Основы геоэкологии Голубев Геннадий
Вследствие очень большого числа населения развивающихся стран даже небольшое увеличение показателя прироста (в %%) означает значительное приращение численности.
Городское население растет не только в развивающихся странах, если имеются особые причины для его роста. Регионом со значительным современным ростом населения городов вследствие благоприятной экономической конъюнктуры на фоне мягкого климата является, например, Северо-Запад США (штаты Вашингтон, Орегон и частично Калифорния), где он обусловлен как миграцией из других районов США, так и иммиграцией из других стран бассейна Тихого океана. Текущий ежегодный прирост числа жителей региона достигает здесь 12 % (1990-е гг.)!
Чрезвычайным, хотя и все более типичным, явлением становятся крупнейшие города (мегаполисы). Фактически во всех этих случаях мы имеем дело не с одним сверхкрупным городом, а с агломерацией городов и других населенных пунктов. Если принять за нижний уровень сверхгорода скопления населения численностью от 8 млн чел., то в 1950 г. в мире было всего два таких мегаполиса – это был Нью-Йорк с населением 12,3 млн и Лондон с 8,7 млн чел. К 1990 г. их стало 21, причем 16 – в развивающихся странах. К 2015 г. ожидается 33 мегаполиса, в том числе 27 – в развивающихся странах.
Крупнейшие города мира, млн чел.
Разумеется, численность города зависит также от административного решения по выбору его границ. Например, Париж и Москва в основном ограничены кольцевой дорогой, хотя городские кварталы продолжаются и за кольцевой, в то время как Токио включает значительные города, фактически слившиеся со столицей.
Вследствие чрезвычайной геоэкологической важности и специфичности мегаполисов, приведем список тридцати наиболее крупных городов мира по состоянию на 1995 г. Эти сверхгорода и прилегающие к ним территории подвергаются значительной антропогенной нагрузке, во многих случаях в течение столетий. Степень техногенности этих территориальных систем чрезвычайно высока, а условия жизни во многих из них попросту бесчеловечны.
Помимо отдельных сверхкрупных городов возникли и так называемые конурбации, или скопления городов. В Японии на о. Хонсю городская застройка протягивается практически без перерывов от Токио до Осаки, более чем на 500 км, включая, помимо указанных городов, и крупнейший порт страны, и важный промышленный центр Нагоя, а также и другие города. На восточном побережье США конурбация захватывает не менее значительную полосу городов от Вашингтона до Бостона и включает Нью-Йорк, Филадельфию, Балтимор и др. Более подробные сведения о крупнейших конурбациях мира приводятся в прилагаемой сводке (табл. 19).
Многие города среднего размера растут быстрее, чем мегаполисы, со скоростью, заметно превышающей 5 % в год. В результате возникает весьма много городов с населением между 1 и 10 млн чел. Ожидается, что к 2015 г. в мире будет 516 таких городов по сравнению с 270 в 1990 г. Небольшие города, в которых живет около половины всего городского населения мира, также очень быстро растут. В этих городах в большей степени ощущается недостаток финансирования экологических систем и услуг, потому что во многих странах основные средства направляются в столицы и другие крупные города.
Степень антропогенных преобразований городских территорий, в особенности мегаполисов, чрезвычайно высока. Природные городские ландшафты весьма примитивны. Это парки и скверы, редко леса антропогенного происхождения и побережья морей и рек. Из фауны сохранились отдельные виды птиц и животных в очень простых и неустойчивых экосистемах. Широко встречаются немногие, толерантные к человеку виды, паразитирующие на отходах деятельности человека. Это крысы, вороны, тараканы и пр. Лишь литогенная основа остается наименее трансформированной да климат изменяется в значительно меньшей степени, чем биогенные компоненты.
Ландшафты крупных городов не могут сохраняться устойчивыми без поддержки человека. Заброшенные или малоухоженные кварталы мегаполисов представляют собой наихудший вид антропогенной пустыни.
Таблица 19
Крупнейшие конурбации мира
Природные условия, в которых города находятся, во многом предопределяют их геоэкологические проблемы. Загрязнение воздуха, характерное в зимнее время года для городов Средней Европы, Сибири, Северо-Восточного Китая, возникает благодаря инверсии температуры, вызывающей устойчивую стратификацию воздуха. Низкокачественный уголь, используемый для отопления во многих местах этих районов и выделяющий при сжигании большое количество загрязнителей воздуха, вносит свой вклад в эту проблему. Весьма высокое загрязнение воздуха в таких городах, как Лос-Анджелес, Мехико и Сантьяго, связано не только с большим количеством автомобилей в условиях инверсии температуры, но и вследствие расположения этих городов в межгорных котловинах, благоприятных для развития инверсий.
В городах умеренного пояса практически не встречается малярия не потому, что они располагаются в относительно богатых странах с высокими расходами на здравоохранение, а благодаря относительно прохладному климату, в котором возбудитель малярии не в состоянии пройти полный цикл развития.
В Джакарте природные условия города предопределяют ряд серьезных геоэкологических проблем, в том числе проблемы качества воды. Равнинный рельеф предопределил выбор канализационной системы города, представляющей сеть открытых коллекторов, собирающих неочищенные бытовые стоки. Эта система была эффективной, когда ее построили для населения города, не превышающего полмиллиона человек. В настоящее время она не может справиться с продуктами жизнедеятельности городского населения численностью 11,5 млн человек. Загрязнения поступают не только в поверхностные, но и в подземные воды и являются серьезной опасностью при водоснабжении. Диарея, возникающая, в частности, вследствие употребления загрязненной воды, является в Джакарте причиной 20 % случаев смерти детей в возрасте до пяти лет.
Плотность населения городов – весьма репрезентативный показатель степени антропогенной нагрузки, хотя она изменяется весьма сильно в зависимости от имущественного уровня, месторасположения, традиций, транспортных и других условий. В некоторых районах Шанхая и Калькутты плотность составляет 800-1000 чел/га, что можно сравнить с густотой заселения квартир и домов в богатых странах. Плотность населения Бангкока и Сеула также весьма высока и составляет 300–400 чел./га.
С другой стороны, этот показатель для городов США обычно равен 70 чел./га и менее.
Большие города, как гигантские агломерации, так и менее крупные города-«миллионеры», – это зоны экологического бедствия различного вида и напряженности.
Геоэкологические аспекты урбанизации весьма различны в развитых и развивающихся странах. Чрезвычайно быстрый рост городов беднейших стран приводит к резко усиливающемуся давлению на окружающую среду. К тому же все системы жизнеобеспечения, без которых город не может существовать, оказываются перегруженными, а их рост не поспевает за приростом населения. К ним относятся системы водоснабжения, канализации, сбора и переработки мусора, снабжения электроэнергией и пр., а также системы образования, медицинской помощи и социального обеспечения. В результате создается обстановка, опасная для жизни и здоровья жителей городов. По крайней мере, 220 млн жителей городов не имеют источников пригодной питьевой воды. Более чем 420 млн чел., живущих в городах, не имеют доступа даже к простейшим туалетам. От 30 до 65 % городского мусора не убирается. Он постепенно накапливается, в особености в зонах, где проживает самое бедное население. Такое зоны мало напоминают город, но именно на таких территориях проживает значительная часть населения, которое лишь условно можно назвать городским.
В развитых странах некоторые важные геоэкологические проблемы городов в той или иной степени решены. Например, во многих городах за последние десятилетия улучшилось качество воздуха и воды. В Токио в 1960-х гг. полицейские, управлявшие уличным движением, нуждались в кислородных масках. Сейчас состояние воздуха стало значительно лучше.
Городские системы потребляют, перерабатывают и превращают в отходы значительную массу воды, продовольствия и топлива (рис. 22). При этом города развитых стран отличаются повышенным потреблением всех услуг систем жизнеобеспечения. Среднестатистический житель Нью-Йорка потребляет втрое больше воды и производит в восемь раз больше мусора, чем житель Бомбея. Точно так же и уровень потребления услуг городских систем жизнеобеспечения в различных районах в пределах одного города резко различается в зависимости от уровня благосостояния его жителей. В этом отношении невозможно сравнить, например, находящиеся в одном и том же городе Рио-де-Жанейро поселения на склонах холмов («фавелы») и кварталы вдоль роскошных пляжей побережья Атлантики, таких как Копакабана или Ипанема.
