Лекція Предмет, метод І завдання дисципліни

Вид материала

Лекція

Содержание Лекція 14. Наукові засади раціонального природокористування. 2. Екосистеми та їхня структура

Подобный материал:

• 1. Предмет та завдання дисципліни „Історія економіки та економічних вчень" Предмет,, 53.68kb.
• 1. 1 Предмет, завдання та зміст дисципліни „Операційний менеджмент, 1063.19kb.
• 1. Предмет та завдання дисципліни „Історія економіки та економічної думки" Предмет,, 53.73kb.
• Вступ мета І завдання навчальної дисципліни, 1615.18kb.
• Програма дисципліни, 33.4kb.
• Тема Предмет І метод мікроекономіки, 35.31kb.
• Вступ до дисципліни. Предмет І завдання курсу Цілі та завдання курсу. Міждисциплінарні, 278.37kb.
• Лекція №1 Тема Поняття, предмет, метод, система кримінально-виконавчого права, 236.64kb.
• Навчальна програма курсу 5 > Теми рефератів І практичні завдання до вивчення тем, 475.97kb.
• 1. Предмет І метод статистики Тема Статистичне спостереження, 88.31kb.

Лекція 14. Наукові засади раціонального природокористування.


1. Предмет, метод і завдання екології

2. Екосистеми та їхня структура

3. Критерії ефективності та основні етапи господарювання в царині природокористування в Україні

4. Принципи раціонального природокористування


1. Предмет, метод і завдання екології


Під час вивчення цієї теми необхідно виходити з того, що екологія як наука виникла і сформувалася в системі біологічних наук. Німецький вчений Ернст Геккель 1866 р. визначив параметри цієї сфери знань і дав їй назву (вчення про середовище).

«Під екологією ми розуміємо суму знань, — писав Е. Гек­кель, — які належать до економіки природи: вивчення всієї сукупності взаємовідносин тварини з навколишнім середовищем як органічним, так і неорганічним і, насамперед, –– її дружніх і ворожих стосунків з тими тваринами і рослинами, з якими вона прямо чи опосередковано вступає в контакт. Одним словом, взаємовідносин, що їх Дарвін називає умовами, які породжують боротьбу за існування».

Відтоді екологія розвивалась як наука про місце проживання живих організмів, переважно популяції тварин.

Як самостійна наука екологія сформувалася на початку ХХ ст. і впродовж довгого часу була частиною біології. Проте високі темпи зростання населення на земній кулі, бурхливий розвиток промисловості, транспорту, будівництва супроводжувалися дедалі більшими обсягами споживання природних ресурсів. Техногенний характер цивілізації західного типу з її потужним потенціалом засобів знищення всього живого на Землі, розвиток науково-технічного прогресу на підставі виключно матеріалістичної науки обумовив великі зміни в навколишньому середовищі під впливом діяльності людини (антропогенної діяльності).

У багатьох країнах світу — Північної Америки, Західної Європи, Японії — загострилась екологічна ситуація, виникли регіони екологічної кризи, де якість середовища споживання не відповідала нормальним умовам функціонування живих організмів. У другій половині ХХ ст. виникла необхідність дослідження середовища проживання людини. А це, своєю чергою, обумовило «екологізацію» багатьох галузей сучасної науки. Питаннями охорони середовища проживання людини, раціонального природокористування нині активно переймаються такі науки, як географія, економіка, геологія, хімія, фізика, математика та ін. Справдилося передбачення В. І. Вернадського про те, що наші знання розвиватимуться не з наук, а з проблем.

Нині екологія значно розширила предмет свого вивчення. Навіть більше, за малий відтинок часу, переважно з 60 — 70-х років ХХ ст., відбувся процес диверсифікації науки. За М. Ф. Реймерсом (див. рис. 1) екологія — це: 1) частина біології (біоекологія), яка вивчає відносини (стосунки) організмів (особин, популяцій, біоценозів) між собою та навколишнім середовищем, тобто має той предмет вивчення, що його окреслив іще Е. Геккель; 2) дисципліна, яка вивчає загальні закони функціонування екосистем різного ієрархічного рівня. Під ієрархією розуміють розташування елементів, регіонів, систем ступінчастим рядом. На кожному щаблі (або рівні) внаслідок взаємодії з навколишнім середовищем (енергією та речовиною) виникають характерні функціональні системи; 3) комплексна наука, яка досліджує середовище проживання живих істот, у тому числі й людини; 4) сфера знань, яка розглядає деяку сукупність предметів і явищ під кутом зору суб’єкта чи об’єкта (здебільшого живого і за участю живого); 5) дослідження становища людини як виду і суспільства в екосфері планети, її зв’язки з екосистемами і розмір впливу на них.

