Е.В.Веницианов, Е.А.Заика, Т.Н.Шутова
Не то, что мните Вы, Природа –
Не слепок, не бездушный лик.
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.
Ф.И.Тютчев
Экология как наука существует десятки лет. Первое определение ей дал Эрнст Геккель ( E . Haeckel , 1866): «Под экологией мы подразумеваем общую науку об отношении организма к окружающей среде, куда мы относим все «условия существования» в широком смысле этого слова». «Условия существования» – это и местообитание организма (пруд, река, часть леса, иногда просто дерево и т.д.) и конечно воздух или вода, почва, т.е. то, что мы называем окружающей средой. Это и другие организмы, во-первых, ближайшие родственники – представители того же вида, во-вторых, соседи, одни из которых могут представлять опасность, другие, наоборот, являются пищей, третьи – более или менее безразличны.
Своими корнями экология уходит в «естественную историю». Замечательным примером такого описания является книга А.Э.Брэма «Жизнь животных». Экология – наука биологическая, хотя она соседствует с другими естественными науками – физикой, химией, а также общественными науками (социологией, демографией и пр.). На рис. 1 представлено взаимоотношение экологии с другими биологическими науками, где показано, что живые организмы можно изучать на различных уровнях.
| Гены | Клетки | Ткани | Органы | Организмы Популяции Сообщества Экосистемы |
ГЕНЕТИКА МОЛЕКУ ЛЯР НАЯ БИОЛОГИЯ |
ЦИТОЛОГИЯ | ГИСТОЛОГИЯ | АНАТОМИЯ | ЭКОЛОГИЯ |
БИОХИМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ |
||||
Рис.1. Уровни организации жизни и биологические науки, их изучающие.
Пояснения к рис. 1: популяция – группа организмов одного вида, занимающая определенную территорию и обычно в той или иной степени изолированная от других групп того же вида (например, волчья стая, стая воробьев). Сообщество – это любая группа организмов различных видов, т.е. популяций, обитающих на одном месте и взаимодействущих между собой посредством пространственных взаимоотношений и отношений питания (так называемых трофических отношений). Экосистема – это сообщество плюс окружающая природная среда, в которой сообщество «погружено». Это может быть участок леса, луг, водный объект, часть акватории моря вместе с обитателями. Иногда рассматривают экосистемы более крупных участков – экосистема большой реки, моря и даже океана. Говорят об Экосистеме Земли.
Не удивительно, что экология стала очень популярной в последние тридцать лет, когда во многих странах люди на себе почувствовали, что ухудшение состояния окружающей среды отрицательно влияет на здоровье людей и качество жизни. Это коснулось буквально всех компонентов окружающей среды. В городах воздух стал загрязненным – из-за обилия автомобилей, выбросов промышленных предприятий, повышения плотности застройки, уменьшения площади парков и скверов. Ухудшилось качество воды в реках: появились нефтяные разводы на поверхности воды, многие реки и озера «зацвели» и даже купание в них стало невозможным, в воде появились соли тяжелых металлов, радиоактивные вещества, ядохимикаты. Уменьшилась площадь лесов, а сами леса, особенно вблизи населенных пунктов потеряли свою привлекательность: стали исчезать сосновые и дубовые рощи, липы, клены. Их вытеснили другие, менее привлекательные породы – ольха, кустарники. Резко обеднели флора и фауна.
Разумеется, люди стали бить тревогу. Наиболее активная часть стала называть себя «зелеными», экология стала популярной. Неизбежно расширились границы экологии. Говорят о «социальной экологии», «инженерной экологии» (появилось множество факультетов и кафедр с таким названием), «политической экологии», «экологии культуры» и даже «экологии семьи».
Хотя многие ученые-экологи отрицательно относятся к такому расширительному толкованию экологии, вряд ли стоит проявлять снобизм по отношению к этому процессу. Следует понять, чем он вызван и каковы тенденции его развития.
Во-первых, термин «экология» оказался очень удачным, его действительно можно трактовать расширительно. Он произошел из двух греческих слов: oikos (ойкос) – дом или жилище, logos (логос) – изучение или наука. Термин оказался удачным лингвистически, им стали обозначать вообще качество жизни в отношении состояния окружающей среды (экологически благоприятный район, экологическое благополучие).
