Основы геоэкологии Голубев Геннадий
Основные экосферные резервуары углерода находятся в гидросфере, биосфере и атмосфере. Между ними происходит активный обмен с интенсивностью порядка десятков миллиардов тонн углерода в год. В этом обмене океан является главным поглотителем углерода, поступающего как с суши со стоком рек в результате деструкции органического вещества, так и из атмосферы, куда углерод поступает вследствие дыхания всего комплекса живых существ (биоты). Важнейшие процессы в биосфере – формирование органического вещества из неорганического при участии солнечной энергии (фотосинтез), расходование органического вещества в процессах аэробной и анаэробной жизнедеятельности биоты и деструкция органического вещества.
Основной запас углерода, принимающего активное участие в биогеохимическом цикле, находится в Мировом океане, где он содержится в различных формах: в виде частиц неорганических углеродсодержащих веществ, частиц органического нерастворимого углерода, растворенного органического углерода и живых форм. В конечном итоге, подавляющая часть углерода в океане отлагается на дне, перекрывается все более молодыми отложениями и таким образом выходит за пределы экосферы, сохраняясь при этом в большом цикле вещества литосферы.
Основной антропогенный поток в глобальном цикле углерода образуется в результате сжигания горючих ископаемых в процессе производства энергии. Другой поток – различные виды деструкции органического вещества биоты и почв, которые возникают при антропогенном преобразовании экосистем суши. Эти антропогенные потоки относительно невелики, но они устойчиво возрастают. В чрезвычайно сбалансированном цикле углерода антропогенное воздействие приводит уже сейчас к заметному усилению парникового эффекта с соответствующими серьезными последствиями для экосферы. Эта проблема более детально обсуждается ниже, в главе, посвященной геоэкологическим проблемам атмосферы.
Глобальный цикл азота.
Азот – ключевой ингредиент жизни, поскольку этот элемент – обязательный компонент всех белковых соединений.
Большие запасы соединений азота состредоточены в литосфере. Остальные запасы представлены в виде химически малоактивного газа, составляющего 79 % атмосферы. Запасы азота в биосфере и гидросфере – на три порядка меньше, чем в атмосфере. Среднее соотношение массы углерода и азота в наземной биомассе и почвах С: N = 160: 15.
Несмотря на относительно малые запасы азота в биосфере и гидросфере, там это активный элемент, быстро обменивающийся между геосферами. Картина химических процессов цикла азота чрезвычайно сложна и разнообразна, потому что азот проходит сквозь воздух, воду и почву в различных химических формах и к тому же видоизменяющихся. В наземном и океаническом субциклах азота сосредоточено до 95 % всех его потоков.
Важнейший антропогенный поток в цикле азота – использование азотных удобрений. После Второй мировой войны происходило неуклонное увеличение их производства из азота атмосферы. Однако последние два десятилетия этого века удельное использование азотных удобрений (в кг/га) как в развитых странах, так и в странах СНГ сократилось или стабилизировалось, тогда как их применение в развивающихся странах все еще увеличивается. Приблизительно 50 % азота, вносимого в агроэкосистемы, попадает в состав сельскохозяйственных растений. Из этого количества около половины убирается с поля с урожаем, а другая половина остается в органическом веществе почвы. Современное земледелие, таким образом, изменило общее направление потока азота: не от почвы в атмосферу, а наоборот. Рост численности населения и опережающей его потребности в белковом питании заставили человека интенсифицировать азотный цикл, чтобы производить больше белка. Однако это привело к загрязнению окружающей среды и, в частности, к интенсификации процесса эвтрофикации водоемов.
Другим фактором антропогенной интенсификации потоков азота является энергетика, поскольку при сжигании угля, нефти и ее продуктов, сланцев, торфа и пр. увеличивается эмиссия в атмосферу аммиака и оксидов азота. В свою очередь, оксиды азота и аммиак играют решающую роль в процессах асидификации окружающей среды.
Глобальный цикл фосфора.
Фосфор также один из важнейших химических элементов, поскольку он играет огромную роль в биологических и биогеохимических процессах. Фосфор – необходимый компонент ДНК и фосфолипидных молекул клеточных мембран. Наряду с азотом, фосфор контролирует биологическую продуктивность наземных и морских экосистем вследствие невысокого содержания этих элементов в экосистемах.
Основные резервуары фосфора – экосистемы суши, океаны и отложения наносов в водоемах. Газообразные формы фосфора практически не существуют, и поэтому в атмосфере его нет. В литосфере подавляющая часть фосфора кристаллических пород содержится в апатитах (95 %). Первоначально почти весь фосфор на суше образовался вследствие выветривания апатитов. Осадочные отложения вторичного характера – фосфориты, дающие около 80 % всей мировой добычи фосфора.
В естественных экосистемах связывание фосфора растениями находится в состоянии баланса с возвратом фосфора из растений благодаря распаду органического вещества. В растворенном виде фосфор всегда находится в динамическом равновесии с кислородом (в соединениях типа Р2О5, РО43- и др.). В почвах и растительности среднее соотношение концентрации углерода и фосфора равно: С: N = 750:1.
Биогеохимия фосфора весьма отлична от биогеохимии других биогенных элементов (углерода, кислорода, азота, серы), поскольку фосфор, в отличие от других биогенов, практически не встречается в газообразной форме. Это создает однонаправленный поток фосфора вниз по уклону под действием силы тяжести, главным образом в виде тонкодисперсных наносов, на поверхности которых адсорбированы соединения фосфора. Таким образом происходит транспорт этого элемента реками в системы с замедленным водообменом (озера, водохранилища, моря и пр.), где и отлагаются наносы, относительно богатые фосфором. Противоположного потока не существует, что создает реальную опасность значительного обеднения фосфором экосистем суши (в том числе и агроэкосистем) с соответствующим снижением их биологической продуктивности.
Антропогенный возврат фосфора из водоемов на водосборы пока невероятен и относится к элементам научной фантастики, но не исключено, что к середине XXI в. эту проблему надо будет решать.
Пока же вследствие антропогенной деятельности, приводящей к повышенной эрозии почв, смыву фосфорных удобрений и сбросу неочищенных сточных вод, интенсивность потоков фосфора в мире увеличилась. Это приводит к усилению процессов эвтрофикации водоемов. Общемировая величина потока фосфора в гидросферу оценивается величиной около 20 млн т в год.
Глобальный цикл серы.
Сера играет важную роль в биологических процессах, поскольку это необходимый компонент белков. Глобальный цикл серы отличается разнообразием биотических и абиотических процессов с участием различных компонентов в газообразной, жидкой и твердой фазах. С точки зрения геоэкологии, по-видимому, наиболее важны процессы обмена соединений серы между поверхностью суши и океана, с одной стороны, и атмосферой, с другой строны.
Изо всех глобальных биогеохимических циклов основных биогенных элементов (С, О, N, P, S) цикл серы наиболее сильно нарушен деятельностью человека. Важнейшее антропогенное воздействие – это эмиссия оксида серы SO2, возникающая благодаря сжиганию горючих ископаемых, прежде всего угля. Около 90 % мировой эмиссии этого газа характерно для Северного полушария. С 1860 по 1980 гг. антропогенная эмиссия SO2 увеличилась от 2 млн т серы в год до 70 млн т, то есть в 35 раз! В среднем антропогенный поток серы вдвое превышает естественный поток. Современный сток соединений серы по речным системам также более чем вдвое превышает его первоначальную, доиндустриальную величину вследствие эрозии почв, применения удобрений, выпадений из атмосферы и пр.
Антропогенное нарушение цикла серы определяет или серьезно влияет на ряд глобальных геоэкологических проблем, таких как асидификация экосистем, состояние озона в стратосфере и тропосфере и изменение климата.
Таким образом, экосфера характеризуется мощным и устойчивым притоком энергии извне и взаимосвязанными циклами вещества. При этом отличительная особенность естественных балансов энергии и вещества – высокая степень их сбалансированности. Выше мы уже приводили пример глобального баланса углерода, замыкающегося, в рамках геологического масштаба времени, с точностью 10-8 (или 0,000001 %)!
В настоящее время становятся весьма заметными воздействия человека как на энергетический баланс Земли, так и на глобальные циклы вещества. Медленная естественная эволюция экосферы была связана также с относительно малоинтенсивным потоком биогенных элементов, резко усилившимся в антропогенных системах, что приводит к повышению неустойчивости экосферы.
