Биологическое образование в МФТИ
Rambler's Top100
Физтех-ПорталСайт ФМХФСайт ФБМФРасписание экзаменовЭлектричкиФорум ФМБФ
 Поиск
 Разделы сайта

 Голосование
Нужны ли студентам ФМБФ лабораторные работы по радиоэлектронике?

Да, это полезно
Нет, это пустая трата времени
Оставить как факультатив для желающих
Не определился с ответом

Результаты
Архив голосований
 Материалы сервера
Версия для печати
Опубликовано: 06.05.2010

Лекция №22. Экология


Лекцию читает Дмитрий Игоревич Люри, доктор географических наук (Институт географии РАН)

ЭКОЛОГИЯ (ойкос – «дом, жилище») – наука о взаимоотношениях между организмами и средой их обитания. Такое определение дал классик современной экологии Ю. Одум в 1975 году. Но изначально термин был предложен Э. Геккелем в 1866 г. Как наука, экология сформировалась как раздел биологии примерно к 1900 г. Чем же занимается экология? Есть много подразделений экологии, здесь дана упрощенная схема.

1. Один из крупных блоков экологии - биоэкология, наука о взаимодействии организмов с окружающей средой. Один из ее подразделов – аут-экология, изучающая взаимодействие видов с окружающей средой. На слайде представлена фотография птенцов белоголового орлана, по отношению к ним, а также и к любому другому виду аут-экология изучает ареал распространения вида, его экологическую нишу, то есть в каких пределах температуры, влажности, скоростей ветра, живет орлан, чем он питается, где гнездится, какие есть влияющие на его жизнь экологические факторы – паразиты, хищники, жертвы, как происходит динамика популяции, адаптацию к окружающей среде и т.д. Другой раздел – син-экология, изучающая закономерности образования сообществ, а также взаимодействие этих сообществ с окружающей средой. На слайде показана астраханская степь, в которой живет орлан. Синэкология изучает проблемы объединения разных видов в общую экосистему- биогеоценоз, пищевые цепи, как по этим цепям движется энергия, трофические пирамиды (как вещество и энергия движется по цепям), потоки энергии и круговороты веществ в экосистемах.

2. Второй крупный блок – социоэкология, изучающая взаимодействие человеческого общества с окружающей средой. Она тоже делится на две части. Первая - экология человека, изучающая влияние окружающей среды на здоровье и жизнедеятельность человека, как биологического вида, а конкретно комфортность среды для человека, влияние ядовитых и токсичных веществ, заболеваемость, системы жизнеобеспечения и т.д. Вторая часть – социо- или гео- экология, изучающая взаимодействие цивилизаций, создаваемых ею систем, с окружающей средой, а конкретно загрязнение среды, деградация экосистем, экологические кризисы, проблемы устойчивого развития и т.д. На слайде показано поле, на котором выращивают бахчевые культуры. Такое поле используется всего три – четыре года, после этого оно становится непригодным.

3. Третий блок – прикладная экология, занимающаяся созданием техники, технологий и методов для:

  • минимизации воздействия человека на среду,
  • контроля за ее состоянием,
  • управления средой,
  • охраны природы и рационального природопользования,
  • систем жизнеобеспечения и др.

Кроме перечисленных выше направлений есть еще псевдоэкология (экология культуры, мышления, разума, стеклопакетов и т.д. и т.п.), служит для привлечения денег, клиентов и прочих благ. Экология – «несчастная» наука, стала она несчастной лет 20 назад, когда политики и журналисты ее очень полюбили и стали использовать этот термин вне связи с его научным содержанием.