Во-вторых, человек – тоже живой организм, часть биосферы. Он находится во взаимоотношении с окружающей средой и влияет на ее состояние, причем за последние столетия это влияние стало определяющим. Поэтому человеку свойственно рассматривать экологию как "обслуживающую" его благополучие дисциплину. Экология должна, с этой точки зрения, дать ответы, как сохранить окружающую среду в максимально ненарушенном, естественном состоянии.
Среди множества проблем, связанных с таким расширительным пониманием экологии, одна из важнейших – экологическое воспитание и экологическое образование. Ей уделяли внимание многие видные экологи, академики Н.Н. Моисеев, А.Л. Яншин, Г.Н. Ягодин, Н.Н. Тарасова, Г.Н. Розенберг. И в этой статье мы поговорим о проблемах экологического воспитания: что такое экологическое воспитание и экологическое образование, как они соотносятся между собой, каковы основные принципы и методы экологического воспитания.
Н.Н. Моисеев ввел новое понятие – экологический императив (императив – по И. Канту – это общезначимое нравственное предписание) и считал, что ему должны быть подчинены все стороны деятельности человека. Является ли экологический императив неким новым аспектом воспитания и образования и в какой степени он должен определять поведение отдельного человека и человечества в целом?
В основе морали, по крайней мере, христианского мира лежат 10 заповедей Христовых. Однако они, при всей их исключительной важности для развития цивилизации, все же не затрагивают отношения человека и природы. Это не удивительно: заповеди были сформулированы в то время, когда природа представлялась вечным и неизменным фоном, на котором проходит жизнь человека и разыгрывается история человечества. Она действительно была неисчерпаемым источником немногих известных в то время ресурсов и благ, а также таила в себе многочисленные угрозы в виде разрядов атмосферного электричества, ураганов, наводнений, диких зверей et cetera . Во всяком случае человек в то время и помыслить не мог, что он может стать основным разрушителем природы и что он станет представлять опасность не только окружающей среде, но и самому себе.
Поэтому и возникла необходимость дополнения принципов морали тем, что Н.Н. Моисеев назвал экологическим императивом.
Как конкретно реализуется экологический императив в образовании и воспитании? Об этом поговорим чуть дальше, а сейчас вспомним недавнюю историю.
В 60-е годы были необычайно популярны естественные науки, прежде всего физика, а также химия, математика, кибернетика. Кстати, многие современные видные экологи в то время были специалистами в других науках, например, Н.Н. Моисеев был известным математиком (кстати, и академиком Российской академии наук он стал по Отделению информатики), а Г.Н. Ягодин – химиком, А.Л. Яншин (создатель Экологической академии России) – геологом.
Эти науки стали популярны, потому что в то время сложилось убеждение, что все проблемы человечества, в том числе экологические (правда, следует отметить, что в то время они были менее острыми, чем теперь), можно решить «научным способом», и прежде всего – создав новые, более «умные» машины, более совершенные технологии. Во всем должен быть научный, и не просто научный, а физико-математический подход! Именно тогда стал широко использоваться метод математического моделирования. И его стали применять в самых разных областях: в биологии, социологии, медицине, даже в филологии. Например, появилась такая наука: математическая экология.
Может быть, Н.Н. Моисеев стал экологом потому, что под его руководством группа математиков создала математическую модель, чтобы предсказать, что будет с человечеством, если произойдет ядерная война. Это была очень сложная модель. Группа работала над ней несколько лет. С ней даже связана детективная история, когда один из создателей этой модели поехал за границу и там бесследно исчез. До сих пор не известно, что с ним случилось: то ли несчастный случай, то ли похищение.
А модель, когда ее реализовали на компьютерах, предсказала страшное будущее для Земли после ядерной войны. Оказалось, что даже если жизнь не будет уничтожена бомбами и радиацией, то на Земле наступит «ядерная зима», которая и убьет всю земную жизнь окончательно. Это произойдет из-за того, что ядерные взрывы выбросят в атмосферу огромные массы пыли, которая буквально заслонит солнечный свет. На поверхность Земли перестанет поступать солнечная энергия, и ее температура резко упадет.