Как правило, естественные вещественно-энергетические круговороты и балансы экосферы и отдельных ее частей отличаются высокой степенью замкнутости, в то время как деятельность человека ведет к разомкнутости и, следовательно, к неустойчивости систем. Степень разомкнутости может быть оценена по средней скорости оборота вещества за год:
Например, в целинной степи средняя скорость оборота углерода и других биогенов – порядка нескольких тысяч лет. После распашки степи значительное количество углерода, азота и фосфора выносится из системы как в виде ежегодного урожая, так и вследствие водной и ветровой эрозии почв, а также и из-за других причин антропогенного происхождения (например, пожаров). Система становится разомкнутой, со средней скоростью оборота вещества, превышающей естественную в сотни и тысячи раз, и, следовательно, неустойчивой. Нарушения замкнутости как локальных систем, так и глобальных циклов приводят к серьезным геоэкологическим проблемам, которые будут детально анализироваться в последующих главах.
Следует подчеркнуть, что понимание циклов отдельных биогенных элементов намного превышает понимание механизма комбинаций циклов, то есть того, как эти процессы происходят на самом деле в экосфере.
Основные геоэкологические проблемы в их взаимосвязи с глобальными биогеохимическими циклами показаны в табл. 1.
Таблица 1
Взаимосвязь глобальных биогеохимических циклов и геоэкологических проблем
Все антропогенные экосистемы, даже самые высокоурожайные, прекрасно возделываемые поля и хорошо ухоженные парки отличаются высокой степенью незамкнутости. С этой точки зрения, природно-антропогенные системы, такие как поля, сады, огороды, пастбища, лесные плантации, не говоря уже о городских системах, вносят все усиливающуюся неустойчивость в состояние экосферы. Это затрагивает основы функционирования экосферы и, в конечном итоге, ведет к многочисленным серьезным последствиям в социально-экономической и политической сферах.
II.4. Роль биоты в функционировании экосферы
Биота – это совокупность организмов, обитающих на какой-либо территории. Живые организмы играют огромную определяющую роль в формировании и функционировании экосферы. Именно они превратили Землю в планету, резко отличающуюся от других. Биота обеспечивает стабильность экосферы, поддерживая оптимальные условия ее существования и гася возмущения.
Один из самых важных, а может быть, и наиважнейший природный процесс в экосфере – фотосинтез, то есть процесс образования растительностью органического вещества из углекислого газа атмосферы и воды с использованием солнечной энергии. Простейшая химическая реакция фотосинтеза может быть записана следующим образом:
6СО2 + 6H2O + C6H12O6 + 6O2,
где – это солнечная радиация.
При образовании органического вещества в процессе фотосинтеза, растения, в дополнение к углероду, водороду и кислороду, присоединяют в органическое вещество азот и серу. Фотосинтезированное органическое вещество – это важнейший возобновимый ресурс экосферы, основа всей жизни и мощный регулятор глобальных биогеохимических циклов.
Удивительно, что для фотосинтеза используется менее одного процента поступающей к поверхности Земли солнечной радиации. Убедительного объяснения столь низкого коэффициента использования энергии Солнца, по-видимому, пока не найдено.
Заметим, что по абсолютной величине суммарная энергия, затрачиваемая на фотосинтез, значительна. Она на порядок превышает количество энергии, потребляемой человеческим обществом.
Наряду с синтезом органического вещества в природе, происходит и его разложение, или деструкция, то есть распад органических структур на составные части, включая питательные (биогенные) вещества, с выделением энергии. И в этом процессе биота играет определяющую роль. На глобальном уровне, вследствие, главным образом, деятельности биоты, устанавливается с очень высокой степенью точности баланс между продукцией и деструкцией органического вещества. Тем самым обеспечивается устойчивость цикла углерода, этого важнейшего биогеохимического круговорота.
Биота осуществляет также весьма эффективное управление потоками и концентрацией биогенных элементов, определяя тем самым устойчивость соответствующих глобальных биогеохимических циклов.
Очень важно, что в процессе фотосинтеза образуется также и кислород. Именно благодаря деятельности биоты атмосфера Земли имеет значительное содержание кислорода. Одним из фундаментальных последствий формирования кислородной атмосферы было образование озонового слоя, отсекающего наиболее жесткую, губительную для живых организмов часть ультрафиолетовой солнечной радиации, что позволило биоте в процессе ее эволюции выйти из океана на сушу.
Важнейшую роль биота играет в выветривании (разрушении) горных пород и образовании почв: микроорганизмы обеспечивают эффективное формирование большей части мелкодисперсной фракции почв, играющей определяющую роль в плодородии почв.
Перечисление важнейших глобальных процессов, в которых биота играет определяющую или важную роль, могло бы быть продолжено.
Общество в процессе своей эволюции оказывало все увеличивающееся давление на окружающую среду. Во многих случаях это давление осуществляется посредством воздействия на биоту и биогенные процессы. Человек как биологический вид находится на верхнем уровне экологической пирамиды. Это означает, что в соответствии со сложившимися в природе соотношениями, он может потреблять не более нескольких процентов от производимого в процессе фотосинтеза органического вещества. На самом деле он потребляет или разрушает около 40 % органического вещества, производимого растительностью суши. Это является важнейшим индикатором глобального экологического кризиса.
II.5. Географическая зональность ландшафтов мира и ее эволюция
Шарообразность вращающейся Земли обеспечивает наиболее высокое поступление солнечной радиации на экватор и наименьшее – к полюсам. Между этими точками суммарные за год величины солнечной радиации не линейно, но плавно изменяются. В результате формируются климатические пояса. Каждый пояс отличается своим характерным набором природных условий:
• особенностями формирования присущих каждому поясу основных воздушных масс;
• местом и ролью пояса в общей циркуляции атмосферы;
• структурой теплового баланса;
• структурой водного баланса и водным режимом;
• особенностями геоморфологических процессов;
• особенностями геохимических процессов;
• особенностями формирования почв и их типа;
• биогеографическими особенностями, в том числе типом растительности;
• особенностями структуры ландшафтов более низких рангов.
Широкий набор природных особенностей каждого пояса позволяет называть пояса географическими. Существует тринадцать географических поясов: экваториальный, северный и южный субэкваториальный, северный и южный тропический, северный и южный субтропический, северный и южный умеренный, субарктический, субантарктический, арктический и антарктический. На идеальной Земле с однородной поверхностью географические пояса имели бы вид правильных колец. Географические пояса в целом действительно имеют широтное направление, но вследствие, главным образом, неравномерного распределения суши и океана размещение поясов во многих местах заметно отклоняется от идеальной картины.
Наибольшую площадь фактически занимают субтропический и тропический пояса, что близко к выводу, приведенному выше для идеальной шарообразной Земли. Эти пояса занимают около 50 % площади Земли.
Географический пояс – наиболее крупная таксономическая единица поверхности Земли. Пояса делятся на географические зоны, формирующиеся в зависимости от условий увлажнения и теплового баланса. Один из важнейших факторов – степень удаленности от океана и, следовательно, степень континентальности климата. Каждая зона отличается общностью типа растительности и почв, гидрологических, геохимических, биогеографических и других процессов. При этом ведущий признак для выделения зон – преобладающий тип растительности. Типичными примерами географических зон в северном умеренном поясе являются: зона широколиственных лесов, зона смешанных лесов, зона степей и др.
Каждая географическая зона отличается, как правило, специфическими проблемами взаимоотношения природы и общества, иными словами, характерным для каждой зоны набором геоэкологических проблем.
Внутри зоны важнейшим фактором таксономического деления поверхности суши является рельеф и геологическое строение. На равнинах и в невысоких горах мы имеем дело с зональными типами ландшафта, под которыми подразумеваются наиболее типичные и распространенне ландшафты конкретного географического пояса, обусловленные определенными параметрами тепла и влаги на разных морфоструктурах, то есть крупных элементах рельефа со специфическим геологическим строением.
Биогеохимические процессы, особенности почв и растительности каждого зонального типа ландшафта на различных материках имеют сходство, но в то же время сохраняются и местные различия, что позволяет говорить не о тождественности зональных типов ландшафтов на разных материках, а об их аналогичности или похожести.
В горных районах важнейшим фактором формирования ландшафтов является снижение величины теплового баланса поверхности суши по мере роста высоты места над уровнем моря. Показателем снижения величины теплового баланса с высотой является падение температуры воздуха в среднем на 0,6 °C на 100 м подъема, что соответствует перемещению на равнинах умеренного пояса приблизительно на 600 км в сторону полюса. В результате формируются вертикальные географические зоны, похожие, но не аналогичные зонам на равнинах. Структура вертикальной зональности (наборы или спектры зон) зависит от положения самой нижней зоны в том или ином географическом поясе и зоне, а также от высоты горной системы.