Н. Ф. Реймерс вирізняє загальну «велику» екологію (інакше — екологія глобальна, мегаекологія, панекологія) — такий науковий напрям, який досліджує сукупність природних і соціальних явищ і предметів, але в площині інтересів людини.

Сюди насамперед входить учення про біосферу землі. Щодо розмірів об’єкта дослідження екологію поділяють на:

• автоекологію, яка вивчає взаємодію окремого живого організму та його середовища;

• популяційну екологію, чи демекологію, — предметом її вивчення є взаємодія популяції та її середовища;

• синекологію, яка досліджує взаємодію біотичних (живих) сукупностей із середовищем.

В останні роки як самостійна галузь науки сформувалася географічна, або ландшафтна, екологія. Через вплив людини на природу до географії увійшло й набуло поширення поняття «антропогенний ландшафт» — самостійні природні системи, структура яких відрізняється від природних завдяки діяльності людини. Це, приміром, кар’єри, що залишилися після відкритого добування корисних копалин; окультурений ландшафт — орна земля, культурні пасовища, сади, насаджений ліс, парк тощо; культурний ландшафт, де людська діяльність настільки змінила співвідношення предметів і явищ природи, що ландшафт набув нових, якісно інших особливостей, порівняно з попереднім, природним своїм станом. Прикладом може бути сучасний ландшафт населеного району.

Соціальна екологія розглядає взаємовідносини в системі «суспільство — природа», вона вивчає взаємодії та взаємозв’язки людського суспільства з природним середовищем, розробляє наукові основи раціонального природокористування, які передбачають охорону природи та оптимізацію середовища проживання людини.

Екологія людини досліджує загальні взаємовідносини біосфери (її підрозділів) і людини чи групи людей, вона криє в собі вчення про етноси.

Екологія у своїх дослідженнях використовує широкий арсенал методів — як традиційних, так і нових. Серед них — статистичний метод, який дозволяє отримання, обробку та аналіз первинних статистичних матеріалів; балансовий метод, який дає можливість зіставляти наявність природних ресурсів з їхнім використанням; порівняльний метод — він передбачає вивчення об’єктів через порівняння з іншими.

В екології найчастіше порівнюють забруднені та екологічно чисті ділянки. Широко використовують порівняно прості методи математичної статистики, а саме: обробку варіаційних рядів з визначенням математичного очікування, дисперсії, середнього квадратичного відхилення, отримання інтенсивних та екстенсивних показників для порівняння тощо.

В останні десятиріччя у вивченні екологічних проблем біосфери великого значення надають аерокосмічним методам дослідження. Нині в багатьох країнах створені й функціонують глобальні експериментальні системи вивчення природних ресурсів, до складу яких входять водний, наземний і ракетно-космічний комплекс збору інформації та наземний комплекс її приймання, обробки, збереження, поширення й використання.

Специфіка використання космічних знімань і отримання з них нової інформації обумовлені їх оглядовістю, можливістю вивчення поверхні Землі на різних рівнях генералізації (узагальнення).

Аерокосмічні методи дозволяють оцінити в динаміці всі процеси, що відбуваються в локальному, регіональному чи глобальному масштабах. Так, скажімо, саме космічне знімання 1975 р. зареєструвало пилосольові бурі, які несли отруйні для рослин хлориди з території, що зовсім недавно була морським дном. У 1986 р. космічне знімання, проведене японським супутником, зафіксувало поширення теренами Європи чорнобильських радіонуклідів починаючи від другого дня аварії.

Нині в процесі дослідження виконуються синхронні вимірювання на семи рівнях:

1. Знімання з висоти 600 — 1000 км у масштабі 1 : 2 000 000 — 1 : 12 000 000 з метою оглядово-регіонального аналізу (використовуються збільшені знімки);

2. Знімання з висоти 250 –– 300 км з космічного корабля типу «Союз», «Мир», «Салют» у масштабі 1 : 200 000 — 1 : 2 000 000 з метою регіо­нальних комплексних робіт.

3. Космовізуальні спостереження з космічних кораблів із метою регіональних досліджень.

4. Знімання з висоти 10 –– 20 км у масштабі 1 : 50 000 — 1 : 200 000 з літака чи повітряної кулі з метою детальних комплексних робіт.

5. Знімання з висоти 2 –– 5 км у масштабі 1 : 200 — 1 : 25 000 з літака (дирижабля, дельтаплана) чи з гелікоптера з метою детальних комплексних робіт.

6. Аеровізуальні спостереження з літака чи з гелікоптера з метою оперативного детального аналізу.

7. Наземні (підземні) та водні (донні, підльодові) спостереження і вимірювання в контрольних точках, вибраних за матеріалами аерові­зуальних спостережень для детальних досліджень.

Значну роль у дослідженні навколишнього середовища відіграє картографічний метод дослідження, який дозволяє застосувати географічну карту для опису, аналізу і пізнання явищ.

