, как Россия) волна вымирания угрожает в первую очередь. 
Развитые и развивающиеся страны отличаются и пространственным распределением человеческих популяций. Так, если в развитых странах большая часть населения живет в городах, то в развивающихся странах велика доля людей, живущих в сельской местности. В связи с этим у них различаются образ жизни и факторы, регулирующие и лимитирующие численность их населения. 
Для развитых стран лимитирующим фактором развития прежде всего является загрязнение окружающей природной среды, связанное с высоким уровнем потребления. Чем выше уровень потребления, тем выше расходы энергии, расходы природных ресурсов, и тем интенсивнее происходит загрязнение окружающей природной среды отходами производства, потребления и быта. 
Для развивающихся стран главным лимитирующим фактором является демографический. Высокая рождаемость сопровождается высокой смертностью и численность населения этих стран растёт в геометрической прогрессии. В этих странах, как в любом аграрном обществе, при семейном хозяйствовании используются каждые рабочие руки, включая детские. При высокой смертности для того, чтобы в хозяйстве осталось 2 – 3 взрослых работника, семье нужно иметь хотя бы 8 – 9 человек детей. Во многих развивающихся странах дети составляют почти половину населения. 
Индустриальному обществу, наоборот, характерны небольшие семьи, ибо, как правило, выживают все дети, а их воспитание и образование стоит достаточно дорого. Для общества не менее дорого стоит и последующее содержание каждого его члена, что объясняется высоким уровнем потребления в таких странах. Так, в Индонезии, для обеспечения жизни одного человека расходуется примерно в 10 раз меньше природных ресурсов, чем в США.
 Индикаторами качества жизни и состояния здоровья человеческой популяции в разных странах мира являются следующие показатели: средняя ожидаемая продолжительность жизни и стандартизованная смертность (суммарная смертность от любых причин, включая младенческую и материнскую). 
В целом качество жизни в стране определяется количеством и распределением валового национального продукта, т.е. отношением валового национального продукта к численности населения. Так,       25 % населения планеты, живущего в развитых странах, потребляют 80 % мирового валового продукта. 
В развитых странах общий коэффициент прироста населения (за вычетом смертности) составляет 0,6 % в год, а в развивающихся странах достигает 2,1 % в год. Используя эти данные в качестве исходных, можно получить, что время удвоения численности населения развитых стран составляет 117 лет, а развивающихся – всего 33,5 года. 