В этой лекции будет преимущественно рассказано про социоэкологию. В сферу внимания социоэкологии входит:

  • влияние природных факторов на развитие цивилизации
  • влияние человеческой деятельности на окружающую среду
  • деградация окружающей среды, загрязнение и др.
  • закономерности ресурсопользования и управление ресурсами
  • экологические угрозы
  • экологические кризисы
  • устойчивое развитие: правила и способы перехода
  • экономическая и внеэкономическая оценка стоимости природных ресурсов
  • ренатурализация и рекультивация нарушенных экосистем
  • правила сохранения природных экосистем и биоразнообразия

Сейчас идут разговоры об изменении климата. Является ли это следствием деятельности человека или нет, как оно подействует на человека? На этот вопрос сейчас нет однозначного ответа. Также существует проблематика экологической угрозы, попытки оценить экономически и внеэкономически стоимость природных ресурсов. Возьмем, например, лес. Ясно, сколько стоит древесина, ягоды, пушнина в отдельности. Но также ясно, что лес не сводится к этим ресурсам, он еще очищает воздух, запасает углерод и т.д. Возникает вопрос, как это оценить? Это огромная проблема во всем мире. В нашем современном рыночном мире то, что не имеет стоимости, не включается в систему цивилизации, в какие-либо программы охраны.

Можно ли выделить основную проблему геоэкологии, такую, от которой зависят ответы на частные вопросы? Ее можно сформулировать так: является ли цивилизация составной частью системы биосферы или самостоятельной системой – биосферопользователем? В первом случае есть механизмы, регулирующие развитие цивилизации, направленные от биосферы к цивилизации, то есть цивилизация включена в систему биосферных процессов, во втором случае таких механизмов нет и цивилизация "сидит" на биосфере как спрут.

От ответа на этот вопрос зависят стратегии выживания человечества. Понятно, что человек – потребитель ресурсов (сам он ресурсом не является, разве что для комаров). Потребителей (называемых в экологии консументами первого порядка, консументами второго порядка) очень много, однако они никогда не смогут «съесть» свою экосистему, потому что существуют механизмы регуляции их численности. Это проиллюстрировано на следующем рисунке:

На верхнем графике показаны колебания численности рыси и зайца по данным о закупках шкур этих зверей компанией Гудзонова залива. Это классическая схема колебания численности зверей при наличии механизмов их регуляции. Рысь никогда не сможет съесть всех зайцев, так как существуют механизм регуляции. В более упрощенной схеме (справа вверху) колебания выравниваются и численность колеблется около среднего значения.

Совершенно по-другому ведет себя система, если нет регулирующих связей (нижний график). Есть какая-то питательная среда, туда «высевается» жертва, после в пробирку запускают хищника, который съедает жертву и затем сам погибает от голода.

Какая из этих схем соответствует отношениям цивилизации и биосферы?

Существуют два подхода к разрешению этого вопроса. Первый подход, которого, к сожалению, до последнего придерживалось большинство ученых, представляет человека как биосферопользователя. Этот подход представлен в ставших классическими работах супругов Даниелы и Денниса Медоузов и Й.Рандерса, выполненных под эгидой Римского клуба (организация, созданная 100 крупнейшими промышленниками, они дают заказы ученым, которые пишут книги на заказанные темы). Это работы «Пределы роста» (1972 г.) и «За пределами роста» (1992 г.). На схеме из этой книги человек представлен системой, стоящей на потоке, переводящей энергию высокого уровня и ресурсы в отходы.

Человек здесь представлен как система, стоящая на потоке, превращающая энергию высокого уровня (солнечную энергию, нефть) и ресурсы (древесину, полезные ископаемые) в энергию низкого уровня, словом, ресурсы в отходы.

Смысл работы в том, что источники ресурсов и стоки имеют свои пределы. Человечество близко подошло к этим пределам, и из-за экспоненциального роста скоро эти пределы перейдет. Выход за эти пределы грозит катастрофой, разрушением биосферы, а вместе с этим и разрушением человечества в целом. Так, как это было представлено с моделью хищника и жертвы в пробирке.

Какие существуют ограничения по использованию ресурсов? Из 3.2 млрд. га максимально возможных зеленых ресурсов (то есть если мы сведем все леса) мы используем 1.5. Использовали уже почти половину доступных водных ресурсов, треть лесных и т.д. Согласно этим расчетам, 10% стоков уже заполнено.

На основе таких рассуждений была сделана модель МИР-3, которая описывает стандартный сценарий развития человечества. Сверху показана схема стандартного сценария будущего модель разработана до 2100 г.), если ничего не будет предпринято в ближайшее будущее. Видно, что после истощения ресурсов, численность населения многократно упадет.

