Švarios ir sveikos gamtinės aplinkos išsaugojimas sparčiai vystantis ekonomikai – vienas svarbiausių šiuolaikiškos globalėjančios visuomenės iššūkių. Užterštas oras ir vanduo, rūgštieji lietūs, džiūstantys miškai, pasaulinė klimato kaita, stratosferos ozono sluoksnio nykimas – tai tik dalis svarbiausių aplinkos problemų.

Norint geriau suprasti pagrindinių gamtinės aplinkos problemų esmę, pravartu trumpai prisiminti žmogaus ir gamtos santykių istoriją. Pirmasis žmogaus ir gamtos santykių etapas, kuris tęsėsi iki pramonės epochos pradžios, dažnai traktuojamas kaip žmogaus gyvenimo harmonijoje su gamta periodas. Tačiau iš tiesų tai buvo etapas, kai gamta diktavo žmogui savo sąlygas, o žmogus jos prisibijojo, dažnai ją sudievindavo ir bandė kiek įmanydamas prie jos prisitaikyti. Šio etapo esmė: „Gamta – tai šventovė”. Mūsų pagoniškos tradicijos labai gerai atspindi tokio požiūrio esmę. Užtenka prisiminti, kad mes turime net šešias upes, kurių pavadinimo šaknį sudaro žodis šventas, turime nemažai šventų ežerų ir ypač girių.

Antrasis žmogaus ir gamtos santykių etapas sietinas su Izaoko Niutono atradimų sąlygotu mechanistiniu pasaulio suvokimu, kuris lėmė gamtos užkariavimo pasaulėžiūros susiformavimą. Žmogus, įtikėjęs absoliučia mokslo ir technikos pažangos galia, pasijuto gamtos valdovu, galinčiu pertvarkyti ją savo nuožiūra taip, kad ji galėtų patenkinti vis didėjančius jo poreikius. Šio etapo esmė visiškai priešinga: „Gamta – ne šventovė, o dirbtuvės“, kurias žmogus gali pertvarkyti savo nuožiūra.

Žmogaus išsilaisvinimo iš gamtos varžtų ir gamtinio nihilizmo idėjos labai aiškiai  atsispindėjo garsaus aštuonioliktojo amžiaus anglų filosofo Džono Loko darbuose. Įsivyravo visuotinė nuostata, kad didėjanti gamyba yra vienintelis tikras visuomenės gerovės garantas, o rūkstantys gamyklų kaminai tapo visuomenės gerovės simboliu. Šios idėjos buvo gyvos ir komunizmo kūrėjų gretose. Vyresniosios kartos atstovai dar gerai prisimena grandiozinius Stalino gamtos pertvarkymo planus ir garsųjį žymaus tarybinio gamtininko ir selekcininko I. Mičiurino šūkį, kuris neišvengiamai kabėjo visų mokyklų biologijos kampeliuose: „Mes negalime laukti malonių iš gamtos, pasiimti jas iš jos – mūsų uždavinys“.

Socialistinių gamtos pertvarkymų idėjos neaplenkė ir Lietuvos. Įgyvendinant fragmentiškam mūsų kraštovaizdžiui nepritaikytus didelio masto kolūkinės melioracijos projektus, buvo sunaikinta (paversta kanalais) per 85 proc. Lietuvos upių vagų, pastačius beveik 1200 nereikalingų užtvankų, užtvindyta apie 250 kvadratinių kilometrų išskirtine biologine įvairove pasižyminčių upių slėnių, sunaikinti svarbų laukų apsauginį vaidmenį vaidinę, bet melioracijai trukdę nedideli agromiškeliai bei sodybų želdiniai. Čia pravartu prisiminti, kad buvo sukurti, tik, laimei, neįgyvendinti, ir dar „rimtesni“ Lietuvos kraštovaizdžio pertvarkymo planai, kai buvo parengta metodika, kaip, taikant specialią žemių dirbimo technologiją, palaipsniui išlyginti Aukštaitijos ir Žemaitijos kalvas ir taip neva padidinti jų derlingumą. 

Po Antrojo pasaulinio karo ypatingą pagreitį įgavęs progreso variklis darbavosi vis didėjančiu greičiu, vis labiau kenkdamas gamtai ir pačiam žmogui. Aplinkos teršimas išsivysčiusiose valstybėse pasiekė tokius mastus, kad toliau nekreipti dėmesio į vis aštrėjančias ekologines problemas ir vien džiaugtis augančia ekonomika tapo nebeįmanoma. Žlugus viltims, kad mokslo ir technologijų pažanga suteikia galimybę išspręsti visas dabarties ir ateities žmonijos problemas, atsiradusią ideologinę tuštumą sėkmingai užpildė darnaus vystymosi idėja. Taip prasidėjo trečiasis žmogaus ir gamtos santykių etapas, kurį būtų galima pavadinti žmogaus ir gamtos santykių harmonizavimo etapu. Jo esmė:  „Žmogus ir gamta – lygiaverčiai partneriai“.

