Введение в Экологию №1: Несущая способность
Сегодня хочу начать небольшой цикл статей на тему нашей связи с биосферой планеты Земля. Как это ни странно прозвучит, но при всей шумихе вокруг экологической тематики и защиты окружающей среды у подавляющего большинства жителей развитых стран начисто отсутствует истинно экологическое сознание. Мы с умным видом рассуждаем о пользе или вреде продуктов, глобальном потеплении и чистоте воды и воздуха, о сокращении выбросов, повторном использовании и переработке, но все эти рассуждения начисто лишены общего понимания проблемы. Об отсутствии такого понимания говорят наши конкретные каждодневные поступки и мысли.
Итак, краткое введение в настоящее природоведение.
Возьмем участок земли площадью 10 гектар. На нем расположен небольшой лесок, луг, ручей и т.д. В дикой, т.е. естественной, природе этот участок густо заселен всевозможными представителями флоры (т.е. растений) и фауны (т.е. животных), включая разнообразных насекомых, червей, грибков, бактерий и т.д. и т.п. И включая человека.
Растения растут, поглощая содержащиеся в почве и воздухе вещества и энергию солнца. Травоядные питаются растениями, хищники - травоядными и другими хищниками. После смерти их останки разлагаются под воздействием насекомых и бактерий, и все вещества возвращаются в почву, чтобы дать жизнь новым поколениям растений. Система более-менее стабильна, но с учетом энергии, поставляемой Солнцем, общий объем биомассы имеет тенденцию к увеличению.
Внутри стабильность системы циклична. Неразумная жизнь стремится к росту, распространению. Допустим, изобилие растительной пищи привело к росту численности грызунов, а изобилие грызунов - к росту численности охотящихся на них хищников. Расплодившиеся грызуны способны съесть всю траву, после чего начать массово вымирать, чему способствуют и расплодившиеся хищники. Сначала истребляется растительная пища, затем массово вымирают грызуны, за ними массово вымирают хищники. Отсутствие животных позволяет растениям опять пойти в ускоряющийся рост, что опять приводит к изобилию растительной пищи, что вызывает взрывной рост численности животных. Но всё же в жизни так бывает редко, и популяции более-менее стабильны.
Главное во всем этом то, что участок конечной площади может неопределенно долгое время поддерживать жизнь только конечного количества живых существ. Это конечное количество для каждой отдельно взятой территории и есть ее НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ. Важно понимать, что превышение несущей способности участка приводит к его деградации и массовому вымиранию населяющих его живых существ.
В дикой природе различные живые существа соседствуют друг с другом, занимая отдельные экологические ниши в экосистеме. Мыши живут в норах и питаются зерном, а белки лазают по деревьям и питаются орехами. Они друг другу почти не мешают. Более того, обитатели разных ниш могут выстраиваться в пищевые цепочки, связывая воедино всю систему. Но каждый из обитателей любой из экологических ниш создает определенную нагрузку на несущую способность территории, т.е. при расчете несущей способности необходимо принимать во внимание всех обитателей всех экологических ниш на данной территории.
Допустим, 1 гектар территории способен стабильно поддерживать жизнь 10 человек, которые занимаются собирательством и охотой, т.е. с точки зрения экологии равновесно встроены в биосферу данного участка. Появление дополнительных людей приведет к поглощению растений и животных в количествах, которые не успевают восстанавливаться. Рано или поздно это кончится голодом, люди частично вымрут, и система вернется в равновесие.
Может ли человек повысить несущую способность территории таким образом, чтобы на ней могло проживать больше людей? Нет, повысить несущую способность территории без привлечения внешних ресурсов невозможно. Но обеспечить проживание большего количества людей можно.
Каким образом? Просто расширить экологическую нишу человека. Это делается исключительно за счет вытеснения и истребления других живых существ. Ведь если несущая способность территории конечна, то расширить свою нишу люди могут только за счет уменьшения или полного исчезновения ниш других существ. Допустим, человек изобрел сельское хозяйство, и начал засевать поля злаками, а огороды - овощами и фруктами. Под поля вырубаются или выжигаются леса, распахиваются поля. Всё это - истребление деревьев, трав, грызунов и прочих живых существ, прежде занимавших эти территории. Поля и огороды пропалываются, к ним не допускаются грызуны и хищники. Т.е. человек истребляет конкурирующие с ним за территорию "сорняки", вытесняет и обрекает на голод и вымирание различные виды животных. При этом все "культурные" растения в большинстве своем выжить без человека не смогут, т.е. их ниша искусственно поддерживается людьми.