Учені-картографи створили цілісні картографічні моделі, що характеризують окремі елементи навколишнього середовища та їх використання в процесі господарської діяльності, а також указують на заходи зі збереження та покращання продуктивності природних і антропогенних ландшафтів. Це, насамперед, дані про природні процеси і явища, які створюють передумови для можливого погіршення якості середовища (райони активної сейсмічності, сильно еродовані, засолені чи заболочені ґрунти тощо), про розміщення та основні властивості об’єктів господарської діяльності, які забруднюють ґрунти, воду чи повітря; дані про контроль за станом окремих компонентів середовища тощо.

Географічні карти не обмежуються фіксацією розміщення явищ і виявленням закономірностей цього розміщення. Отримання нових знань і характеристик, висвітлення процесів розвитку, встановлення взаємозв’язків і прогнозів явищ — ось ті можливості, що відкривають картографічному методові найширші перспективи.

Гострота екологічних проблем у розвитку біосфери в цілому і в окремих регіонах досягла меж, що вимагають системного підходу до них, усебічного та комплексного вивчення навколишнього середовища з використанням усього комплексу як традиційних, так і нових методів. Системний підхід дав змогу розв’язати низку завдань, які стоять перед екологією як комплексною наукою, зокрема розкрити цілісність екосистем різного ієрархічного рівня, прослідкувати і передбачити зміни у властивостях основних компонентів екосистем під впливом антропогенної діяльності, а також вирішити проблеми збереження самої людини як виду.

Учені, які вивчають закономірності взаємодії людей з навколишнім середовищем, підкреслюють той факт, що з розвитком цивілізації на Землі зростає значення наукових напрямів, пов’язаних із космізацією знання. Біосфера — це ланцюг у складному процесі життя Всесвіту, а тому екологія в майбутньому може набути характеру науки про еволюцію життя на Землі, про можливості поліпшення якостей середовища проживання людини на Землі, про прискорення її еволюції.

Завданнями екології для економістів є ознайомлення зі специфікою впливу окремих галузей народного господарства на навколишнє середовище засвоєння господарського механізму управління процесом природокористування та охорони довкілля; вивчення специфіки економічних методів управління процесом природокористування.


2. Екосистеми та їхня структура

Поняття екосистеми є визначальним в екології. Екосистему утворюють сукупність живих організмів і неживе середовище. Поняття в науці сформувалося поступово. У 1877 р. обмежену одиницю, розміри якої достатньо малі для досконального вивчення, К. Мебіус назвав біоценозом. У 1887 р. Стефан Форбс, описуючи озеро, визначив характерні риси такої системи: по-перше, вона складається з усіх організмів, які проживають у цьому районі, а також із навколишнього фізичного і хімічного середовища; по-друге, всі компоненти екосистеми взаємодіють між собою і впливають один на одного. Учені дійшли висновку, що всяка одиниця (біосистема), яка містить усі організми, що функціонують разом на даній ділянці, і яка взаємодіє з фізичним середовищем у такий спосіб, що потік енергії створює чітко визначені біотичні структури і кругообіг речовин між живою і неживою частинами, і є екологічною системою, або екосистемою. Для зручності вчені розглядають екосистему як ізольовану одиницю (рілля, озеро, пасовище, струмок тощо), проте фактично різні компоненти постійно переміщуються з однієї екосистеми в іншу. Наприклад, в екосистему озера змиваються ґрунт і листя.

Крім природних екосистем, існують також штучні екосистеми, як-от: космічна станція, акваріум, вазон із кімнатною рослиною тощо.

У тих випадках, коли йдеться про природні біосистеми, які охоплюють певну територію, замість поняття «екосистема» в європейській, зокрема в російській та українській літературах, часто використовується термін «біогеоценоз», що його запропонував В. Н. Сукачов.

Необхідність створення цілеспрямованого потоку енергії, з одного боку, і кругообігу речовин — з іншого, накладає певні обмеження на підбір тих видів, які можуть утворювати екосистему. В основі будь-якої, навіть найпростішої, екосистеми лежить ланцюг живлення (трофічний ланцюг). Основні типи ланцюгів живлення — пасовищний і детритний. Пасовищний ланцюг живлення — це ряд живих організмів, у якому кожний вид живиться попередниками в ланцюзі та, своєю чергою, служить їжею для видів, які посідають вищий рівень. Початок пасовищного ланцюга — автотрофні (ті, що живляться самі) організми, які спроможні синтезувати складні органічні сполуки з неорганічних, використовуючи найчастіше енергію сонячного світла, — це зелені рослини і фотосинтезуючі бактерії.

Автотрофні організми утворюють верхній ярус, або «зелений пояс». Він є дуже важливою частиною сукупності, оскільки всі організми екосистеми так чи інакше залежать від постачання органічними речовинами, що їх синтезують рослини, і тому належать до гетеротрофів.