Существование вертикальной зональности в горах и ее сходство с зональными типами ландшафтов на равнинах суши земного шара указывают на трехмерность географических зон. На карте «Природные пояса и зональные типы ландшафтов мира», подготовленной географическим факультетом МГУ (1988 г.), выделяется 96 зональных типов ландшафтов и 56 спектров высотной зональности. Эта карта отражает то естественное состояние Земли, которое было до начала активного воздействия на нее человека.
На Земле существуют весьма ясные закономерности размещения зон в пространстве, с соответствующими четкими наборами природных особенностей, такими как соотношение компонентов теплового и водного балансов, зональные особенности процессов выветривания горных пород, биогеохимических процессов, почв и растительности. Существование этих особенностей и их закономерное распределение отражают географическую зональность ландшафтов Земли.
Отличительной чертой ландшафтов является постоянное изменение их состояния. Природные условия на Земле колеблются, часто весьма значительно. Изменяется климат на Земле в целом и в отдельных ее районах. Увеличивается или, наоборот, сокращается материковое и морское оледенение. Соответственно понижается или же растет уровень Мирового океана. В результате меняется как положение географических поясов и зон, так и их особенности. Выделяется ряд ритмов изменения состояния природы различной периодичности, накладывающихся друг на друга.
Около 10 тысяч лет тому назад исчезла основная часть последнего материкового оледенения (за исключением Гренландии и Антарктиды). Наступила эпоха голоцена, в которой мы живем и в течение которой в основном сформировалась та система географических поясов, зон и зональных типов ландшафтов, которая существовала бы и без воздействия человека. В западной литературе такие ландшафты называются потенциальными.
В голоцене также происходили изменения природной обстановки, но меньшего масштаба, чем в течение всего четвертичного периода. Во время так называемого атлантического оптимума (7–5 тыс. лет назад) средняя температура воздуха была примерно на два градуса выше, чем сейчас. Повышение температуры сопровождалось изменением количества осадков. В сухой сейчас пустыне Сахара были ландшафты саванны, существовали реки и озера. Происходили и другие колебания природной обстановки. Последним заметным природным событием, отличавшимся от современных условий, был так называемый малый ледниковый период (XVII–XIX вв). В это время ледники Альп, Кавказа и других горных систем значительно увеличивались в размерах. Во время малого ледникового периода положение ландшафтных зон на равнинах изменялось незначительно, но заметно переместились высотные ландшафтные зоны.
В целом можно сказать, что на протяжении геологической истории происходили постоянные и необратимые изменения экосферы. Изменения отражались в состоянии отдельных компонентов ландшафта. Природно-территориальные комплексы усложнялись, и в целом экосфера становилась все более разнообразной и сложной. Поэтому можно сказать, что ландшафтная картина мира отражает не только современные природные условия в соответствии с законом географической зональности, но и историю развития ландшафтов.
Ландшафтная картина еще более усложнялась, по мере того как деятельность человека становилась все более заметным геоэкологическим фактором. Вследствие активной хозяйственной деятельности человека естественные («потенциальные») ландшафты в значительной степени видоизменились. При этом каждый зональный тип ландшафта был трансформирован по-своему. В этой связи говорят о современных ландшафтах как территориальных комплексах, сложившихся в результате трансформации естественных ландшафтов деятельностью человека. Карта современных ландшафтов мира масштаба 1: 15 000 000 подготовлена и издана совместно Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и географическим факультетом МГУ в 1993 г.
Современные ландшафты подчиняются в основном законам природы, но и законы человеческого общества играют в них все усиливающуюся роль. При этом чем больше роль социальных факторов, тем в большей степени ландшафты трансформированы.
III. Социально-экономические факторы экосферы
III.1. Основные факторы состояния экосферы
Воздействие социально-экономических процессов на экосферу (В) зависит от трех основных групп факторов: населения (Н), потребления (П) и технического прогресса (Т):
В = Н П Т.
Каждая из этих групп состоит, в свою очередь, из многих более конкретных факторов. Это соотношение не следует рассматривать как строгую математическую формулу, а скорее как логическое соотношение, в котором факторы могут рассматриваться как взаимозаменяемые. Поэтому данное выражение может быть использовано также в качестве показателя нагрузки на экосферу и ее отдельные части.
Рассмотрим эти три основные группы социально-экономических факторов, их значение для состояния экосферы и, соответственно, возможности управления ею.
III.2. Население мира как геоэкологический фактор
Численность населения предопределяет суммарные потребности общества в питании, одежде, жилище, образовании, медицинском обслуживании и других услугах и ресурсах. Это вызывает значительное антропогенное давление на многие природные системы и их деградацию, возрастающее расходование естественных ресурсов и, как следствие, многочисленные и серьезные геоэкологические проблемы. Таким образом, численность населения становится важнейшим геоэкологическим фактором. При этом, вследствие естественного желания жить материально лучше, потребности людей обгоняют рост их численности.
Начало голоцена (около 10 тыс. лет тому назад) – отправная точка для оценки современного состояния экосферы. В то время численность населения Земли составляла 5—10 млн чел. С того времени происходил в целом рост населения, сначала медленный и с колебаниями, а затем все более ускоряющийся. Количество людей на Земле изменялось следующим образом:
В особенности значительный рост численности населения происходил во второй половине XX в., в течение которой население более чем удвоилось. Наибольший относительный прирост населения увеличивался, достигнув в конце 60-х гг. максимума, равного 2,06 % в год. Однако абсолютный прирост продолжает увеличиваться – от 65 млн в год в 1965 г. до 80 млн в 1985 г. и примерно 90 млн чел. в 1995 г. Ожидается, что вскоре абсолютный прирост численности населения мира за год также пойдет на убыль. Согласно демографическим прогнозам, стабилизация численности населения мира произойдет в середине XXI в. на уровне 10±2 млрд. чел.
Почему должна произойти стабилизация численности населения? В соответствии с теорией выдающегося американского демографа Фрэнка Ноутштайна, экономический и социаьный прогресс влияет на рост населения, обеспечивая процесс так называемого демографического перехода. Каждая из стран мира находится на одной из трех стадий перехода.
На первой стадии и рождаемость, и смертность высоки, а численность населения увеличивается медленно или вовсе не увеличивается. На второй стадии, вследствие улучшения условий жизни, в частности, распространения медицинского обслуживания (пусть даже элементарного, как, например, иммунизация населения), смертность сокращается, а рождаемость остается высокой, и численность населения быстро возрастает. На третьей стадии, завершающей процесс демографического перехода, благодаря социальным и экономическим достижениям, в совокупности с сократившейся детской смертностью, размер семей уменьшается. Как и на первой стадии, рождаемость и смертность приходят в равновесие, но на гораздо более низком уровне численности.
Всемирный процесс демографического перехода в целом развивается в соответствии с теорией Ноутштайна. К началу 1990 гг. в 24 странах Европы, включая Россию, а также и в Японии демографический переход практически завершился. В этих странах ежегодный прирост населения не превышает 0,3 %, так что численность населения практически стабилизировалась.
Другие страны в основном находятся на различных этапах второй стадии, что и объясняет быстрый прирост населения. Рост численности населения происходит в основном за счет развивающихся стран, доля которых, составляющая сейчас 75 %, к 2030 г. достигнет 85–87 % населения мира. Первую стадию прошли почти все страны мира. Всего лишь сто лет тому назад почти все страны Западной Европы находились на первой стадии демографического перехода.
Приводимая на рис. 3 карта-схема показывает среднее число детей в семье по странам (показатель фертильности). При показателе, равном 2,1–2,2, численность населения стабилизируется.
Рис. 3. Распределение по странам мира среднего числа детей, приходящегося на одну женщину
Если мы посмотрим на распределение численности населения мира по возрастам, то обнаружим, что в развитых странах доля населения для каждой возрастной группы (например, 0-10 лет, 11–20 лет, . , 60–70 лет и т. д.) остается приблизительно одинаковой. В то же время для развивающихся стран эта доля существенно неодинакова, и численность молодых людей заметно преобладает, что является основой для дальнейшего роста численности населения этой части мира с вытекающим отсюда возрастанием антропогенной нагрузки.
