Экология: биология взаимодействия. 6.05. Проблема обеспечения продовольствием

 

6.04. Можно ли ограничить численность населения Земли?

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 6. Экология человека и охрана природы

6.06. Проблема пестицидов

6.05. Проблема обеспечения продовольствием

Существование человечества зависит от использования первичной продукции. Каждому человеку требуется в год примерно 1 млн. ккал, численность человечества превысила 6 млрд. Производится больше (на несколько десятков процентов) пищи, но из-за высоких потерь и плохого распределения ее не хватает. Пища человека — около 1% чистой продукции биосферы, пища скота — в 5 раз больше. Частичное уменьшение нагрузки человечества на биосферу может быть связано с сокращением мясоедения, а в дальнейшем — с сокращением населения.

В зависимости от того, с какой целью эксплуатируются экосистемы, их продуктивность может быть различной. Примером могут быть рыборазводные пруды. В Западной Европе и Северной Америке рыбоводство ориентировано на выращивание хищной рыбы для спортивной рыбной ловли (вторичная продуктивность даже с подкормкой достигает 112-175 кг/га), а в «развивающихся» странах — на получение детритоядной и растительноядной рыбы (без подкормки — 1750 кг/га).

Снижение потребления мяса жителями «развитых» стран до того уровня, который характерен для «развивающихся», высвободит избыток продовольствия, способный прокормить 2-3 млрд. человек (при превращении в мясо теряется более 90% растительной пищи).

В XX веке технологические достижения «развитых» стран пришли в «развивающиеся» и обеспечили рост численности их населения. Кроме успехов медицины, этот рост был обеспечен развитием сельского хозяйства, которое получило название «зеленой революции». В ее ходе в 50-60-х годах при помощи ООН в Азии и Латинской Америке были распространены высокоурожайные сорта риса, пшеницы и других культур, внедрены прогрессивные методы сельского хозяйства, что позволило в 3-5 раз поднять урожайность. Именно благодаря «зеленой революции» численность человечества достигла того уровня, который мы можем сейчас наблюдать.

К сожалению, те методы повышения урожайности, которые обеспечили успех зеленой революции, уже практически не могут помочь в дальнейшем повышении урожайности Земли. Например, до сих пор рост продовольствия обеспечивался освоением новых пахотных земель. Площадь пашни возросла с 1950 г. до 1981 г., когда она достигла своего пика, на 24%. Сейчас площадь пашни сокращается в результате эрозии (разрушения) почв, засоления, обезвоживания и отчуждения под города и дороги. Вырубка лесов и распашка целины не могут компенсировать потери пахотных земель из-за неэффективного хозяйствования.

Важным компонентом повышения урожайности в XX веке стало орошение. За несколько десятилетий объем пресных вод, использующихся для орошения полей, увеличился в несколько раз, достиг своего максимума и начал снижаться. Это связано с исчерпанием источников пресных вод и засолением полей. Вероятно, самым катастрофичным проявлением избыточного изъятия пресной воды для нужд орошения стало исчезновение Аральского моря, которое когда-то было четвертым по величине внутренним морем планеты. Это море, находящееся на территории Узбекистана и Казахстана, пересохло и разбилось на несколько относительно небольших водоемов вследствие использования вод Амударьи и Сырдарьи для орошения (рис. 6.5.1).

Рис. 6.5.1. Сокращение площади Аральского моря и его фотография из космоса, сделанная в 2007 г. Белый цвет на фотографии — цвет солончаков

Некоторые резервы в использовании орошения еще сохранились. Они связаны с внедрением систем капельного орошения, подводящих воду непосредственно к корням каждого растения. Увы, внедрение таких систем требует значительного количества ресурсов, как и все методы механизации сельского хозяйства. В настоящее время такие меры требуют расходования значительного количества энергии ископаемого топлива.

Еще одним путем повышения эффективности сельского хозяйства является применение удобрений. Поскольку любое сельское хозяйство связано с изъятием с полей части произведенной на них продукции, без пополнения запасов биогенов поля быстро оскудеют. Этот пополнение может обеспечиваться внесением как органики (например, навоза скота или растительной биомассы), так и химических удобрений. К сожалению, обойтись внесением органических удобрений невозможно: чтобы восполнить убыль биогенов с полей, их нужно изъять из других экосистем. Использовать те же самые биогены, которые были изъяты с полей, на нынешнем уровне развития технологии невозможно: они попадают в городские отходы, где смешиваются с различными токсическими веществами. Общества, которые используют для удобрения полей отходы человеческой жизнедеятельности, страдают от паразитарных заболеваний. Сказанное означает необходимость использования химических удобрений. Их широкое внедрение в практику сельского хозяйства обеспечило подъем урожайности, но на сегодняшний день связанные с этим методом резервы исчерпаны. На главных сельскохозяйственных угодьях планеты оптимум обеспеченности биогенами практически достигнут. Конечно, здесь возможен определенный прогресс, связанный с переходом на удобрения, которые лучше связываются в почве и не вымываются из нее дождями, а также на менее токсичные и более дешевые соединения.

Наконец, одной из основ «зеленой революции» было создание высоко урожайных сортов сельскохозяйственных растений. Потенциал традиционных методов, к сожалению, в существенной степени использован и здесь. Рассмотрим, к примеру, давнюю мечту селекционеров: обеспечить возможность мутуализма с азотфиксирующими бактериями у зерновых культур. Попытки решить эту задачу предпринимаются на протяжении нескольких десятилетий. Можно предположить, что рано или поздно она будет решена, вероятно, с использованием методов генетической инженерии. Приведет ли это к существенному повышению урожайности полей? Как ни странно, нет. Зерновые культуры и так обеспечиваются азотом — в первую очередь, из удобрений. Мутуализм с азотфиксаторами позволит решить немало проблем (уменьшить затраты энергии на производство и внесение удобрений, сократить вынос удобрений с полей в водоемы и т.п.), но не приведет к существенному увеличению доступной для человечества пищи.

По оценкам ООН главные региональные проблемы, касающиеся сельского хозяйства, таковы:

Европа — промышленное загрязнение земель, уничтожение лесов;

Северная Америка — широкое распространение монокультур;

Юго-Западная Азия — перенаселение, перевыпас скота, угроза генофонду;

Юго-Восточная Азия — уничтожение тропических лесов, угроза генофонду;

Южная Америка — уничтожение тропических лесов, уничтожение традиционных сельскохозяйственных культур.

Африка — перенаселение, уничтожение тропических лесов, перевыпас скота, опустынивание.

Существенно, что ожидаемое разогревание Земли приведет к смещению климатических зон, которое не сможет сопровождаться адекватным изменением почв.

 

6.04. Можно ли ограничить численность населения Земли?

Экология: биология взаимодействия

Глава 6. Экология человека и охрана природы

6.06. Проблема пестицидов