Ті організми, що живляться рослинами, належать до другого трофічного рівня; хижаки, які живляться травоїдними, — до третього. Добре відомі такі ланцюги живлення, як «трава — заєць — вовк», «рослини — комахи — птахи» тощо. Людина в цій класифікації, яка споживає і рослинну, і тваринну їжу, посідає проміжне становище між другим і третім трофічними рівнями.

У детритних ланцюгах організми споживають мертву органічну речовину, поступово розкладаючи її на чимраз простіші сполуки — аж до неорганічних. Присутність детритних ланцюгів живлення необхідна кожній системі, оскільки саме вони замикають кругообіг елементів, який без участі живих організмів відбувався б украй повільно. Вчені відносять ґрунти, де розкладаються речовини, коріння тощо, до нижнього коричневого ярусу.

Під біологічним кутом зору до складу екосистеми входять такі компоненти: неорганічні речовини, органічні сполуки, продуценти, макроконсументи, мікроконсументи та субстрактне середовище. Неорганічні речовини включаються в кругообіг. Живим організмам необхідні у порівняно великій кількості шість елементів: вуглець, кисень, азот, фосфор і сірка.

Органічні сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди, гумус та ін.) об’єднують біотичну (живу) та абіотичну частини екосистеми. Це дуже важливі компоненти останньої. У процесі фотосинтезу зелені рослини використовують енергію сонячного світла для перетворення двох простих сполук із низьким умістом енергії (вуглекислий газ і вода) у складніші органічні сполуки, де частина сонячної енергії перебуває в запасі у формі хімічної енергії. У процесі фотосинтезу як побічний продукт утворюється кисень. Для здійснення фотосинтезу і створення складних органічних речовин зеленим рослинам необхідні не тільки сонячне світло, вода, вуглекислий газ, а й незначна кількість деяких мінеральних елементів, що розчинені у воді, оточують водні рослини або знаходяться у волозі ґрунту навколо коренів наземних рослин.

Органічні речовини, що утворюються в процесі фотосинтезу, можуть потім служити джерелом енергії для самої рослини або для якого-небудь організму, котрий живиться цією рослиною і в такий спосіб привласнює речовини, що містяться в рослині, використовуючи їх для задоволення власних потреб.

Органічні речовини — це не тільки джерело енергії, а й матеріал, що його використовує організм для побудови своїх тканин. Речовина та енергія в процесі фотосинтезу утворюють єдине ціле; продукти фотосинтезу можуть переходити від зелених рослин до інших організмів, що складають екосистему. Врешті-решт, продукти фотосинтезу розщеплюються в процесі дихання, а вивільнена при цьому енергія використовується для отримання поживних рослин та енергії, підтримання цілісності організму та його функцій, на ріст, рух, розвиток, розмноження тощо. Хімічні компоненти їжі — вуглекислий газ, вода і неорганічні речовини — можуть знову використовуватися зеленими рослинами, так що речовина в цій екосистемі може здійснювати безконечний кругообіг, і крок за кроком перетворюється в некорисну теплову енергію. Тому екосистемі потрібне постійне поновлення енергії ззовні.

Продуцентами в екосистемі називають зелені рослини, оскільки вони самі утворюють для себе їжу. На перший погляд здається, що зелені рослини незалежні від інших організмів; одначе вчені стверджують, що якби на Землі існували тільки зелені рослини, то, кінець кінцем, усі мінеральні речовини виявилися б зв’язаними в цих рослинах (у багатьох випадках — в їхніх мертвих рештках) і ріст рослин припинився б. Цього не відбувається тому, що інші організми — редуценти (або мікроконсументи) використовують поживні речовини, що містяться у мертвих рослинах, і як джерело енергії, і як їжу, розкладаючи при цьому органічні сполуки на простіші неорганічні. У такому вигляді їх здатні поглинати й використовувати живі рослини. До редуцентів належать бактерії, гриби, а також тварини, які живляться мертвими організмами, — деякі комахи, черва тощо.

Енергія та елементи живлення, що містяться в організмах живих продуцентів, споживаються в більшості природних екосистем не тільки редуцентами, а й макроконсументами, або фаготрофами. Макроконсументи — це гетеротрофічні організми, переважно тварини, які живляться іншими організмами або частинками органічної речовини. Серед них є травоїдні (тварини, що живляться рослинною їжею), всеїдні (тварини, що споживають як рослинну, так і тваринну їжу), м’ясоїдні, а також паразити.

Поверхня нашої планети являє собою оболонку, до складу якої входять багато шарів, і називається геосферою, або географічною оболонкою.

До основних сфер геосфери належать: літосфера (земна кора), гідросфера (водна оболонка) та атмосфера.