Если вложить в эту модель удвоенные значения пределов, то есть если у нас в 2 раза больше ресурсов, чем мы сейчас думаем, и если у нас будут сверхмощные, безотходные технологии переработки, картина принципиально не изменится, только сдвинется на 20-30 лет.

Сверху показана схема оптимистического сценария. Если в 1995 г принята программа стабилизации населения (1 семья - 2 ребенка), внедрены безотходные и ресурсосберагающие технологии, удвоенные значения пределов. Все это приводит к тому, что в 2005 г. ситуация стабилизируется. Но так как ничего не сделано, Медоузы разработали модель, когда меры приняты в 2015 г. Тогда ситуация несколько ухудшается, а затем стабилизируется. И чем позже приняты меры, тем больше "оптимистический" сценарий приближается к стандартному.

Что же предлагается в социально-экономическом отношении:

  • Скорейшее прекращение роста населения (к 2015 г.: 1 семья – 2 ребенка, эффективность контроля -100%).
  • Стабилизация промышленного производства на уровне 350$ на человека в год (это примерно Южная Корея или в два раза больше, чем Бразилия в 1990 г.).
  • Внедрение «безотходных» и ресурсосберегающих технологий (снижение ресурсопользования и загрязнения до уровня 1975 г.).

В отношении ресурсопользования:

  • Темпы потребления возобновимых ресурсов не должны превышать темпов их регенерации.
  • Темпы потребления невозобновимых ресурсов не должны превышать темпов их замены на возобновимые (очень сложно выполнить в практическом смысле, т.е. наращивать добычу нефти так, чтобы вкладывать в лесоразведение, чтобы количество энергии в новых лесах было таким же, как в использованной нефти)
  • Темпы выбросов загрязняющих веществ не должны превышать темпов их природной «переработки» (очистки).

Требования очень жесткие. Но они мягкие по сравнению с другой теорией.

Вторая теория, называемая «теорией золотого миллиарда» принадлежит физику В.Г. Горшкову, разработана в 1990-1995 гг. Она говорит о следующем:

  1. Биосфера представляет собой систему, работающую по принципу Ле Шателье (компенсация внешних воздействий внутренними механизмами).
  2. Действие этих механизмов устойчивости обеспечивается «невозмущенной биотой», т.е. ненарушенными природными экосистемами.
  3. Разрушение природных экосистем приводит к потере устойчивости биосферы, ее разрушению и последующей гибели цивилизации
  4. Современная цивилизация уже превысила пределы возмущения биоты, что привело к нарушению принципа Ле Шателье (биосфера, теряющая управляемость - об этом говорит изменение климата, нарушение/размыкание круговоротов, загрязнение среды и др.).

Устойчивость суши, по его мнению, была нарушена в середине XVIII века, до начала ХХ века устойчивость биосферы поддерживалась за счет океана, после чего она была нарушена глобально. Принцип, заложенный в основу работы, совершенно другой, если у Медоузов были рассмотрены ресурсы, то здесь рассмотрена термодинамическая модель биосферы.

Пределы нарушения биоты: площадь нарушенных экосистем не должна превышать 20% от площади суши, а сейчас нарушено уже 60%,    доля антропогенного потребления продукции биосферы не должна превышать 1%, а сейчас она составляет 10%. То есть здесь тоже есть пределы, но совсем другие.

В социально-экономическом отношении предлагается сокращение численности населения за несколько десятилетий в 10 раз до 0,5 – 1 млрд. человек.. В отношении ресурсопользования предлагается:

  1. Фактический отказ от использования невозобновимых ресурсов: уменьшение их эксплуатации в сотни раз.
  2. Прекращение роста энергопотребления (в первую очередь ГЭС и АЭС).
  3. Сокращение вырубки лесов как минимум в 10 раз.
  4. Прекращение экспансии на еще неосвоенные земли и сокращение уже используемых в 3 раза.

Как это сделать – неизвестно, в том числе и автору теории, понятно, что демографическими методами это сделать не удастся (если только мерами физического воздействия)

Что общего в этих двух классических работах? Очень жесткие требования к численности населения и ресурсопользованию. Причем если эти требования не будут выполнены в ближайшие десятилетия, нам грозит катастрофа.

