Взаимодействие популяций человека с популяциями других видов организмов
Говоря о популяции, о ее стационарных и динамических характеристиках, мы всегда отмечаем или подразумеваем прямое или опосредованное действие популяции на внешнюю среду или среды на рассматриваемую популяцию. При этом под средой мы понимаем всю совокупность материальных образований, обладающих запасом энергии, связей и отношений, реализующихся в материальных процессах, независимо от времени, места и способа их происхождения. Понятно, что в число материальных образований мы включаем не только неживые тела с порождаемыми ими процессами, но также все живое окружение и, прежде всего, видовые популяции смежные с абстрактной рассматриваемой популяцией в конкретном сообществе. Для человека популяционно-средовые отношения отличаются множеством специфических особенностей, непосредственно определяемых его социальностью.
В социосистему, кроме человека с его внешними усилителями, включаются культивируемые организмы (домашние животные, культурные растения, расы и штаммы микроорганизмов), специализированные хищники, паразиты и патогены человека и культивируемых организмов.
Условно в систему можно включить популяции промысловых организмов (охотничьих и промысловых зверей, птиц, рептилий, рыб, моллюсков, иглокожих, членистоногих, кольчатых червей, кишечнополостных, губок, растений, используемых как строительный материал, техническое и лекарственное сырье или в пищу, "съедобных" грибов и др.) с их биотическими регуляторами, совокупность популяций организмов, входящих в состав эксплуатируемых биокосных подсистем (почвы, водоемов).
Выделяя из биоты биосферы некоторые виды растений, животных, грибов и бактерий, человек создает относительно обособленную подсистему биосферы, обладающую повышенной продуктивностью. В этой подсистеме резко увеличивается вещественно-энергетический поток. Человек в ней является центральным организующим элементом. Механизмы управления биосоциальной подсистемой, используемые человеком, нельзя считать "изобретением" человека. Они присущи биосфере как живой системе изначально.
Основные механизмы:
1. Сужение круга видовых популяций, с которыми осуществляется взаимодействие - увеличение определенности связей и интенсивности взаимодействия - увеличение объема информации: позволяет локализовать вещественно-энергетические потоки. Непрерывное длительное использование ограниченного числа видов в качестве источников пищи и сырья ведет к автоматической их селекции на продуктивность, устойчивость к потребителям и патогенам и выживаемость в условиях повышенной плотности их популяций. При кажущемся значительном многообразии, культивируемых растений и животных, определяющих питание человека, всего несколько десятков видов.
2. Локализация вещественно-энергетических потоков, то есть ограничение и укорочение пищевых цепей возможно только созданием барьеров-огрничителей, препятствующих доступу к культивируемым организмам пищевых конкурентов человека или подавлением их популяций.
3. Внесение дополнительной энергии. Культивирование организмов и локализация вещественно-энергетических потоков требуют перераспределения наличной и внесения дополнительной энергии для создания ограничителей-направителей вещества и энергии по определенным каналам. Значительная часть энергии расходуется человеком на создание условий, благоприятных для культивируемых организмов. Здесь используется мускульная сила человека, домашних животных, топливо и электроэнергия, приводящие в движение машины и механизмы. Известно, что агроэкосистемы составляют лишь около 10% площади континентов. Общая биомасса растений в агроэкосистемах составляет 0,8%, а чистая мировая первичная продукция 8.0%. Продуктивность возделываемых земель близка к продуктивности лесов и в 3-6 раз выше продуктивности степей и пастбищ и урожайности пашни в начале XX века. Такое повышение продуктивности связано, прежде всего, с резким увеличением внесения энергии в агроценозы. Большей частью это энергия сжигаемого ископаемого топлива. Его годовое количество в настоящее время превышает количество солнечной энергии, связываемой в течение года всеми культурными насаждениями.
4. До начала "зеленой революции" основным механизмом управления продуктивностью культурных растений было включение сукцессионных процессов путем разрушения сложившегося сообщества, - приведения его в 0-состояние. Подавление воспроизводства большей части видовых популяций освобождает культивируемую популяцию от давления сообщества и в этих условиях рост вида в монокультуре идет по экспоненте, за счет чего и происходит быстрое наращивание его массы. Создаваемая человеком неравновесность при отсутствии дополнительных регулирующих воздействий со стороны человека может быстро сниматься смежными "естественными" сообществами путем насыщения агроценоза видами "эксплерентами", которые здесь приобретают статус сорных растений, и фитофагами, способными эффективно регулировать биомассу культивируемого вида-доминанта. Такое давление биотической среды вынуждает человека вносить дополнительную неравновесность в созданную искусственную систему, непрерывно поддерживая неравноценность условий: для одних видов - относительно благоприятных, а для других - максимально неблагоприятных. Поскольку управляющее воздействие на популяции с выраженной r-стратегией описывается положительной обратной связью, создается ситуация, сходная с известной как "эффект наркомана": чем более сильное действие оказывается на объект, тем выше поднимается порог чувствительности объекта к такому действию. Поэтому, не только увеличение продуктивности агроэкосистем, но и сохранение ее на устойчиво высоком уровне требует непрерывного роста энергетических затрат. В конечном счете продукция становится не рентабельной и продуктивность искусственного сообщества падает. Иллюзия ухода от "эффекта наркомана" создается сменой вида воздействия, например, сменой ядов, применяемых для подавления популяций пищевых конкурентов человека. Здесь эффект поворачивается в другую плоскость: от дозировок к разнообразию ядов, что оказывается не менее энергозатратным.
Поддержание или увеличение продуктивности популяций, с одной стороны, требует изменения биотической и абиотической среды в определенном направлении, но, с другой стороны, неизбежно связано с разрушением эксплуатируемой среды. Именно поэтому продукция со временем становится убыточной или, в противном случае, среда становится непригодной для использования в прежнем качестве. (Человечество имеет много примеров образования антропогенных пустынь в районах, где до того процветало земледелие или скотоводство.)