Тем не менее, стабилизация численности населения мира, то есть переход стран на третью стадию, не за горами. Так завершится чрезвычайно важный для состояния экосферы, возможно, важнейший процесс перехода от численности населения мира, не превышавшей 2 млрд чел., к численности порядка 10 млрд чел. всего лишь за столетие или чуть дольше. Вследствие системных особенностей экосферы этот переходный процесс влечет за собой целый ряд других переходных явлений, о которых речь пойдет далее.
Теория демографического перехода не учитывает все основные факторы. Если население какой-либо страны возрастает до такого уровня, что его потребности уже превышают природный потенциал, обеспечивающий как возобновимость основных ресурсов (например, местных лесов, пастбищ, почвы, воды, рыбы и пр.), так и потенциал поглощения и деструкции загрязнений, то оно начинает, прямо или косвенно, само потреблять и разрушать свою ресурсную базу. Эта ситуация называется демографической ловушкой (demographic trap). По-видимому, ряд развивающихся стран находится в ситуации, близкой к вышеописанной. Вследствие ухудшающегося уровня жизни населения этих стран смертность может увеличиваться, и такие страны могут вернуться к состоянию первой стадии демографического перехода, но при гораздо более высокой численности жителей. Последствия такого регрессивного перехода пока трудно предсказуемы, но, несомненно, весьма неблагоприятны.
Наиболее населенным регионом мира является юго-восточная Азия (Китай, Индия, Пакистан, Бангладеш, Индонезия и др.), где проживает около половины всех людей на Земле, причем столь высокая доля оставалась примерно одинаковой по крайней мере в течение двух последних тысяч лет. Эта огромная территория подверглась, по-видимому, и наибольшей антропогенной трансформации.
Численность населения мира увеличилась за последние 250 лет приблизительно в пять-семь раз. За тот же период население Северной Америки увеличилось в сто раз, а в Южной Америке примерно в 20 раз, в основном за счет иммиграции из Восточного полушария. Эти цифры дают представление о степени возрастания антропогенной нагрузки в различных районах экосферы, а также о важной геоэкологической роли процессов миграции населения.
В особенности увеличивается и будет продолжать расти относительная и абсолютная численность городского населения, преимущественно в развивающихся странах. Городские системы (см. Раздел Х.2) представляют собой пример почти полной антропогенной трансформации территории. Значительную роль в антропогенной трансформации играют также связи между городами и окружающей их территорией.
Немалую роль в характере антропогенной нагрузки, в особенностях взаимоотношений людей с природой, в потребностях в естественных ресурсах и пр. играют национальные традиции, опыт и привычки. Вот как об этом пишет, с долей иронии и юмора, Л. Туроу (США):
«Если бы население мира имело производительность труда швейцарцев, уровень потребления китайцев, стремление к равенству, присущее шведам, и общественную дисциплину японцев, то наша планета могла бы многократно обеспечить потребности всего современного населения мира. С другой стороны, если бы население мира имело производительность жителей Чада, уровень потребления американцев, традиционное неравенство, характерное для индийцев, и общественную дисциплину аргентинцев, то наша планета не смогла бы обеспечить потребности даже современного населения Земли».
Итак, мы можем сделать следующие выводы:
а) численность населения мира будет продолжать расти, но в конце концов стабилизируется на уровне 10±2 млрд чел. приблизительно в середине XXI в.;
б) доля развивающихся стран в общем количестве населения мира еще более увеличится, достигнув 85–87 %;
в) существует опасность, что в некоторых странах потребности населения превзойдут имеющиеся ресурсы, что может привести к геоэкологическому кризису с плохо предсказуемыми последствиями;
г) миграции населения играют важную роль в формировании геоэкологической нагрузки;
д) как относительная доля, так и абсолютная величина городского населения, в особенности в развивающихся странах, в ближайшие десятилетия будут возрастать;
е) во всех районах мира население станет старше, что приведет к изменению стиля жизни и модификации потребностей населения.
Каждый из этих пунктов ведет к серьезнейшим последствиям геоэкологического характера. При росте населения до приблизительно 6 млрд чел. в экосфере произошли глубокие и неблагоприятные изменения кризисного характера, что и дает право оценить современную ситуацию как глобальные изменения (global change). Каких же последствий можно ожидать при дальнейшем росте населения от 6 до 10 миллиардов? Выдержит ли экосфера столь большую нагрузку или же многие ее компоненты начнут деградировать, вызывая жесточайший кризис всей глобальной природно-социальной системы?
Чрезвычайно важно также, остановится ли рост населения на нижнем или верхнем уровне прогноза численности, то есть на 8 или 12 миллиардах. При этом увеличение населения мира до 8 млрд практически неизбежно, так как молодые люди, которые будут создавать свои семьи и таким образом увеличивать численность населения мира, уже родились, а доля их в развивающихся странах, как мы уже знаем, высока.
Возникает необходимость неотложной разработки демографической стратегии как на национальном, так и, желательно, на общемировом уровне. Для каждой страны демографическая стратегия должна учитывать национальные особенности в области экономики, природных и других ресурсов, истории, религии, культуры и пр. Многие страны приняли такую стратегию или обсуждают ее, включая Россию.
Понимая, что потенциальная емкость национальной территории ограничена, правительство Китая уже в течение ряда лет проводит жесткую демографическую политику, направленную на сокращение роста населения. Городским семьям разрешается иметь только одного ребенка, а сельским – двух детей. Для обеспечения политики разработана система поощрений и наказаний. Это позволяет затормозить рост населения самой многочисленной страны мира, но не на том уровне, как планировалось, а на более высоком, порядка 1,2 млрд чел. В сельских районах Китая среднее количество детей в семье все же превышает двух. Одна из основных причин неполного успеха заключается в том, что в сельских районах Китая отсутствует пенсионное обеспечение, и фактически действует традиционная система, когда старость тем лучше обеспечена, чем больше в семье детей, в особенности мальчиков как будущих кормильцев родителей.
В 1970 гг. правительство Индии пыталось ввести силовую политику контроля рождаемости, но потерпело неудачу. Численность жителей Индии выросла с 850 млн чел. в 1991 г. до 1 млрд в 2000 г. Добровольные меры заметного успеха не приносят, и ожидается, что в недалеком будущем численность населения Индии превысит численность населения Китая. На юге Индии (штаты Керала и Тамилнаду) сумели установить контроль рождаемости, тогда как северные штаты отличаются крайне высоким приростом населения, отрицательно влияющим на показатели всей страны.
На общемировом уровне Конференция ООН по народонаселению, состоявшаяся в Каире в 1994 г., приняла, после тяжелых дискуссий, решение о необходимости стабилизации населения на уровне 7,8 млрд чел. Хотя эта цифра и не подкреплена необходимыми согласованными действиями, принятие ее имеет очень важное политическое значение, потому что она отражает желание государств мира повлиять на рост численности населения.
О росте населения и его регулировании как важнейшем факторе существования человечества пишет современный американский биолог и философ Пол Эрлих: «Взрыв, вызванный ростом численности населения, не за горами. Необходимо только понять, будет ли рост остановлен цивилизованно, посредством контроля рождаемости, или же природа сметет излишки населения… Сегодня любой человек, выступающий против контроля рождаемости, неосознанно голосует за управление численностью населения посредством массового увеличения случаев неоправданно ранней смертности».
Существуют гипотезы, говорящие о том, что экосфера может быть в устойчивом состоянии при уровне численности населения мира, не превышающей 2 млрд чел. При превышении этого уровня численность населения регулируется стихийно, посредством голода, болезней, межнациональных конфликтов, гражданских войн и пр. Межплеменные кровопролитные конфликты в ряде стран выглядят как борьба за политическую власть; на самом деле в основе столкновений – перенаселенность стран и, следовательно, борьба за ресурсы.
Можно говорить о том, что имеются два предельных состояния: или при численности населения мира, не превышающей потенциальную емкость экосферы, то есть порядка 2 млрд чел., что обеспечивало бы ее устойчивость и относительно благополучную жизнь для всего населения Земли, или же при численности населения порядка 10 млрд и более, ведущей к природным и общественным кризисам и катастрофам и к существованию в условиях дефицита продовольствия, энергии, природных ресурсов и пр.
В первом сценарии потребуется продолжительное время, порядка нескольких поколений, чтобы придти к искомому уровню населения относительно мирным путем, сознательно и целенаправленно, хотя и не без трудностей. Вопрос в том, успеет ли человечество встать на путь перехода к немногочисленному населению и осуществить его. В противном случае развитие будет происходить по второму сценарию.
