Природа и общество. Модели катастроф

Заметим еще, что в природе встречаются примеры приспособления, избегающего режима вспышек. Например, вредители хвойных лесов в Швейцарских Альпах съедают только нижнюю половину каждой хвоинки и не трогают верхнюю, более жесткую половину. При этом дерево выживает и способно отрастить новую хвою, так что не бывает вспышек, уничтожающих лес. Несколько таких видов насекомых обнаружено и в России. Такой режим питания выгоден не только лесу, но и паразитирующему на нем виду, поскольку этот вид сохраняет нужный ему ресурс. Мы еще встретимся с возобновляемыми и невозобновляемыми ресурсами при рассмотрении хозяйственной деятельности человека.

Классификация популяционных процессов

В общем случае популяционные процессы не допускают столь простого исследования, как в этой главе: смена поколений происходит не ежегодно, как в случае насекомых, и не через правильные промежутки времени, как в случае лососей и некоторых других рыб. В более сложных случаях поколения налегают друг на друга и существуют одновременно. Условия, в которых применимы изложенные выше методы, состоят в следующем:

1. Размножение животных данного вида происходит одновременно у всех особей, через вполне определенные периоды времени.

2. После промежутка размножения, малого по сравнению с периодом между такими промежутками, прежнее поколение умирает до начала следующего промежутка размножения.

При этих условиях, как мы видели, можно дать полную классификацию всех возможных популяционных процессов.

Ограничиваясь случаями, когда фазовая кривая пересекает биссектрису координатного угла не более чем в трех точках (не считая нулевой точки, когда популяция отсутствует), мы имеем следующие возможности:

(1) Существует единственная устойчивая стационарная точка популяции, как на рис.8.

(2) Существует единственная неустойчивая стационарная точка, как на рис.10 (или рис.11), с квазихаотическим процессом вокруг нее.

(3) Существуют две устойчивых стационарных точки и одна неустойчивая "точка убегания", как на рис.12 (или рис.17).

(4) Существуют одна устойчивая стационарная точка, одна неустойчивая точка с квазихаотическим процессом и одна неустойчивая "точка убегания", как на рис.18, причем численность популяции в первой меньше, чем во второй.

(5) Существуют одна устойчивая стационарная точка, одна неустойчивая точка с квазихаотическим процессом и одна неустойчивая "точка убегания", как на рис.19, причем численность популяции в первой больше, чем во второй.

(6) Существуют две неустойчивых стационарных точки с квазихаотическим процессом и одна неустойчивая "точка убегания", как на рис.20.

Читатель легко может убедиться, что фазовые кривые с двумя стационарными точками не представляют реальных ситуаций, так как справа от неустойчивой точки происходило бы неограниченное возрастание популяции; то же относится к любому четному числу стационарных точек. С другой стороны, нет теоретических причин, почему бы не могло быть любое нечетное число таких точек. В известных популяциях их оказывается не более трех, и вероятно, что предыдущая классификация для биологических применений является исчерпывающей.

Глава 2. Экологический ущерб

Экологическое положение человека

Хозяйственная деятельность человека производит различные виды экологического ущерба. В некоторых случаях этот ущерб не допускает количественной оценки: это происходит при уничтожении уникальных объектов природы, часто вызывающем протесты и общественные движения.

Особенно беспокоит публику истребление редких и реликтовых видов, даже если эти виды не имеют для людей экономического значения. Точно так же может вызвать возмущение гибель рек, озер и морей от промышленного загрязнения, и в некоторых случаях такое возмущение приводит к положительным результатам: в шестидесятые годы Великие американские озера оказались под угрозой биологической смерти, а сейчас, вследствие строгих законодательных мер, в них уже можно купаться, хотя еще не восстановились ценные виды рыб.

Самые тяжелые последствия вызывает разрушение природы в тоталитарных государствах вроде бывшего Советского Союза или нынешнего Китая, где это происходит от принудительных мер государственной власти, и где всякая попытка общественного протеста подавляется полицейскими репрессиями. Хорошо известна история загрязнения Байкала отходами построенных там предприятий – история и до сих пор продолжающаяся, несмотря на все протесты – или история гибели Аральского моря.