8.2.2.  Проблемы  питания  и  производства продовольствия

Почти 90 % всех продуктов питания человечество получает благодаря земледелию.  Земледелие – возделывание сельскохозяйственных растений с целью получения урожая. Основой земледелия являются почвы. В принятой в 1983 г. международными  организациями, входящими в состав ООН, “Всемирной хартии почв” говорится: “Среди главных ресурсов которыми располагает человек, выделяется земля; к ней относятся почвы, вода, растения и животные: эксплуатация этих ресурсов не должна вызывать их деградацию или разрушение, так как жизнь человека зависит от их неиссякаемой продуктивности”. 
В мировой практике земледелия наблюдается прямая зависимость уровня сельскохозяйственного производства от применения минеральных удобрений, органических удобрений (навоз животного происхождения, перегной растительного происхождения, компост) и пестицидов. 
Культивирование сельскохозяйственных культур без севооборотов повышает интенсивность использования почвы, снижает естественное плодородие и требует повышения доз внесения удобрений. По данным ФАО*, внесение 1 кг питательных веществ удобрений (N + P2O5 + K2O) в среднем даёт прирост урожая пшеницы на 7,3 кг, риса – 8,6 кг, кукурузы – 8,8 кг, хлопчатника –   2,7 кг. Специалисты США так оценивают влияние различных факторов на урожайность сельскохозяйственных культур:  удобрения – 41 %,  гербициды – 15 ... 20 %, благоприятная почва – 15 %, гибридные семена – 8 %, ирригация – 5 %, пашни, прочие факторы  – 11 ... 16 %. В странах Западной Европы и 
____________________
* От англ. FAO - Food and Agriculture Organization UN – Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН.
Японии в последние годы вносят свыше  300 кг минеральных удобрений на 1 га. В  нашей  стране  к началу 90-х годов на 1 га вносили около 115 кг минеральных удобрений. 
Кроме удобрений фактором мощного химического антропогенного воздействия на почву является применение пестицидов.  Пестициды (от лат. пестис - зараза и цидо - убивать) – химические соединения, используемые для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, для уничтожения паразитов на коже домашних животных и борьбы с переносчиками заболеваний. К пестицидам относятся также вещества для регуляции роста и развития растений (ауксины, гибериллины), удаления листьев (дефолианты), уничтожения растений на корню (десиканты), отпугивания животных (репелленты), уничтожения нежелательных в хозяйстве насекомых (инсектициды), вещества применяемые для борьбы с возбудителями грибковых заболеваний у растений (фунгициды). 
Ряд пестицидов (в частности ДДТ), был создан на основе синтетических органических соединений и оказались весьма эффективными (недорогими и губительными для многих видов) не только против насекомых – вредителей посевов, но и насекомых – 
переносчиков болезней (вшей, комаров и др.). В 1948 г. за открытие пестицида ДДТ (дихлордифенилтрихлорэтана) швейцарец Пауль Мюллер получил Нобелевскую премию. Этот ядохимикат долгое время широко применялся на полях при выращивании продовольственных и кормовых культур, считаясь совершенно безвредным для теплокровных животных. В качестве препарата для борьбы с майским жуком ДДТ распылялся с самолетов и при этом попадал не только на растения и почву, но и в водоёмы, а также разносился воздушными потоками на значительные расстояния.  
В 1972 году немецкие учёные установили, что производные продукты ДДТ и такие пестициды, как каптан и дибромметан, обладают мутагенным действием, т.е. воздействуют на наследственность. Особенностью многих пестицидов, в том числе и ДДТ, является способность накапливаться в жировых тканях животных и организме человека, употребляющего содержащую пестициды пищу (правило "биотического усиления)
 Применение ДДТ последние годы резко сокращено, хотя в отдельных случаях он по-прежнему считается наиболее пригодным, например для борьбы с малярией. Решая проблему применения пестицидов, чаще всего выбирают наименьшее из двух зол. Так, благодаря ДДТ на острове Маврикий произошел взрыв численности населения при постоянной с 1900 г. рождаемости. Применение пестицида снизило детскую смертность со 150 до 50 случаев на 1 тыс. детей. 
В настоящее время в большинстве экономически развитых стран мира наблюдается тенденция снижения объёмов применения химических средств защиты растений. Например, в США за период с 1975 г. по 1985 г.  их производство сократилось с 727 тыс. тонн   до 337 тыс. тонн. 
По оценке, проведенной по заданию ФАО, первоклассные земли, способные давать высокие урожаи по 2 - 3 раза в год, занимают всего 400 млн. га. Земли второго класса, урожайность культур на которых составляет 40 ... 60 % от урожайности первоклассных, занимают 500 млн. га, а земли третьего класса с урожайностью, не превышающей 20 ... 40 % от урожайности культур на первоклассных землях, занимают 1500 млн. га. Продукция, полученная на землях третьего класса, не конкурентно способна на мировом рынке и используется только местным населением.  
По расчетам ФАО в 2000 г. при населении  6,1 млрд. человек потребуется 5 млрд. тонн зерна. В то же время в результате неправильной эксплуатации земель происходит ускорение эрозии, засоление, дефляция (выдувание, обтачивание и шлифование минеральными частицами, переносимыми ветром) почв. Подсчитано, что из-за нерационального использования человечеством уже потеряно около 1500 млн. га земель. Ежегодно выбывает из сельскохозяйственного использования:
•	 8 млн. га – за счёт застройки населенными пунктами, транспортными магистралями, горными разработками и пр.;
•	 3 млн. га – за счёт ускоренной эрозии;
•	 2 млн. га – за счёт опустынивания и ускоренного иссушения;
•	 2 млн. га – за счёт вторичного засоления или аккумуляции токсичных соединений.
Резерв интенсификации сельскохозяйственного производства - это мелиорация почв, использование высокопродуктивных сортов культурных растений, методов и приемов их защиты.  Мелиорация –  это совокупность мероприятий по коренному или с расчётом на длительный срок значительному изменению природной среды с целью её улучшения для ведения хозяйства (сельского, лесного и др.) или для жизни людей. 
Цель мелиорации почв – повышение плодородия путём искусственного регулирования водного, воздушного, теплового, солевого, биохимического и физико-химического режимов с помощью разнообразных приёмов. Всего выделяют 35 видов мелиорации, включая орошение, осушение, борьбу с эрозией почв, оползнями, наводнениями, агролесомелиорацию, фитомелиорацию* и прочие. 
В большинстве стран мира плодородный слой почвы постепенно переходит из категории  потенциально возобновимого в категорию невозобновимого ресурса, который быстро истощается. Почва - незаменимая основа сельского хозяйства, источник топлива и других материалов. 
____________________
* Фитомелиорация - комплекс мероприятий по улучшению условий природной среды с помощью культивирования или поддержания естественных растительных сообществ: создание лесополос, посев трав и т.п. 
8.2.3.  Факторы, лимитирующие развитие человечества