Во втором сценарии численность населения уже сейчас регулируется непроизвольно вследствие таких, например, событий как межплеменные столкновения в Руанде и Бурунди, гражданская война в Сомали или Анголе, голод в регионе Сахеля или массовая гибель людей в Бангладеш и Мньянме от наводнений и голода.
III.3. Потребление природных ресурсов и геоэкологических «услуг»
III.3.1. Рост потребления
С точки зрения геоэкологии, под потреблением понимается использование обществом ресурсов экосферы, то есть как физических ресурсов, таких как минеральное сырье, продукты жизнедеятельности биосферы, вода, воздух и пр., так и «услуг» ее систем жизнеобеспечения, таких как поглощение и переработка отходов, или обеспечение основных механизмов биосферы, таких как глобальные биогеохимические циклы. Потребление направлено на удовлетворение материальных и, косвенно, некоторых духовных потребностей. Другое употребляемое понятие для обозначения степени использования ресурсов и систем экосферы – это богатство, или достаток, или уровень жизни.
Потребности людей растут быстрее, чем численность населения. Не будет ошибкой сказать, что если рост населения изменяется в арифметической прогрессии, то соответствующий рост потребления – в геометрической, и потому потребление является очень важным геоэкологическим фактором.
Одним из важнейших показателей экологической нагрузки является произведение численности населения мира на величину потребления природных ресурсов и систем жизнеобеспечения на душу населения. Следовательно, регулирование антропогенного давления на экосферу может проводиться посредством регулирования численности населения или величины потребления, или обоими путями сразу.
Потребление – весьма инерционный фактор, потому что оно основывается на многовековых традициях и его невозможно изменить в одночасье.
Индикатором всемирного потребления и его изменений может быть объем промышленного производства:
Промышленное производство неуклонно росло, а следовательно, увеличивалось и его воздействие на экосферу. Всего за период 1750–1980 гг. его объем вырос в 85 раз, причем в особенности резким был рост во вторую половину XX века. Самым быстрым был прирост промышленного производства за двадцатилетие 1953–1973 гг., когда оно выросло примерно на столько же, насколько оно увеличилось за 150 лет, с 1800 г. по 1950 г. Именно в это двадцатилетие воздействие человека на экосферу впервые принесло серьезные проблемы глобального характера.
Промышленное производство на душу населения возросло за тот же период в 15 раз, а мировое сельскохозяйственное производство на душу населения увеличилось более чем в три раза, или, по объему, примерно в 20 раз, что также указывает на серьезнейшие антропогенные воздействия на экосферу.
Объем мировой экономики, выраженный в стоимости совокупного продукта за год (в долларах США), удваивался в XX в. каждые 20 лет. В ближайшие десятилетия ожидается дальнейшее увеличение совокупного продукта с соответствующим возрастанием нагрузки на экосферу:
III.3.2. Природные ресурсы
Природные ресурсы экосферы подразделяются на невозобновимые (полезные ископаемые), возобновимые (в основном биологические) и «неисчерпаемые» (энергия Солнца, вода, воздух, тепло недр и др.) (рис. 4). К этой же последней категории могут быть отнесены и такие системы жизнеобеспечения, как глобальные биогеохимические циклы основных элементов, глобальный гидрологический цикл, циркуляция атмосферы и океана, процессы синтеза-деструкции органического вещества и пр. Это весьма условное деление. Границы между категориями ресурсов размыты. Эти границы относительны с точки зрения времени. Например, минеральные ресурсы и почвы продолжают создаваться и эволюционировать и в наше время. Вода, в целом возобновимый ресурс, может быть при определенных обстоятельствах невозобновимым ресурсом.
Рис. 4. Основные виды природных ресурсов
Современная промышленность и энергетика основывается в основном на использовании невозобновимых ресурсов, а именно полезных ископаемых, подразделяемых на три основные группы: горючие ископаемые (нефть, газ, уголь и др.), металлы (железо, алюминий, медь и пр.) и неметаллическое минеральное сырье (соединения серы, фосфора, поваренная и другие соли и пр.). Первая группа относится также к категории уничтожаемых ресурсов, а две другие группы – к категории рассеиваемых ресурсов.
Индустриализация резко увеличила добычу и использование полезных ископаемых. Производство стали в мире с начала этого века увеличилось более чем в 70 раз, нефти в 130 раз, алюминия более чем в 1700 раз. Этот интенсивный рост связан главным образом с увеличением доходов на душу населения и повышением уровня потребления в богатых странах и только во вторую очередь с ростом численности населения и потреблением в менее развитых странах, потому что в последних более двух третей семейных доходов идет на питание.
Рост добычи полезных ископаемых в мире приводит к возникновению геоэкологических проблем, связанных: а) с возможным глобальным кризисом вследствие нехватки тех или иных минеральных ресурсов и б) с включением новых, антропогенных потоков в глобальные циклы вещества и энергии, что значительно изменяет системы жизнеобеспечения экосферы.
Суммарная добыча большинства полезных ископаемых за текущие десятилетия намного превысила разведанные запасы к началу этого периода. Тем не менее, запасы почти всех полезных ископаемых за это время выросли благодаря геологической разведке, которая обеспечивает перевод полезных ископаемых из категории ресурсов (то есть материалов, имеющихся в земной коре) в категорию резервов, по западной терминологии, или запасов, по российской терминологии. Резервы (запасы) – это часть минеральных ресурсов, технологически доступных и экономически целесообразных для добычи. Например, производство железа в мире за 1950–1980 гг. составило 11 млрд т, но запасы железа в руде выросли за это время с 19 млрд т до 93 млрд т.
Похоже, что скорость прироста разведанных запасов полезных ископаемых растет быстрее, чем их добыча. За последние 20–30 лет как запасы, так и отношение запасов к ресурсам в мире увеличились. Лишь очень немногие ископаемые обнаруживают уменьшение запасов, то есть превышение скорости их добычи над скоростью прироста запасов. Цены на мировом рынке на минеральное сырье в основном снижаются, что также указывает на изобилие этих товаров, хотя это и не единственный фактор, определяющий цену сырьевых ресурсов.
При современном уровне добычи разведанных запасов цинка, свинца, ртути хватит на 20 лет, нефти будет достаточно на 40 лет, железа, угля, алюминия – более чем на 100 лет, причем эти цифры имеют тенденцию к возрастанию. Последнее обстоятельство позволяет надеяться, что в целом минеральные ресурсы не станут в ближайшие десятилетия основной причиной глобального геоэкологического кризиса.
Важнейшим вопросом потребления является эффективность использования ресурсов. Мы будем обсуждать этот вопрос в следующем разделе, посвященном технологии. Здесь отметим лишь, что потребление различных полезных ископаемых как на душу населения, так и на единицу производимого продукта в последние десятилетия в мире сокращается.
Еще сравнительно недавно, 10–20 лет тому назад, популярной темой в литературе был ожидаемый кризис, вызванный грозящей нехваткой тех или иных минеральных ресурсов. Опасность этого кризиса, по-видимому, отодвинулась, но вопрос не снят полностью с повестки дня, потому что прогнозирование спроса на полезные ископаемые содержит много неопределенностей, и запасы тех видов минерального сырья, которые измеряются десятками лет, не дают оснований для спокойствия.
В особенности этот вопрос важен для энергетики. Посредством сжигания горючих ископаемых в мире производится около 80 % энергии, и нехватка их без соответствующего изменения источников энергии означала бы не кризис, а катастрофу. Тем не менее, к середине 90-х гг. становится ясно, что главным в изменении типа энергетики, то есть в переходе к возобновимым источникам энергии, будет все же не недостаток горючих ископаемых, а угроза системе жизнеобеспечения Земли вследствие неконтролируемого парникового эффекта. Асидификация территорий (см. гл. V.4), также возникающая преимущественно вследствие тепловой энергетики, еще один серьезный фактор в необходимости перехода к возобновимым источникам энергии.
Если иметь в виду столь серьезные глобальные геоэкологические последствия, то возникает не проблема дефицита горючих ископаемых, а вопрос, будут ли все доступные ресурсы горючих ископаемых когда-нибудь сожжены, или экологические ограничения заставят остановить тепловую энергетику, прежде чем будут израсходованы все запасы горючих ископаемых.
