Одна из первых математизированных моделей была предложена Дж. Форрестером, который пытался определить экологические пределы роста хозяйственной деятельности человечества. Эта задача разрешима, поскольку факторы природной среды и ресурсы человеческой деятельности имеют количественное выражение. Биоэкологи, например, выделяют количественно определимые зону оптимума, зону угнетения и пределы выносливости для организмов. Количественные выражения физических ресурсов человеческой деятельности также имеют четкие характеристики.
Антропобиосферный подход оказался связан в последние несколько десятилетий с разработкой проблем будущего состояния человеческого общества и природной среды. В частности, появились прогнозные работы ученых, объединившихся в так называемый «Римский клуб». Среди отечественных разработок известен проект «Гея». Он осуществлялся под руководством академика Н. Н. Моисеева. Одним из выводов, к которому пришли разработчики данного проекта, стал прогноз «ядерной зимы». Это устрашающее следствие вероятной термоядерной войны во многом способствовало заключению международных соглашений о сокращении ядерных вооружений.
Заметим, что именно антропобиосферный подход становится методологической базой практической экологии, поскольку выводит на исследование ресурсов земных экосистем и на разработку методов природопользования. Правда, достижения в этой области еще далеки от желаемого. Сегодня осознано, что организация природопользования имеет сложный многоуровневый характер и требует привлечения методов инженерного и социального проектирования. Соответственно, естественнонаучные знания и методы комбинируются с техническими и социальными подходами к разработке путей человеческой деятельности. В свою очередь, техническая и промышленная деятельность людей является открытой для применения биотехнологий и для усиления естественных ресурсов угнетаемых деятельностью человека биосистем. Так, широко применяется посадка зеленых насаждений вблизи промышленных предприятий и крупных автомагистралей, функционирование которых связано со снижением содержания кислорода в атмосферном воздухе.
В более широком контексте человеческая деятельность направляется на создание искусственных биоценозов и экосистем. Из них выделяются те, которые способны долговременно удовлетворять биологические потребности людей. К таковым относятся, например, агроценозы (сельскохозяйственные угодья), лесопосадки, парки и скверы, зоны экологической рекреации. Выделяются также урбоситемы, возникшие в результате развития городов, и объединяющих большие массы населения, промышленные, бытовые и другие объекты. Существование урбоэкосистем поддерживается за счет агроэкосистем и вовлеченных в хозяйственный оборот ископаемых энергоресурсов и других источников энергии (ветровой, приливной, атомной и прочих).
В наше время осознано, что для рациональной организации природопользования важно знать лимитирующие факторы, которые могут ограничивать и угнетать распространение определенных видов в различных регионах Земли. Так, познание пищевых цепей, водных режимов, температурных условий жизни и других лимитирующих факторов дает базу для эффективного управляющего действия людей на биосферу - как в отношении собственного вида, так и в отношении других видов существ, населяющих нашу планету. Серьезную поддержку оптимальному природопользованию дает знание статистических показателей популяций, их численностей, плотности, показателей структуры, скорости их роста или сокращения.
Применительно к такому объекту как экосистема особую роль приобретает знание круговорота веществ и прохождения через нее потока энергии. Круговорот веществ поддерживается деятельностью автотрофов и гетеротрофов. А передача энергии осуществляется от автотрофов к гетеротрофам. Поэтому экологи подчеркивают исключительную миссию на Земле зеленого покрова растений. Они поглощают на первом трофическом уровне около 50 процентов поступающей солнечной энергии. Значимыми становятся также знания о циклических и поступательных изменениях главных природных экосистем (наземных, пресноводных и морских).
Современная наука о природопользовании различает природные условия, в которых обитает человек и человечество, а также природные ресурсы, т. е. те элементы природы, которые необходимы человечеству для его жизнеобеспечения. Большинство из таких элементов вовлечены в расширяющееся материальное производство (вода, ископаемые, растительность и пр.). Активная промышленная жизнедеятельность людей приводит к тому, что круг природных ресурсов расширяется благодаря деятельному освоению все новых природных условий. До недавнего времени казалось, что любые природные ресурсы неисчерпаемы, поскольку неисчерпаема сама природа. Однако сегодня все чаще речь идет об ограниченности запасов многих природных ресурсов (например, нефти, пресной питьевой воды и т.д.). Хотя надо сказать, что остаются еще потенциальные природные ресурсы, которые пока не используются человеком, либо используются в малой степени (например, энергия Солнца).
Природопользование считается рациональным, когда обеспечивается экономное использование природных ресурсов с учетом законов экологии. Надо иметь в виду и то, что не только экономический мотив важен для организации природопользования. Природная среда и ее ресурсы важны для людей и как источник здоровья (чистая вода, горный и морской воздух и пр.). Она же способна поддерживать эстетические потребности людей, которые важны для гармонизации человеческой жизни, для развития духовной составляющей человеческого бытия.
Рациональное природопользование порождает постановку задач охраны природы. Они включают в свой состав: прогнозирование и разработку мер предотвращения негативных последствий природопользования; расчет степени интенсивности освоения природных ресурсов; разработку компенсационных мероприятий по восстановлению истощающихся ресурсов; применение чрезвычайных мер по спасению людей и природных объектов в условиях экологических катастроф. Использование природы без предупредительных и охранных мер в наше время недопустимо.
Современные принципы природопользования сводятся к законам экологии. Б. Коммонер в 1974 году предложил четыре группы законов: 1) все связано со всем; 2) все должно куда-то деваться; 3) природа «знает» лучше; 4) ничто не дается даром. Каждый названное утверждение подсказывает ограничения и дает предостережения для нашей деятельности в окружающей природной среде.
«Законы» Б. Коммонера предполагают высокий уровень экологического сознания. Они требуют признать, что стихийные воздействия на отдельные элементы земной экосистемы способны привести в движение другие ее элементы. И тогда в системе в целом могут возникнуть необратимые или непредвидимые последствия. Кроме того, надо учитывать, что все материальные результаты человеческой деятельности должны вписываться в кругооборот веществ на планете и подвергаться утилизации. «Отходы», в частности, появляются тогда, когда нарушен этот закон.
Говоря, что «природа знает лучше», Б. Коммонер имел в виду, что колоссальные плоды земной эволюции нам не дано превзойти. Природа по-своему хороша, и мы можем «улучшать» ее только в частностях, и то при условии нашей большой осмотрительности. Об этом же говорит сформулированный им четвертый закон. Любой наш частный выигрыш во взаимодействии с природой требует «платежа». Показательно, например, что более активная деятельность людей в природе обрастает все более мощной и трудоемкой системой контроля за природными ресурсами и за эффективностью самой человеческой деятельности. Так, в XX столетии появилась система мониторинга окружающей среды, в рамках которой осуществляются мероприятия по наблюдению, оценке и прогнозированию будущих состояний экологической обстановки. Накапливающиеся сведения становятся важным источником информации, необходимой для принятия регулирующих экологических мер. В таком ключе ведутся наблюдения за изменениями озонового слоя атмосферы, за процессами таяния ледниковых массивов и т. п. Координация глобального мониторинга экологической среды ведется ЮНЕП (представленной в ООН), а также Всемирной метеорологической организацией.