Некоторое улучшение геоэкологического состояния городов развитых стран благоприятно для их жителей. Вместе с тем эти города оказывают намного большее неблагоприятное воздействие на состояние экосферы на уровне континентов или мира в целом. Расходование природных ресурсов и эмиссия парниковых газов на душу населения городов развитых стран намного превышает соответствующие показатели для беднейших городов развивающихся стран, так что, в конечном итоге, жители городов развитых стран вносят весьма заметный вклад в усиление глобальных геоэкологических проблем.
Рис. 22. Схема метоболизма города с населением 1 млн человек (т в сутки) (по Г. В. Стадницкому и А. И. Родионову)
Говоря о геоэкологических проблемах городов, не следует забывать об их роли как центров, влияющих на антропогенную трансформацию значительных прилегающих территорий. Условия и причины могут быть различными. В Африке, где в отдельных странах до 90 % населения все еще готовит себе пищу на дровах, все пригодные лесные ресурсы в радиусе 50–80 км от крупных городов истощены. Из-за недостатка дров беднейшие семьи в городах многих стран Африки готовят себе горячую еду только один раз в день.
В зонах высокого загрязнения воздуха вследствие работы предприятий промышленности или энергетики, растительность трансформирована или полностью уничтожена на десятки километров вокруг города или по направлению вдоль преобладающих ветров. Такова ситуация в Норильске и окрестностях, где весьма уязвимая естественная растительность практически уничтожена на расстоянии до 100 км от промышленных предприятий.
Все крупные города, располагающиеся на реках, вносят весьма заметный вклад в загрязнение воды этих рек, вплоть до полного уничтожения жизни в воде на многие километры вниз по течению. Отмечено много ситуаций, в особенности в тропиках, когда в реке, протекающей сквозь большой город, концентрация патогенных бактерий увеличивается на несколько порядков.
Несколько сотен крупных городов мира и тысячи более мелких вызывают локальное, пятнистое ухудшение состояния окружающей среды. Взятые вместе, они в очень заметной степени влияют на глобальную ситуацию. Это весьма типичный пример универсальной геоэкологической проблемы, имеющей локальное, но часто встречающееся распространение, и потому не менее важной. Как пишет один из американских исследователей, «отрицательное воздействие домашнего загрязнения воздуха и выплескиваемых с водой отходов на детскую смертность и ожидаемую продолжительность жизни женщин имеет не меньшие глобальные размеры, чем, скажем, разрушение тропических лесов, и с точки зрения неотложных задач оно может оказаться наиболее срочной из всех общемировых экологических проблем».
В этой связи, наряду с «зеленой» программой, адресованной на глобальные проблемы, такие как изменение климата, озоновый слой или биологическое разнообразие, ряд международных и национальных организаций и экспертов выдвигают «коричневую» программу, которая включала бы проблемы бедности, загрязнения окружающей среды и экологической безопасности в городах. Такие программы решают практические вопросы улучшения качества жизни в городах, включая совершенствование систем водоснабжения, канализации, удаления и переработки отходов.
X.3. Геоэкологические аспекты энергетики
Производство и использование энергии – важнейшая сторона деятельности человека. Без энергии невозможны практически все другие его действия: извлечение и переработка невозобновимых природных ресурсов, производство промышленной продукции, транспорт, сельское хозяйство, освещение, отопление, здравоохранение и т. д., и т. п. Эволюция общества и цивилизации происходила и происходит в тесном взаимодействии с развитием энергетики.
Энергия – важнейший товар в международной экономике, а надежное обеспечение стран источниками энергии стало важнейшей геостратегической проблемой ХХ! века. Глобальные энергетические стратегии и проблемы системно взаимосвязаны с основными общемировыми вопросами, такими как рост численности населения, увеличение имущественных различий между отдельными слоями общества, распространение бедности, дефицит продовольствия и воды, состояние здоровья и здравоохранения, неудовлетворительное качество воздуха в городах, изменение климата, деградация экосистем, их асидификация, распространение ядерного оружия и др. Из этого следует, что вопросы энергетики должны решаться таким образом, чтобы не ухудшилось состояние других глобальных проблем.
История развития мировой энергетики поучительна. Первейшим источником энергии для любого вида деятельности человека был он сам, его мускульная энергия. Затем изобретение способов добывания огня для сжигания древесины обеспечило человеку горячую пищу, отопление жилища, новые материалы, такие как бронза и железо. Использование энергии домашних животных предопределило прогресс в сельском хозяйстве, транспорте и промышленности. Изобретение пара как рабочего вещества явилось важнейшим технологическим фактором промышленной революции и способствовало освоению таких энергетических ресурсов, как уголь, нефть и природный газ.
С тех пор и до настоящего времени наша цивилизация основана на использовании горючих ископаемых.
Соотношение величин коммерческого потребления энергии по источникам ее происхождения на 1997 г. показано в табл. 20.
Таблица 20
Соотношение источников энергии в мире (в %)
Общая мощность производимой или же потребляемой в мире энергии составляет величину порядка 10 тераватт, или 1010 Вт и продолжает увеличиваться. Из этого количества около 80 % энергии получают благодаря сжиганию нефти, угля и природного газа. По всей вероятности, этот показатель сохранится на ближайшие десятилетия, а количество производимой энергии будет все еще увеличиваться. Объем и доля атомной энергии, вероятно, останется на ближайшую перспективу скромной. Суммарная величина производимой гидроэлектроэнергии будет увеличиваться, но ее доля в производстве и использовании энергии останется небольшой.
Другие, преимущественно возобновимые, источники энергии, такие как энергия солнца, ветра, морских приливов, волнения воды, разности температур поверхностных и глубинных слоев воды океана, специально выращиваемой биомассы, геотермальная энергия, и прочие, несмотря на некоторые оптимистические прогнозы, не спешат занимать сколько-нибудь значительное место. Экономические и экологические затраты на производство энергии из возобновимых источников неуклонно снижаются, и имеются заметные достижения в их практическом использовании, хотя доля этих источников в мировом энергетическом балансе все еще невелика.
Производство и потребление энергии в мире, за редкими исключениями, неуклонно росли, в особенности в последние десятилетия. За 20 лет, с 1971 по 1991 гг., потребление энергии в мире увеличилось на 45 %. Соответственно, расходовались и запасы горючих ископаемых. Тем не менее, благодаря успешным поискам новых месторождений и их разведке, запасы продолжали увеличиваться. По состоянию на 1990 г., при современном уровне разведанных запасов и ежегодной добычи угля хватило бы на 209 лет, нефти на 45 лет и природного газа на 52 года.
Производство и использование основных источников тепловой энергии практически всегда сопровождаются неблагоприятными последствиями, влияющими на экосферу и на здоровье людей. Соответственно, ожидаемый дальнейший рост производства и использования энергии приведет к еще большему усилению экологических проблем. Геоэкологические ограничения могут стать столь серьезными, что они станут диктовать основные элементы стратегии энергетики. В частности, мы уже обсуждали возможную ситуацию, когда не дефицит горючих ископаемых, а значительное ухудшение состояния экосферы приведет по необходимости к трансформации глобальной энергетики на основе возобновимых и экологически более чистых источников энергии. Геоэкологические вопросы энергетики уже излагались в соответствующих разделах книги, и здесь лишь кратко отметим основные проблемы.
Опора в энергетике на использование горючих ископаемых и, соответственно, чрезвычайно высокая их доля в производстве энергии предопределяет специфический набор связанных с этим геоэкологических проблем. По объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу тепловая энергетика является наиболее крупной отраслью промышленности (27 % от общего количества выбросов всей промышленностью России). Составляющими выбросов в основном являются твердые частицы (31 %), диоксид серы (42 %), окислы азота (24 %).
Современная ТЭЦ мощностью 1000 мВт выбрасывает в воздух за год 165 000 т газов и 500 000 т твердых частиц. Тепловое загрязнение составляет около 60 % производимой энергии. Каждая ТЭЦ нуждается в 4 кв. км площади, не считая площадей для складов, подъездных путей, градирен, линий электропередачи, свалок и пр.
