|
|
|||
|
БІОСИСТЕМИ. БІОСФЕРА
ЕКОСИСТЕМИ. ПОПУЛЯЦІЇ
ОРГАНІЗМИ У ДОВКІЛЛІ
ЛЮДСТВО ТА ЙОГО ДОЛЯ
|
|||
|
VI-09. Проблема забезпечення продовольством |
|||
VI-09. Проблема забезпечення продовольством
Існування людства залежить від використання первинної продукції. Кожній людині потрібно на рік приблизно 1 млн ккал, чисельність людства перевищила 8 млрд. Виробляється більше (на кілька десятків відсотків) їжі, але через високі втрати та поганий розподіл її не вистачає. Їжа людини – близько 1% чистої продукції біосфери, їжа худоби — у 5 разів більша. Часткове зменшення навантаження людства на біосферу може бути пов'язане зі скороченням м'ясоїдіння, а надалі — зі скороченням населення.
Залежно від того, з метою експлуатуються екосистеми, їх продуктивність може бути різною. Прикладом можуть бути риборозводні ставки. У Західній Європі та Північній Америці рибництво орієнтоване на вирощування хижої риби для спортивної риболовлі (вторинна продуктивність навіть з підгодівлею сягає 112–175 кг/га), а в країнах, що розвиваються, на отримання детритоядної та рослиноїдної риби (без підгодівлі — 1750 кг/га).
Зменшення споживання м'яса жителями розвинених країн до рівня, характерного для країн, що розвиваються, звільнить надлишок продовольства, здатний прогодувати 2–3 млрд осіб (при перетворенні на м'ясо втрачається понад 90% рослинної їжі).
У XX столітті технологічні досягнення розвинених країн прийшли в країни, що розвиваються, та забезпечили зростання чисельності їхнього населення. Крім успіхів медицини, це зростання було забезпечене розвитком сільського господарства, яке отримало назву «зеленої революції». У її ході у 50-60-х роках за допомогою ООН в Азії та Латинській Америці були поширені високоврожайні сорти рису, пшениці та інших культур, впроваджено прогресивні методи сільського господарства, що дозволило у 3–5 разів підняти врожайність. Саме завдяки зеленій революції чисельність людства досягла того рівня, який ми можемо зараз спостерігати.
На жаль, методи підвищення врожайності, які забезпечили успіх зеленої революції, практично вже не можуть допомогти у подальшому підвищенні врожайності Землі. Наприклад, досі зростання продовольства забезпечувалося освоєнням нових орних земель. Площа ріллі зросла з 1950 р. до 1981 р., коли вона досягла свого піка, на 24%. Наразі площа ріллі скорочується внаслідок ерозії (руйнування) ґрунтів, засолення, зневоднення та відчуження під міста та дороги. Вирубування лісів та розорювання цілини не можуть компенсувати втрати орних земель через неефективне господарювання.
Важливим компонентом підвищення врожайності у XX столітті стало зрошення. За кілька десятиліть обсяг прісних вод, що використовуються для зрошення полів, збільшився в кілька разів, досягнув свого максимуму і почав знижуватися. Це пов’язано з вичерпанням джерел прісних вод і засоленням полів. Ймовірно, найбільш катастрофічним виявом надмірного вилучення прісної води для потреб зрошення стало зникнення Аральського моря, яке колись було четвертим за розмірами внутрішнім морем планети. Це море, яке знаходиться на території Узбекистану та Казахстану, пересохло та розбилося на кілька відносно невеликих водойм внаслідок використання вод Амудар'ї та Сирдар'ї для зрошення (рис. VI-9.1).
Рис. VI-9.1. Скорочення площі Аральського моря та його фотографія з космосу, зроблена у 2007 р. Білий колір на фотографії – колір солончаків
Деякі резерви використання зрошення ще збереглися. Вони пов'язані з використанням систем краплинного зрошення, що підводять воду безпосередньо до коріння кожної рослини. На жаль, впровадження таких систем потребує значної кількості ресурсів, як і всі методи механізації сільського господарства. Зараз такі заходи вимагають витрати значної кількості енергії викопного палива.