Darnaus vystymosi koncepcijos pagrindas – konstruktyvi trijų pagrindinių komponentų: aplinkos, ekonomikos ir visuomenės sąveika. Ant šių trijų lygiaverčių kolonų stovinčių darnaus vystymosi rūmų principinė schema gerai iliustruoja pačią darnaus vystymosi idėją.

 Tačiau pastaruoju metu vis dažniau keliamas kausimas, ar iš tiesų visi trys darnaus vystymosi komponentai – gamtinė aplinka, ekonomika ir visuomenė – yra lygiaverčiai? Akivaizdu, kad gamta be visuomenės ir jos sukurtos ekonomikos tikrai nepražūtų, o daugeliu atvejų, pašalinus vadinamą  „antropogeninį presą“, galėtų žymiai lengviau atsikvėpti. Tuo metu visuomenė ir ekonomika be gamtos ir jos išteklių egzistuoti iš viso negalėtų. Atidžiau pažiūrėjus į pateiktą schemą, aiškiai matosi ir kitas šių darnaus vystymosi „rūmų“ trūkumas – jie neturi pamato, todėl ilgai išstovėti vargu ar galėtų.

Todėl darnaus vystymosi pastatą siūloma gerokai rekonstruoti ir statyti pagal žemiau pateikiamą schemą. Iš šios schemos matyti, kad darnaus vystymosi pagrindą (pamatus) sudaro gamtinė aplinka bei jos tiekiami gamtos ištekliai. Labai svarbi ir naujoji – kultūros kolona.

Iš šios modifikuotos schemos labai aiškiai matyti ir kertinis darnaus vystymosi koncepcijos klausimas – kokios yra visuomenės ir ekonomikos augimo ribos, t.y., kokią dalį dar išlikusio gamtos kapitalo (miškai, pelkės, pievos, vandens telkiniai ir pan.) galima pakeisti žmogaus sukurtu kapitalu, t.y. miestais, gyvenvietėmis, keliais, dirbtiniais vandens telkiniais ir t.t.? Kitaip sakant – kiek gali padidėti darnaus vystymosi statinio „nešančiosios“ kolonos ir kiek gali suplonėti jo pamatas, kad pastatas nenugriūtų?

Laikantis darnaus vystymosi principų, bendras dabartinis požiūris yra toks: išsivysčiusiose šalyse, prie kurių, be abejo, priskirtina ir Lietuva, gamtinių aplinkos komponentų pakeitimo žmogaus sukurtais komponentais galimybės iš esmės jau yra išsemtos, todėl ES teisėje yra aiškiai apibrėžti  tie išimtiniai atvejai ir kriterijai, kuriais vadovaujantis tai gali būti padaryta. 

Dabartiniu metu visuomenė iš esmės susiduria su dvigubu uždaviniu – būtina išspręsti ankstesniu laikotarpiu, kai beatodairiškas prioritetas buvo teikiamas vien ekonomikos augimui, sukurtas sudėtingas vietines, regionines ir pasaulines aplinkos problemas, o be to, būtina sukurti tokį tolesnį civilizacijos vystymosi modelį, kuris leistų išvengti dar didesnių grėsmių gamtai ir pačiam žmogui ateityje.

Iššūkiai mokslui

Intensyvėjantis žmogaus poveikis gamtinėms ekosistemoms per pastaruosius dešimtmečius tapo akivaizdus pasauliniu mastu. Klimato kaita, stratosferos ozono sluoksnio nykimas ir ultravioletinės (UV) spinduliuotės intensyvumo augimas, rūgštieji lietūs bei pažemio ozono koncentracijos didėjimas paprastai traktuojami kaip svarbiausi antropogeniniai procesai, kurie sąlygoja neigiamus augmenijos būklės, produktyvumo bei biologinės įvairovės pokyčius. Sudėtingiausia problema yra ta, kad visi šie veiksniai augalus, kaip ir kitus gyvus organizmus, veikia kartu, ir ištirti jų kompleksišką poveikį bei prognozuoti galimus tolimesnius augmenijos būklės, produktyvumo bei biologinės įvairovės pokyčius yra ne tik ypač svarbus, bet ir labai sudėtingas uždavinys.

Augalų prisitaikymo prie besikeičiančių klimato ir aplinkos sąlygų pajėgumas pastaruoju metu tampa vienu iš aktualiausių mokslinių klausimų ir turi neabejotiną praktinę reikšmę. Yra nustatyta, kad, veikiant išoriniams veiksniams, susiaurėja augalų tolerancijos kitiems veiksniams intervalai ir augalai, išeikvoję savo vidinius išteklius prisitaikyti prie vieno nepalankaus veiksnio, turi mažesnes galimybes prisitaikyti prie kitų nepalankių veiksnių poveikio. Tačiau tais atvejais, kai augalų adaptacijos prie skirtingų nepalankių išorinių veiksnių mechanizmai yra panašūs, augalai, prisitaikę prie vieno nepalankaus veiksnio, tampa atsparesni ir kitų veiksnių poveikiui. Šie teoriniu ir praktiniu požiūriu itin aktualūs klausimai kol kas yra palyginti mažai tyrinėti

Kadangi skirtingų augalų rūšių adaptacinis pajėgumas yra nevienodas, tai besikeičiant klimato ir aplinkos sąlygoms gali žymiai pasikeisti ir skirtingų rūšių konkurencingumas, o tai savo ruožtu gali sukelti rimtas miškų ir žemės ūkio problemas. Tyrimai rodo, kad keičiantis aplinkos sąlygoms miško ekosistemose vyksta nepageidaujama rūšių kaita, gausėja varpinių ir nitrofilinių augalų, stebima agresyvi piktžolių invazija. Piktžolės dažniausiai pasižymi didesniu plastiškumu, todėl jų konkurencinis pranašumas kultūrinių augalų atžvilgiu turėtų dar labiau išaugti.

