Основы современной биологии, заложенные великим преобразователем природы И. В. Мичуриным, построены на материалистической теории возможности направленной переделки природы растений и животных для получения более ценных и продуктивных форм. Мичуринская агробиология вскрывает и мобилизует огромные возможности повышения производительности труда в сельском хозяйстве с помощью преобразования природы самих растений и животных. Оптимистический, действенный лозунг Мичурина: «Мы не можем ждать милостей от природы; взять их у нее — наша задача» — сильнейший удар по упадочническим мальтузианским теориям.
Мичуринская биология своими теоретическими позициями и практическими достижениями опровергает идеалистические утверждения мальтузианства о «пределах» в земледелии. И. В. Мичурин показал, что человек может вынудить каждую форму животного или растения изменяться, и притом в желательном направлении, т. е. доказал возможность направленной переделки природы растений и животных.
Крупнейший русский геолог — академик В. А. Обручев, — более полувека изучающий геологию и полезные ископаемые нашей необъятной страны, своими исследованиями песков Кара-Кумов внес огромный вклад в решение важнейшей проблемы освоения пустынь. В результате исследований происхождения этой песчаной пустыни и законов ее развития В. А. Обручев разработал и предложил систему мероприятий по борьбе с движением песков. Эти мероприятия, включающие охрану естественной растительности на песках, искусственное развитие на них растительного покрова и защиту от песчаных заносов при помощи различных щитов, сохраняют в полной мере значение и до настоящего времени. Но еще ранее, в первой половине XIX столетия, русские ученые посвятили немало обстоятельных исследований и практических работ борьбе с движущимися песками.
Пионер практических методов закрепления движущихся песков в пустыне В. А. Палецкий осуществил пескоукрепительные работы еще в 1896 г. на Средне-Азиатской, а в 1905 г. — на Рязано-Уральской железных дорогах.
Знаменитый русский климатолог А. И. Воейков занимался непосредственно проблемой орошения в пустыне. Он неоднократно указывал на то, что орошение пустыни даст в руки человека могучее средство управления жизнью растений и получения высоких урожаев.
А. И. Воейков разработал ряд важных предложений о развитии хлопководства в Туркестане, показав, что природная обстановка в Средней Азии и на юге Казахстана исключительно благоприятна для создания новых орошаемых оазисов, где культура хлопчатника найдет лучшие условия, чем в Египте.
Вопреки представлениям своих современников, А. И. Воейков показал, что человек может активно воздействовать на климат. Для улучшения климата он рекомендовал создавать различного рода водоемы, пруды и орошаемые участки. А. И. Воейков настойчиво подчеркивал необходимость уменьшения бесполезного испарения воды с поверхности водоемов и почв: вода, прежде чем испариться, должна проделать полезную человеку работу. Она должна быть воспринята корнями растений и, пройдя через развивающийся растительный организм, поступать в атмосферу через листья. Именно поэтому А. И. Воейков настаивал на использовании речной воды для широкого орошения и на обсаживании прудов и водоемов деревьями.
Талантливейший русский ученый В. В. Докучаев — основоположник современного почвоведения — разработал план преобразования природных условий степных областей России. В этот план входило: регулирование больших и малых рек Русской равнины; регулирование стока вод в оврагах и балках путем создания прудов, обсаженных деревьями; регулирование водного режима степных водоразделов при помощи прудов в ложбинах и обсаживание их древесными насаждениями; создание рядов живой изгороди (лесных полос), способствующих накоплению снега и задержанию весеннего стока; обсадка песков и бугров лесами; использование артезианских вод для орошения; регулирование режима использования территории под пашни, луга и леса, с учетом необходимости установления оптимального соотношения угодий; улучшение приемов обработки почвы для сохранения и использования влаги.
В. В. Докучаев впервые указал на то, что для развития орошения необходим всесторонний учет природных условий местности (гидрогеологических условий, состояния и характера грунтов, почвенного покрова, а также химического состава оросительных вод).
Поразительные для своего времени научные обобщения В. В. Докучаева и его план борьбы с засухой не были поняты и оценены в условиях царской России, где не было — да и не могло быть — необходимой базы для осуществления широкой программы мероприятий по преобразованию природы степей.