Этот подход очень безрадостен. Допустим, эта модель верна. Но мы реально не готовы не только сократить население, но даже и прекратить его рост (как показывает опыт Китая). Переход только на возобновимые ресурсы – также невозможен, это другая цивилизация. Допустим, мы согласимся принять меры, а окажется, что модели неверны.

То есть в любом случае, будем ли мы принимать эти требования или нет, согласно этим моделям наша цивилизация или погибнет или радикально поменяется.

Второй подход гласит, что цивилизация – часть биосферы. Основу заложили работы Вернадского, Тьер де Шардена и др. Их теория ноосферы говорит о том, что появится некий центр, который может управлять биосферой с помощью разума. Этот подход представлен на следующей схеме.

Рассмотрим с этих позиций взаимоотношения человека с ресурсами и с природой. Начнем с типов ресурсов? Ресурсы существуют возобновимые и невозобновимые. Мы можем выделить 4 типа:

1. природно-возобновимые ресурсы (воздух, вода, растительная и животная биомасса):

  • они восстанавливаются после использования до исходного состояния посредством природных механизмов
  •  производительность природных механизмов восстановления имеет свой предел (река может переработать определенное количество отходов в год, а если больше – то начнется загрязнение)
  •  человек может вложить средства в интенсификацию возобновления

2. антропогенно-возобовимые ресурсы (металлы, сера, соли, фосфаты, строительные материалы и т.д.):

  • восстановления осуществляется только самим обществом за счет имеющихся у него средств
  • в принципе могут быть восстановлены после использования до исходного состояния, но природные механизмы для этого отсутствуют

3. невозобновимые ресурсы (энергоресурсы углеводородные – нефть, газ, уголь, неуглеводородные – уран, а также алмазы-брильянты т.д.). Они в принципе не могут быть восстановлены после использования до исходного состояния.

4. условно неисчерпаемые ресурсы (солнечная и гравитационная энергии):

  • поступают из-за границ биосферы
  • за счет них функционируют природные механизмы восстановления ресурсов

Соотношение между этими группами представлено на рисунке. Видно, что возобновимых ресурсов большинство, они могут вовлекаться в круговороты «ресурс – отход - ресурс» посредством природных и антропогенных механизмов.

Рассмотрим способы взаимодействия человека с природой (эволюции ресурсопользования). Первый тип назван «природа - мать». Заключается он в том, что энергия тратится только на добычу ресурсов (охота, собирательство), которые затем восстанавливаются посредством природных механизмов. Вся промышленность начинается именно с этого – воздухо- и водопотребление без очистки (только там нет природного восстановления).

К этому типу ресурсопользования относятся охота, собирательство, отгонное животноводство, начало индустриального производство (воздухо- и водопотребление без очистки), начало добычи полезных ископаемых и др. Объемы ресурсопользования при этом ограничены регенерационным потенциалом природы – мы не можем убить мамонтов или выловить рыбу больше определенного количества. Поэтому человечество переходит на второй тип, названный «природа - соратник». Его суть в том, что восстановление ресурсов идет за счет природы и человека, интенсивность цикла зависит от общих регенерационных вкладов природы и человека, при этом снимается ограничение на объемы ресурсопользования.

Человек делает ресурсные циклы все более и более интенсивными. Начало этого этапа связано с возникновением земледелия. Сейчас преобладает почти во всей ресурсной деятельности, т.е. человек использует ресурсы, которые требуют от него затрат на восстановление. Приведены примеры для растительной пищевой биомассы и для рыбных ресурсов.

Видим, что чем больше добыча рыбы, тем больше доля аквакультуры. Рыболовство заменяется рыбоводством. Сейчас каждая пятая рыба выращена, а не выловлена. Чем больше мы используем ресурсов, тем больше мы вкладываем в их восстановление.

Продуктивность древесных насаждений в 20 раз может превосходить продуктивность естественных лесов. Использование в водных ресурсах технологии «природа-соратник» – это их очистка и зацикливание. Данные по древесным и водным ресурсам представлены ниже.