Загрязнение воздуха, ассоциирующееся со сжиганием нефти, угля и газа, неблагоприятно влияет на экосистемы и здоровье людей. Из трех основных источников тепловой энергетики более всего загрязнений и парниковых газов производится и выбрасывается в атмосферу в результате сжигания угля и наименьшее – при сжигании газа. Кислотные осадки, возникающие как следствие функционирования тепловых электростанций, приносят ущерб экосистемам – озерам, рекам, лесам, а также и урожаю, строениям, памятникам материальной культуры. Современная энергетика является важнейшим фактором накопления в атмосфере парниковых газов и, следовательно, наиболее важной причиной изменения климата.
Атомные электростанции несут с собой высочайший риск катастрофы в случае выделения в экосферу радиоактивных изотопов. Как показывает печальный опыт Чернобыльской АЭС, радиоактивное загрязнение вследствие взрыва всего лишь одного атомного реактора нанесло невосполнимый ущерб здоровью людей, состоянию естественных и агроэкологических систем, по сути дела, вывело из нормального использования чрезвычайно большую территорию в пределах Белоруссии, России и Украины.
В атомной энергетике остаются нерешенными проблемы хранения и переработки радиоактивных отходов деятельности АЭС. Подошли также сроки выведения первых атомных станций (не только в России, но и в других странах мира) из эксплуатации. Поскольку неизвестно, что с ними делать дальше, они подлежат консервации. Как это сделать безопасно и эффективно – пока еще плохо проработанная задача.
Основное направление в стратегии снижения геоэкологических проблем энергетики – повышение роли возобновимых и экологически более чистых источников энергии. Однако абсолютно чистых источников практически не бывает.
Как уже обсуждалось в другой главе, гидроэлектростанции приносят свой специфический набор геоэкологических проблем, таких как потери затапливаемой земли, зачастую весьма ценной, переселение населенных пунктов из зоны затопления, изменения водных и наземных экосистем и их плодородия, а в тропических и экваториальных районах и усиление частоты и серьезности заболеваний многими тропическими болезнями, ассоциирующимися с водой (малярия, шистосоматоз, речная слепота и др.)
Непосредственное использование солнечной энергии также не оказывается полностью оправданным с экологической точки зрения: аккумуляторы солнечной энергии различных типов часто требуют большой территории. Сбор солнечной энергии зависит также от метеорологических и, следовательно, физико-географических факторов: облачности, угла солнца над горизонтом и пр., а потому он эффективен преимущественно в тропических районах со значительной продолжительностью солнечного сияния. Если в процессе производства энергии используются фотоэлектрические батареи, то в одном или нескольких звеньях технологической цепочки их производства возникает значительное загрязнение окружающей среды.
Опосредованное использование солнечной энергии, в природе проявляющейся в виде ветра, волнения, приливов, биомассы и пр., столь же несвободно от геоэкологических обстоятельств. Например, ветровые электростанции вызывают неприемлемые шумовые эффекты и потому должны располагаться вдали от населенных пунктов; энергия морских волн значительна, но задача ее концентрации для производства электроэнергии технически очень не проста.
Использование геотермальной энергии влечет за собой значительное загрязнение воды, воздуха и земли. Геотермальная электростанция мощностью 1000 мВт выпускает в атмосферу 104—105 т газов в год, загрязняет 105—108 м3 воды и требует значительной площади (до 20 км2 на одну станцию).
Энергетические системы состоят из двух равноценно важных частей: подсистемы, касающейся предложения энергии (supply), и подсистемы спроса на нее (demand). Мы кратко обсуждали некоторые важные вопросы, касающиеся аспектов предложения. Для эффективного функционирования систем энергетики не менее важны проблемы спроса. Экономия энергии играет здесь важнейшую роль.
Больше половины производимой ежедневно энергии теряется вследствие технических особенностей энергетических систем или недостаточно эффективной деятельности человека. Экономия энергии должна быть частью стратегии снижения расхода энергии на единицу продукта, причем социально-экономическое развитие или привычный стиль жизни людей, по крайней мере, не должны ухудшаться. Мы уже указывали на то, что после двух энергетических кризисов 1970-х гг. эффективность использования энергии в странах с капиталистической экономикой значительно повысилась. Меры по экономии энергии и повышению ее эффективности менее успешны в странах с переходной экономикой и развивающихся станах, где промышленность зачастую расходует в 2–5 раз больше энергии на ту же величину продукции вследствие того, что оборудование, технологические процессы, транспортные системы и пр., как правило, устарели и нуждаются в модернизации.
Обсуждая стратегии выхода человечества из глобального геоэкологического кризиса, мы говорили также о необходимости и принципиальной технической возможности повысить в обозримом будущем эффективность использования энергии на порядок, то есть примерно в 10 раз. Такие действия вполне соответствовали бы осуществлению одной из обсуждавшихся нами ранее переходных стратегий, направленных на решение глобального геоэкологического кризиса.
Из этого краткого обзора основных геоэкологических вопросов энергетики следует, что энергетика – одна из сложнейших природно-технических систем.
Х.4. Геоэкологические проблемы промышленности
Промышленность – это область вещественного материального производства, создающего орудия производства и основную часть предметов потребления. Разнообразная деятельность промышленности и ее геоэкологические последствия могут быть схематизированы в виде производственно-экологической пирамиды, несколько похожей на экологическую пирамиду (рис. 23).
Рис. 23. Соотношение типов промышленности, использования природных ресурсов и загрязнения окружающей среды
В основании пирамиды лежит добыча сырья, преимущественно минерального. Известно, что около 98 % добываемого на этом этапе сырья идет в отходы в виде пустой породы, руды низкой концентрации, грунта, нестандартной древесины и пр.
Только 2 % сырья достигает следующего уровня, который можно назвать уровнем переработки сырья. В результате него получают промежуточную продукцию, например, железо, сталь, прокат различного сортамента, цветные металлы, разнообразные химические вещества, различные пиломатериалы и пр.
Промежуточная продукция используется на следующей стадии, условно называемой машиностроением и легкой промышленностью, производящей разнообразные орудия труда и предметы потребления. На этой стадии доля полезного продукта от исходного количества сырья еще более сокращается.
Наконец, на высшей стадии промышленного производства мы имеем дело с современной индустрией высокой сложности и точности, производящей аппараты электроники и прецизионного машиностроения, композитные материалы, продукты биотехнологии и прочие товары так называемой «высокой технологии» (high-tech). На этой стадии объем используемых материалов минимален, главные вложения оказываются в виде личного опыта персонала, передовой технологии и дорогостоящих комплектующих. Одна из тенденций современной индустрии в том, что значительная часть промышленности высокой сложности и точности перестала продавать свою продукцию. Продукция сдается в аренду, а компания-изготовитель обеспечивает ее обслуживание. Так происходит переход к стадии услуг, и роль услуг имеет тенденцию к росту.
Стадия «высокой технологии» есть результат современной научно-технической революции. Зачастую при чтении литературы создается ошибочное впечатление, что человечество, или, по крайней мере, развитые страны, целиком и полностью перешли на эту стадию. На самом деле, все четыре стадии необходимы и нуждаются в развитии и совершенствовании, а без низшей стадии невозможно достичь более высокой. По-прежнему необходим металл, энергия, продукция химической промышленности и пр., без них не достичь высот «высокой технологии».
В соответствии со стадиями промышленного производства (от «сырьевой» до «high-tech») возникают определенные тенденции изменения геоэкологических проблем: a) объем извлекаемых ресурсов и перерабатываемого сырья снижается; б) объем загрязняющих отходов, сбрасываемых в окружающую среду, сокращается; в) однако токсичность сбросов резко увеличивается, так что результирующее загрязнение может и не уменьшиться.