Еще более сложны проблемы использования возобновимых ресурсов. В целом в мире их количество и качество сократилось под воздействием деятельности человека. Поскольку важнейший источник возобновимых ресурсов – это фотосинтез, создающий первичное органическое вещество, мы будем обсуждать геоэкологические проблемы, связанные с использованием этих ресурсов, главным образом, в главе, посвященной биосфере (гл. IX). С общесистемной, экосферной точки зрения, потребление человеком биологической продукции превысило пределы, обусловливающие устойчивость экосферы, в частности, вызвало нарушение глобальных и локальных биогеохимических циклов и снижение биологического разнообразия на генетическом, видовом и экосистемном уровнях.
«Неисчерпаемые» природные ресурсы, потребляемые обществом, это в значительной степени ресурсы атмосферы и гидросферы. Потребление этих ресурсов человеком приводит к изменению химического состава атмосферы с соответствующими серьезными последствиями, к ухудшению качества природных вод и трансформации как локальных, так и глобального круговоротов воды. Мы будем обсуждать эти вопросы в последующих главах.
III.3.3. Различия в уровнях потребления
Обсуждая принципиальные вопросы потребления природных ресурсов и экосферных «услуг», нельзя не сказать о различии в уровнях потребления как внутри стран, так и между странами.
Разница в уровнях потребления различных стран очень велика. Например, в развивающихся странах потребление нефти, газа, угля и стали на душу населения на порядок меньше, чем в развитых странах.
Величина валового национального продукта (ВНП) дает определенное представление о разнице в уровнях потребления различных стран. ВНП – это стоимость всей конечной продукции и услуг (за год), произведенных на территории данной страны. В 1993 г. ВНП всех стран мира составил 29 триллионов 135 миллиардов долларов (Мироненко, 1995). Из них на долю США приходится 21 %, Китая – 10 %, Японии – 9 %, Германии – 5 %, Индии – 4 %, Франции – 3 %. ВНП России был 725 млрд долларов, или 2,5 % от общемирового. ВНП развитых и развивающихся стран различаются на порядок величины: в 1991 г. разница на душу населения США и Индии, например, была приблизительно в 20 раз.
Использование ресурсов жителями развитых стран превышает разумные потребности. Подсчитано, что обобщенный уровень потребления среднего жителя Швейцарии приблизительно в 40 раз больше уровня потребления жителя Сомали. Достаточно посмотреть также на огромные, забитые товарами магазины западных стран, чтобы понять, что преобладающая часть этих товаров не может быть раскуплена, и, таким образом, ресурсы, использованные для их производства расходуются впустую. В США только затраты на содержание очень приятных на вид лужаек у каждого дома равны примерно 7,5 млрд долларов в год. В то же время все виды иностранной помощи США составляют около 10 млрд долларов в год. Для сравнения укажем также, что расходы на лужайки на одного жителя США порядка 50 долларов, тогда как весь ВНП на душу населения самой бедной страны мира, Эфиопии, составляет приблизительно 100 долларов в год.
По всей видимости, эту разницу одолеть не удастся. Развитые страны, входящие в Организацию Экономического Сотрудничества и Развития (ОЭСР) пришли к выводу, что страны с низким средним доходом (развивающиеся страны) не смогут сравняться с уровнем стран ОЭСР ни за 40, ни даже за 100 лет. Эта цель недостижима, и, наоборот, различия в имущественном состоянии стран увеличиваются. Было бы очень желательно, чтобы развивающиеся страны хотя бы приблизились к имущественному уровню развитых стран. Возможный путь к этому – в снижении разницы в доходах. Средний годовой доход в странах ОЭСР превышает 21000 долл./чел. Существуют исследования, показывающие, что страны с низким доходом могут достичь уровня дохода в 1500–2000 долларов на человека в год. При таком уровне дохода можно обеспечить около 80 % тех показателей, которые имеют жители стран с доходом 20000 долларов (продолжительность жизни, уровень питания, образования, особенности отдыха и пр.).
Развитые страны не только потребляют больше природных ресурсов, но они также в большей степени используют системы жизнеобеспечения Земли, сбрасывая в воду и воздух на душу населения значительно больше загрязнителей, чем развивающиеся страны.
Неравномерность уровней потребления является отражением как внутринационального, так и международного неравенства и зачастую служит причиной общественной и политической напряженности и конфликтов, то есть фактором глобальной экологической безопасности.
III.4. Геоэкологическая роль технического прогресса
Уже было сказано, что вся сумма воздействий человека на экосферу делится на три основные группы факторов: население, потребление и технология. В предшествующих двух разделах обсуждались две первых группы факторов, тесно взаимосвязанных. В этой книге под выражением «технический прогресс» понимаются процессы совершенствования всего комплекса процессов переработки ресурсов и использования систем жизнеобеспечения Земли в промышленности, энергетике, сельском хозяйстве, строительстве и на транспорте. Техника, в этом понимании, оказывает серьезное воздейсвие на экосферу и отдельные ее компоненты и процессы.
Человечество перерабатывает примерно 100 гигатонн сырья в год, при этом перемещая в процессе его добычи 1000 гигатонн горной породы. При добыче и переработке сырья используется до 1000 гигатонн воды и энергия мощностью порядка 10 тераватт. Все эти процессы не характерны для природы, они антропогенны: сырье извлекается из невозобновимых ресурсов, не используемых природой; энергия производится благодаря сжиганию горючих ископаемых, не вовлеченных в современные естественные круговороты вещества; вода расходуется на индустриальные процессы, не имеющие аналогов в природе; процессы переработки сырья вызывают загрязнение окружающей среды; продукты технологии, произведенные человеком, выбрасываются на свалки через относительно короткое время после их производства, внося свой вклад в загрязнение экосферы. Человек использует всего лишь 2 % от массы извлекаемого им сырья (и то на относительно короткое время), а остальное идет в отвалы. По сути дела, человечество производит главным образом отходы, и во все увеличивающейся степени, в соответствии с обсуждавшимся ранее ростом производства.
Именно технический прогресс является тем механизмом, который вызывает процессы деградации экосферы. Если объем совокупного мирового продукта вырос в этом столетии в более чем 20 раз, то и масса и объем загрязнений возросли не в меньшей степени. Технический прогресс ХХ века основан на сжигании горючих ископаемых (угля, нефти, газа), что приводит к катастрофическому загрязнению атмосферы Земли с многочисленными и серьезными последствиями, включая глобальное изменение климата.
Но именно технический прогресс привел к синтезу сотен тысяч ранее не существовавших в природе химических веществ, десятки тысяч которых широко используются в различных областях экономики без надлежащего испытания их токсикологических свойств. Многие из этих веществ высоко токсичны как для человека, так и для природных экосистем.
Но именно технический прогресс вызвал к жизни ядерное оружие и использование атомной энергии, без сколько-нибудь достаточного умения контролировать радиоактивные материалы, избегать атомных катастроф и управлять радиоактивным режимом территорий.
Очевидно, что человечеству необходимо в ближайшие десятилетия обеспечить плавный, но быстрый процесс перехода к новым, менее вредным и более управляемым технологиям, обеспечивающим если не хорошее, то хотя бы сносное существование всех людей на Земле.
Вместе с тем технический прогресс часто рассматривается как надежда, благодаря которой можно решить основные геоэкологические проблемы. В самом деле, многие ожидают от техники чуда.
Действительно, техника играла и будет продолжать играть ведущую роль в увеличивающемся обеспечении товарами и услугами все большего количества людей. И в самом деле, техника может решить (или помочь решить) многие экологические проблемы.
При этом проблемы экономии сырья, воды, энергии, материалов на единицу выпускаемой продукции чрезвычайно важны. В этом отношении достигнуты значительные успехи в странах Западной Европы, Японии и стран Юго-Восточной Азии. Меньше достижения в этой области у США, и еще меньшие – у России. Весьма значительны перспективы в области дальнейшей экономии сырья и энергии, вплоть до десятикратной по сравнению с нынешней.
Продолжают разрабатываться и внедряться новые технологические приемы, существенно сокращающие промышленные отходы. За малоотходными технологиями – большое будущее. Не следует все же ожидать чуда и в этой области: чем меньше объем отходов, тем, во-первых, обычно выше их токсичность и, во-вторых, тем выше экономические затраты на единицу сбрасываемых отходов.
Имеется много примеров значительных достижений в промышленности и сельском хозяйстве вследствие разработки и внедрения новых технологий. Построены автомобили, потребляющие вдвое меньше горючего, чем основная масса современных машин. Достигнуты заметные успехи в использовании солнечной энергии. Разработаны и успешно внедряются новые, более экономичные и менее экологически вредные приемы орошения сельскохозяйственных культур. Значительны успехи в развитии биотехнологии для борьбы с загрязнением в сельском хозяйстве и других областях. Развиваются новые отрасли природоохранной промышленности, решающие специфические проблемы загрязнения. Информационные технологии проникают во все области деятельности, включая вопросы, касающиеся лучшего понимания экосферы и управления ею.