Многие люди тогда поняли, что даже без ядерных бомб цивилизация оказывает серьезное воздействие на окружающую среду, которое может иметь очень опасные последствия для жизни на Земле.
Примерно в то же время появилась книга супругов Медоуз с соавторами «Пределы роста», которая произвела колоссальное влияние на представления людей о экологических перспективах человечества. Авторы книги, – кстати, тоже с использованием математических моделей – предсказали, что в ближайшие 50-100 лет человечество ждет крах, который будет связан с исчерпанием ресурсов, прежде всего нефти и газа, ростом числа заболеваний из-за загрязнения окружающей среды вредными веществами, катастрофическим падением производства продуктов питания, резким обнищанием населения Земли и, как следствие, катастрофическим падением численности населения. Этакий экологический Апокалипсис.
Год появления этой книги – 1972 – стал переломным.
Стало ясно, что экология – не просто наука. Это, скорее, судьба человечества. Как предотвратить экологический крах современной цивилизации, который представляется неизбежным и неумолимым, как неумолимы математические формулы, полученные супругами Медоуз?
Другое печальное открытие, которое было сделано в то же время, заключалось в том, что экономика, увы, безразлична к экологическим проблемам. У экономики (скажем так – у лишь один кумир – прибыль, успех. А какой «экологической ценой» достигнут этот успех, экономике безразлично. Более того, если вы при получении прибыли будете заботиться о том, чтобы уменьшить ущерб окружающей среде, вы уменьшите свою прибыль, так как должны затрать дополнительные средства, например на очистку сточных вод или выбросов вредных газов в атмосферу.
Лучшие умы искали и ищут разрешения этого противоречия. Как заставить экономику заботиться об охране окружающей среды? Как сделать охрану природы прибыльной?
В 1987 году премьер-министр Норвегии Х.Г.Брутланд впервые в послании группы экспертов ООН упомянула о концепции «устойчивого развития» (“sustainable development”) как о пути развития общества, которое бы удовлетворяло запросы сегодняшнего дня без ущерба для нужд будущих поколений. На Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро эта концепция была реализована в виде стратегии развития, направленной на улучшение качества жизни людей при сохранении потенциала окружающей среды и максимально бережном использовании природных ресурсов.
Однако до сих пор ведутся споры, как конкретно реализовать эту стратегию развития. Если богатые страны (так называемый «золотой миллиард») могут выделять средства на охрану окружающей среды, до подавляющая часть стран, а это 4 миллиарда человек, заботятся прежде всего об экономическом росте, не имея средств на экологические цели. Да и богатые страны иногда демонстрируют махровый эгоизм в вопросах охраны окружающей среды. Достаточно сказать о недавнем решении президента Буша не подписывать Протокол о сокращении выбросов в атмосферу углекислого газа, который является основным «виновником» потепления климата на Земле. Напомню, что такое потепление может иметь катастрофические последствия для людей: расширится площадь пустынь в Африке и Азии, поднимется уровень Мирового океана, причем будут затоплены густонаселенные территории по всем континентам.
Правда, на фоне печальных событий иногда бывают и обнадеживающие изменения в экономике. Одно из них – резкое вздорожание энергоносителей, прежде всего нефти и газа. Выяснилось, что при высоких ценах на нефть и газ предпринимателям становится выгодно их экономить. Но эта экономия автоматически означает снижение поступления и тепла, и углекислого газа и других примесей, небезопасных для окружающей среды.
Одновременно стали расти цены и на другие сырьевые материалы, например сталь, алюминий. Их тоже стали расходовать экономно. И все же главное состоит в другом: люди стали понимать важность охраны окружающей среды, уменьшения нагрузки на нее в виде загрязнений, нерационального использования ресурсов.
Очень важно, чтобы это понимание стало всеобщим. И здесь мы вплотную подошли к теме экологического образования и воспитания.
Выше была приведена мысль Н.Н.Моисеева об экологическом императиве. Как это положение может и должно реализовываться в воспитании и образовании?