Экологические воздействия промышленности охватывают всю технологическую цепочку от добычи сырья и первичной обработки через собственно процессы производства до получения конечного продукта и размещения отходов. Промышленность – весьма важный потребитель природных ресурсов (металлических и неметаллических руд, продуктов сельского хозяйства, энергии различных видов). В результате индустриальных процессов возникают запланированные или неожиданные сбросы вредных газов, твердых отходов и разнообразных жидких стоков. Это может случиться в процессе производства или позднее при использовании продукта. Некоторые из отходов и продуктов промышленности весьма токсичны и могут нанести значительный ущерб.
Отрасли промышленности, в наибольшей степени загрязняющие атмосферу, – это теплоэнергетика, черная и цветная металлургия:
Энергетика(тепловые электростанции) 43%
Черная и цветная металлургия 23%
Нефтеперерабатывающая промышленность 11 %
Прочие отрасли 23%
Геоэкологические последствия в различных секторах промышленности показаны в таблице.
Для борьбы с неблагоприятными геоэкологическими последствиями промышленного производства существует два принципиальных подхода:
а) управление загрязнениями на конечной стадии производства;
б) системная перестройка производственного цикла.
По сути дела, при стратегическом подходе типа а) управление загрязнениями осуществляется после завершения технологического цикла, в виде как бы дополнения к нему. Этот подход носит название «на конце трубы». Переработка загрязнений «на конце трубы», как правило, не сокращает объем или массу загрязнителей. Она попросту перемещает отходы, после их обработки, из одной среды в другую, более удобную при данном технологическом цикле, например, из воздуха в землю. Во многих случаях обработка отходов перемещает эмиссии, выпускаемые в воздух, в водную среду. Такого рода операции нежелательны в долгосрочном плане, хотя и могут казаться приемлемыми как временная мера. К сожалению, на самом деле обработка отходов «на конце трубы» чрезвычайно широко распространена, хотя по сути и не решает экологические проблемы. Такая технология носит название «малоотходная», или, более того, «безотходная», что, как мы видели, неверно.
Таблица 21
Геоэкологические воздействия различных отраслей промышленности
При стратегическом подходе типа б) в качестве долгосрочной и скорее всего недостижимой на 100 % цели, ставится задача добиться такого производства, которое было бы полностью замкнутым, подобно космическому кораблю в продолжительном, автономном полете. С этих позиций существует три класса технологических подходов, требующих системной перестройки промышленного производства для действительного снижения объема, массы и токсичности отходов, сбросов и эмиссий.
1) Экономия сырья, материалов и энергии.
К этой категории относятся изменения производственного цикла, в том числе такие мероприятия, как внедрение более экологически и экономически эффективных производственных процессов, использование новых материалов, а также такие мероприятия, как повышение теплоизоляции производственных помещений, установка более эффективного освещения, применение более легких грузовиков и пр.
2) Увеличение степени использования промышленного продукта.
К этим мерам относится организация вторичного рынка таких использованных товаров, как автомобили, одежда и обувь, электроника, мебель, книги и многих других, сбор и переработка утиля (лом цветных и черных металлов, стекло, бумага, использованная упаковка и пр.), при соответствующем сокращении производства новых товаров.
3) Извлечение полезных продуктов из промышленных отходов.
Первой этим стала знаменита американская корпорация 3М, получающая значительный доход от извлечения побочных продуктов. Ее лозунг «Pollution Prevention Pays» (РРР), который можно перевести как «Предотвращение загрязнения платит за себя», широко известен в деловом мире.
Имеются и более сложные, системные примеры экономически целесообразной борьбы с промышленным загрязнением.
В г. Калундборг (Дания) имеются три основных, первичных промышленных предприятия – нефтеперегонный завод, тепловая электростанция (ТЭЦ), работающая на угле, и фармацевтическая фабрика. Объединив эти предприятия в систему, стало возможным значительно сократить их отходы, не увеличив в то же время стоимость продукта. ТЭЦ снабжает попутным теплом фармацевтическую фабрику, а также рыбоводческое хозяйство и теплицы. Зола с электростанции продается цементному производству, а сульфат кальция, улавливаемый установкой по десульфуризации отходов, поступает к изготовителю обоев. Нефтеперегонный завод снабжает ТЭЦ отходящими углеводородами как дополнительным топливом, а сера как продукт десульфуризации нефтепродуктов поставляется химической компании, производящей серную кислоту. Наконец, органические отходы фармацевтического предприятия потребляются рыбоводческим хозяйством и используются как удобрение в теплицах.
Несмотря на то что такие комплексы экологически и, вероятно, экономически целесообразны, пример Калундборга, насчитывающего уже примерно 30 лет опыта, не получил широкого распространения. По-видимому, локальная координация усилий различных производств в деле улучшения состояния окружающей среды слишком сложна. Казалось бы, система централизованного планирования должна способствовать развитию подобной кооперации. Однако опыт СССР и других подобных стран не был более успешен, чем опыт стран с рыночной экономикой. В чем, по-видимому, центрально-плановая экономика показала преимущество, это в совместном производстве электричества и тепла для крупных городских районов и даже целых городов.
Исследования Департамента энергетики показали возможность сокращения промышленных отходов в США на 1,3 млрд т за период между 1996 и 2010 гг. Потенциальная выгода от этого может увеличить валовый продукт страны за тот же период на 1936 млрд долларов (в ценах 1992 г.). Одновременно возрастет занятость на 16 млн чел. в год в течение 15 лет. Таким образом, национальная политика сокращения промышленных отходов может принести как экологическую, так и экономическую выгоду.
Х.5. Геоэкологические аспекты транспорта
Услуги транспорта играют важную роль в экономике и повседневной жизни людей. Транспорт – один из важнейших компонентов общественного и экономического развития, поглощающий значительное количество ресурсов и оказывающий серьезное влияние на окружающую среду. Использование практически всех видов транспорта на всех континентах возрастает и по объему перевозимых грузов, и по количеству тонно-километров, и по числу перевозимых пассажиров. Некоторые виды транспорта уходят в прошлое (например, морские пассажирские линии дальнего плавания, или гужевой транспорт в развитых странах). Однако, во многих странах все еще используется тягловая сила животных, передвижение на велосипедах или пешком. Вместе с тем увеличивается использование дальней авиации и трубопроводов при относительно стабильном использовании железнодорожного транспорта.
Но особенно большую роль играет постоянное и неуклонное увеличение использования автомобилей для перевозки грузов и как средство личного транспорта. Этому сопутствует рост автомобильных, в том числе скоростных, дорог. Около половины добываемой нефти в мире используется для автомобильного транспорта, рост которого значительно опережает рост населения. Увеличение числа автомобилей неразрывно связано с обсуждавшимися выше процессами урбанизации. Многочасовые пробки стали обычной картиной на улицах многих городов мира. Не лучше ситуация и в России, а количество автомобилей в Москве в несколько раз превышает допустимое для имеющейся сети городских дорог.
Транспорт – очень важный неблагоприятный фактор состояния окружающей среды:
Во-первых, почти все виды транспорта загрязняют окружающую среду, в особенности воздух, а также и воду, и вызывают значительный шум и вибрацию.
Во-вторых, поглощается много земельных ресурсов для транспортной инфраструктуры – автомобильных и железных дорог, морских и речных портов, трубопроводов, аэропортов и пр. и связанных с ними складов, вокзалов, причалов и т. д. Транспортная инфраструктура создает значительные по площади техногенные ландшафты.
В-третьих, расходуется значительное количество природных ресурсов, затрачиваемых на производство автомобилей и сооружение элементов транспортной инфраструктуры.
В-четвертых, все виды транспорта представляют серьезную опасность для жизни, здоровья и имущества людей.
Загрязнение воздуха – наиболее серьезная геоэкологическая проблема, ассоциированная с транспортом. В странах Организации экономического сотрудничества и развития (OECD) эмиссия в воздух от автомобилей увеличилась за период 1975–1990 гг. на 20–75 %. В развивающихся странах этот показатель выше. В Москве эмиссия выхлопных газов автомобилей составляет не менее 70 % всего загрязнения воздуха. От 40 до 70 % оксидов азота, от 70 до 90 % окиси углерода (СО) и не менее 50 % свинца в атмосфере вызваны выхлопом автомобилей. Последствия загрязнения воздуха становятся важнейшей глобальной геоэкологической проблемой.