Перейдем к антропогенно-возобновимым ресурсам.

Ниже – данные по цветным металалам. Видим, что доля вторичного металла в потреблении все время растет. На осях трехмерного графика отложены запасы металлов, потребление металлов, доля вторичного металла. При малых запасах при увеличении потребления очень быстро растет доля вторичного металла, но стоит увеличиться запасам металлов, эта зависимость ослабевает. Подобные графики характерны для многих ресурсов.

И вполне, возможно, что если мы дальше будем развиваться по увеличению своей доли восстановления ресурсов, мы придем к третьему типу «природа-экспонат». То есть, в рамках этой модели мы полностью тратимся на добычу и восстановление ресурсов. В наше время этот тип встречается исключительно редко (например, в системах жизнеобеспечения на подлодках и космических станциях, но и там зациклены воздух и частично вода, но не продукты питания).

Мы как бы движемся к этому, но пока не подошли. Возникает вопрос: почему же мы еще не подошли? На рисунке ниже приведены обозначения, которыми мы будем пользоваться.

  • R – объем ресурсопользования (то количество ресурсов, которое мы получаем за единицу времени, за год);
  • A – объем потребления (разница между тем, что получили и тем, что затратили);
  • Z – затраты, подразделяются на D (затраты на добычу) и V (затраты на восстановление);
  • P – это то, что природа восстанавливает;
  • К1 и К2 – удельные затраты на добычу и восстановление.

А теперь давайте посмотрим, как изменяется эффективность ресурсопользования по мере роста его объемов. Если мы возьмем «природу-мать», то это будет просто константа. Для системы «природа-соратник» получается, что чем больше объемы ресурсопользования, тем больше падает эффективность, то есть каждая единица ресурса становиться все дороже. Именно поэтому доля восстановленного хорошо растет при малых запасах ресурсов, и плохо – при больших. Если ресурсов достаточно, то в их восстановление средства не вкладывают.

Посмотрим, в какой мере это соответствует реальности.

Если при собирательстве, затратив 1 дж, получали 20 джоулей, то при агропромышленном производстве это на порядок меньше.

Рост объемов ресурсопользования сопровождается падением его эффективности. То есть каждая единица ресурсов дается нам дороже и дороже.

Из этого следует, что у нас есть первый регулирующий механизм в системе "общество-природа", который основан на совместном с природой восстановлении ресурсов.

Напомню, в системе Медоузов человек стоял на протоке, превращая ресурсы в отходы. А здесь принципиально другая схема, человек участвует в ресурсном цикле, восстанавливает ресурсы вместе с природой.

Итак, рост объема ресурсопользования ведет к снижению эффективности, добыча ресурса становится все дороже и дороже, это ведет к замедлению роста объема ресурсопользования (потом даже и к падению объема)

Получается, что, двигаясь по этой ниспадающей кривой, мы найдем где-то равновесную точку, которая будет нас устраивать и по эффективности (по стоимости добычи ресурса), и по объемам ресурсопользования.

Механизм, показанный выше, хорош всем, кроме того, что никак не соответствует тому, что происходит в действительности. В таблице показано, что у нас на самом деле получается.

Так происходит потому, что затраты на восстановление обычно гораздо ниже необходимых, всех волнует только одно – объемы потребления. Поэтому вся наша стратегия ресурсопользования направлена на увеличение объемов потребления. Люди стремятся увеличить объемы ресурсопользования и снизить затраты. Снижать затраты на добычу ресурсов почти невозможно (очевидно, если вы не посеете зерно, то вы его и не соберете), а с восстановлением все гораздо проще – его можно отложить на будущее. И в этом одна из основных причин экологических кризисов.

В реальности мы не движемся по равновесной траектории. Мы сначала отходим от нее (фаза I на рисунке), увеличивая объемы ресурсопользования без соответствующего увеличения вложений в восстановление ресурсов, и получаем в результате излишки ресурсов.

