какую часть первичной продукции потребляет человечество?
Первичная продукция в экосистемах аналогична ВВП в экономике - это масса новообразованного органического вещества за определённый период времени (обычно год). Её делят на валовую и чистую: первая - всё органическое вещество, «добавленного» за счёт работы растительности, вторая - первая минус расходы на дыхание (которые, например, в тропических лесах могут «съедать» почти всю насинтезированную органику, особенно в жаркие и сухие годы). Главный природный ресурс, потребляемый человечеством - не железо и нефть, а биомасса (таблица отсюда), поэтому существенно, какую часть продуктивности экосистем люди отчуждают себе, а какую часть оставляют природе, достаточно ли её для поддержания круговоротов и функционирования биосферы
Какую часть первичной продукции потребляет человечество?
А.М.Гиляров
Чистая первичная продукция, т.е. суммарное количество органического вещества, произведенного за определенное время растениями, оценивается сейчас для всей суши как 56.8 x 1015 г (=млрд. т) углерода в год1. Эта величина рассчитана на основании данных по состоянию растительного покрова (как естественного, так и на возделываемых землях), полученных в разное время года с помощью космических аппаратов.
Часть первичной продукции потребляется животными, в том числе человеком, и хотя общая биомасса Homo sapiens составляет не более 0.5% от биомассы всех гетеротрофов, изъятие им растительной продукции непропорционально велико, поскольку расходует он ее не только на собственное питание, но и на корм скоту, в качестве топлива, материала для производства мебели, бумаги, тканей и прочих хозяйственных нужд. В зависимости от принятой методики расчетов оценки доли изымаемой человеком первичной продукции суши сильно расходятся - от 3 до 39%.
Недавно группа исследователей во главе с Марком Имхоффом2 из Центра биосферных исследований при НАСА (Гринбелт, Мэриленд, США) предприняла новую попытку расчета этих показателей и составила карты, демонстрирующие распределение по всему земному шару как абсолютной величины изымаемой первичной продукции, так и отношения этой величины к первичной продукции данного региона. Первым шагом исследования был выбор коэффициентов, связывающих массу потребляемого продукта, например, пищи, с той массой растений, которую нужно было изъять из природы (в широком смысле, включая возделываемые земли), чтобы данный продукт получить.
По результатам расчетов Имхоффа и его коллег годовая оценка суммарного изъятия человеком первичной продукции на суше составила 11.54 x 1015 г углерода, или 20.32% всей годовой чистой первичной продукции. Поскольку в своих построениях авторы опирались на разные приводимые в литературе оценки тех или иных показателей, они помимо среднего значения привели также величины, полученные при использовании имеющихся низких и высоких оценок. Соответствующие величины оказались равными 8 x 1015 г и 14.81 x 1015 г углерода в год (в процентах от первичной продукции это составляет 14.10% и 26.07%). Любопытно сопоставление разных «статей расхода» потребляемой человечеством первичной продукции. Так, производство пищи требует изъятия в год 4.09 x 1015 г углерода, а использование растений в качестве топлива - примерно такого же количества вещества - 4.31 x 1015 г углерода. Карта, показывающая распределение абсолютных величин изымаемой первичной продукции по земному шару, соответствует распределению плотности населения, но учитывает также различия в уровне потребления на душу населения. Для развитых стран оно составляло 3.2 т С в год на человека, а для развивающихся, на которые приходится 83% всего населения Земли, - 1.8 т С в год на человека. Области максимального потребления первичной продукции - это весть Индостан и Юго-Восточная Азия (прежде всего восточные районы Китая, Япония, Корейский полуостров и полуостров Индокитай), некоторые области экваториальной Африки, восточные районы Сев. Америки и некоторые районы Центральной Америки. Любопытна карта, показывающая распределение отношения чистой первичной продукции, изымаемой человеком, к чистой первичной продукции, характерной для данной местности. Для большей части северной Евразии, Северной Америки, Южной Америки и Австралии рассчитанные величины очень низки (доли процента, или 10-20 % в густонаселенных районах), но для севера Индии (полоса, тянущаяся вдоль Гималаев), восточных районов Китая и запада Аравийского полуострова величины потребления превышают чистую первичную продукцию данной местности в десятки и даже сотни раз. Очевидно, что население существует здесь исключительно за счет импортируемого продовольствия и других товаров, получаемых из растительного сырья (строительный лес, ткани и т.п.).
1 Cramer W. et al. Comparing global models of terrestrial primary productivity (NPP): overview and key results // Glob. Change Biol. 1999. V. 5 (Suppl. 1). P. 1-15.
2 Imhoff M.L., Bounoua L., Ricketts T. et al. Global patterns in human consumption of net primary production // Nature. 2004. V. 429. P. 870-873.
А сколько можно изымать первичной продукции, чтобы не нарушить функционирование естественных экосистем? Вопрос не праздный: рыночная экономика обладает достаточными стимулами, чтобы побудить изъять всё и остаться на бобах. Скажем, когда в 1994 году в приграничные районы Карелии пустили финские передвижные пункты, принимавшие грибы-ягоды-другие дары леса, то собрали всё, не оставив ни зверю, ни тетеревиным птицам, да и история промысла морского зверя наталкивает на сходные выводы.
Оценки допустимого изъятия не очень точны, но порядок цифр ясен: если бы мы умели не размещать свои отходы в экосистемах, мы могли б изымать 25-30% первичной продукции на нужды хозяйства. Но поскольку человек ведёт себя как медведь в овсах - не столько ест, сколько портит - то лишь 3-7% (Красилов В. А. Охрана природы: принципы, проблемы, приоритеты. М., Изд-во Института охраны природы и заповедного дела, 1992. 174 с.). То есть значимо меньше действительного изъятия.