Ще одним шляхом підвищення ефективності сільського господарства є застосування добрив. Оскільки будь-яке сільське господарство пов'язане з вилученням з полів частини виробленої на них продукції, без поповнення запасів біогенів поля швидко збідніють. Це поповнення може забезпечуватися внесенням органіки (наприклад, гною худоби або рослинної біомаси), так і хімічних добрив. На жаль, обійтися внесенням органічних добрив неможливо: щоб заповнити спад біогенів з полів, їх треба вилучити з інших екосистем. Використовувати ті самі біогени, які були вилучені з полів, на нинішньому рівні розвитку технології неможливо: вони потрапляють у міські відходи, де поєднуються з різними токсичними речовинами. Товариства, які використовують для удобрення полів відходи людської життєдіяльності, страждають на паразитарні захворювання. Це означає необхідність використання хімічних добрив. Їх широке впровадження у практику сільського господарства забезпечило піднесення врожайності, але нині пов'язані з цим методом резерви вичерпані. На головних сільськогосподарських угіддях планети практично досягнуто оптимуму забезпеченості біогенами. Звичайно, тут можливий певний прогрес, пов'язаний з переходом на добрива, які краще зв'язуються в ґрунті й не вимиваються з нього дощами, а також на менш токсичні та дешевші сполуки.
Зрештою, однією з основ «зеленої революції» було створення високоврожайних сортів сільськогосподарських рослин. Потенціал традиційних методів, на жаль, значною мірою використаний і тут. Розглянемо, наприклад, давню мрію селекціонерів: забезпечити можливість мутуалізму з нітрогенфіксуючими бактеріями у зернових культур. Спроби вирішити це завдання робляться протягом кількох десятиліть. Можна припустити, що рано чи пізно його буде вирішено, ймовірно, з використанням методів генетичної інженерії. Чи приведе це до суттєвого підвищення врожайності полів? Як не дивно, ні. Зернові культури й так забезпечуються азотом — насамперед із добрив. Мутуалізм із нітрогенфіксаторами дозволить вирішити чимало проблем (зменшити витрати енергії на виробництво та внесення добрив, скоротити винос добрив з полів у водойми тощо), але не призведе до суттєвого збільшення доступної для людства їжі.
За оцінками ООН, головні регіональні проблеми, що стосуються сільського господарства, такі:
Європа — промислове забруднення земель, знищення лісів;
Північна Америка — широке поширення монокультур;
Південно-Західна Азія — перенаселення, перевипас худоби, загроза генофонду;
Південно-Східна Азія — знищення тропічних лісів, загроза генофонду;
Південна Америка — знищення тропічних лісів, знищення традиційних сільськогосподарських культур.
Африка — перенаселення, знищення тропічних лісів, перевипас худоби, опустелювання.
Істотно, що очікуване розігрівання Землі призведе до зсунення кліматичних зон, яке не зможе супроводжуватися адекватною зміною ґрунтів.
У середньому на людину на планеті припадає близько 11 000 м3 річкової води на рік. Більшість території України належить до регіонів з обмеженими водними ресурсами (менше ніж 1000 м3 на людину на рік), сюди входять Крим, Східна та Південна Україна. Достатня (1-2 000 м3 на особу на рік) забезпеченість на Західній Україні та в Полтавській області, надлишкова – на частині Західної України та в Сумській області. 70% стоку рік припадає на Північно-Західну частину України, де мешкає 40% населення. Від 1/4 до 1/3 малих рік України припинили існування.
Існує тісний зв'язок між руйнуванням ґрунтів та порушенням водообігу. Порушення структури ґрунтів призводить до зменшення вбирання та поповнення ґрунтових вод. Посилений поверхневий стік збільшує ерозію ґрунтів, а використання ґрунтових вод посилює цей процес.
З 1980 по 1990 р. Україна втратила 463 тис. га сільськогосподарських угідь. Нині, за деякими оцінками, губиться до 200 тис. гектарів на рік. За 20 років на 20% знизився вміст гумусу у ґрунтах. Третина ріллі схильна до водної ерозії.
Катастрофа у Харкові 1995 р. може бути прикладом небезпеки поверхневих стоків із великих територій. Сильна злива, що впала на місто, була спрямована в системи міських стоків і надійшла на очисну станцію. Надходження надлишку води викликало руйнування очисних споруд та викид їхнього вмісту (включаючи відходи з комунальної каналізації). Під час тривалого ремонту (що потребував, окрім іншого, спуску водолазів у рідину з високим вмістом фекальних мас) довелося практично повністю припинити подачу води до міських водопроводів, щоб мінімізувати надходження стоків до очисних споруд.