Ещ
Еще одна цитата, принадлежащая известному ученому Роберту Риклефсу из его книги “Основы общей экологии” (1976): «Если мы хотим достичь какого-либо согласия с Природой, то нам в большинстве случаев придется принимать ее условия. Этим условиям, отражающим основные законы, которым подчиняются все остальные организмы и перед которыми вынужден будет склоняться человек, а также тем границам, которые человек не должен переступать, посвящена моя книга».
Если кратко сформулировать задачи экологического образования, то это именно изучение тех основных законов (по Тютчеву, это – «язык природы»), которым подчиняются организмы в своем «ойкосе» (доме).
А основная задача экологического воспитания – научить человека склоняться перед этими законами, поняв их. Помните знаменитую фразу тургеневского Базарова «Природа не храм, а мастерская». Это неточно. Сейчас бы мы сказали: «Природа и храм, и мастерская, но главное то, что она – наш Дом».
Разумеется, в нашей статье мы не собираемся излагать законы экологии. Их довольно много. И сейчас существует большое множество разных учебников по экологии (По нашему мнению, даже чрезмерное – некоторые учебники или пособия просто списаны с других, не всегда, впрочем, удачно).
Важно, чтобы экологические проблемы постепенно проникли и в другие дисциплины. Приведем примеры.
В природных водах происходят постоянно различные химические реакции, которые зависят от природного состава воды, а также от поступающих веществ. Большинство природных вод содержит значительное количество карбонатов и бикарбонатов (мы знакомы с ними на собственной кухне, используя питьевую соду – бикарбонат натрия или кальцинированную соду при стирке – карбонат натрия). Эти соли в значительной мере определяют способность природных вод нейтрализовывать кислоты из атмосферы (кислые осадки). Такие реакции демонстрируют на уроках химии. Было бы хорошо, если учитель при этом рассказал о важном экологическом значении этой реакции.
На уроках физики говорят об устойчивых и неустойчивых состояниях разных механических систем. Простейшая из них – маятник.
Основные участники любой динамической системы – это воздействие, выводящее систему из положения равновесия, и реакция системы на это воздействие.
Для обоих положений маятника А и Б при отклонении груза из положения равновесия возникает сила, как результат отклонения от равновесия. Однако в случае А эта сила стремиться вернуть маятник в прежнее положение, а в случае Б – «усилить» отклонение.
Соответственно система А является устойчивой, а система Б – неустойчивой. В случае А маятник будет качаться, причем бесконечно долго, если при этом он не будет испытывать трения, или как говорят в физике, если нет диссипации энергии. Если маятник находится в какой-либо вязкой среде (воде или воздухе) или в системе действует трение, то амплитуда колебаний маятника постепенно будет уменьшаться, пока маятник не остановится.
В случае Б маятник неизбежно упадет, если мы не поставим подпорки, которые ограничат его падение.
Оказывается, в природе, – точнее, в биосфере также действует механизм устойчивости. Разумеется, он гораздо сложнее того, что действует в случае маятника. Экосистему можно сравнить со сложным биохимическим реактором, в котором происходит преобразование множества химических соединений. В естественном (устойчивом) состоянии у экосистемы практически нет отходов. Она перерабатывает все питательные вещества, переводя их в органическое живое вещество (эту работу выполняют растения). Это вещество служит питанием для других организмов, те в свою очередь – для других. Образуется цепь питания (трофическая цепь). В конце этой цепи умершие организмы разлагаются бактериями вновь до исходного (минерального) состояния. И цикл повторяется вновь, и так без конца. Устойчивыми являются экосистемы, находящиеся в естественном, ненарушенном состоянии.
Экосистему можно вывести из этого динамического (безотходного) равновесия. Причины могут быть естественные (выбросы вулканов, пожары от молний и т.п. стихийные события) и антропогенные, т.е. связанные с деятельностью человека. В последние столетия (особенно с началом промышленной революции в начале XIX века) антропогенное воздействие становится основным.
У природы существует механизм компенсации этих воздействий. В биосфере действует принцип Ле Шателье-Брауна – внешнее воздействие, выводящее систему из состояния равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. Примером действия принципа Ле Шателье-Брауна является организм человека, когда в него проникают болезнетворные бактерии. Организм начинает вырабатывать антитела, т.е. такие биоструктуры, которые убивают чуждые организму и вредные бактерии.
В экосистеме также «мобилизуются» защитные силы, которые стремятся ослабить вредные воздействия. А они очень разнообразны. Это и химические загрязнения, тепловое, шумовое воздействие, это изменение природного режима рек из-за строительства плотин, распашка естественных лугов, сведение лесов, осушение болот... Но беда не только в этом.
Сами антропогенные воздействия становятся масштабными, глобальными. В антарктических льдах находят пестициды. Биосфера подошла к пределу устойчивости, когда она с трудом справляется с антропогенными воздействиями. А кое-где она уже и не справляется с ними. Посмотрите, как сохнут и гибнут деревья в городах, как обеднели живностью наши леса и реки. Сколько больных рыб. Да и сам человек – а ведь он часть биосферы – тоже стал слабеть и чаще болеть.
Вот как проявляется неустойчивость в биосфере! Она непосредственно затрагивает благополучие человека.
Примером неустойчивых экосистем является поле, засеянное культурными растениями. Чтобы поддерживать такую искусственную экосистему в относительно устойчивом состоянии, приходится прикладывать массу усилий: пахать, сеять, вносить удобрения и пестициды и т.д. Такая экосистема не безотходна: мы много в нее вкладываем и много отнимаем (урожай, солому и пр.).
Это мы говорили о физике. Но и другие предметы (география, биология) непосредственно связаны с экологией.
Даже литература может принять участие в экологическом образовании и воспитании. Вспомним «Записки охотника» Тургенева, повести Бунина. Есть ли более глубокое и точное описание природы в ее естественном состоянии! Увы, часто дети могут познакомиться с ненарушенной природой только по книгам. Прекрасные, по сути экологические произведения писали Пришвин, Бианки. Многие книги Хейердала, Кусто, других путешественников – наших современников – читаются на одном дыхании. Впрочем, влияние литературы на экологическое воспитание глубже и шире.
По нашему убеждению, общечеловеческая мораль и бережное отношение к природе – взаимосвязаны. Экологический императив – это как бы одиннадцатая заповедь Христа. Она вытекает из канонических десяти заповедей. Аморальный человек не может быть хорошим экологом. Занятия экологией безусловно обладают мощным моральным фактором воспитания.
Здесь мы подошли к ключевой идее нашей статьи: о воспитательном воздействии занятий практической экологией.
«Теория, мой друг, суха…» – говорил один из героев Гете. К сожалению, по ряду причин (прежде всего, экономических) организовать практические занятия ныне непросто. По экологии тем более.
Нам повезло. Авторы статьи – участники проекта, поддержанного Британским Советом (Программа малых грантов) «Изучим экологию малых рек и озер (Живая вода)». Нам удалось вовлечь в работу по проекту энтузиастов-экологов в г. Переславле-Залесском и населенных пунктах Переславского района. Это в основном учителя – экологи, биологи, географы.
Сначала мы познакомились с этими людьми в начале 2000 г., обсудили возможности проведения экологических экспедиций летом 2000 г. и далее. Идея привлечь школы и другие учебные заведения (у нас это – Переславский кино-фотохимический колледж, директор которого – замечательный энтузиаст экологии и хороший организатор Н.И. Лепихин) оказалась плодотворной. Действительно, в школах есть квалифицированные кадры – учителя вопреки всем трудностям последних десяти лет сохранили преданность своему делу. Есть кабинеты химии и физики.
В каждом населенном пункте – городе, селе, деревне – есть какая-то «вода»: пруд, речка, озеро. Наши предки всегда селились возле воды. И они заботились о ней. Вода была необходимой в жизни: поить скот, ловить рыбу, полоскать белье. Да и просто река или озеро – это красиво.
Увы, в настоящее время многие малые водные объекты болеют, некоторые умерли. В этом виноват человек, сваливая в воду мусор, распахивая береговую зону, выгоняя коров на водопой там, где удобно пастуху. Как часто мы видим, как на берегу моют машины, перегораживают реки сетями, сваливают весной в реки навоз с ферм.
Сколько погибло родников, прудов!
Мы должны вернуть долг нашим речкам, озерам, прудам.
Надо понять, чем больны наши реки. Некоторые болезни можно определить в ходе обычной прогулки или небольшой экспедиции. Например, свалки мусора на берегу и в русле, канавы, по которым поступают загрязненные стоки, места (обычно возле дорог и мостов), где автомобилисты моют машины и др., заболоченные участки прудов и озер, нефтяные пятна или мусор на поверхности воды, цветение воды.
Дети обычно легко находят эти нарушения естественного состояния водных объектов, они чувствуют себя следопытами. Если при этом учитель или другой руководитель пояснит, почему для реки опасно то или иное нарушение, чем оно вызвано, то можно считать, что эти дети в дальнейшем сами не будут допускать подобных нарушений.
Следующий этап изучения водного объекта связан с проведением гидрохимических и гидробиологических исследований. Это более сложная часть работы, и ее можно проводить с более старшими школьниками, начиная с 7 класса.
Сейчас существуют сравнительно простые химические методы, которые позволяют определять содержание в воде нитратов, фосфатов, аммония – наиболее часто встречающихся в воде загрязняющих веществ, связанных с удобрениями и сбросами бытовых стоков. (Мы закупали эти химикаты на средства гранта).
Но даже без этих определений можно многое узнать о качестве воды с помощью органолептических методов, т.е. с помощью органов чувств человека. Это мутность воды, ее цветность, запах.
Важно сделать описание растительности по берегам и в воде.
Очень интересны и доступны детям гидробиологические наблюдения. Для этого используют описание того, какие личинки и другие организмы живут в воде и дне реки или озера. Далее используют определители, т.е. рисунки этих личинок, которые мы раздали всем учителям – руководителям экспедиционных отрядов.
Оказывается, экологическое состояние водного объекта можно определить по тому, какие организмы населяют его. Эта работа особенно важна, если ее проводить систематически, в разные сезоны года и несколько лет подряд. Особенно если удается на водном объекте реализовать пусть даже простейшие водоохранные мероприятия: расчистить русло и убрать свалки с берега, добиться того, чтобы с ферм перестали сбрасывать навоз в воду и т.д.
После экспедиций дети пишут и оформляют отчет. Следует разбудить в них инициативу. Пусть они рисуют, пишут стихи в этот отчет. Хорошо, если удается сделать фотографии.
В этой части очень важна поддержка родителей. Если вы интересуетесь жизнью своего ребенка, то не будьте безразличны к его увлечению экологией. Энтузиазм ребенка, а следовательно, польза для воспитания многократно усилится, если ребенок почувствует интерес родителей к этому увлечению. Формы вашего участия могут быть разными: от внимательного выслушивания рассказа вашего сына или дочери об экологической экспедиции до прямого участия в ней.
Но в любом случае постарайтесь хотя бы немного скорректировать свое поведение. Как ни странно, мы часто дома ведем себя «неэкологично»: курим в помещении, мусорим на улице, не экономим воду (многие ли чистят зубы, используя стакан воды?) и т.д. Не следует забывать одну из заповедей родителя: «хорошее воспитание – это самовоспитание».
Главный итог нашего проекта в том, что нам удалось вовлечь в работу довольно много учителей и детей. Когда осенью 2000 г. мы подводили итоги летнего сезона экспедиций, в г. Переславле провели Фестиваль «Живая вода» и пригласили на него всех участников. Собралось боле 150 школьников и студентов колледжа, более 30 преподавателей, учителей, добровольцев. К нам приехал помощник Губернатора Ярославской области по экологии академик В.И. Лукьяненко, руководитель экологической службы города И.М. Лоянич, директор Национального парка «Плещеево озеро» Ю.А. Чаплин. Дети не только рассказывали о проведенных экспедициях, но пели песни, рассказывали стихи. Замечательная талантливая учитель биологии Л.Н. Колотилина организовывала конкурсы, игры. В общем, было и интересно, и весело.
Но все же главный вывод неожиданно в другом: мы видели ясные приятные лица детей, о которых можно только мечтать родителям. Мы увидели убедительные плоды «экологического воспитания». И это вселяет оптимизм за светлое будущее не только этих детей, но и России в целом.