Межі геосфери встановлюються за термодинамічною ознакою: верхня межа — тропопауза, де спостерігається межа теплового впливу земної поверхні на атмосферні процеси; нижня межа визначається за рівнем річних нульових амплітуд температури в земній корі.

В особливу сферу виокремлено біосферу. Саме в цьому просторі розвивається розумне життя — людина, людське суспільство. Соціосфера, що об’єднує людей з компонентами навколишнього середовища, є складовою ландшафтної сфери.

Отже, геосфера, біосфера і соціосфера в сукупності становлять ландшафтну оболонку Землі, тобто оболонку, до складу якої входять особливі територіальні поєднання — (живої природи) та антропогенних (створених людиною) елементів, що розвиваються в тісній взаємодії.

Та частина географічної оболонки, яка освоєна людиною, втягнена в суспільне виробництво і становить матеріальну основу існування людського суспільства, називається географічним середовищем. Іншими словами, під географічним середовищем розуміють історично обумовлений комплекс природних, технічних і суспільних об’єктів у взаємодії, з якими людина реалізує свої життєві потреби.

«Географічна оболонка» — поняття, що не стосується до людини. Вона існувала задовго до появи людини. «Географічне середовище» — поняття, співвідносне з людиною, немислиме без існування людського суспільства. Синонімами цього поняття є «навколишнє середовище», «довкілля».

Коли мова йде про навколишнє середовище в межах земної поверхні, то мається на увазі географічне середовище. Але навколишнє середовище, довкілля, може бути й за межами земної поверхні — в космосі, а в майбутньому — і на поверхні інших планет. Отож, поняття «геогра­фічне середовище» містить два аспекти: з одного боку, соціально-виробниче середовище (машини, виробниче обладнання, споруди тощо). У цьому середовищі діють головні економічні та соціальні закони. З іншого боку, людину оточують об’єкти природного походження — гори, річки, поля, ліси. Таке оточення логічно називати природним середовищем. Звісно, соціально-ви­робниче і природне середовище тісно пов’язані між собою, і негативні явища в першому з них здатні виявити несприятливий вплив на друге і навпаки, створюючи цим якісно нове утворення, органічно поєднуючи елементи природного середовища з продуктами людської діяльності.

Компенсаційні можливості біосфери в цілому та її складових обмежені. Будь-яка людська діяльність — це антропогенне навантаження на біосферу. З появою машин воно почало набирати великої сили. Тому процес розвитку виробничої та соціальної сфер неминуче супроводжується збільшенням антропогенного навантаження на природні компоненти біосфери. Природна рівновага у будь-якому регіоні Землі зберігається завдяки саморегуляції та самовідновленню біосфери. Якщо ж відходи виробництва і споживання знищуються не так швидко, як надходять, виникає забруднення довкілля. Сучасні антропогенні процеси набувають надзвичайно великих масштабів і до того ж прискорюються високими темпами.

Масштаби впливу людини на природні компоненти біосфери стали воістину гігантськими. Так, надходження у вóди суходолу та океану, в атмосферу і ґрунти різних хімічних сполук (а їх приблизно 100 тис.), що утворилися внаслідок виробничої діяльності людини, в десятки разів перевищують природне надходження речовин за вивітрювання гірських порід і вулканізму. Щорічно з надр Землі видобувається понад 100 млрд т корисних копалин, виплавляються сотні мільйонів тонн різних металів, які не зустрічаються у природі в чистому вигляді (мідь, залізо, алюміній та ін.), виробляються десятки мільйонів тонн невідомих у природі синтетичних матеріалів, з якими біосфера зможе «впоратися» тільки за досить тривалий час. Справжнім лихом обернулося для людства внесення мінеральних добрив, а надто отрутохімікатів.

Людство використовує для іригації, промислового виробництва, побутового обслуговування близько 15 % річкового стоку і скидає у водойми щороку понад 500 млрд м³ промислових і комунальних стоків. Їх нейтралізація вимагає багатократного розведення природною чистою водою.

У ХХ ст. відбувалося інтенсивне забруднення атмосфери двооксидом вуглецю, окислами сірки, азоту та іншими речовинами. Нині техногенне надходження сірки у 7 разів перевищує обсяг природного.

Посилення техногенного впливу на компоненти біосфери не лише спричинило низку екологічних проблем, а й поставило під загрозу якість середовища проживання людини і всього живого. В окремих регіонах із розвитком продуктивних сил настає момент, коли вичерпується природно-ресурсний потенціал, а самовідновлення природного середовища і антропогенне навантаження на його компоненти перебувають у стадії рівноваги, але темпи останнього набагато вищі. Так виникає регіон критичної екологічної ситуації. У випадках, коли природно-ресурсний потенціал регіону вичерпано, а антропогенне навантаження на компоненти геосередовища значно перевищує темпи його самовідновлення, зміни природних властивостей значних територій, особливо в економічно розвинених регіонах, породжують конфліктну ситуацію між можливостями використання середовища для потреб виробництва та його придатністю для людського життя. Відтак формується зона екологічної катастрофи. І в першому, і в другому випадках має місце нехтування екологічних чинників під час розміщення продуктивних сил. Назріла необхідність у розробленні принципів розміщення продуктивних сил з урахуванням екологічних чинників.