И все вроде бы хорошо, но затем у нас начинают истощаться ресурсы. В связи с этим увеличиваются удельные затраты на их добычу, следовательно, падает эффективность. То есть, мы сталкиваемся (фаза II) с той же проблемой, что и при движении по равновесной траекторией, только на равновесной снижение эффективности связано с увеличением затрат на восстановление ресурсов, а на кризисной траектории – с ростом затрат на их добычу. Причем в первом случае не происходит истощения ресурсов. Выход из сложившейся ситуации возможен тремя принципиально различными путями.

(1) Первый – социально-благоприятный. Мы вкладываем средства в восстановление ресурсов, но мы платим за это падением эффективности. В результате мы оказываемся на равновесной траектории.

(2) Второй - социально-неблагоприятный, когда у нас нет средств для восстановления, объем ресурсопользования сокращается до равновесного.

(3) Третий – катастрофический, когда ресурсы настолько истощены и нет механизма их природного или антропогенного восстановления, что объемы ресурсопользования падают до нуля, что приводит к гибели основанной на них цивилизации.

В правом верхнем углу рисунка тот же процесс показан в других координатах - вместо эффективности (Е) здесь затраты (Z).

Таков механизм развития экологических кризисов. Под экологическими кризисами мы понимаем такой этап развития системы "общество-природа", при котором высокоэффективное увеличение объемов ресурсопользования и потребления, достигаемое за счет истощения ресурсов, тем или иным образом меняется на восстановление ресурсно-экологического равновесия ("вираж экологического кризиса").

Причина их заключается в стремлении человека увеличивать объемы потребления наиболее быстрыми темпами (что характерно для большинства обществ) и, экономя на регенерационных затратах, повышать эффективность хозяйства.

Возникновение таких этапов в ходе развития ресурсопользования является вполне закономерным, поскольку потребительские цели главенствуют в современном обществе и поэтому постоянно толкают его к отклонению от равновесной траектории.

Некоторые характеристики кризиса: Г – глубина кризиса (максимальное удаление от равновесной траектории), φ - резкость кризиса, (tкон.- tнач.) – продолжительность кризиса (период между уходом с равновесной траектории и возвращением на нее).

Рассмотрим конкретные примеры. Ниже показана история развития сельского хозяйства в центральном Черноземье России в 1785-1985 гг. В самом начале у нас восстановление ресурсов было намного меньше, чем необходимо, за счет этого достигалось потребление ресурсов в 2 раза большее, чем могла обеспечить равновесная траектория. Эффективность была 1.4 джоуля на джоуль, тогда как надо было бы 1.2 дж/дж, при этом шла деградация почв.

В 45-ом году луга стали настолько вытравлены, что стала падать численность скота, вследствие этого снизилось внесение удобрений, а затем стала падать урожайность зерновых, результатом чего стал знаменитый голод конца 19-ого века. Здесь есть момент, похожий на то, что происходит в нашей стране сейчас. Дело в том, что после освобождения крестьян освобожденный пахарь перестал вкладывать средства в восстановление почв, и этот привело к кризису. Аналогичным образом сейчас "освобожденный бизнесмен" тоже первым делом перестает вкладывать средства, как говорят, "в экологию", что также ведет к кризису.

В начале 20-го века кризис углубился – хотя вложения пошли, но их не хватало.

Лишь в 1950-х годах в ЦЧР началось активное увеличение вложений в регенерацию агроресурсов при переходе к современному агропромышленному хозяйству. Их 10-кратный рост позволил в 6 раз повысить объемы ресурсопользования и при этом практически полностью восстановить ресурсно-экологическое равновесие - прекратить истощение полей и ослабить пастбищную дигрессию. Платой за это стало снижение эффективности примерно в 2 раза с 1.5 до 0.9дж/дж.

Грустно, что даже при падении объемов ресурсопользования мы не вкладываем деньги в восстановление ресурсов, хотя, казалось бы, уже все плохо и надо что-то делать, мы все равно пытаемся на этом экономить. В современной России, падение объемов ресурсопользования гораздо больше, чем падение выбросов загрязнений.