Всю историю человек наступал на экологические ниши, занятые другими живыми существами. Наше распространение по Земле неизбежно влекло за собой вымирание животных и растений, захваченные экологические ниши которых человек использовал для расширения своей. Мы просто вытесняли конкурентов в борьбе за несущую способность территории. Не было никакого "культурного возделывания пустующих земель" и "героического расширения границ", а было лишь яростное истребление жизни для роста популяции человека.
Но что делать, если человек захватил весь участок, т.е. несущая способность территории обслуживает только экологические ниши людей и необходимых ему культурных растений и животных? Ведь человеческая популяция как всё живое стремится к росту, и рано или поздно среди людей наступит голод.
Но цивилизация научилась обходить естественные ограничения: к действительной несущей способности человек стал добавлять кажущуюся несущую способность.
Представим себе любую из развитых стран центральной Европы. Вся территория этих стран была прочно освоена человеком еще в Средние Века, но с тех пор мы не наблюдаем стабилизации населения, а, наоборот - за прошедшие 3 века произошел резкий скачок в численности проживающих на этих территориях людей. И это притом, что площади остались неизменны. Неужели технология все же добилась увеличения несущей способности?
Нет, не добилась. Технология позволила присоединить к этим государствам кажущиеся площади - торговые и рыбные. Европейцы принялись осваивать колонии и завозить продукты питания в метрополии. По сути, торговля просто позволяет подключить несущую способность колониальных площадей к метрополии, обеспечивая рост населения в последней. Ферма в американских колониях - это расширение ниши человека за счет вытеснения туземных живых существ американского континента. Собранные урожаи грузятся на корабли и отправляются в Европу, что позволяет поддерживать на территориях Старого Света всё возрастающее население. Но, обратим внимание, если население Нового Света начнет расти, то ему самому понадобятся эти площади, и поток продуктов иссякнет, а в перенаселенной Европе начнется голод. Так что, по сути, просто произойдет перераспределение населения из Европы в Америку, а общая численность, обусловленная несущей способностью всех площадей, останется без изменений.
Такой же эффект получается и от рыбной ловли: человек поставил себе на службу продуктивные площади мирового океана, позволяя еще больше увеличить плотность населения старых цивилизаций. Ловля рыбы - это истребление промысловой рыбы за счет сужения биологических ниш тех обитателей моря, которые также питались этими видами рыб. Человек просто забрал эту еду себе и предоставил другим живым существам умирать от голода.
Как мы понимаем, кажущиеся площади также не бесконечны: рано или поздно, когда весь Земной шар уже освоен, а ловля рыбы начинает приводить к истощению ее "запасов" (кстати, даже само это слово уже говорит о непонимании сути дела), наступает предел.
Нам возразят, что на практике человечество всё же смогло перешагнуть и этот барьер, с помощью технологии увеличив урожайность сельскохозяйственной продукции с единицы площади. Этот прорыв получил название механизации сельского хозяйства, а позднее - Зеленой Революции.
Но на самом деле чуда не произошло. Человечество просто нащупало еще один способ подключения кажущихся площадей. На этот раз речь идет о перераспределении не в пространстве, как в случае с торговыми и рыбными площадями, а во времени, и говорим мы об ископаемом топливе.
Как мы понимаем, несущая способность территории обусловлена возможностью не только прокормить определенное количество живых существ, но также принять и переработать продукты их жизнедеятельности и снабдить их материалами для создания гнезд, берлог, нор и домов. С того момента, как человек освоил огонь, ему также понадобилось и топливо. Если говорить грубо, часть площадей мы просто вынуждены выделить под помойки и лесные хозяйства. В природе помойки перерабатываются насекомыми и бактериями, а дерево является возобновляемым источником топлива и стройматериалов.
Но вот человек открыл уголь, и проблема топлива решилась - теперь можно сократить площади лесов и увеличить, тем самым, посевные. Но настоящая революция произошла в 60-х годах XIX в. - американцы открыли нефть.
Чтобы понять, что такое нефть, достаточно оглядеться по сторонам: нас окружают синтетические продукты, в супермаркетах все упаковано в пластик, экономика движется и греется нефтью и газом, дороги мостятся нефтепродуктом - асфальтом, шины машин сделаны из синтетического каучука и т.д. и т.п. Но это всё не так важно.
Важно другое: человечество подключило к своему хозяйству кажущиеся топливные площади. Доступное топливо дало нам машины, с помощью новой техники человек начал вести сельское хозяйство на тех площадях, которые прежде были ему недоступны. Нефтепродукты легли в основу всей промышленности удобрений (и даже если не напрямую, то через затраты энергии), усиленное внесение которых и позволило добиться тех ошеломительных урожаев, которыми была отмечена Зеленая Революция.
Если перевести всё в дерево, то мы подключили к себе леса площадью в несколько Земных шаров.
Но что же такое уголь, нефть, газ? Самое смешное, что мы не знаем. Точнее, есть общепринятые теории. Например, что уголь - это окаменевшие за миллионы лет останки растений (деревьев). С нефтью сложнее. Общепринятая точка зрения - нефть схожа по происхождению с углем, т.е. представляет собой останки живых существ, превратившиеся за миллионы лет под высоким давлением и температурой в жидкие углеводороды. Другая теория утверждает, что нефть вырабатывается в земной коре в результате какого-то нами пока неизученного процесса.
Итак, ископаемое топливо - это, скорее всего, энергия, накопленная живыми организмами в течение миллионов лет. И мы рывком высвободили ее, чтобы сжечь за считанные десятилетия. Мы подключили к себе кажущиеся площади - территории древних лесов на протяжении миллионов лет.
И даже если нефть вырабатывается в земной коре, то мы в любом случае тратим ее быстрее, чем она восстанавливается. Намного быстрее. И если кто-то думает, что исчерпание нефти - дело далекого будущего, то это не так. Пик мы уже прошли. А потребление набрало такие обороты, что проблемы начнутся в течение ближайших 30-40 лет, если не раньше.
Топливные площади самые коварные - они дали нам невероятные возможности, но и загнали в ловушку. Мало того, что они потихоньку отравляют всё вокруг, так ведь и запасы их не вечны. Это значит, что есть такая точка X, после которой эти невероятные возможности сойдут на нет. И это притом, что человечество увеличило свою численность и перешло на такой образ жизни, как будто эти кажущиеся площади будут с нами вечно…
НА САМОМ ДЕЛЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО УЖЕ ПРЕВЫСИЛО НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ.
"Нам, живущим в среднем приблизительно 70 лет, очень трудно представить себе такой промежуток времени, как один миллион лет. Допустим, что человек возник 864 000 лет тому назад. Если принять эту величину за «сутки», то при этом реальные 10 лет будут соответствовать одной «секунде». Таким образом, планета Земля существует 13.5 «лет»; пирамида Хеопса была воздвигнута всего лишь 8 «минут» тому назад; новая эра длится 3 «минуты» и 20 «секунд»; первая книга была напечатана 55 «секунд» тому назад, а победное шествие персональных компьютеров в народ происходит последние 2 «секунды».
Если соразмерить время существования технической цивилизации (20 «секунд» от появления первого паровоза) со временем, которое понадобилось на возникновение нефти (примерно 200 «суток») и угля (более 300 «суток»), то станет очевидным, что мы живем в момент гигантской вспышки топлива, немыслимо долго накапливаемого природой. Эта вспышка, безрассудно инициированная человеком, продлится еще 3 или 4 «секунды»". (В. Пономаренко "Проблема 2033")
В следующий раз поговорим об Альтернативных Источниках Энергии.
А потом:
Введение в Экологию №3: Геополитика
Введение в Экологию №4: Техноутопия
Введение в Экологию №5: Демографический стресс
Введение в Экологию №6: Экономический аспект
Введение в Экологию №7: Мусор
Введение в Экологию №8: Итоги