Особую тревогу исследователей вызывают быстро протекающие под воздействием промышленного производства изменения воздушной среды. Они приобрели планетарный характер. Чаще всего речь идет о выбросах в атмосферу углекислого газа, метана и окиси азота. Эти газы создают около 60 процентов дополнительного к естественному парникового эффекта. С середины XVIII столетия до конца XX века объем выбросов в атмосферу этих газов суммарно вырос с 11 миллионов тонн до 24 миллиардов тонн в год. Измерения показали, что в XX столетии приземная температура повысилась на 0, 6 градуса Цельсия. Это обстоятельство оказалось связано с сокращением снежного покрова и с таянием льда в Северном Ледовитом океане. В XX веке отмечен также рост числа природных катастроф, среди которых наблюдались ураганы, наводнения, засухи. Их жертвами стали около 10 миллионов человек. Этот показатель сравним с числом жертв первой мировой войны.
Критически настроенные исследователи подчеркивают, что биосфера, будучи сложной нелинейной системой, может уже в недалекое время утратить стабильность, после чего начнется ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние. В итоге ее параметры могут оказаться неподходящими для жизни людей.
Используя различные подходы к моделированию состояний биосферы, многие исследователи пытаются прогнозировать ход ее эволюции. Выявилось, что более или менее адекватным общим понятием, отражающим сущность происходящих сегодня на Земле процессов, является «антропобиосфера». С помощью этого понятия строятся модели, которые учитывают структурные, функциональные, информационные, энергетические и других характеристик биосферы. К ним добавляются антропогенные и техногенные характеристики современного состояния общества.
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 образованию 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.
