Экология: биология взаимодействия. 6.05. Проблема обеспечения продовольствием

Українська мова (найновіша версія) / Українська мова (оновлення припинено)

6.04. Чи можна обмежити чисельність населення Землі?

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 6. Екологія людини та охорона природи

6.06. Проблема пестицидів

6.05. Проблема забезпечення продовольством
Існування людства залежить від використання первинної продукції. Кожній людині потрібно на рік приблизно 1 млн ккал, чисельність людства перевищила 6 млрд. Виробляється більше (на кілька десятків відсотків) їжі, але через великі втрати та погане розподілення її не вистачає. Їжа людини — близько 1% чистої продукції біосфери, їжа худоби — у 5 разів більше. Часткове зменшення навантаження людства на біосферу може бути пов'язане зі скороченням м'ясоїдства, а в подальшому — зі скороченням населення.
Залежно від того, з якою метою експлуатуються екосистеми, їх продуктивність може бути різною. Прикладом можуть бути рибоводні ставки. У Західній Європі та Північній Америці рибництво орієнтоване на вирощування хижої риби для спортивної рибної ловлі (вторинна продуктивність навіть з підгодівлею досягає 112-175 кг/га), а в «країнах, що розвиваються» — на отримання детритоядної та рослиноїдної риби (без підгодівлі — 1750 кг/га).
Зниження споживання м'яса жителями «розвинених» країн до того рівня, який характерний для «країн, що розвиваються», вивільнить надлишок продовольства, здатний прогодувати 2-3 млрд людей (при перетворенні в м'ясо втрачається понад 90% рослинної їжі).
У XX столітті технологічні досягнення «розвинених» країн прийшли в «країни, що розвиваються», і забезпечили зростання чисельності їхнього населення. Окрім успіхів медицини, це зростання було забезпечено розвитком сільського господарства, що отримало назву «зеленої революції». У її ході в 50-60-х роках за допомогою ООН в Азії та Латинській Америці були поширені високоврожайні сорти рису, пшениці та інших культур, впроваджені прогресивні методи сільського господарства, що дозволило в 3-5 разів підвищити врожайність. Саме завдяки «зеленій революції» чисельність людства досягла того рівня, який ми можемо зараз спостерігати.
На жаль, ті методи підвищення врожайності, які забезпечили успіх зеленої революції, вже практично не можуть допомогти в 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 піку, на 24%. Зараз площа ріллі скорочується внаслідок ерозії (руйнування) ґрунтів, засолення, зневоднення та відчуження під міста і дороги. Вирубування лісів і 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, досяг свого максимуму і почав знижуватися. Це пов'язано з вичерпанням джерел прісних вод та засоленням полів. Мабуть, найбільш катастрофічним проявом надмірного вилучення прісної води для потреб зрошення стало зникнення Аральського моря, яке колись було четвертим за величиною внутрішнім морем планети. Це море, розташоване на території Узбекистану та Казахстану, висохло і розпалося на кілька відносно невеликих водойм внаслідок використання вод Амудар'ї та Сирдар'ї для зрошення (рис. 6.5.1).

Рис. 6.5.1. Скорочення площі Аральського моря та його фотографія з космосу, зроблена у 2007 р. Білий колір на фотографії — колір солончаків
Деякі резерви у використанні зрошення ще збереглися. Вони пов'язані з упровадженням систем краплинного зрошення, що підводять воду безпосередньо до коренів кожної рослини. На жаль, упровадження таких систем вимагає значної кількості ресурсів, як і всі методи механізації сільського господарства. Нині такі заходи потребують витрачання 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 як органіки (наприклад, гною худоби або рослинної біомаси), так і хімічних добрив. На жаль, обійтися внесенням органічних добрив неможливо: щоб відновити убуток біогенів з полів, їх потрібно вилучити з інших екосистем. Використовувати ті самі біогени, які були вилучені з полів, на нинішньому рівні розвитку технологій неможливо: вони потрапляють у міські відходи, де змішуються з різними токсичними речовинами. Суспільства, які використовують для удобрення полів відходи людської життєдіяльності, страждають від паразитарних захворювань. Сказане означає необхідність використання хімічних добрив. Їх широке впровадження в практику сільського господарства забезпечило підйом врожайності, але на сьогодні пов'язані з цим методом резерви вичерпані. На головних сільськогосподарських угіддях планети оптимум забезпеченості біогенами практично досягнуто. Звісно, тут можливий певний прогрес, пов'язаний із переходом на добрива, які краще зв'язуються в ґрунті і не вимиваються з нього дощами, а також на менш токсичні та дешевші сполуки.
Нарешті, одним із підвалин «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 азотфіксуючими бактеріями у зернових культур. Спроби вирішити це завдання здійснюються протягом кількох десятиліть. Можна припустити, що рано чи пізно воно буде вирішене, мабуть, із використанням методів генетичної інженерії. Чи призведе це до суттєвого підвищення врожайності полів? Як не дивно, ні. Зернові культури і так забезпечуються азотом — насамперед із добрив. Мутуалізм з азотфіксаторами дозволить вирішити чимало проблем (зменшити витрати енергії на виробництво і внесення добрив, скоротити вимивання 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, надмірне випасання 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, надмірне випасання худоби, опустелювання.
Суттєво, що очікуване потепління Землі призведе до зміщення кліматичних зон, яке не зможе супроводжуватися адекватною зміною ґрунтів.

6.04. Чи можна обмежити чисельність населення Землі?

Екологія: біологія взаємодії
Глава 6. Екологія людини та охорона природи

6.06. Проблема пестицидів