Todėl visame pasaulyje pastaruoju metu šių sudėtingų klausimų tyrimams skiriama vis daugiau dėmesio. Tolimųjų užteršto oro pernašų ir jų sukeltų pagrindinių regioninių aplinkos problemų – rūgščiųjų lietų bei išaugusių pažemio ozono koncentracijų požiūriu Lietuvos, kaip Europos  geografinio centro, padėtis yra itin nepalanki. Faktiškai Lietuva yra užteršto oro masių, keliaujančių iš pramoninių Vakarų ir Centrinės Europos, Skandinavijos, Ukrainos, Šiaurės vakarų Rusijos  bei kaimyninių Baltijos valstybių, kryžkelėje. Klimato kaitos požiūriu, Lietuvos geografinė padėtis taip pat nėra palanki, kadangi būtent šiaurės pusrutulio aukštesnėse platumose prognozuojami intensyviausi  klimato pokyčiai.

Kita itin aktuali tema – kaip kinta augalų atsparumas įvairiems nepalankiems aplinkos veiksniams, klimatui šylant. Reguliuojamo klimato ir aplinkos fitokamerose (LSDI) atlikti tyrimai parodė, kad daugumos tirtų augalų rūšių atsparumas ozono poveikiui atšilusio klimato sąlygomis padidėja ir ozono koncentracijos optimumas persistumia didesnės ozono koncentracijos link, tačiau šių pokyčių dydis skirtingoms augalų rūšims yra labai skirtingas. Tuo metu daugumos kultūrinių augalų atsparumas ultravioletinės spinduliuotės poveikiui atšilusio klimato sąlygomis sumažėja, o tirtos piktžolės – baltosios balandos – priešingai, padidėjo.

Be laboratorinių tyrimų, svarbią vykdomų aplinkos ir klimato pokyčių poveikio gamtinėms ekosistemoms tyrimų dalį sudaro gamtoje vykdomi tyrimai. Viena svarbiausių tokių tyrimų krypčių – dendroklimatologiniai tyrimai, kai, atlikus retrospektyvinę medžių rievių pločio analizę, įvertinama medžių prieaugio priklausomybė nuo pagrindinių klimato rodiklių – temperatūros ir kritulių. Sudarius daugiamačius medžių prieaugio priklausomybės nuo klimato rodiklių modelius, susidaro galimybė prognozuoti medžių produktyvumo pokyčius skirtingiems klimato kaitos scenarijams.

Nustačius ne tik prieaugio, bet medžių mirtingumo pokyčius užterštoje aplinkoje, susidaro galimybė įvertinti, o tam tikru laipsniu ir prognozuoti bendrą aplinkos užterštumo poveikį miškų produktyvumui.

Miško ir agro ekosistemų augalija ne tik patiria didelį kintančių klimato ir aplinkos sąlygų poveikį, bet ir pati veikia šiuos sudėtingus procesus. Miško ekosistemos ne tik stabdo klimato kaitą, bet transformuoja ir kitų antropogeninių veiksnių intensyvumą.

Pastaruoju metu ypatingas dėmesys skiriamas platesniam vietinių atsinaujinančių energijos išteklių naudojimui. Atlikus skirtingų atsinaujinančių energijos šaltinių lyginamąją ekonominio ir ekologinio efektyvumo analizę, atkreiptas dėmesys į lygumų šalims būdingą itin didelį neigiamą hidroenergetikos poveikį gamtai, kai ne tik sutrikdoma natūrali biologinė migracija ir savivalos procesai, bet ir užtvindomi didžiuliai išskirtine biologine įvairove pasižyminčių upių slėnių plotai. Rekomenduojama, kaip ir visoje Europos Sąjungoje, daugiausia orientuotis į vėjo energetiką, kogeneracinį biomasės deginimą ir kuo platesnį saulės energijos panaudojimą. Tai sudarys galimybes žymiai sumažinti Lietuvos energetinę priklausomybę, darant minimalų neigiamą poveikį gamtai.

Moksliniu požiūriu, darnaus vystymosi srityje pagrindinis dėmesys skiriamas gamybos ir vartojimo ekologiniam efektyvumui didinti, siekiant sumažinti gamtos išteklių naudojimą ir aplinkos teršimą. Itin didelės reikšmės tuti ir pačių žmonių – vartotojų – vertybinės nuostatos ir elgsena, ekologinis sąmoningumąs, kurį būtina ugdyti, jei norime sumažinti neigiamą poveikį aplinkai didėjant vartojimui.