Загрязнители воздуха, непосредственно продуцируемые автомобилями, такие как окись углерода, оксиды азота, углеводороды или свинец, главным образом накапливаются по соседству с источниками загрязнения, то есть вдоль шоссейных дорог, улиц, в тоннелях, на перекрестках и пр. Таким образом, создаются локальные геоэкологические воздействия транспорта.
Часть загрязнителей транспортируется на большие расстояния от места эмиссии, трансформируется в процессе переноса и вызывает региональные геоэкологические воздействия. Наиболее распространенным процессом этой категории является асидификация, обсуждаемая более детально в разделе V.4.
Двуокись углерода и другие газы, обладающие парниковым эффектом, распространяются на всю атмосферу, вызывая глобальные геоэкологические воздействия.
Вследствие значительных воздействий транспорта на локальном, региональном и глобальном уровнях необходимо стремиться к осуществлению следующих направлений координированной общемировой стратегии как компоненты устойчивого развития.
– Потребление горючих ископаемых для транспорта должно быть сокращено насколько возможно.
– Должны быть установлены основанные на передовой технологии общемировые стандарты выбросов в атмосферу для всех видов транспорта.
– Каждой стране следует разработать и осуществлять программу контроля эмиссии всех источников и видов транспорта.
– Совершенствовать и развивать надежную и общедоступную систему общественного транспорта.
– При планировании развития транспортных систем использовать системный подход, направленный на комплексное решение экологических проблем. Устранять причины, а не следствия геоэкологических проблем на транспорте.
Общая цель в системном управлении транспортом заключается в нахождении оптимального соотношения между обеспечением потребностей общества и снижением загрязнения окружающей среды. Стратегии управления будут зависеть от локальных ситуаций и потому будут различными для конкретных стран, регионов и городов.
X.6. Геоэкологические аспекты сельского хозяйства
Сельское хозяйство – наиболее распространенный антропогенный фактор преобразования экосферы, или, иными словами, глобальных изменений. Это важнейшая система жизнеобеспечения общества: сельское хозяйство обеспечивает 98–99 % массы продуктов питания людей на Земле, в том числе 87 % белкового питания. Поэтому чем выше численность населения и больше его потребности, тем больше роль сельского хозяйства и тем значительнее его воздействие на экосферу.
Сельскохозяйственные системы, как земледельческие, так и животноводческие, занимают в мире около 50 млн кв. км, или 38 % свободной от льда суши. Из них пашня занимает около 30 % и пастбища – 70 % площади.
Разнообразие типов сельскохозяйственных систем огромно. Главным образом, оно зависит как от природных условий, так и от особенностей применяемых технологий. Поэтому сельскохозяйственные системы называют также агроэкосистемами. В простейших системах земледелия агротехнические операции сводятся последовательно к несложной подготовке почвы к посеву, заделыванию зерна во влажную почву, сбору того, что выросло, переработке урожая и сохранению части его в качестве семян для следующего сельскохозяйственного года. С другой стороны, в сложных системах уровень технологии чрезвычайно высок. Например, в польдерах Нидерландов осуществляется управление оптимальным режимом развития растений. Уровень капиллярной каймы грунтовых вод регулируется таким образом, чтобы корни культурных растений постоянно находились в этой зоне, не выше и не ниже, а питательные вещества в почве были бы доступны растению в необходимом, но не чрезмерном количестве. Соответственно, и урожаи, получаемые в различных агроэкосистемах, разнятся в десятки раз.
Не менее велико разнообразие животноводческих систем, в зависимости от природных и хозяйственных факторов. Наконец, существует большое количество комбинаций типов земледелия и животноводства.
Несмотря на разнообразие, сельскохозяйственные системы отличаются одной общей особенностью: все они оказали и продолжают оказывать глубокое воздействие на экосистемы и ландшафты. В процессе развития агроэкосистем преобразуется растительность: от естественного покрова – к пашне или пастбищу. В земледельческих системах естественный растительный покров, часто многоярусный, замещается на монокультуру. Система коренным образом трансформируется и упрощается. При введении орошения изменяется и тип водного режима: от обычно непромывного к промывному.
Как и земледелие, животноводство имеет много разнообразных форм в связи с различиями природных условий и уровней развития общества. В животноводческих агроэкосистемах геоэкологические изменения более постепенны, но не менее глубоки. Не случайно, что одна из пробем геоэкологии – каким было исходное, доантропогенное состояние африканской саванны, поскольку она постепенно трансформировалась под влиянием многотысячелетнего и весьма интенсивного выпаса скота. В засушливых районах мира основная экологическая проблема пастбищного скотоводства – постепенное истощение пастбищ при их перегрузке с последующим уничтожением растительного и почвенного покрова, то есть прогрессирующее антропогенное опустынивание.
В умеренном поясе преобладающее там пастбищно-стойловое животноводство также приносит немало геоэкологических проблем, связанных с загрязнением почвы и воды отходами животноводства. Мы уже говорили о проблеме накопления навоза в Нидерландах в связи с понятием потенциальной емкости территории. Эта проблема характерна для всех районов интенсивного пастбищно-стойлового животноводства.
Естественные системы отличаются высокой степенью замкнутости баланса органического вещества и других компонентов. Разность между приходной и расходной частями баланса вещества в природной системе за год не превышает 1 %, а обычно меньше. За счет этой малой доли и происходит направленная эволюция естественных систем. В сельскохозяйственных же системах цикл вещества разомкнут: вещество забирается человеком из системы в виде урожая, а семена, органические и минеральные удобрения, а также и пестициды, в нее вносятся. Вынос вещества составляет десятки процентов (обычно 40–80 %) от годовой продукции биомассы. При этом чем продуктивнее агроэкосистема, тем больше отчуждение продукции и тем система более неустойчива. Таким образом, система коренным образом трансформируется.
Изменяются и физические процессы. Водная и ветровая эрозия почв усиливаются на один-три порядка. Почва уплотняется под воздействием сельскохозяйственных машин и орудий. Структура теплового баланса изменяется вследствие изменения как величины альбедо, так и затрат на эвапотранспирацию. Соответственно, изменяется и водный баланс, и режим влаги в почве.
Биологические особенности, такие как биомасса, ее прирост, трофические соотношения, видовой состав, включая микроорганизмов и беспозвоночных и пр., коренным образом меняются.
Вследствие эволюции земледелия и животноводства сокращается сложность структуры ландшафтов, их устойчивость снижается и может поддерживаться только благодаря действиям человека.
Геоэкологические проблемы сельского хозяйства относятся к категории универсальных, то есть встречающихся в мире повсеместно. Они продукт некоординированных действий миллионов крестьян. Главная задача каждого хозяина – максимизировать урожай, сохраняя в то же время (а по возможности и повышая) естественное плодородие почв. Таким образом, они, каждый на своем поле, ведут постоянную и многовековую работу по достижению устойчивого сельского хозяйства. Результаты их действий, сложенные вместе по континентам и миру в целом, имеют глобальное значение.
Не все в мире в процессе развития устойчивого сельского хозяйстве было успешным. Пахотные площади увеличивались, но во многих случаях вследствие ухудшения состояния агроэкосистем снижалась урожайность. Значительная часть земель безвозвратно потеряна для сельского хозяйства в результате водной и ветровой эрозии почв, их засоления, заболачивания и антропогенного опустынивания. Общая площадь безвозвратно потерянных и сильно деградированных земель находится в пределах 15 млн кв. км (11 % свободной от льда территории мира), то есть сравнима с современной площадью пашни мира. Еще на 6 млн кв. км (5 % территории мира) биологическая продуктивность значительно понижена в результате деятельности человека. Деградация как природных систем, так и агроэкосистем продолжается.
Сельское хозяйство оказывает существенное влияние на водный режим и водный баланс как небольших территорий, так и крупных, масштаба континентов или всего мира. Как правило, увеличивается поверхностный сток; соответственно, снижается подземный сток и запасы влаги в почве. О решающей роли сельского хозяйства в многократном увеличении эрозии почвы уже говорилось выше.