Сучасне вчення про біосферу створив і розвинув В. І. Вернадський (1863 — 1945). Його творчому генієві були притаманні не тільки глобальність мислення, а й вихід за рамки експериментальної науки. Президент Української академії наук, академік Петербурзької АН, а потім АН СРСР, член численних іноземних академій, непересічний природознавець-мисли­тель залишив нам цілісне бачення світу і завдань людини як на Землі, так і у Всесвіті.

Народився він у Петербурзі. Мати була українкою, та й корені роду Вернадських сягають Запорізької Січі. На все життя вчений зберіг любов до української мови, культури, історії та науки.

В. І. Вернадський отримав блискучу освіту. Він навчався в Петербурзькому університеті у 80-х роках минулого століття, коли там викладали великі вчені В. В. Докучаєв, Д. І. Менделєєв, О. І. Воєйков, О. М. Бекетов, М. П. Вагнер та ін., володів європейськими мовами, в юні роки відвідав Берлін, Мюнхен, Лондон, Париж, міста Італії. Його методологія вирізнялася вражаючою широтою підходу до проблем людства. Він закликав і інших учених не лише порівнювати науковий світогляд різних епох, а й вивчати структуру науки вкупі з іншими формами суспільної свідомості — філософії, релігії, мистецтва, навіть з матеріальною практикою і соціальними умовами життя населення тієї епохи. Мислитель написав блискучі статті про творчість Ломоносова, Канта, а в наукових працях цитував найвидатніших учених світу. Науковий метод розглядався ним як важливий, але не єдиний метод пізнання реальності.

В. І. Вернадський створив цілий комплекс наук про Землю — від генетичної мінералогії до біохімії, радіології, вчення про біосферу.

Він принципово відкинув старий біологічний підхід — дослідження окремо того чи іншого живого організму, а висунув на перше місце поняття життя як організованої сукупності живої речовини. Вчений підкреслював, що речовина планети (а також і в Космосі) утворюється в кругообігу «мертве — живе — мертве», що «біогенні породи» (тобто ство­рені живою речовиною) становлять значну частину її (біосфери) маси, «... йдуть далеко за межі біосфери ... вони перетворюються, втрачаючи всякі сліди життя, в гранітну оболонку». «Геохімія доводить неминучість живої речовини для цього кругообігу всіх елементів і тим ставить на науковий ґрунт питання про космічність живої речовини», — писав він у монографії «Жива речовина», стверджуючи, що життя — така ж вічна складова буття, як матерія та енергія.

В. І. Вернадський відніс до біосфери ширші шари земних оболонок, де не тільки мешкають живі організми, а й знаходяться речовини, створені в минулому живою матерією (торф, кам’яне вугілля, осадові породи тощо). Він розглядав біосферу не просто як просторову категорію, а як складну єдину систему — оболонку, в якій живі істоти перебувають у складній взаємодії як із неживою природою (повітрям, водою, сонячною енергією), так і між собою і цим визначають хімічний стан зовнішньої кори нашої планети.

Мислитель визначив межі біосфери, вказавши, що до неї входять уся гідросфера Землі, верхня частина літосфери до глибини 2 — 3 км, де ще є живі бактерії, і нижня частина атмосфери. Він розглядав біосферу як зону перетворення цієї космічної енергії трансформаторами, що в ній знаходяться.

Багато уваги у своїх працях В. І. Вернадський приділяв зеленій речовині рослин, тобто хлорофілу, оскільки лише він здатний кристалізувати променисту енергію Сонця та з її допомогою створювати первинні органічні сполуки з вуглекислого газу, повітря і водних розчинів. Розглядаючи обсяг і енергетичні коефіцієнти різних груп рослинності, вчений дійшов висновку, що головними трансформаторами сонячної енергії в хімічну енергію біосфери є одноклітинні зелені водорості океану, що дуже швидко розмножуються. Значну роль у цьому процесі відіграють також ліси тропічного поясу. Ось чому інтенсивне вирубування тропічних лісів у Південній Америці, Африці та Індонезії, забруднення океану, що пригнічує ріст водоростей, є вкрай несприятливими факторами, що порушують екологічну рівновагу біосфери наприкінці ХХ ст. В. І. Вернадський узагальнив і поширив проблему простору – часу на простір і час живої матерії: «... повертаючись до живої речовини, ми базуватимемося на тому, що в ньому — в його прояві взагалі — час і простір невіддільні». Мислитель підходив до дослідження простору — часу як до явища, котре має будову, тобто структуру, підкреслюючи, що це явище не тільки структурно, а й фізично володіє різними станами. Він наполягав на значних відмінностях, які існують між часом, що вимірюється всередині живих організмів, і часом «косної» (неживої) матерії. Позаяк існує різниця симетрії простору в просторі – часі живої та «косної» речовини, необхідно розрізняти і відокремлювати час життя від планетного часу.