За последние 40 лет в человеческом обществе, а в результате и  на планете в целом произошло столько событий, сколько раньше – за 1000 лет. Признаками, сопутствующими современному этапу развития технологической цивилизации, являются экспоненциальный рост населения Земли, постепенное истощение ресурсов, а также растущее загрязнение окружающей природной среды (ОПС). 
Демографический  взрыв
Первопричиной современного экологического кризиса являются демографические проблемы человечества, связанные с экспоненциальным ростом численности и с усилением миграции населения. 
Считают, что первые люди во времена, когда они начали овладевать огнём и заселять Европу, представляли собой популяцию численностью не более 1 млн. человек. Это было ещё до перехода к  земледелию, то есть до того, как человек вышел из-под влияния естественного отбора. С началом земледелия и скотоводства численность человеческой популяции возросла примерно до 100 млн. человек, рис. 8.2.
Средняя продолжительность жизни в древнем мире была невелика, так, в Древней Греции она не превышала 20 … 25 лет. В xvii – xix веках условия жизни начали улучшаться, медицина шагнула вперед. В конце XIX в. и особенно в ХХ в. произошли коор-

	Рис. 8.2. Динамика изменения численности населения Земли на протяжении человеческой истории и её взрывообразный рост в наши дни по Ф. Рамаду с дополнениями		
динальные изменения в этой области, благодаря чему уменьшилась детская смертность, продолжительность жизни перешагнула 25 … 30-летний рубеж (границу достижения репродуктивного возраста) и начался очень быстрый, экспоненциальный рост численности человеческой популяции. Всё это и стало началом современного демографического взрыва.
После второй мировой войны со всеми её жертвами на Земле в    1950 г. проживало 2,5 млрд. человек,  в 1982 г. общая численность населения планеты превысила 5 млрд., а в 2000 г. она уже составляла более 6 млрд. человек, т.е. стала почти в 2,5 раза выше, чем в 1950 г.
Географически рост происходит неравномерно. За последнее время особенно быстро росло население Китая, Индонезии, Индии, стран Африки и Латинской Америки. В СССР рост численности населения был большим за счёт республик Средней Азии. В России же незначительный рост, происходивший до 1992 г., сменился нарастающим снижением численности населения.
Миграционные потоки в разных странах мира имеют разные причины и происходят с различной интенсивностью. За счёт иммиграции  довольно быстро выросло население США и Израиля. Увеличиваются потоки экологических беженцев, что связано с истощением земель в развивающихся странах, голодом, перенаселением. 
Истощение природных ресурсов
Истощение ресурсов идет по нескольким направлениям. Во-первых, истощаются невосстановимые ископаемые энергоресурсы биогенного происхождения – уголь и нефть. Их запасы пока ещё достаточно велики; кроме того, биосфера имеет и альтернативные несчерпаемые источники энергии: ветер, приливы и отливы, солнечная радиация. Во-вторых, истощаются такие трудновосстановимые ресурсы, как почва и леса. Почвенный покров планеты страдает от эрозии, от которой катастрофически убывает плодородный слой. 
Катастрофичной в данное время является вырубка* тропических лесов, которые являются одним из крупнейших источников кислорода, жизненно важного ресурса нашей планеты, возобновляемого биотой. В случае уничтожения лесов в экваториальной зоне и в Амазонии и как следствие снижения содержания кислорода в атмосфере планеты, человечество и само существование биосферы** окажутся под угрозой гибели от гипоксии. 
Другим значительным источником кислорода является фитопланктон тропического океана. Но и этот источник кислорода находится под угрозой, так как океан с громадной скоростью загрязняется отходами промышленного и сельскохозяйственного производства.
________________
* Иногда в литературе в данном контексте встречается термин "сведение лесов".
** В настоящее время почти всё живое на Земле нуждается в кислородной атмосфере. 

