В процессе эволюции образовались самые различные биогеоценозы, которые находятся в постоянном взаимодействии друг с другом. Организмам для их существования нужны определенные условия внешней среды, которые в процессе обмена веществ и энергии они постоянно изменяют. Организмы в процессе своей жизнедеятельности способствовали увеличению биогенной миграции химических элементов биосферы, окислительных и восстановительных реакций. Функции живого вещества, к которым относятся газовая, окислительно-восстановительная и концентрационная, в процессе эволюции обусловили создание современной природной среды с ее закономерностями функционирования.
В процессе эволюции живые организмы постепенно обособлялись от непосредственной зависимости от окружающей среды. По мере эволюции возрастала скорость миграции вещества и энергии в биогеоценозах.
Наиболее значительные изменения биосфера претерпевала после появления человека на Земле. Бурное развитие всех сфер существования человека (промышленность, сельское хозяйство, наука и техника) за ничтожно короткий отрезок времени привело к ускоренной миграции элементов в биосфере, появлению новых видов растений, животных, нарушению природных закономерностей в биосфере.
Естественнонаучной основой охраны природы служат законы экологии, в частности учение о биосфере, основоположником которого является выдающийся отечественный ученый В.И. Вернадский. Идеи, положенные в основу учения о биосфере, он изложил в статьях, объединенных затем общим названием Биосфера.
В.И. Вернадский рассматривал биосферу не как простую совокупность живых организмов, а как единую термодинамическую оболочку, в которой сосредоточена жизнь и осуществляется постоянная взаимосвязь живых организмов с неорганической средой посредством обмена веществ и потоков энергии.
Человек вел опустошительные войны, нерационально, а порой преступно относился к природе и не руководствовался необходимыми законами в системе общество-природа.
Закон максимизации энергии: выживание одной системы в соперничестве с другими определяется наилучшей
организацией поступления в нее энергии и использования
ею максимального количества наиболее эффективным способом.
Закон минимума, его называют законом Либиха. По Ю. Либиху, выносливость организма определяется самым
слабым звеном в цепи его экологических потребностей, то есть жизненные возможности лимитируют экологические факторы, количество и качество которых близко к необходимому организму или экосистеме минимуму. Дальнейшее их снижение ведет к гибели организма или деструкции экосистемы. Закон минимума дополняется правилом взаимодействия факторов, согласно которому организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором.
Закон обеднения разнородового живого вещества (востровных его сгущениях). По Г. Хильми — индивидуальная система, работающая в среде с уровнем организации более низким, чем уровень самой системы, обречена. Система постепенно теряет свою структуру, через некоторое время растворяется в окружающей среде. Любое сложное биотическое сообщество, сохранившееся на незначительных пространствах, обречено на постоянную деградацию. В практике природопользования закон обеднения разнородового живого вещества в островных сгущениях диктует необходимость создания буферных зон, в пределах которых запрещаются любые действия, способные нарушить установившиеся в них природные режимы, например заповедники, долгосрочные заказники и другие охраняемые территории. В целом закон дает ключ для разработки целенаправленной стратегии управления живой природой без ее количественного и качественного обеднения.
Если использовать правило одного процента, то именно такое изменение энергетики природной системы выводит изравновесного состояния природную систему. Все крупномасштабные явления на поверхности Земли (циклоны, извержения вулканов, процесс глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1 % от энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты.
Закон пирамиды энергии: переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой приводит к изменению энергии в среднем не более чем на 10% (по Р. Линдерману). Используя этот закон, можно сделать расчеты необходимой земельной площади для обеспечения населения продовольствием и другие эколого-экономические расчеты.
