Наступление атомного века повлекло за собой развитие жизненного интереса к изучению внешней среды в гораздо большей степени, чем это наблюдалось до второй мировой войны.
Перспективы использования атомной энергии и опасности, вытекающие отсюда для человечества, выдвинули проблемы условий существования на первое место среди ведущих проблем, заставляющих человека задуматься. Каждый молодой ученый, да, пожалуй, и каждый образованный человек в той или иной степени знакомится с факторами среды, имеющими общее значение и обеспечивающими жизнь ему самому, не говоря уже о процветании других организмов. В демократической стране недостаточно иметь ограниченное число членов общества, глубоко осознающих все, что происходит вокруг них; чрезвычайно важно, чтобы все граждане представляли себе, что знания, исследовательская работа и действия должны быть тесно сплетены в единое целое. Задача этой небольшой книжки — познакомить читателя с фундаментальными принципами учения о среде, знание которых представляет для всех нас не только интерес, но и жизненную необходимость. Стоит ли говорить, что мы были бы очень довольны, если читатели, заинтересовавшись предметом нашей книги, в дальнейшем изучили бы его более углубленно.
В наш век науки студенческая молодежь постоянно слышит о нехватке специалистов в той или иной области. В области учения о среде спрос на специалистов, можно сказать, отчаянный, потому что способности человека и его стремление улучшить среду обитания развиваются более быстрыми темпами, чем понимание человеком этой среды. В наше время общество задает вопросы, на которые часто нет возможности дать правильные ответы за отсутствием достаточных данных, особенно потому, что теоретические модели далеки от состояния, на котором можно было бы строить уверенные прогнозы. Об этом ежедневно пишут газеты. Так, например, ставят вопрос о том, нужно ли засыпать приморские заболоченные районы, или лучше их осушать для подготовки строительных участков, или еще лучше сохранять эти районы, так как они жизненно необходимы для обеспечения продукции пищи, добываемой в море. Встает также вопрос, какое количество радиоактивных отходов можно спустить в ту или иную реку? На первый вопрос можно ответить, лишь зная, какое количество запасенной в виде пищи энергии потребляется рыболовством и в действительности поступает из полузатопленных участков мелководья. Сходным образом на второй вопрос можно ответить, если будет известен исход и скорость биологического круговорота радиоактивных элементов, содержащихся в отходах. Важно, что оба эти вопроса связаны с закономерностями переноса энергии и биогеохимической цикличностью — двумя наиболее фундаментальными вопросами экологии.
Верно лишь одно. Новые размерности, возникшие в атомный век, требуют новых путей мышления. Теперь уже недостаточно делать одновременно лишь несколько шагов по пути прогресса. Подчас приходится делать скачки вперед, а затем возвращаться назад для окончательной отделки деталей. Для этого необходимо до скачка стоять на прочных теоретических позициях. Нам не следует отдаваться риску метода «попыток и ошибок», так как во многих случаях искусственно измененная окружающая среда не может быть возвращена в первоначальное состояние. Животные, необдуманно переселенные в новое местообитание и оказавшиеся вредителями, лишь с трудом могут быть уничтожены. В этой связи надо вспомнить завоз в Северную Америку воробья и скворца из Англии и целый ряд других вредителей. Как будет сказано ниже, намечаются твердые правила, которые помогут в дальнейшем избежать опасностей подобного рода. Район медных месторождений (Copperhill Basin) в восточной части штата Теннесси может служить великолепным примером оплошности, исправить которую далеко не просто. На протяжении многих лет дым медноплавильных заводов уничтожил все леса в диаметре многих километров. Хотя сейчас задымление уже не допускается, местность эта, несмотря на многочисленные попытки восстановить лесную растительность, остается, по существу, пустыней, изрезанной оврагами, с жалким растительным покровом. Этот пример заставляет нас вновь осознать, что биологические компоненты среды должны состоять из солнечного света и химических веществ в строго определенных соотношениях, для того чтобы среда благоприятствовала жизни.
Учение об условиях существования живых организмов — увлекательная наука, имеющая все права на развитие, даже если она не приносит непосредственных практических результатов. С ней в той или иной форме соприкасаются все, кому важно знать кое-что о своем окружении. У многих этот интерес перерастает в увлечение, которое сохраняется на протяжении всей жизни. Дети в разные периоды проявляют живой интерес к существам, их окружающим, и засыпают массой вопросов своих родителей и учителей; к сожалению, ответы очень часто не поддерживают интереса. С возрастом внимание к связи человека со средой растет и затухает по крайней мере лишь временно (очень часто скучнейшие уроки по биологии в школе создают отвращение ко всему живому). В период обучения в колледже интерес к более широким проблемам условий существования пробуждается вновь. Эта книга, в сущности, была написана в надежде вновь открыть старые двери и, быть может, прорубить новые двери в окружающий нас живой мир.