Упродовж десятків років учений досліджував роль людини в перебудові поверхні Землі. Вивчаючи мінералогію, він зацікавився масштабами технічної діяльності людства в царині видобування з надр Землі різних мінералів і руд, їх переробки, отримання людиною нових, невідомих у природі в самородному вигляді, металів і хімічних сполук. Він дійшов висновку, що масштаби людської діяльності зростають і їх можна порівняти з масштабами природних геологічних явищ. Уже в ранніх працях В. І. Вернадський писав, що технічна діяльність людства являє собою процес, накладений на природні процеси, тому він чужий їм і протиприродний. У пізніших працях мислитель стверджував, що еволюційна поява людини і розвиток наукової думки — це також природний процес, як усе в навколишньому світі. А звідси — його висновок про те, що наукова думка людства має розвиватися відповідно до законів природи, а не протиставляючи себе їм.

У праці «Автотрофність людства», вперше опублікованій 1925 р. у Парижі, учений вперше написав про те, що в біосфері існує велика геологічна, можливо навіть космічна, сила. Вона не є проявом енергії чи формою, проте вплив її на перебіг земних енергетичних явищ — «глибокий і сильний, і повинен мати відбиток, хоч і менш сильний, але, безперечно, і поза земною корою, в бутті самої планети». Ця сила — «розум людини, спрямована та організована воля як істоти суспільної». В. І. Вернадський не тільки підкреслював міць впливу людського суспільства на середовище, а й наголошував: «Воно одне змінює в новий спосіб і з наростаючою швидкістю структуру самих основ біосфери. Воно стає дедалі незалежнішим від інших форм життя та еволюціонує до нового життєвого прояву».

Мислитель наполягав на нерозривності зв’язку людини з живою речовиною планети, з сукупністю організмів, які водночас існують з ним чи існували до нього, і, насамперед, — походженням. «Хоч як далеко занурювалися б ми в минуле, — писав він, — можемо бути певними, що стрінемо в ньому живі покоління, поза сумнівом генетично зв’язані одне з одним». Навіть більше, вчений орієнтовно підрахував кількість поколінь (понад 200), які заступали одне одного від часу народження у людському суспільстві великих конструкцій релігії, філософії та науки. «Кілька сот поколінь відділяють нас від епохи, коли з’явилися перші зародки людського мистецтва, музики, міфів та магії, з яких виросли релігії, наука, філософія ... Але походження людини криється у ще віддаленіших країнах часу ... Хоч як далеко заходила б наша думка або наші наукові дослідження в геологічне минуле землі, ми констатуємо те саме явище існування в земній корі єдиного цілісного життя». Слід віддати належне правдивості вченого — він зізнався в тому, що походження людини на Землі було найглибшою космічною таємницею для еллінів і такою самою таємницею залишилося для нас. Водночас він поділяв принцип флорентійського натураліста Ф. Реді (1626 — 1698), який твердив, що будь-який живий організм походить від іншого живого організму. А тому Вернадський не погоджувався з твердженням, начебто живий організм зародився в земній корі завдяки самочинним змінам «косної» матерії. Він наполягав на тому, що з позицій науки ми не можемо розглядати життя інакше, як явище, що існує неперервно від найдавніших геологічних епох, і жива речовина впродовж усього часу еволюції була різко відділена від «косної» матерії. «... очевидно, — писав В. І. Вернадський, — життя не є просте виключно земне явище, але, наскільки принцип Реді відповідає реальності, має розглядатися як космічне явище історії нашої планети. І також очевидно, що моноліт життя в цілому не є простим зібранням окремих неподільних, випадково зібраних, але є складною організованістю, частини якої мають функції, які взаємодоповнюють одна одну і допомагають одна одній».