В третьих, из-за загрязнения водоёмов под угрозой исчезновения оказались запасы чистой пресной воды. Загрязняясь биогенами, водоёмы подвергаются эвтрофизации многие из них превращаются в болота, становясь непригодными для жизни рыб ценных промысловых пород. При  загрязнении  абиогенными  продуктами  сельскохозяйственного и 
промышленного производства, такими, как тяжёлые металлы и ксенобиотики, воды становятся токсичными для своих обитателей. Эта опасность – результат стока воды с полей и ферм, от промышленных объектов. В загрязнение воды и почвы весомый вклад вносят:
•	сельское хозяйство вследствие применения удобрений, пестицидов, гербицидов и иных химикатов и особенно при использовании их в произвольных количествах;
•	промышленность из-за недостаточно совершенных очистных сооружений. 
Загрязнение среды обитания
Человек для удовлетворения собственных нужд вовлёк в сферу  своего потребления большое количество новых для биосферы веществ и материалов, не имея при этом достаточных сведений о их безопасности. В конце второго тысячелетия на нашей планете с коммерческими целями производится около 100 000 химических веществ, но 95 % объёма мирового производства приходится всего на 1500 из них. 
Механизм пагубного воздействия результатов хозяйственной деятельности человека на живые организмы нашей планеты рассмотрен в разд. 8.3.1. Особенностям и масштабам ускоряющегося антропогенного загрязнения биосферы, связанного с развитием промышленных и сельскохозяйственных производств, посвящена глава 9.

8.3.  Экологические  кризисы  и  катастрофы

В истории планеты многочислены примеры экологических кризисов и катастроф различного масштаба. Они неоднократно потрясали биосферу, несли гибель многим видам живого и существенно меняли генотипический состав биоты. Нарастание негативных последствий антропогенного воздействия на биосферу привело к современной кризисной ситуации в ней. 
Кризисы, бедствия и катастрофы – всеми этими терминами называют нарушения природного экологического равновесия, потерю биологическими системами устойчивости. При этом  кризисы  не разрушают систему полностью, а приводят её в состояние неустойчивости, из которого возможен выход к изменению уровня функционирования или управления системой, но возможен и выход к гибели системы. Таким образом, кризис ещё может быть обратим.   Катастрофой  же называется комплекс изменений в системе, которые ведут к её исчезновению. При катастрофе нарушается одновременно большое количество взаимосвязей, прекращает функционировать системообразующий фактор, и система как таковая перестает существовать. 
В наши дни более 90 % мировых стихийных бедствий приходится на наводнения, ураганы, землетрясения и засухи. Оставшиеся 10 % в сумме составляют сели, цунами, торнадо, снегопады и т.п. По материальному ущербу для человека наиболее значимы наводнения, а по числу человеческих жертв – ураганы. 

8.3.1.   Особенности антропогенного действия на биоту

Действие антропогенных загрязнений на биоту имеет важные особенности. Прежде всего это то, что дозовый эффект действия различных чуждых веществ или излучений на биологические системы, как правило, бывает нелинеен, а именно действие малых доз зачастую является несоразмерно сильным. Нелинейность дозового эффекта выражается в том, что для некоторых веществ (таких, как опасные канцерогены) или для ряда мутагенных факторов (как ионизирующая радиация) безопасных доз и концентраций просто не существует. Опасность таких факторов среды связана также с наличием кумулятивного эффекта, то есть с накоплением неблагоприятного воздействия на организм. В частности, в организме человека кумулятивный эффект загрязнений проявляется как накопление стресса, общая усталость, напряжение, переходящие в предболезнь. Для всех антропогенных воздействий характерно синергическое, т.е. совместное действие. Если даже малые концентрации каких-либо химических веществ действуют на один и тот же организм одновременно, то возможен самый разнообразный интегральный эффект. Одни вещества могут усиливать или ослаблять действие других, а в некоторых случаях возможен неожиданный результат. 
Многим загрязнениям характерно триггерное* действие, а именно то или иное загрязнение может вызвать цепную реакцию, начинающуюся с какого-то одного наиболее чувствительного вида. Далее реакция передается по трофической сети и ведёт к тому или иному поражению целой экосистемы. 

8.3.2.   История антропогенных экологических кризисов

История биосферы изобилует примерами локальных экологических кризисов.  Кризисами,   вызванными   антропогенными  воздействиями, принято считать следующие.
Первый антропогенный экологический кризис произошёл         10 ... 50 тыс. лет назад и был  кризисом перепромысла животных (кризисом консументов),  т.е. в результате интенсивного развития охоты произошёл перепромысел крупных животных-консументов. Выход из кризиса был найден в ходе сельскохозяйственной революции, ознаменовавшейся переходом к производящему хозяйству. 
Истощение плодородия почв вызвало  кризис примитивного поливного земледелия (кризис продуцентов). Решить 
________________
* Триггер (от англ. trigger) - спусковой крючок, собачка.
проблему удалось в результате второй сельскохозяйственной революции, переходом к широкому освоению неполивных земель. 
Следующий кризис, который принято считать вторым антропогенным кризисом, произошёл 150 ... 350 лет назад. Это был кризис перепромысла растительного материала (также кризис продуцентов). 
Далее, 40 ... 60 лет назад, в связи с развитием научно-технической революции начался и продолжается в настоящее время третий антропогенный кризис или глобальный    кризис физического и химического  загрязнения биосферы, угрозы нехватки минеральных ресурсов. Это кризис редуцентов, которые уже не в состоянии справляться с разложением всего постоянно растущего “антропогенного букета загрязнений”. Особые проблемы возникают с теми впервые синтезированными человеком веществами, которые не имеют природных аналогов, а следовательно, для которых в природе нет организмов, способных редуцировать эти вещества до исходных химических элементов. 