Как уже обсуждалось ранее, деградация почв и снижение биологической продуктивности – одна из важнейших, может быть, наиважнейшая геоэкологическая проблема, потому, в частности, что снижение биопродуктивности сопровождается неуклонным ростом потребностей населения мира в продуктах питания.
Выше уже отмечалось, что растущий спрос на продовольствие может быть удовлетворен двумя путями: расширением пахотных площадей и интенсификацией сельского хозяйства. В обоих случаях неизбежно усиление геоэкологических проблем вследствие ухудшения состояния земель и повышения транспорта наносов и химических веществ. Таким образом, истинная стоимость продуктов сельского хозяйства (с включением геоэкологических потерь и затрат в величину стоимости) на перспективу будет возрастать.
Часть V
Выживание человечества?
Рост численности населения и опережающий его рост потребностей общества вызывают общемировые задачи обеспечения человечества продовольствием необходимой калорийности и состава, водой приемлемого количества и качества, территорией, обеспечивающей многие аспекты деятельности человека, энергией, не вызывающей глобальные геоэкологические кризисы, продуктами индустриальной деятельности, не приводящей к неприемлемому уровню загрязнения экосферы. Эти потребности неуклонно возрастают, переводя экосферу из кризисного, но все же устойчивого состояния к неустойчивому, а при дальнейшем развитии неустойчивости – и к глобальной катастрофе.
Все эти и подобные потребности удовлетворяются благодаря надежному функционированию экосферы и ее процессов, таких как глобальные биогеохимические циклы, глобальный гидрологический цикл, глобальный энергетический баланс и его географическое распределение, синтез и деструкция органического вещества, системы циркуляции атмосферы и Мирового океана и др. Значительная часть нужд человечества обеспечивается также благодаря добыче и переработке невозобновимых минеральных ресурсов (нефти, угля, металлов и др.).
Из обсуждений в предшествующих главах можно заключить, что по отношению к интересам и задачам человечества, в масштабах времени порядка нескольких поколений, экосфера выполняет четыре основные функции.
1. Устойчивое поддержание систем жизнеобеспечения на Земле.
2. Устойчивое поглощение и переработка продуктов жизнедеятельности человеческого общества.
3. Устойчивое воспроизводство возобновимых природных ресурсов (преимущественно биологических).
4. Обеспечение невозобновимыми (преимущественно минеральными) природными ресурсами.
Последняя из вышеупомянутых функций целиком вызвана деятельностью человека. Она чужда природе, и ее усиление вызывает рост неустойчивости экосферы. Первые три функции органически присущи экосфере и, в определенных пределах, устойчивы. При увеличении антропогенной и (или) естественной нагрузки, с ее выходом за допустимые пределы, устойчивость каждой из первых трех функций резко уменьшается. Роль человечества в снижении, а затем и разрушении устойчивости каждой из функций – решающая.
С проблемами ограниченности природных ресурсов (возобновимых и невозобновимых) и загрязнением окружающей среды человечество в принципе может справиться, и такие подходы обсуждались в этой книге. Что касается восстановления антропогенно нарушенных глобальных систем жизнеобеспечения, в том числе проявляющихся в виде экосистем (ландшафтов), то они во многом находятся за пределами возможностей человечества.
По всей видимости, эта ситуация сохранится на ближайшую перспективу, даже если правительства стран мира коренным образом изменят систему приоритетов по отношению к экосфере и ее элементам. Отсюда вытекает реальная возможность переступания через порог устойчивости экосферы с возникновением опасности для существования всего человечества. Так возникает проблема выживания человечества, и поэтому сохранение устойчивой экосферы – важнейшая проблема XXI века.
Pезультаты исследований глобальных изменений показывают, что предел устойчивости экосферы, зависящий от все возрастающего антропогенного давления на нее, не ресурсный, а геоэкологический. В истории эволюции экосферы локальные и частные экологические кризисы, в основном естественного происхождения, возникали неоднократно. Во второй половине ХХ века человечество впервые столкнулось с глобальным геоэкологическим кризисом антропогенного происхождения. Глубокое понимание сложных, междисциплинарных процессов глобальных изменений, их взаимодействия с обществом и разработка стратегий, основанных на этом понимании, может стать важнейшим вкладом геоэкологии в решение проблемы выживания человечества.
Вопрос выживания человечества может рассматриваться как решение системы взаимосвязанных глобальных проблем кризисного характера: геоэкологической, водной, демографической, энергетической, продовольственной, минерально-ресурсной. Как мы видели в предшествующих главах, эти проблемы возникают, потому что пока еще неограниченно растущие потребности общества приходят в противоречие с ограниченными природными ресурсами и «услугами» экосферы.
Невозможно сказать, какая из вышеперечисленных кризисных проблем наиболее опасна или наиболее приоритетна. Приоритеты человечества в преодолении кризисов изменяются со временем, но сами проблемы не снимаются. Они становятся более сложными, и вся проблема выживания все более усложняется.
Усложнение и углубление кризисных проблем, в конечном итоге, может привести к глобальной катастрофе, проявляющейся не только и не столько в ухудшении общемирового состояния окружающей среды и менее эффективном функционировании геоэкологических «услуг», но и в распаде ранее устойчивых политических, экономических и социальных систем, ухудшении здоровья людей, межнациональных конфликтах, голоде, военных столкновениях и пр. К этим негеоэкологическим, но родственным им, чрезвычайно сложным проблемам современности относятся.
1. Использование атомной энергии: все аспекты, включая вопросы безопасности использования, хранения, транспорта, отходов, вывода из эксплуатации, истинной стоимости продукта.
2. Рост числа случаев и интенсивности смертельно опасных и малознакомых болезней, таких как СПИД, «коровье бешенство», эбола и др.
3. Увеличение роли экологических беженцев или беженцев с заметной экологической составляющей.
4. Деградация генома человека (накопление наследственных болезней, ухудшение здоровья детей, рост числа пенсионеров и пр.).
5. Ухудшение качества жизни большинства людей вследствие роста доли городского населения.
6. Рост наркомании.
7. Распространение зоонозов (клещевой энцефалит, сибирская язва, бешенство, и др.).
Не все кризисные проблемы подойдут к порогу возможной глобальной катастрофы одновременно. Наоборот, они скорее всего достигнут своего пика в различное время, но какая из них вызовет катастрофу первой, сказать заранее невозможно. Как уже обсуждалось выше в разд. 4.1, чтобы избежать катастрофы, необходимо разработать и осуществлять стратегии разрешения кризисных проблем на переходный период, от текущего состояния, близкого к неустойчивости, к устойчивости.
Проблема антропогенной деградации систем жизнеобеспечения экосферы (геоэкологический кризис) – основной вопрос данной книги. Она вызвана увеличением антропогенного давления на природные и природно-общественные системы. В результате возникают такие вопросы, как ограниченность природных ресурсов, как возобновимых, так и невозобновимых, дефицит пространства, загрязнение окружающей среды и антропогенная деградация систем жизнеобеспечения (снижение естественной биологической продуктивности, нарушение глобальных биогеохимических циклов, трансформация и деградация естественных ландшафтов, изменение естественного климата, деградация озонового слоя, ухудшение состояние почв и пр.). Основная стратегия на переходный период – сохранение эффективного функционирования систем жизнеобеспечения на основе понимания того, что предотвращение деградации систем существенно проще и экономичнее, чем их восстановление.
Для выполнения этой сложной задачи необходимо сотрудничество всех государств мира. Именно в этой области накоплен наибольший опыт разработки и выполнения международных конвенций по защите или восстановлению глобальных систем жизнеобеспечения. К этой категории относятся упоминаемые выше соглашения ООН, такие как Конвенция по изменению климата, Конвенция по защите озонового слоя, Конвенция по борьбе с опустыниванием, Конвенция по охране биологического разнообразия и др. Не все конвенции пока эффективно осуществляются, но само согласие правительств сотрудничать в этой области уже является важным фактором политической жизни.
Другие глобальные проблемы кризисного характера теснейшим образом связаны с геоэкологической проблемой.
