или других животных. Так происходит перенос или превращение энергии в биосфере. При этом часть энергии неизбежно теряется.
В процессе переноса и превращения энергии в биосфере возникают пищевые, или трофические, цепи. Трофические цепи образуют несколько уровней. На нижнем уровне располагаются зеленые растения, на втором — травоядные животные, на третьем — хищники. Все элементы экосистемы связаны определенными зависимостями. Это обстоятельство позволяет воспользоваться при изучении экосистем моделированием, в частности математическим. Можно попытаться построить некоторые упрощенные модели и, исследуя их, изучить некоторые свойства экосистем, предсказать их поведение в будущем. Одним из наиболее интересных направлений математического моделирования является расчет численности популяций (совокупность особей одного вида, проживающих на данной территории) и регуляции их в природе.
Основой для подобных построений являются следующие соображения. В природе быстрый рост популяций сдерживают такие факторы, как борьба за существование, болезни, естественная гибель, уничтожение хищниками. Если популяция развивается в среде с достаточным количеством пищи, ее численность растет очень быстро. С течением времени сказываются ограничивающие факторы. При определенных условиях наступает равновесие и численность становится более или менее постоянной. Математическое выражение численности популяции имеет вид логистической кривой (рис. 1).
Один из факторов, сдерживающий численность популяций, — конкурентная борьба. Теоретические расчеты и экспериментальные наблюдения показывают, что популяции «жертв» и «хищников» находятся в определенном соответствии (рис. 2).
Рис. 1. Рост численности популяции в естественных условиях
Рис. 2. Соотношение численности «жертв» (I) и «хищников» (II) в естественных популяциях
а) теоретическая кривая
б) результаты наблюдений
С этими данными совпадают оценки современной биомассы растений, а также подсчеты количества животных в различных географических поясах и зонах. На основании этого вычисляется биологическая продуктивность экосистем {9}. Поскольку механизм регуляции биомассы действовал всегда, приведенную модель можно использовать для расчета биомассы прошлых эпох, привлекая результаты палеобиологических исследований.
С началом орудийной деятельности природа становится полем деятельности человека. Возникает новая форма движения материи — социальная, и оформляется качественно более высокая категория — сфера общественной жизни, социальная сфера.
С появлением человеческого общества, социальной сферы резко усложняются связи в геосистеме Земля. Природа обеспечивает самые разнообразные потребности человеческого общества. Для нашего исследования наибольший интерес представляет то, как природа обеспечивает человечество энергией и пищей. Люди используют не все компоненты природной среды, а лишь небольшую их часть — природные ресурсы. Под природными ресурсами в экономической географии понимают вещества и энергию природы, вовлеченные в производство на данной ступени развития общества {10}.
Размер и характер освоения природных ресурсов зависит от потребностей и возможностей общества, т. е. от развития производительных сил. Существенную помощь в. понимании взаимодействия природы и общества способен оказать системный подход. Географическая сфера представляется в виде сложной системы, которую можно назвать экосоциальной. Она состоит из двух подсистем: первая, социальная — это человеческое общество; вторая, экологическая, включает все остальные компоненты природы. Первая подсистема — хозяин, вторая — дом.
Рассмотрим несколько подробнее, из каких элементов должна состоять предлагаемая система. Начнем с экологической подсистемы. Опа должна содержать по крайней мере три блока: климат — элемент, определяющий развитие подсистемы, растительный и животный мир. В реальных экосистемах блоки располагаются в соответствии с потоком энергии и трофическими уровнями. На каждом уровне поток энергии уменьшается, часть его переходит в необратимое тепло. В экологической подсистеме существует сеть прямых и обратных связей, поддерживающих ее в состоянии равновесия, регулирующих количество биомассы и стабилизирующих поток энергии.
Социальная подсистема в качестве основного блока должна включать экономику. Напомним, что в политэкономии под экономикой понимают исторически определенную совокупность общественно-производственных отношений, базис общества. В первобытном обществе экономика подразумевает типы хозяйственной деятельности, направленные на присвоение (охота, рыболовство, собирательство) или производство (земледелие, скотоводство) пищи. В экосоциальной модели экономику можно рассматривать как питающий блок социальной подсистемы, как преобразователь природных ресурсов. Два других блока социальной подсистемы — народонаселение и орудия труда — соответствуют категории исторического материализма — производительные силы.
Социальная подсистема содержит в качестве самостоятельного блока еще один существенный элемент. Это — культура в широком смысле слова: совокупность знаний, опыта, традиций, верований, этические и эстетические представления общества. Культура — блок памяти социальной системы.
Современная палеогеография обладает мощным арсеналом методов для восстановления экологических подсистем прошлых эпох. Это прежде всего классические геологогеоморфологические методы: изучение и картирование форм рельефа, анализ вещественного состава геологических отложений. Изучение геологических слоев позволяет геологам судить о последовательности формирования отложений. По составу, структуре, крупности частиц, слагающих эти отложения, можно определить условия формирования и их дальнейшее видоизменение, направление движения осадков. Сопоставляя и картируя одновозрастные отложения, исследователи восстанавливают геологические процессы, одновременно происходившие в разных частях Земли: движение ледников в северных широтах, перемещение эоловых толщ в умеренной зоне, развитие речных и озерных бассейнов, перемещение шельфовой зоны океанов и морей и др.
Значительно более подробные сведения о природных условиях прошлых эпох лает сочетание геолого-геоморфологических исследований с палеобиологическими анализами. Ископаемые споры и пыльца, сохраняющиеся в геологических слоях миллионы лет благодаря своим прочным панцирям из кремнезема, позволяют восстановить растительный мир. Сопоставляя современные ареалы растений, обнаруженных в древних слоях, палеоботаники с большой точностью научились определять характеристики климата: температуру, влажность. Весьма важным оказалось изучение моллюсков, находимых в слоях, образовавшихся на дне морей и океанов. Исследование моллюсков прежде всего помогло геологам расчленить толщи морских отложений, в них отражен процесс эволюции морских организмов. Но многие из обнаруженных в древних слоях животных все еще встречаются в современных морях и — океанах. Сравнивая их ареалы, ученые определили температуру и соленость древних бассейнов. Изучая сохранившиеся в геологических слоях кости наземных животных, палеонтологи проследили развитие млекопитающих. Сравнивая