8.3.3.  Современный экологический кризис

В наши дни третий антропогенный кризис дополнился четвёртым  глобальным термодинамическим (тепловым)  кризисом,  который можно назвать энергетическим кризисом потребления. Кроме научно-технической революции он вызван кризисом сознания и увеличением потребления, сопровождающимися тем, что идеалы потребительства стали превалировать над прежними идеалами человечества. 
Термодинамический кризис вызывает климатические изменения в биосфере, которые связаны и с парниковым эффектом, возникающим из-за загрязнения атмосферы парниковыми газами (разд. 9.1.1.1). Растущее потребление энергии и выделение парниковых газов грозит планете глобальной экологической катастрофой. Произойдёт повышение уровня Мирового океана и затопление прибрежных земель (таких, как земли северной Европы) и многих крупных городов. Кроме этого, уже сейчас наблюдаются локальные кризисные климатические ситуации, связанные с возникновением торнадо, цунами, резкими перепадами погоды, наводнениями  всё это результат нарушения термодинамического режима нашей планеты. Выброс газов в атмосферу ведёт к ещё двум опасностям -  выпадению кислотных осадков (разд. 9.1.1.3) и разрушению озонового слоя (разд. 9.1.1.2). 
Основные критические процессы в биосфере это: 
•	достижение человеком и значительное (в наши дни на порядок) превышение порога энергетического лимита; 
•	разрушение природных экосистем. 
В ХХ веке человек направил поток биосферной энергии в антропогенный канал. В начале нашего века человечество потребляло примерно 1 % чистой биосферной продукции, а к концу века эта цифра увеличилась в 10 раз. Кроме того, первичная продукция оказалась разрушена ещё на 30 %, и при этом часть её перераспределяется человеком в пользу сопровождающей фауны, т.е. домашних животных, крыс, мышей, тараканов, микроорганизмов. В результате нарушается круговорот биогенов, меняется их естественная концентрация во всех средах, а в итоге неуклонно снижается биоразнообразие. В настоящее время ежегодно гибнет примерно 50 тысяч биологических видов. 
Современная эпоха характеризуется нарастающей необходимостью соблюдения так называемого экологического императива*, т.е. жёсткого требования учитывать в хозяйственной деятельности человека природные экологические законы и ограничения, а также не превышать пределы экологической ёмкости природных экосистем.  Иными словами  принцип  экологического  императива  состоит в следующем. 
	цели экологического развития первичны по отношению к целям экономического развития		
На основе данных о ёмкости биосферы были проведены расчёты энергетического лимита хозяйственной деятельности человечества. Получено, что лимит составляет 0,74 . 1012 ТВт, тогда, как валовая мощность энергетики современного общества (включая энергию ископаемых топлив), по данным В.Г. Горшкова, оценивается в        18 ТВт или в 24 раза больше допустимой величины.  
Энергетика природных биоценозов построена таким образом, что микроорганизмы (мелкие грибки и бактерии) потребляют примерно 90 % энергии растительной биомассы, мелкие беспозвоночные живот- ные потребляют ещё около 10 %, а на долю крупных животных (в том числе позвоночных) остается всего 1 %. Эти организмы имеют малый коэффициент полезного действия и их роль в биоте заключается в тонкой настройке функционирования сообществ. Следовательно, человек в естественных границах биосферы должен потреблять не более одного процента добытой энергии, то есть тратить только 1 % на свои нужды, а 99 %  на поддержание биоты. 
Биота является на данный момент единственным механизмом результативного управления окружающей природной средой, в которой только и может существовать человек. Сейчас энергетическая мощность биоты составляет примерно 1/1000 бюджета приходящей на Землю солнечной энергии. Столь малая часть регулирует климат, формирующийся за счет всего остального бюджета солнечной энергии. Увеличение доли биоты приведёт к дисбалансу в климате планеты. Поэтому, эта величина и является энергетическим лимитом, т. е. естественным барьером для дальнейшего увеличения хозяйственной деятельности человека. 

___________________
* Императив (от лат. императив - повелительный) – повеление, настоятельное требование, всеобщий обязательный закон.