Природа и общество - [4]

Глава 1 представляет введение в экологию и в метод фазовых портретов на материале популяций насекомых с ежегодной сменой поколений. Такие популяции поддаются полной классификации, служащей образцом будущей популяционной экологии. В главе 2 рассматривается динамика промышленного загрязнения, весьма напоминающего нашествия насекомых и исследуемого тем же методом фазовых портретов. Глава 3 говорит о методах борьбы с экологическим ущербом – о серьезных и несерьезных штрафах. В главе 4 мы переходим от "локальной" экологии к "глобальной", ограничиваясь здесь тремя динамическими процессами: потреблением энергии, ростом народонаселения и "парниковым эффектом". В этой же главе дается сравнительная экологическая оценка разных видов энергии.

Главы 5 – 8 составляют "экономический цикл". В главе 5 дается новое изложение теории свободного рынка и образования цен, восходящей к Адаму Смиту. При этом от читателя не требуется никакого знакомства с экономической наукой. Глава 6 содержит новую теорию продаж и рекламы. В главе 7 описывается рынок рабочей силы в его нынешнем виде и формирование заработной платы. Глава 8 резюмирует проблему безработицы, в особенности появление класса хронически безработных.

Глава 9 стоит на границе экологии и экономики: в ней описывается конкуренция между двумя видами эксплуатации природных ресурсов.

Глава 10, пограничная между экологией и социальной психологией, объясняет долговременные экологические мотивы населения.

Глава 11 посвящена "космической" экологии и ее "земным" применениям. Здесь рассказывается об уникальном эксперименте красноярских биофизиков – искусственных замкнутых биосферах. Полученные результаты могут быть применены не только в Космосе, но и в земных условиях – рассматривая Землю как большой космический корабль.

Глава 12 содержит "политический цикл", в том числе анализ избирательных процедур и некоторые новые процедуры голосования, устраняющие искажение воли избирателей.

В Заключении говорится о неэкономической мотивации человеческого поведения. Такая мотивация, которую мы называем "творческой", в наше время подавляется рыночными стимулами, но ей принадлежит будущее – если только нашему виду суждено выжить.

Параграф о проверке результатов выборов с помощью закона Ципфа – Парето написан, по нашей просьбе, В.Г. Суховольским, впервые применившим этот метод к избирательным процедурам. Мы благодарны ему также за критику остальной части последней главы, за которую несем ответственность только мы.

Мы благодарим И.И. Гительзона, внимательно прочитавшего всю книгу и сделавшего ряд замечаний и поправок.

В.В. Межевикин помог нам своими консультациями по биохимии, что позволило уточнить изложение главы об искусственных биосферах. Мы благодарны ему за внимание к нашей книге и положительную оценку ее мотивов.

Неоценимую помощь оказал нам также В.А. Слепков, критические замечания которого особенно повлияли на изложение главы о свободном рынке.

Глава 1. Экологические микрокатастрофы

Мы начнем с простейшей модели, позволяющей понять ряд важных проблем: стабилизацию популяций, циклические процессы в популяциях и вспышки массового размножения. Как мы увидим, эта модель позволяет без вычислений, с помощью простых графиков описать и прогнозировать внезапное многократное возрастание численности популяции, которое и называется "вспышкой массового размножения". В некоторых случаях такие вспышки провоцировал человек, привозя новые виды животных и растений в страны, где отсутствовали условия, регулирующие их численность, – например, где у них не было естественных врагов: так произошло в Австралии размножение кролика, ввезенного туда европейскими колонистами, или в Европе и Азии размножение американского вредителя картофеля – случайно завезенного колорадского жука. Но надо иметь в виду, что такие вспышки размножения были всегда, и независимо от человека: это общее явление природы, как можно видеть в общеизвестных нашествиях мышей, леммингов или саранчи.

Закономерности этого явления проще всего объяснить в случае размножения насекомых, питающихся деревьями. Классический пример их вспышек размножения представляет хорошо изученный черный большой усач, обитающий в Саянских горах. Вспышка начинается, когда насекомые почти не заметны в лесу, но за несколько лет их число возрастает в 10 раз, и вспышка прокатывается по лесу, уничтожая на своем пути значительную часть деревьев, затем она затухает, и насекомых опять почти не видно.

Фазовые портреты

Для изучения динамики популяции важно знать, каким образом по численности насекомых в текущем году можно предсказать, сколько их будет в следующем. Пусть на некотором участке в текущем году оказалось К насекомых, а в следующем – М. Тогда отношение М/К измеряет, во сколько раз увеличилось число насекомых (если это отношение больше 1), или уменьшилось (если оно меньше 1). Отношение М/К называется коэффициентом размножения рассматриваемого вида на выбранном участке. Если природные условия на участке мало меняются, а насекомые распределяются на нем равномерно, то их численность пропорциональна площади, и отношение М/К для любой части участка одно и то же. Поэтому достаточно брать для исследования участки одной и той же площади, например, в 1 кв. километр. Конечно, в разных частях леса отношение М/К может быть различно, в зависимости от природных условий, и – что наиболее важно для дальнейшего – оно может меняться от года к году: в самом деле, уже имеющаяся численность насекомых должна влиять на процесс размножения, поскольку от нее зависит, сколько остается в лесу пищи и удобных мест для поселения. Ясно, например, что если насекомых становится слишком много, то есть происходит перенаселение, то их размножение должно замедлиться, так как часть потомства не может выжить.