Проблема дефицита водных ресурсов и ухудшения их качества (водная проблема) заключается в том, что во многих районах мира имеющиеся водные ресурсы приемлемого качества не обеспечивают потребность в них, что вызывает серьезные социальные, экономические и политические затруднения. По мере роста населения и его потребностей дефицит водных ресурсов будет усугубляться и становиться все более серьезным препятствием в обеспечении стабильности.
Стратегия на переходный период заключается в более тщательной разработке динамического равновесия между водными ресурсами и их потреблением в рамках долгосрочной системы управления устойчивым развитием региона. Многие водные объекты относятся к нескольким государствам. Региональное международное сотрудничество, основанное на совместном управлении разделяемыми реками, озерами и морями, – важнейший инструмент устойчивости и мира. К этой категории относятся несколько сотен водных объектов, включая такие крупные и важные, как Нил, Дунай, Меконг, Парана, Каспий, Арал, Балтика, Великие озера, Черное море и др.
Демографическая проблема заключается в росте численности населения мира и еще большем увеличении его потребностей, так что объем природных ресурсов и геоэкологических «услуг», приходящихся на душу населения, сокращается. Стратегия на переходный период должна заключаться в постепенном замедлении роста численности населения, а затем, возможно, и в ее сокращении. Одновременно должно снижаться потребление ресурсов и услуг.
Энергетическая проблема заключается в необходимости обеспечения человечества достаточным количеством энергии в настоящее время и на перспективу при условии сохранения благоприятного состояния экосферы с точки зрения климата, биогеохимических циклов и пр. Она решается посредством перехода от современной энергетики, основанной преимущественно на сжигании органического топлива, к использованию солнечной энергии в различных ее формах.
Продовольственная проблема – это задача обеспечения растущего населения Земли продуктами питания при сохранении почвы как ресурсной базы сельского хозяйства, а также и соблюдении устойчивого состояния экосферы, то есть при условии решения геоэкологической проблемы. Основное направление стратегии на переходный период – укрепление устойчивости сельского хозяйства при неизбежном росте его интенсивности.
Минерально-ресурсная проблема связана с возрастающей потребностью общества в полезных ископаемых. Скорость образования полезных ископаемых значительно меньше скорости их добычи, и потому неизбежны частичные кризисы, связанные с дефицитом того или иного ископаемого, возрастающей стоимостью их добычи и ухудшением состояния окружающей среды вследствие горнорудной деятельности. Стратегия на переходный период заключается в экономии сырья и сохранении устойчивого состояния экосферы, а в более далекой перспективе – в неизбежном переходе к возобновимым заменителям.
Оценки будущего состояния экосферы выполняются на основе сценариев, отвечающих на вопрос «что будет, если?…» Согласно одному из реалистичных сценариев, разработанных в ООН, при условии, что во всех странах мира среднее количество детей в семье снизится до 2,1 чел., пик численности населения мира придется приблизительно на 2050 г., когда он достигнет 9,4 млрд чел. Если отношение общества к использованию природных ресурсов и «услуг» экосферы не изменится, то к 2050 г., по сравнению с настоящим временем, можно ожидать увеличения потребностей в продовольствии, по сравнению с настоящим временем, в 2 раза, в энергии – в 2,2 раза, в воде – в 1,9 раза. В этом случае рост валового производства в мире должен стать за этот период четырехкратным. При этом географическое распределение природных ресурсов и геоэкологических «услуг» в целом не изменится, но станет еще более контрастным.
Дальнейшие антропогенные изменения экосферы при таком сценарии неизбежны. Использование земли для сельского хозяйства (земледелие и скотоводство) увеличится до 50 % всей свободной от ледников площади суши, при этом площадь лесов сократится еще на 10 %. Спрос на рыбу и другие морские продукты возрастет до 200 млн т в год, тогда как ежегодный прирост рыбных ресурсов мира не превышает 100 млн т. Соответственно будет расширяться разведение рыбы и других морских продуктов в садках (марикультура), что неблагоприятно повлияет на прибрежную зону, в особенности на мангровые побережья. Несмотря на усилия стран контролировать рост парникового эффекта, эмиссия углекислого газа в атмосферу может увеличиться в 2,3 раза, с соответствующими последствиями, обсуждавшимися в разд. V.2.4. и V.2.5. Городское население составит 72 % всего населения Земли. Разница в доходах на одного человека в развитых и развивающихся странах увеличится в 2,8 раза, что приведет к дальнейшему росту политической неустойчивости. Хотя в целом продовольствия в мире будет достаточно, голод в отдельных странах сохранится, потому что он будет связан не с производством продуктов питания, а с их распределением.
Выход экосферы за пределы устойчивости может совершиться не только вследствие развития глобального кризиса, но и из-за обострения региональных проблем. Например, водная проблема, связанная с неизбежно прогрессирующим снижением обеспеченности водными ресурсами (на душу населения) ряда стран Западной, Южной и Юго-Восточной Азии, может привести к таким социальным потрясениям, что раскачается и выйдет за пределы устойчивости вся мировая хозяйственно-политическая система, а через нее и вся экосфера.
Из-за взаимосвязанности явлений в экосфере последствия могут возникать не там, где имеется наибольшее антропогенное давление. Возьмем одну из важнейших проблем – обеспечение растущей потребности в энергии. Потребление горючих ископаемых нарастает очень высокими темпами, но весьма вероятно, что фактором, выводящим экосферу за пределы устойчивости, окажется не дефицит доступных горючих ископаемых, а неприемлемые геоэкологические последствия парникового эффекта, усиливающегося вследствие увеличивающегося сжигания угля, нефти и газа.
Выживание человечества, с его многочисленными междисциплинарными проблемами, воистину важнейшая проблема современности, но подавляющее большинство членов мирового сообщества не осознают этого.
Экосфера находится в состоянии острого кризиса. Он развивается на противоречии между неуклонно растущим спросом на природные ресурсы и геоэкологические «услуги», с одной стороны, и ограниченной доступностью ресурсов и пространства, с другой стороны. Несбалансированная взаимосвязь между человечеством и окружающей средой приведет, рано или поздно, к глобальной экологической катастрофе. Отсюда проблема выживания человечества выступает как наиболее важная и срочная. Для ее разрешения Комиссия Брунтланд рекомендовала внедрение стратегии устойчивого развития.
Уже в течение жизни почти целого поколения стратегия устойчивого развития провозглашалась как сверхприоритетная, как главное средство разрешения глобального геоэкологического кризиса. Однако количество и размеры признаков, свидетельствующих об ухудшении состояния окружающей среды, увеличивались, но понимание проблемы общественностью не стало более широко распространенным. В мире около 200 стран. Большинство из них приняло документы или решения, которым присвоено название национальных стратегий устойчивого развития. Многие приняли стратегии устойчивого развития в том виде, насколько они соответствуют текущим интересам данной страны.
Все известные автору планы устойчивого развития государств основаны на стратегии действий «как обычно», то есть на их приоритетном экономическом росте, с выделением относительно небольшой доли расходов на охрану окружающей среды, прежде всего на поддержание приемлемого, в меру сил, качества воды и воздуха, но и этого достичь, как правило, не удается.
Источник энергии практически всех стран мира – горючие ископаемые, доля которых около 80 %. Попытки увеличить вклад других источников энергии дают некоторые результаты, но это изменения порядка единиц процентов, а надо – десятков единиц. Например, использование энергии Солнца в разных формах растет, но суммарное использование солнечной энергии даже в наиболее передовых странах обычно не превышает 10 %. В атомной энергетике, даже если не касаться чрезвычайно серьезных проблем ее использования и предоставить возможности для ее свободного развития, то и при этом допущении энергетическая проблема вряд ли будет решена, так как необходимо было бы обеспечить ввод в эксплуатацию все новых АЭС в количествах, очевидно превышающих потенциальные возможности стран.
Основой истинного устойчивого развития должны стать возобновимые ресурсы экосферы. Пока что они деградируют со скоростью, значительно превышающей их воспроизводство. Российские и американские авторы, независимо друг от друга, оценивают современную деградацию возобновимых ресурсов мира цифрой 40 % от суммарной биологической продукции, а должно быть 4 %, и во всяком случае не более 10 %. Антропогенные потери биопродуктивности, биомассы и биопотенциала по разрезу полуостров Канин – Москва – Астрахань оцениваются той же цифрой 40 %, по расчетам автора с коллегами.