Из трех групп антропогенных факторов (население, потребление и технический прогресс), влияющих на состояние экосферы, последняя наиболее эластична. Через нее можно добиться относительно быстрых результатов в управлении сотоянием экосферы. Вместе с тем чисто инженерные решения проблем геоэкологии могут лишь облегчить экологический кризис, оттянуть катастрофическое развитие его отдельных проявлений, но они не в состоянии разрешить его. Главное направление находится все же не в сфере технологии, а в области сочетания факторов «население-потребление». Удачно сказал об этом один из современных американских исследователей: «Если единственный механизм для управления ростом населения – это голод и нищета, то конечным результатом любого инженерного достижения будет увеличение числа людей, живущих в нищете».
III.5. Геоэкологические аспекты внешнего долга государств и «свободной торговли»
Серьезнейшие геоэкологические проблемы вытекают из глобальной ситуации с внешней задолженностью стран. В 1991 г. общая сумма долгов стран мира составила 1,5 триллиона долларов США. В том числе Бразилия, Мексика и Аргентина имели задолженность, соответственно равную 109, 98 и 56 миллиардов долларов. Это огромные суммы, в особенности, если их сравнить с экономической помощью развивающимся странам, составлявшей в то время 55 млрд долларов в год. Даже с учетом капиталовложений частного сектора, общая сумма потока капитала в развивающиеся страны была около 130 млрд в год, или менее 9 % от задолженности. В Латинской Америке и Африке (без Средиземноморья) долги стран превышают половину их ВНП, и даже уплата процентов по долгам составляет 20–30 % экспорта этих стран. Для многих стран уплата по долгам начала превышать приток средств, так что больше средств уходило в развитые станы, чем поступало в виде экономической помощи в развивающиеся. В конце 1980-х гг. результирующая денежного потока была направлена в развитые страны и была равна примерно 50 млрд долларов в год.
Уплата внешнего долга и процентов по нему для большинства развивающихся стран осуществляется во многом за счет распродажи природных ресурсов и, соответственно, посредством потери их природного капитала как вследствие потери природных ресурсов, так и из-за ухудшения состояния окружающей среды в районах их добычи, транспортировки и переработки. К великому сожалению, основной источник валютных доходов нашей страны, в том числе и для уплаты процентов по внешним долгам, это также продажа минерального и биологического сырья за границу. Таким путем теряется наш природный капитал с сопутствующим ухудшением состояния природной среды.
В последние годы отмечается процесс либерализации мировой торговли, основанный на установлении свободного рынка товаров. Это очень сложный процесс, требующий внимательного изучения его глобальных экологических последствий. Можно сказать, однако, что он неизбежно вызывает ускоренную торговлю природными ресурсами по низким ценам, то есть, в конечном итоге, способствует ухудшению состояния экосферы.
III.6. Богатство стран и доля природного капитала
Природные ресурсы – это только часть капитала, аккумулированного в каждой стране. В соответствии с разработками Всемирного Банка, существуют четыре вида капитала: производственный, или материально-финансовый (обычно рассматриваемый в экономических отчетах стран); природный (естественные богатства страны, обеспечивающие приток необходимого сырья и экологических услуг); человеческий (не только рабочая сила, но и вложения в образование, здравоохранение, питание и пр. каждого жителя); общественный (социальная структура, этика и мораль, обеспечивающие устойчивость и развитие страны).
Очевидно, что устойчивое развитие любой страны предполагает в качестве цели сохранение (или приумножение) суммарного капитала как в общем объеме, так и, предпочтительнее, капитала на душу населения.
Всемирным Банком была сделана попытка оценить в сравнимых денежных показателях богатство каждой страны мира как в целом, так и по трем видам капитала – производственного, природного и человеческого. Несмотря на приблизительность оценок, результаты наводят на размышления. Основным богатством в большинстве стран мира оказался человеческий капитал, и только в странах – экспортерах сырья природный капитал оказался больше, чем человеческий и производственный (табл. 2).
Один из выводов этого исследования заключается в том, что для сохранения природных богатств любой страны необходимы также вложения в другие виды капитала, в особенности в людские ресурсы, то есть в образование, здравоохранение, повышение качества жизни и пр.
Таблица 2
Структура богатства мира (по И. Серагельдину, 1995)
Несмотря на приблизительность и спорность этих расчетов, они дают представление о том, из чего складывается богатство стран и какую роль в этой композиции играет природный капитал. Мы должны также помнить, что наряду с трудовыми затратами, природные ресурсы были важнейшим источником накапливаемого богатства стран, в том числе за счет зависимых или находившихся в зависимости стран. В табл. 3 содержатся соответствующие данные (на душу населения) для 13 стран: самой бедной (Эфиопия), десяти избранных нами крупных стран, включая Россию, и двух самых богатых (Канада и Австралия).
Таблица 3
Уровень богатства (бедности) и структура капитала некоторых стран мира (по И. Серагельдину, Всемирный Банк, 1995)
Самыми богатыми странами (на душу населения) оказываются Австралия и Канада вследствие их огромных природных богатств per capita при высокопроизводительном и относительно немногочисленном населении. В десятке самых богатых стран мира, вслед за Австралией и Канадой, также располагаются (в убывающем порядке по степени богатства) Люксембург, Швейцария, Япония, Швеция, Исландия, Катар, Объединенные Арабские Эмираты и Дания. В этой группе разместились страны, богатые человеческим капиталом, природным капиталом или комбинацией всех трех видов капитала.
Эфиопия – самая бедная страна, но сразу следом за ней располагаются еще около десяти беднейших, в основном африканских стран: Непал, Бурунди, Малави, Уганда, Танзания, Вьетнам, Мозамбик, Сьерра-Леоне, Гвинея-Биссау, Руанда (в порядке возрастания величины суммарного капитала).
Россия оказалась на скромном месте по всем основным показателям. Относительное богатство России природным капиталом указывает также на весьма низкие показатели по другим видам капитала. Данные, приведенные в табл. 2-Ш, указывают на ошибочность широко распространенного в нашей стране убеждения, что у нас много всего, в особенности природных ресурсов, и указывают на необходимость их более эффективного использования. Они говорят также об очень высокой приоритетности серьезных вложений в человеческий капитал.
Интересно также посмотреть на суммарную величину накопленного капитала (человеческого, производственного и природного) для различных стран мира, рассчитанного нами как произведение величины капитала на душу населения на численность населения страны (табл. 4).
Таблица 4
Приблизительная оценка богатства наций
Из табл. 4 следует, что самая богатая страна мира (США) в 1400 раз богаче беднейшей страны (Эфиопия). Как уже отмечалось, цель ликвидировать такие различия недостижима. При этом разница между богатыми и бедными странами возрастает. Развивающиеся страны вынуждены существовать за счет ускоренной распродажи своих природных ресурсов, в то время как доля богатых стран в потреблении природных ресурсов и «услуг» экосферы, и так непропорционально большая, продолжает увеличиваться.
III.7. Рост и развитие. Необходимость изменения стратегии
Система «Население – потребление» – важнейший фактор геоэкологического состояния мира и отдельных стран. Проблемы населения и потребления взаимно связаны, а основные факторы зачастую взаимозаменяемы. Например, одинаковая степень воздействия на экосферу может быть при многочисленном населении и невысоком потреблении и, наоборот, при небольшой численности населения, но высоком уровне потребления. Поэтому часто возникающие споры о том, что важнее контролировать, население или потребление, имеют единственный здравый ответ: оба фактора, отдавая приоритет более значимому для данной страны. В развивающихся странах главный приоритет должен быть отдан регулированию численности населения, в развитых – снижению потребления ресурсов экосферы. И все же численность населения остается первичной проблемой, вызывающей потребности общества (удовлетворенные или нет).
Несомненно, что уровень потребления жителей развитых стран мог бы быть снижен без серьезного ущерба для качества их жизни, но это означало бы изменение системы жизненных ценностей людей. Уменьшить геоэкологическое влияние системы «Население – Потребление» посредством снижения уровня потребления жителями богатых стран без заметного снижения качества их жизни – чрезвычайно сложная задача, и стратегия ее решения пока совершенно не ясна. Подобные перемены очень трудно достижимы и в любом случае требуют значительного времени (масштаба нескольких поколений) для сознательного изменения философии жизни, то есть системы жизненных ценностей. По-видимому, успешное решение проблемы потребления в развитых странах требует другого уровня экологической этики и, следовательно, упорной и продолжительной работы по всестороннему воспитанию людей.
Повысить уровень потребления в развивающихся странах до современного уровня богатых стран невозможно, так как ресурсов и возможностей Земли для этого оказывается недостаточно. Около полувека тому назад Махатму Ганди, лидера Индии, становящейся в то время независимой от Англии, спросили, хотел ли бы он, чтобы Индия достигла уровня жизни Англии. Он ответил: «Чтобы достичь процветания, Британия забрала себе половину ресурсов нашей планеты. Сколько же планет потребуется для Индии?» В то же время очевидно, что жители развивающихся стран объективно нуждаются в повышении среднего душевого уровня потребления (что близко к повышению среднего уровня жизни).
Рост численности населения мира и сопутствующий ему опережающий количественный рост экономики (объемов промышленного производства, сельского хозяйства, транспорта и пр.) за последние 2–3 столетия, и в особенности за последние полвека, привели к серьезнейшим неблагоприятным нарушениям состояния экосферы. Возникает вопрос, возможно ли разрешение конфликта между дальнейшим ростом экономики, что необходимо для обеспечения неизбежно возрастающего населения Земли (по крайней мере, на ближайшие полвека), и, одновременно, сохранение основных механизмов экосферы в пределах, которые обеспечивали бы ее гомеостазис, а если это возможно, то каким образом? Ясно, что абсолютно лучшего бесконфликтного решения с точки зрения и экономики, и экологии найти невозможно, и необходимо искать компромиссные стратегии.
Вследствие крайне высокой сложности и неопределенности задачи, в поисках компромиссных решений необходимо единство науки, экономики, этики и политики. Задача не под силу какой-либо одной стране и требует объединенных усилий всех наций.
Основной экономической стратегией человечества было и пока остается обеспечение роста экономики. При этом под ростом понимается увеличение объема производства, основанного на расширяющемся использовании систем и ресурсов экосферы. Очевидно, что рост экономики необходим для улучшения жизни населения развивающихся стран, но столь же очевидна избыточность потребления ресурсов экосферы развитыми странами.
Существует глубокое принципиальное различие между понятиями рост (growth) и развитие (development). Понятие «рост» означает увеличение размера системы вследствие внутреннего ее увеличения. Возрастающий валовый объем производимых металлов, машин, химических веществ, продуктов сельского хозяйства, перевозимых транспортом людей и грузов, выбрасываемых в окружающую среду отходов деятельности людей, и пр., – это все показатели роста. Традиционная экономика полагает, что чем такие показатели больше, тем состояние экономики лучше. Лишь по мере того как ресурсы экосферы становятся дефицитными, возникает осознание того, что валовый экономический рост будет неизбежно ограничен или сознательно, или стихийно. Пределы валового роста существуют, и с этой реальностью необходимо примириться.
Понятие «развитие» означает движение к лучшему, чем сейчас, состоянию системы. Развитие совсем не означает увеличения размеров системы, оно означает все более полную реализацию заложенных в системе возможностей. Развитие возможно и без количественного роста. Наша планета Земля развивалась по мере ее эволюции, но это не приводило к ее росту. Имея в виду существование пределов валового роста, человечество должно изменить свою главную стратегию, ставя своей целью качественное развитие, а не валовый рост. Изменение стратегии неизбежно, или же Земля, в конечном итоге, станет непригодной для жизни ее же населения. Понятие устойчивого развития возникло как попытка найти выход из глобального геоэкологического кризиса.
Часть II
Глобальные изменения
IV. Глобальные изменения и стратегии человечества
IV.1. Переходный период и его особенности
Современное состояние мира за последние десятилетия заметно изменилось. Численность населения мира за последние 50 лет более чем удвоилась, а потребности людей увеличились в еще большей степени. Соответственно, ухудшилось состояние экосферы: увеличилось расходование невозобновимых природных ресурсов, истощение (снижение количества и ухудшение качества) возобновимых ресурсов, усилилась деградация систем жизнеобеспечения на Земле (системы биологической продуктивности, поглощения и переработки отходов и многие другие).
Экономика стран и мира в целом ориентирована на рост объема производства. Основной общепринятый показатель успеха любой страны мира – рост валового национального продукта (ВНП). При этом ВНП не включает такие геоэкологические показатели, как загрязнение среды, деградация природных систем жизнеобеспечения или ухудшение состояния природных ресурсов. Более того, экономические действия, направленные на использование ресурсов, такие как добыча полезных ископаемых, вылов рыбы или заготовка лесоматериалов, отражаются в величине ВНП как экономический рост, не сигнализируя в то же время о снижении природного капитала. Так парадигма экономического роста фактически поощряет деградацию природных ресурсов. Если, согласно демографическим прогнозам, численность населения к концу следующих 50 лет снова удвоится, то экономика, в соответствии с современной стратегией ведения хозяйства, должна увеличиться в 5–7 раз.
Имеются серьезные основания полагать, что это невозможно вследствие ограниченности ресурсов и систем экосферы и конечных размеров Земли. Из противоречия между постоянно растущим воздействием общества на экосферу и ограниченными размерами Земли и ее ресурсов вытекает неизбежность глобального геоэкологического кризиса. Часть специалистов считает, что кризис уже наступил, потому что имеются многочисленные свидетельства нарушения гомеостазиса экосферы. Существует также много примеров глубоких изменений геосфер Земли и ее ландшафтов. Другие специалисты полагают, что человечество найдет пути не допустить кризиса, хотя и согласны, что причины для кризиса объективно существуют.
Человек значительно, и по большей части бессознательно, преобразовал Землю в результате своей хозяйственной деятельности. В особенности большие изменения произошли в последние десятилетия и продолжаются сейчас. Эти изменения взаимосвязаны и охватывают как природную, так и общественную сферы.
Наблюдаемые глобальные изменения есть отражение перехода за очень короткий период продолжительностью около 100–200 лет от сравнительно мало населенной и слабо измененной человеком Земли к перенаселенной, антропогенно трансформированной экосфере. Человечество уже не может продолжать ту же стратегию бесконтрольного и бездумного использования экосферы, поскольку существуют пределы ее гомеостазиса. В течение переходного периода речь идет о выживании человеческого общества: либо оно научится жить по-новому, в пределах возможностей, отпускаемых человечеству экосферой, либо оно будет деградировать, вплоть до полного распада. Для своего выживания человечество должно осуществить несколько взаимосвязанных переходных процессов общемирового значения.
• Демографический переход к стабильному населению мира на относительно невысоком уровне. По-видимому, этот уровень не должен быть выше 1–2 млрд чел. Каирская Конференция ООН по народонаселению (1994 г.) согласилась, после долгих дебатов, на уровень 7,8 млрд чел. Эта последняя цифра фактически представляет собой прогноз численности населения мира, основанный на современной численности и возрастном распределении при условии, что далее среднее число детей в семьях останется на уровне простого замещения, то есть порядка 2,1–2,2. Если в дальнейшем среднее число детей в семье (коэффициент фертильности) будет меньше двух, то начнется снижение численности населения мира. Планомерный и мирный переход к численности населения до 2 млрд чел. потребует согласованных действий всех стран мира в течение нескольких поколений, если начать его при жизни этого поколения.
• Экономический переход к такому типу экономики, который бы принимал во внимание экологические ценности, в настоящее время не учитываемые рынком. К ним относятся: необходимость выполнения экономических действий в соответствии с законами природы; экологически справедливые цены, включающие исчисляемые и неисчисляемые экологические ценности; налоги на загрязнение окружающей среды и использование природных ресурсов и систем жизнеобеспечения; использование только прироста возобновимых природных ресурсов и др. Иными словами, коренной задачей экономики должно стать улучшение качества жизни людей, достигаемое без дальнейшего роста объема экономики. За переходный период главная стратегия экономики должна измениться от роста к развитию.
Технологический переход от ресурсопоглощающих и загрязняющих технологий к экологически благоприятным. Объем используемых ресурсов и сбросов отходов в окружающую среду тесно связан с численностью населения и его потреблением, так что стратегия перехода должна быть междисциплинарной.
• Этический переход к более высокому уровню сознательности и экологической этики.
Читать бесплатно другие книги:
