Уже на протяжении многих сотен миллионов лет живые организмы являются активными составляющими многочисленных биогеохимических процессов, в которые включены круговороты воды, углерода, кислорода, азота, водорода, серы, калия, кальция и других химических элементов. Они то входят в состав органических форм, то возвращаются в неорганические вещества. Взаимодействие биотических и абиотических масс обеспечивает непрерывное самоподдержание биосферы. И хотя крупные космические и геологические катастрофы могут уничтожать иногда до девяти десятых долей земной биоты, жизнь на Земле сохраняет способность к самовозрождению и новому развитию. Более того, если придерживаться концепции В. И. Вернадского, жизнь геологически вечна. Живое вещество всегда существовало в образе биосферы. Прямых доказательств тезиса Вернадского пока нет. Однако даже в масштабах астрономического времени существование жизни на Земле можно считать практически вечным.
Формы земной жизни, конечно, изменялись. И современный баланс жизненных форм - это продукт многих превращений, свершившихся в прошлом. Сегодня экологи ставят вопрос: насколько велики регулятивные ресурсы современной биосферы? То, что наша биосфера уязвима, установлено многочисленными наблюдениями и экспериментами. Поэтому нет оснований для безграничного оптимизма по поводу жизненных ресурсов нашей планеты. Сомнения усиливаются в связи с тем обстоятельством, что за последние 40 тысяч лет в составе биосферы произошли дополнительные изменения. Их источником стал человек разумный. Он своей деятельностью вносит внутренние возмущения в относительно сбалансированные экопроцессы, которые сложились до появления человека.
Подобные возмущения стали особенно заметны с возникновением индустриальной цивилизации. С этого исторического момента поведение и деятельность людей приобрели мощь геологической силы. Фактором давления на окружающую природу является также бурный рост численности человечества, о чем уже говорилось выше. Показательно, что за последнюю тысячу лет население Земли приросло более чем в 20 раз. К тому же люди благодаря определенным техническим и социальным достижениям расселились по всей земной поверхности, не взирая на ограниченную естественную приспособляемость к окружающей среде. И повсюду человечество осуществляет «покорение природы», демонстрируя наступательный характер своей миграции по планете.
Специалисты, изучающие состояние природной среды, установили, что к настоящему времени человечество использует для разных нужд около половины земной суши. Из всех известных источников чистой пресной воды люди используют больше половины. К тому же идет загрязнение и обмеление множества рек и озер, растет число инженерных водных сооружений, изменяющих экологический баланс рек и озер. Загрязняются прибрежные зоны морей и океанов. Подсчитано также, что в результате агрессивной деятельности человечества за последние 300 лет на Земле исчезли более 400 видов животных и более 600 видов растений. Только в XX столетии уничтожены почти две трети популяций морских животных. За это же время исчезла почти половина прибрежных мантровых лесов. Колоссальных масштабов достиг сегодня рост массы производственных и бытовых отходов. Технологическая неэффективность современного производства поражает воображение. Из массы всего добытого сырья люди превращают в конечный продукт потребления не более одной десятой части. Остальной «материал» идет на свалки. Подсчитано, что отходов органического происхождения человечество производит в 2000 раз больше, чем вся остальная биосфера.
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).