Похожая ситуация имела место на Великих Американских Равнинах в середине ХХ в.  Аналогичным образом произошел выход из экологического кризиса, связанного с загрязнением атмосферы в США оксидами серы. Развитие угольной энергетики без необходимой очистки выбросов к 1970-м годам привело к катастрофическому загрязнению атмосферы оксидами серы в крупных городах. Однако последующие огромные вложения в очистные сооружения позволили к 90-м годам не только продолжать наращивать производство электроэнергии из угля, но и довести загрязнение воздуха до приемлемого уровня. Платой за это стало снижение рентабельности энергетики США в некоторых штатах на 20%.

Теперь посмотрим кризис с неблагоприятным выходом. Ниже проиллюстрировано развитие животноводства в аридной Африке. График показывает зависимость деградации пастбищ от увеличения объемов использования мясомолочной продукции. Некоторые страны миновали кризис, а часть стран в него вошла. Марокко и Тунис вложили средства и достигли равновесной траектории. А Сомали, Нигеру и Кении ничего не оставалось, только как катастрофически сократить численность скота.

Кризис с катастрофическим исходом. Ниже показано, как мы выбили китов (есть модель того, как мы выбили мамонтов, с абсолютно идентичным графиком). Был перейден рубеж естественного восстановления, потом мы продолжали некоторое время истощали ресурсы, потом китов стало мало и начала падать эффективность их добычи, а затем снизилось ресурсопользование. У нас стали слишком совершенными технологии добычи, поэтому голубых китов мы добили до последнего.

Посмотрим типологию экологических кризисов. Кризисы, о которых шла речь выше – это кризисы от жадности. Представим себе другую ситуацию. Мы развиваемся по абсолютно равновесной траектории, например, сбрасываем мало отходов в Финский залив. И в какой-то момент мы просто строим некую дамбу. В результате изменяется вся структура потоков, механизмы восстановления начинают работать хуже, и мы оказываемся в состоянии кризиса. Равновесная траектория сама падает, а не мы от нее отодвигаемся. Это кризисы "от глупости". И третий тип – природные кризисы, когда снижение регенерационного потенциала природы происходит в результате естественных причин.

Ответим на три вопроса: когда НУЖНО выйти из кризиса, всегда ли МОЖНО выйти из кризиса, ХОТИМ ли мы выйти из кризиса.

Экологический кризис нам нужен для того, чтобы увеличить объемы потребления. Рассмотрим динамику ресурсопользования при развитии кризиса.

Синяя линия на рисунке – это как бы росли объемы потребления, если бы мы развивались по равновесной траектории, кривая линия показывает развитие по кризисной траектории. Заштрихованы – кризисные излишки потребления. После достижения точки максимального потребления и точки максимального ресурсопользования кривая идет вниз, но понятно, что ниже прямой R=D она не упадет (R- добываемые ресурсы, D – затраты на добычу).

Посмотрим, как развиваются события, если мы не вкладываем ничего в восстановление ресурсов. У нас начинает загибаться кривая объемов ресурсопользования, а ей навстречу падают равновесные объемы ресурсопользования. В итоге, точка их пересечения является наиболее выгодной точкой ресурсопользования. И чем более совершенны технологии добычи, тем глубже оказывается эта точка.

Посмотрим теперь этот же график в "более важных" координатах - объемы потребления (A) и объемы ресурсопользования (R).

На этом графике показано, что в ходе кризиса у нас возникают 4 критических точки: (1) когда кризисные объемы потребления равны максимально возможным равновесным, (2) когда достигаются максимальные объемы потребления, (3) когда максимальны объемы ресурсопользования, (4) когда равновесные объемы потребления равны нулю.

Развитие событий при выходе из кризиса на разных участках кризисной траектории представлены на следующем рисунке:

Когда мы выходим до первой кризисной точки (слева вверху), у нас абсолютно не снижаются объемы потребления, заштрихованную часть ресурсов мы вкладываем в восстановление ресурсов, и только в какой-то момент снижаются темпы роста потребления .

Когда мы выходим между первой и второй точкой (справа вверху), мы, судя по рисунку, должны заплатить снижением объемов потребления. На самом деле, это не совсем так, потому что люди могут находить новые ресурсы и технологии. Этот момент – наиболее подходящий для маневра, потому что человечество достигает того, что хотело, входя в этот кризис, максимальных объемов потребления. Дело в том, что здесь мы можем делать ресурсный маневр: часть новых ресурсов и технологий вкладывать не в увеличение объемов производства, а в восстановление ресурсной среды.

Если мы переходим вторую критическую точку (слева внизу), то события все больше усложняются и вероятность выхода из кризиса снижается. После четвертой критической точки (справа внизу) вероятность выхода без снижения численности населения практически нулевая.

Посмотрим, что происходит с населением во время кризиса. Введем еще один параметр – Аж – объем минимального жизнеобеспечения.

 Аж=N*a(min),

где N-численность населения, a(min) – минимальный уровень потребления.

Если у нас реальный объем индивидуального потребления очень велик, то мы, в принципе, можем согласиться на то, чтобы не покупать второй телевизор и вложить эти средства в восстановление природы; но последний кусок хлеба мы для этого не отдадим. И если объемы жизнеобеспечения идут практически рядом с кризисными объемами потребления, то у человечества просто нет ресурсов, чтобы вкладывать в восстановление.

Ниже показана картинка для Сомали, Кении и т.д. – им просто не откуда взять ресурсы, чтобы их восстановить. Бросается в глаза, что мы можем выйти из кризиса только в том случае, если объемы жизнеобеспечения будут расти достаточно медленно, не доходя до второй критической точки. Мы можем выйти из кризиса только в этой ситуации. Но это достаточно трудно осуществить.

Известно, что чем богаче страна, чем больше ВВП на душу населения, тем меньше прирост населения. Падение темпов роста населения начинается в среднем с 1000$ в год, или в других координатах с 2000 калорий в день на человека.

То есть происходит следующее. Мы входим в экологический кризис, чтобы получить максимальные объемы потребления, тем самым мы увеличиваем индивидуальные объемы потребления, и таким образом гасится демографический взрыв, являющийся одним из основных толчков экологического кризиса. Если экологический кризис успеет погасить демографический взрыв до второй критической точки, то есть шанс выйти из экологического кризиса, если нет – шансы резко падают.

Вышесказанное можно обобщить следующей схемой.

Давайте посмотрим на конкретные числа. В следующей таблице показан прирост населения в 1990 году относительно 1950 года, а также ресурсопотребление. Видно, что только потребление картофеля и шерсти не превосходит прироста населения. Видно, что индивидуальное ресурсопотребление растет, а прирост населения падает, то есть наши рассуждения оправдываются.

Теперь ответим на последний вопрос: хотим ли мы платить, вкладывая средства в восстановление ресурсов? Неким образом было рассчитано для 149 стран мира «экологичность» экономики (ВВП страны и «чистоту» производства внутри страны), по отношению к среднему мировому значению, равному единице. На этом слайде показана логарифмическая зависимость «экологичности» экономики от ВВП на одного человека. Видно, что чем богаче страна, тем более высокоэкологичную экономику она имеет, люди хотят жить в гармонии с окружающей средой и ради этого готовы вкладывать деньги в восстановление ресурсов. Это можно назвать неким «культурным» механизмом регулирования взаимодействия человека с природой.

В заключении хочется отметить, что сейчас происходит поворот от представления цивилизации как биосферопользователя, к представлениям о том, что все-таки существуют некие биосферные механизмы регулирования человеческой деятельности.

Назад:
Лекция №21. Изменение популяционных частот аллелей у человека в различной природной и культурной среде
Далее:
Лекция №23. Нейробиология и генетика поведения

наверх | на главную
 Discuss it
  • Anonymous — Загрузка (Вольф Светлана [88.204.233.36], 18.07.2007 23:14:22) #
    Очень долго загружаются лекции
     
    Ответить
    • Anonymous — Размер этой страницы - 1,5 Мб (bioeditor [194.176.97.139], 19.07.2007 08:34:30) #
      Так что все упирается в скорость Интернет-соединения...
       
      Ответить
      • Anonymous — скорость серверов на физтехе (студент [10.55.119.253], 06.05.2010 15:21:51) #
        нет! не в скорость интернет-соединения! Просто сервера на физтехе не способны поддерживать столько сайтов и долго грузят любую страницу(
         
        Ответить
        Оставить свой комментарий