Природознавець підкреслював нерозривність зв’язку людини з життям усіх живих істот ще й з причини харчування. Людина змушена на нинішньому етапі своєї еволюції підтримувати своє фізичне існування через засвоєння інших організмів або продукції їхнього життя. Людина змушена нищити інші істоти, вона гине, якщо не знаходить у земній корі інших земних істот, якими могла б харчуватися. Залежність людини від живого цілого завдяки її харчуванню визначає все її існування. «Зміна режиму — в разі, якби це сталося, — мала б великі наслідки... Проблеми харчування і виробництва слід переглянути. Внаслідок цього обов’язково настане переворот у самих соціальних принципах, що керують суспільною думкою». Що мав на увазі Вернадський, коли писав про зміну режиму харчування людини, яка є гетеротрофною? «Це, насамперед, — розвиток науки, яка прагне знайти нові форми енергії у світі та створити великі хімічні синтези органічної речовини». Щоправда, Вернадський тут же підкреслює, що засобів, якими користується наука, дуже мало, але з властивим йому оптимізмом сподіва­ється на нові методи дослідження, оскільки «... немає сили на землі, котра могла б стримати людський розум у його прагненні, коли він осягнув, як у даному випадку, значення істин, що розкриваються перед ним... Користуючись безпосередньо енергією Сонця, людина оволодіває джерелом енергії зелених рослин, тією її формою, якою вона зараз користується опосередковано через останні для своєї їжі та для палива».

У 1944 р. В. І. Вернадський написав знамениту статтю «Декілька слів про ноосферу». Термін «ноосфера» було запропоновано Е. Леруа 1927 р. Розглянувши закономірності еволюції життя, Е. Леруа дійшов висновку, що в людині біологічна еволюція себе вичерпала. Подальша еволюція живого на нашій планеті, за його твердженням, здійснюватиметься тільки духовними засобами: індукція, суспільство, мова, розум і т. д. І це буде ноосфера, яка заступить біосферу. Під ноосферою Е. Леруа розумів закономірний етап розвитку органічного світу, коли домінуюча роль в еволюції належатиме духовній творчості людини та продуктові її праці. І в цьому його погляди відрізнялись від уявлень Тейяра де Шардена, який розглядав ноосферу як такий собі мислячий пласт, що поступово розгортається зі світу тварин і рослин і приходить на останньому етапі психогенезу до усвідомлення тотожності всього сущого з точкою «Омега» — божеством.

За В. І. Вернадським, поняття «ноосфера — останній з багатьох етапів еволюції біосфери в геологічний історії — етап наших днів. Перебіг цього процесу тільки починає нам прояснюватися з вивчення її геологічного минулого у деяких своїх аспектах... Ноосфера — нове геологічне явище на нашій планеті. У ній людина вперше стає величезною геологічною силою. Вона може й повинна перебудувати своєю працею і думкою царину свого життя, перебудувати докорінно порівняно з тим, що було раніше».

Могутньою геологічною силою людину вперше назвав А. П. Павлов (1854 — 1929), який казав про антропогенну еру в розвитку Землі. В. І. Вернадський підкреслював, що людство фізично являє собою надзвичайно малу масу речовини планети, але міць його пов’язана не з його матерією, а з роботою його свідомості, з його розумом і спрямованою цим розумом працею. Ноосферу Вернадський розумів як природне тіло, компонентами якого будуть літосфера, гідросфера, атмосфера та органічний світ, перетворений розумною діяльністю людини.

Вчений був переконаний у закономірному характері виникнення ноосфери: «Вибух наукової думки у ХХ ст. підготовлений усім минулим біосфери і має глибокі корені в її будові. Він не може зупинитися і піти назад. Він може хіба що сповільнитись у своєму темпі... Біосфера неминуче перейде так чи інакше, рано чи пізно, в ноосферу».

Водночас В. І. Вернадський добре розумів, що людство знаходиться лише на підступах до ноосфери. Він неодноразово зазначав, що посилений вплив людини на біосферу призводить до зниження багатьох видів, до зміни кількісних співвідношень між іншими видами. Природні екосистеми замінюються культурними, а в тих, що залишилися, перебудовуються біотичні зв’язки, спрощується структура трофічних ланцюгів. Але фактори орга­нічної еволюції не перестають діяти, а проявляються на кожній території, де існує людина. При цьому процеси боротьби за існування і природного відбору набирають специфічних рис у культурних екосистемах. Та особливо великі зміни відбуваються в масштабі всієї планети, що характерно для нинішнього етапу розвитку біосфери наприкінці ХХ ст. «Людина вперше реально зрозуміла, що вона житель планети і може — повинна — мислити й діяти у новому аспекті, не тільки в аспекті окремої особистості, сім’ї, родини, держави чи їх спілок, а й у планетарному аспекті. Вона, як усе живе, може мислити й діяти у планетарному аспекті тільки в царині життя — в біосфері, в певній земній оболонці, з якою вона нерозривно закономірно зв’язана і вийти з якої не може. Її існування є її функція. Вона несе її повсюди. І вона її неминуче, закономірно, неперервно змінює».

В. І. Вернадський вірив у те, що життя на Землі зникнути не може, а людство як могутня геологічна сила спроможеться перебудувати біосферу в інтересах людства як єдиного цілого.