Послесловие: намерения и реальность
Обсуждение глобальной экологической ситуации со всей очевидностью указывает на состояние всемирного неблагополучия. Экосфера находится в остром кризисе, c элементами глобальной катастрофы. Кризис развивается вследствие деятельности человека, на основе противоречия между неуклонно растущим спросом на природные ресурсы и экологические «услуги», с одной стороны, и ограниченной доступностью ресурсов и пространства, с другой стороны. Очевидно, что несбалансированная взаимосвязь между человечеством и окружающей его средой приведет, рано или поздно, к глобальной экологической катастрофе. Деградация экосферы продолжается, и проблема сохранения цивилизации и выживания человечества становится проблемой человечества номер один.
Процесс деградации начался несколько тысячелетий тому назад. Он возрастал экспоненциально: вначале незначительно, а затем все более заметно. В течение последних десятилетий деградация экосферы стала предметом острых дискуссий и действий как правительственных, так и общественных организаций на национальном и глобальном уровнях. Роль и влияние экологических движений возрастала.
Независимо от предпринимаемых действий общественности и правительств, за прошедшее после Рио десятилетия практически все индикаторы состояния окружающей среды указывают на прогрессирующую деградацию экосферы. Обширная Программа на XXI век не стала в действительности всемирной программой действий. Ряд всемирных экологических конвенций, заключенных за последние 10–20 лет, можно рассматривать как большой успех, но они лишь в малой степени влияют на экологическое состояние мира. Политики по большей части перестали использовать экологические лозунги. Мир все еще велик по сравнению с попытками улучшения ситуации. Основная часть пара от паровоза уходит в гудок, поезд движется медленно и не всегда в нужном направлении.
Для решения проблемы эффективного соотношения окружающей среды и развития Комиссия Брунтланд рекомендовала внедрение стратегии устойчивого развития. С того времени, то есть практически на протяжении жизни целого поколения, устойчивое развитие провозглашалось как сверхприоритетная стратегия, как главное средство разрешения глобального геоэкологического кризиса.
В мире около 200 стран. Большинство из них приняло документы или решения, которым присвоено название национальных стратегий устойчивого развития. Многие приняли так называемые стратегии устойчивого развития в том виде, насколько они соответствуют текущим интересам стран, в частности, поддержанию их устойчивости, не обязательно экологической.
Планы устойчивого развития стран основаны на стратегии действий «как обычно» («as usual»), то есть на приоритете экономического роста, с выделением относительно небольшой доли средств на охрану окружающей среды, прежде всего на поддержание приемлемого, в меру сил, качества воды и воздуха, но и этого удается достичь лишь немногим богатым странам.
Основой истинно устойчивого развития должны стать возобновимые ресурсы экосферы. Пока что они деградируют со скоростью, значительно превышающей их воспроизводство. Это относится к ресурсам воды и почвы, к биологической продуктивности и биологическому разнообразию, к пространственному распространению и состоянию природных и антропогенных экосистем.
Несмотря на принятие так называемых национальных стратегий устойчивого развития во многих странах и на порядок большее число предлагаемых стратегий, пока нет примеров успешного управления экосферой при ведущей роли возобновимых ресурсов на национальном или, тем более, глобальном уровне. Стратегия устойчивого развития зашла в тупик.
Попытки выхода на наднациональный уровень в стратегии устойчивого развития делались. К этим попыткам надо прежде всего отнести три ключевые Конференции ООН – Стокгольмскую 1972 г., в Рио-де-Жанейро 1992 года и в Йоханнесбурге в 2002 г. Несомненно, что конференции принесли положительные результаты в деле консолидации экологических движений различных типов.
Вместе с тем эти конференции ООН по большому счету и с позиций исторической перспективы можно рассматривать как провал. Последние 30 лет, от Стокгольма (1972) до Йоханнесбурга (2002), не изменили уже привычной тупиковой ситуации: разграбления ресурсов, пренебрежения биологическими аспектами управления геоэкосистемами и нежелания зажиточной части всемирного сообщества поступиться некоторой долей ее благополучия. Общий положительный эффект выполняемых проектов в области проблем окружающей среды и развития очевидно скромнее общей деградации экосферы. Ее состояние ухудшается, несмотря на конференции, публикации, конвенции и прочие действия, в определенной степени полезные, но не изменяющие сущности процесса деградации.
Имеются все основания полагать, что устойчивое развитие, как и многие другие утопии, недостижимо. Разве не столь же утопична, но недостижима абстрактно красивая идея коммунизма?
Антропогенная трансформация экосферы за последние полстолетия, достигшая уровня глобального геоэкологического кризиса, холодные и горячие войны, экономические депрессии и кризисы, глобализация деятельности человека, конфессиональные конфликты и пр. быстро изменяли состояние здоровья и благополучия людей на Земле при возрастающих имущественных и социальных различиях. Эти и многие другие факторы поставили безопасность каждого индивидуума на наивысшую ступень в системе глобальных приоритетов.
Морально-этические вопросы формирования и развития личности также, видимо, относятся к этой категории проблем. Сценарии дальнейшего развития событий в мире приводят к заключению, что человек и человечество столкнутся с большими трудностями в процессе выхода из кризиса или, что еще хуже, в процессе дальнейшей катастрофической деградации экосферы. Вероятно, наиболее трудно будет научиться достижению соглашений о совместных действиях на глобальном, экосферном уровне. Чтобы выйти из глобального геоэкологического кризиса, людям необходимо будет, в конечном итоге, придти к кодексу поведения для согласованного принятия и исполнения решений на глобальном уровне, иными словами, для попыток координированного управления экосферой.
Задача современности – найти пути реального перехода от утопии к действительному и эффективно работающему механизму глобального управления.
Морально-этический комплекс должен играть главнейшую роль в решении вопросов глобального геоэкологического кризиса.
За надеждами ожидаемых успехов устойчивого развития кроется слепая вера в возможности человека. Вероятно, устойчивое развитие было в какой-то степени возможно, пока население мира было 1–2 миллиарда человек. Сейчас, при более чем 6 миллиардах, устойчивое развитие – это поиск невозможного, поскольку это попытка научиться управлять сверхсложной машиной, детали механизма которой от нас скрыты. Дальнейшая деградация экосферы, вероятно, принесет еще больше сложностей в попытках решить важнейшую геоэкологическую проблему XXI века.
Литература
Акимова Т.А., Кузьмин А.П., Хаскин В.В. Экология: природа – человек – техника: учебник для вузов. М.: Экономика, 2007.
Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: человек – экономика – биота – среда: учебник для вузов. М.: ЮНИТИ, 2007.
Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск: анализ и оценка: учеб. пособие. М.: Академкнига, 2007.
Анисимов А.В. Прикладная экология и экономика природопользования: учеб. пособие. Ростов н/Д.: Феникс, 2007.
Биологический контроль окружающей среды: биоиндексация и биотестирование: учеб. пособие / О.П. Мелехова, Е.И. Егорова, ред. М.: Академия, 2007.
Бродский А.К. Общая экология: учебник для вузов. М.: Академия, 2008.
Ветошкин А.Г. Теоретические основы защиты окружающей среды: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 2008.
Голубев Г.Н. Геоэкология: учебник для студентов вузов. М.: Аспект Пресс, 2006.
Горелов А.А. Экология: учебник для вузов. М.: Академия, 2007.
Калыгин В.Г. Промышленная экология: учеб. пособие. М.: Академия, 2007.
Комарова Н.Г. Геоэкология и природопользование: учеб. пособие. М.: Академия, 2007.
Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология: учебник для вузов. Ростов н/Д.: Феникс, 2008.
Маврищев В.В. Основы экологии: учебник для вузов. Минск: Вышэйшая школа, 2007.
Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв: учебник для вузов. М.: Гаудеамус, 2007.
Промышленная экология: учеб. пособие / Денисов В.В., ред. Ростов н/Д.: МарТ, 2007.
Прохоров Б.Б. Социальная экология: учебник для вузов. М.: Академия, 2007.
Читать бесплатно другие книги:
