Об угрозах антропогенного воздействия на экосистемы

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕСА

ОБ УГРОЗАХ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЭКОСИСТЕМЫ

В.С. ШАЛАЕВ, проф., директор ИСИЛМГУЛ, д-р. техн. наук

shalaev@mgul.ac.ru

Проблема ограниченности возможностей нашей планеты, не безграничных природных ресурсов и ограниченной способности к нейтрализации, поглощению результатов антропогенного воздействия все в большей мере вызывает обеспокоенность, в особенности ученого сообщества, передовых умов человечества. Это подчеркивается все увеличивающимся потоком литературы, от популярных изданий до серьезных трудов и монографий, награждением Нобелевской премией мира за 2007 г. бывшего вице-президента США Альберта Гора и членов Межправительственной группы экспертов по изменению климата за изучение последствий глобальных климатических изменений, вызванных деятельностью человека, и выработку мер по их возможному предотвращению.

Особо хотелось бы остановиться на работах под руководством Денниса Л. Медоуза, начатых по предложению Римского клуба еще в 1970 г. А уже в 1972 г. была издана широко известная книга «Пределы роста» [10], переведенная на множество языков, ставшая в ряде стран книгой-бестселлером, которая явилась итогом работы группы специалистов разных стран. Основой этой работы стала компьютерная модель World3, в которой на основе множества статистических данных были смоделированы возможные сценарии развития мира с 1900 по 2100 гг. В соответствии с выводами следовало, что человечество уверенно шло к катастрофе, избежать которую возможно было, лишь приняв меры по ограничению и регулированию роста производства и изменению критериев прогресса. Книга подчеркивала невозможность бесконечного материального роста на физически конечной планете, требовала отказаться от повышения количественных показателей роста в пользу качественного, устойчивого развития.

Через 20 лет, в 1992 г., три соавтора представили новую книгу «За пределами роста» [11], где подчеркивались весьма незначительные расхождения фактических

глобальных тенденций за прошедшие 20 лет с прогнозами 1972 г. и продолжала обосновываться идея необходимости ограничения материального роста и перехода к устойчивому развитию общества. При этом как в свое время аграрная, а затем промышленная революции изменили направленность развития цивилизации, так и сейчас, по глубокому убеждению авторов, ожидаемая экологическая революция должна изменить приоритеты и ценностные ориентиры развития общества. Однако если аграрная революция длилась тысячи лет, промышленная - сотни лет, для экологической революции, при наблюдаемом сейчас экспоненциальном росте, человечеству отпущены какие-нибудь десятки лет.

Третья книга (2007) тех же авторов «Пределы роста. 30 лет спустя» [1] подчеркивает верность предшествующих прогнозов об имеющихся пределах роста на планете и все большей необходимости во взвешенной, разумной стратегии развития. И если в 1972 г. казалось, что население и мировая экономика с большим запасом вписывается в пределы емкости планеты, то к 1992 г., а особенно в последние годы выясняется, что человечество уже вышло за пределы самоподдержания Земли и не всегда может остановиться. Например, тропические леса вырубаются в недопустимых масштабах; общемировое производство зерна уже не в состоянии поддерживать рост населения; существенного роста морского вылова рыбы не произошло; природные катаклизмы с каждым годом обходятся все дороже; борьба за пресную воду и ископаемые виды топлива становится все жестче; США и другие ведущие страны продолжают увеличивать выбросы парниковых газов.

Матис Вакернагель [12-14] и его коллеги оценили нагрузку на окружающую среду со стороны человека и сравнили ее с поддерживающей способностью планеты. Они определили экологическую нагрузку как земельную территорию, необходимую для получения нужного количества ресурсов (зерна,

4

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 7/2010

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

продовольствия, древесины, рыбы, площадей под городскую застройку) и разложения выбросов, производимых мировым сообществом (прежде всего диоксида углерода). Сравнив полученные значения с территориями, доступными на планете, Вакернагель заключил, что человечество уже расходует примерно на 20 % больше, чем допускает уровень самоподдержания (рисунок).

Принимая предложенный Вакерна-гелем показатель (нагрузка на окружающую среду или экологическая нагрузка, экологический след) и математические методы Всемирный фонд дикой природы публикует с 1998 г. данные по экологической нагрузке более чем для 150 стран в своих докладах «Живая планета». Из этих данных также следует, что с 80-х гг. ХХ в. на планете ежегодно используется больше ресурсов, чем может

быть восстановлено за тот же период, а экологическая нагрузка на внешнюю среду уже на 25 % (по данным 2003 г.) превышала ее регенеративную способность, 30 % - данные на 2005 г. В 2007 г. экологический след превышал биоемкость Земли - фактически имеющуюся площадь, способную воспроизводить возобновляемые ресурсы и поглощать углекислый газ - на 50 %. Т.е. для воспроизводства возобновляемых ресурсов, потребленных в 2007 г., необходимо 1,5 года [2].

Герман Дейли предложил три простых правила, позволяющих определить пределы устойчивости для потоков сырья и энергии

[15]:

- для возобновимых ресурсов (почвы, воды, леса, рыбы) устойчивая скорость использования не может превышать скорость самовосстановления этих ресурсов;

Год

Рисунок. Нагрузка на окружающую среду и уровень самоподдержания (потенциальная емкость биосферы). График показывает долю поверхности планеты, необходимую для обеспечения человечества ресурсами и для разложения загрязнений. Расчеты ведутся для каждого года, начиная с 1960 г. Потребности человечества сравниваются с доступными ресурсами. Начиная с 80-х гг. потребности человека превышают возможности планеты, и выход за пределы в 1999 г. составляет порядка 20 %

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010

5

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

- для невозобновимых ресурсов (ископаемые виды топлива, руды с высоким содержанием металлов и других соединений, грунтовые воды) устойчивая скорость потребления не может превышать устойчивой скорости, с которой для замещения невозобновимого ресурса может использоваться другой, возобновимый ресурс;

- для загрязнителей устойчивая скорость возникновения не может превышать скорость, с которой загрязнитель может быть разложен, поглощен или переработан средой без вреда для соответствующего стока.

Вместе с тем и российских ученых всегда занимали проблемы взаимодействия человека и природы. Например, еще в начале прошлого века В.В. Докучаев [3] говорил о значимости «многосложных и многообразных соотношениях и взаимодействиях, а равно и о законах между а) поверхностными горными породами, б) пластикой земли, в) почвами, г) наземными и грунтовыми водами, д) климатом страны, е) растительными и ж) животными организмами и человеком, гордым венцом творения.

И эти закономерные, можно сказать незыблемые, вековечные соотношения, находясь в основе, в корне наиболее существенных этнографических, исторических, бытовых, и даже экономических, социальных и всевозможных культурных человеческих особенностей и проявлений, всегда, от века, роковым, неотразимым образом тяготели над всем человеческим миром; и поныне, как Дамоклов меч, висят над ним, связывая мнимого господина земли по рукам и ногам, несмотря ни на какие успехи цивилизации, ни на какие политические перевороты, катастрофы, перемены и перетасовки».

В.И. Вернадский [4] показывал эво-люционно возрастающее антропогенное влияние на биосферу, отмечал, что «площадь, доступная заселению организмами, ограничена, откуда следует существование предельного количества (массы жизни) живого вещества, могущего существовать на нашей планете».

Н.В. Тимофеев-Ресовский, обладая способностью глобального анализа биосферных процессов, весьма оригинально (по словам Н.Н. Моисеева [5]) оценивал возможное

количество жителей планеты в 500 млн людей, могущих при современном уровне технологического развития вписаться в естественные циклы круговорота вещества. Поскольку лишь 10 % энергии, используемой людьми, составляет возобновляемая энергия (а в настоящее время этот показатель находится на том же уровне), т.е. энергия, которая участвует в круговороте, а все остальное дает кладовая былых биосфер, то, чтобы не нарушать естественного круговорота веществ, человечество должно либо поубавить свои аппетиты либо пойти на десятикратное сокращение числа жителей планеты. При этом значимость работ Н.В. Тимофеева-Ресовского не только в позиционировании (еще в пятидесятых годах прошлого столетия) экологического кризиса, но в предложении направлений повышения продуктивности биосферы [6] в качестве альтернативы десятикратного сокращения численности людей на планете или их потребностей.

При этом биосфера Земли рассматривается как открытая термодинамическая система, в которую поступает извне энергия: то есть энергетический вход в биосферу как термодинамическую систему в виде солнечной энергии; глобальный биологический круговорот биосферы, где целый ряд веществ, целый ряд форм энергии постоянно циркулируют в этом большом круговороте биосферы; выход из него в геологию, в осадочные горные породы путем формирования вторичных осадочных горных пород.

А проблему нарастающей численности людей на Земле очевидно можно рассматривать и решать по трем местам этой термодинамической системы, то есть биосферы:

- на энергетическом входе (увеличивать количество поглощаемой зелеными растениями поступающей на Землю солнечной энергии за счет повышения плотности земного покрова или за счет культивирования растений с наивысшим показателем усвоения солнечной энергии и соответствующего увеличения производительности органических веществ);

- в биологическом круговороте биосферы (повышать эффективность и ускорять селекцию сельскохозяйственных культур -

6

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

культурных растений и домашних животных с целью резкого повышения их производительности, не нарушая при этом существующего в природе биоравновесия);

- на выходе из биологического круговорота в геологию (не допускать деградации вещества, выходящего из большого круговорота биосферы, до состояния малоценных мелких молекул, неорганических солей и др., образующихся в виде осадочных горных пород в океанах и морях, а биотехнически использовать в формах значительно более ценных, более полезных людям).

За прошедшие 50-60 лет весьма кардинально изменился «современный уровень технологического развития», что позволяет добавить технологическо-технические предложения для развития биосферы, т.е. технологическо-технические предложения повышения использования солнечной энергии на входе (батареи, солнечный ветер), в процессе использования энергии (повышение кпд энергетических установок, кардинальное сокращение энергетических потерь, ресурсосберегающие технологии, поиск, создание и использование новых видов энергии), на выходе, что в контекстном виде звучало и в работах Тимофеева-Ресовского.

В 2008 г. опубликована книга Дж. Даймонда «Коллапс. Почему одни общества выживают, а другие умирают» [7]. В качестве коллапсов рассматриваются достаточно известные примеры: индейцы ана-сази и каокийцы в пределах США, города майя в Центральной Америке, цивилизации моче и Тиуанако в Южной Америке, микенская цивилизация в Греции и минойс-кая на Крите в Европе, Великий Зимбабве в Африке, Ангкор-Ват и хараппские города долины Инда в Азии и остров Пасхи в Тихом океане. На основе анализа процессов, посредством которых общество подтачивало само себя, разрушая окружающую среду, известный американский эколог Джаред Даймонд, директор американского филиала Всемирного фонда охраны дикой природы классифицирует и приводит 12 основных групп экологических проблем, с которыми сталкивалось ранее и сталкивается общество в настоящем:

1) разрушение естественных мест обитания, которое происходит с возрастающей скоростью. При этом наиболее пристального внимания заслуживают леса, болота, коралловые рифы и океанское дно;

2) истощение ресурсов добываемой в природе пищи, главным образом рыбы, в меньшей степени ракообразных и моллюсков;

3) потеря значительной части биологических видов, биоразнообразия планеты;

4) эрозия сельскохозяйственных земель, которая происходит в 10-40 раз быстрее почвообразования и в 500-10000 раз быстрее эрозии почвы в лесу;

5) истощение основных энергетических ресурсов - горючих ископаемых: нефти, газа, угля, т.е. невозобновляемых ресурсов планеты;

6) нехватка питьевой воды, которой уже сейчас не хватает более чем миллиарду человек;

7) нехватка фотосинтетической активности, т.е. солнечной энергии, расходуемой для фотосинтеза;

8) загрязнение окружающей среды отходами промышленного производства, в первую очередь токсическими химикатами;

9) умышленное или по неосторожности распространение неполезных «интраду-центов»;

10) усиление влияния газов, как результата человеческой деятельности, на процессы глобального потепления;

11) рост численности населения;

12) возрастание антропогенного давления на окружающую среду.

Очевидно, не случайно Дж. Даймонд вынес на первое место из экологических проблем разрушение естественных мест обитания, а среди них гибель лесов. На основе анализа огромного количества данных по разным странам и разным эпохам им сделан вывод о главнейшем факторе коллапса многих обществ прошлого, которым явилась гибель лесов.

В качестве примера возможно привести остров Пасхи, оторванность которого от окружающего мира дает ярчайший пример общества, разрушившего самое себя чрезмерной эксплуатацией собственных ресурсов.

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010

7

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

Таблица

Состояние и изменения лесных площадей [8]

По регионам Площади по годам в тыс. га Годовые изменения в тыс. га

1990 2000 2005 1990-2000 2000-2005

Африка 699361 655613 635412 - 4375 - 4040

Европа (без РФ) 180370 188823 192604 + 845 +756

Азиатско-Тихоокеанский регион 743825 731077 734243 - 1275 + 633

Российская Федерация 808950 809268 808790 + 32 - 96

Латинская Америка и Карибский регион 923807 882339 859925 - 4147 - 4483

Северная Америка 677798 677968 677461 + 17 - 101

Всего в мире 4077291 3988610 3952025 - 8868 - 7517

«Два основных набора факторов, вызвавших катастрофу острова Пасхи: интенсивное воздействие человека на окружающую среду, прежде всего вырубка лесов и уничтожение популяции птиц, и политические социальные и религиозные факторы, стоящие за этим воздействием, такие, как невозможность при неблагоприятном развитии событий покинуть остров из-за его огромной удаленности, сосредоточенность на строительстве статуй и соперничество между кланами и вождями, приводившее к возведению все больших и больших статуй, что в свою очередь требовало большего расхода древесины, канатов и пищи.

Параллели между островом Пасхи и современным миром в целом ужасающе очевидны. Благодаря глобализации, международной торговле, реактивным самолетам и Интернету все страны мира сегодня совместно используют ресурсы планеты и оказывают взаимное, не всегда благоприятное воздействие друг на друга, в точности как это делали двенадцать кланов острова Пасхи. Одинокий полинезийский остров так же затерян в бескрайних просторах Тихого океана, как и планета Земля в космическом пространстве. Когда на острове Пасхи наступили тяжелые времена, его обитателям было некуда бежать, не к кому было обратиться за помощью; точно так же и нам, современным обитателям Земли, негде будет найти дополнительные ресурсы, если наше положение ухудшится. Вот почему в катастрофе, произошедшей с цивилизацией острова Пасхи, люди видят метафору, наихудший вариант, который может ожидать всех нас в нашем собственном будущем».

При этом, несмотря на все предсказания, прогнозы, предупреждения, лесные пло-

щади в мире продолжают неуклонно уменьшаться ежегодно на 8,9 млн га в 1990-2000 гг. и на 7,5 млн га в 2000-2005 гг. (таблица), что закономерно ведет к неуклонному снижению ресурсного потенциала лесов на земном шаре и резкому сокращению биоразнообразия. Наибольший «вклад» в эти показатели вносят страны Африки, Латинской Америки и Карибского региона. Российская Федерация тоже не осталась в стороне от этого процесса. Незначительный прирост лесных площадей в период известных политических событий и распада промышленности полностью «компенсируется» процессами последних лет и особенно последнего 2010 г.

В более развитых странах Европы лесные площади увеличивались ежегодно на 756 тыс. га в 2000-2005 гг., в США соответственно на 159 тыс. га в год. В Китае, весьма озабоченным проблемами окружающей среды и, как следствие, огромными экономическими потерями, социальными конфликтами и ухудшением здоровья жителей, были приняты серьезные усилия по охране природы. Среди наиболее значимых мер можно отметить высадку крупных плантаций деревьев, начиная с 1978 г., государственный запрет в конце прошлого века на любые вырубки и начало программы сохранения естественных лесов. В этом случае годовые увеличения лесных площадей в среднем с 1,986 млн га в 1990-2000 гг. (рост на 1,2 % в год) до 4,058 млн га в 20002005 гг. (рост на 2,2 % в год). При этом Китай занимает третье место в мире по потреблению лесоматериалов, импорт (увеличился в 6 раз с момента введения запрета на вырубку лесов) которых обеспечивается в значительной степени за счет России. Тем самым он сохраня-

8

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

ет собственные леса и окружающую среду за счет сведения лесов в других странах, причем некоторые из этих стран (напр., Малайзия, Па-пуа-Новая Гвинея, Австралия) вплотную подошли или приближаются к катастрофическому уровню сведения лесного покрова.

Зачастую, в первую очередь при административном подходе, ресурсный потенциал наших лесов оценивается объемами запасов древесины и средним годичным приростом, а при определении величин расчетной лесосеки основной величиной является объем ежегодного прироста древесины. Для нашей страны уже привычными стали показатели: более 80 млрд м3 - общий запас древесины; около 900 млн м3 - ежегодный средний прирост; свыше 500 млн м3 - объем разрешенного пользования древесными лесными ресурсами по всем видам рубок. Вместе с тем нет нужды для грамотного в лесном деле читателя останавливаться на фактически бедственном положении с лесными ресурсами в нашей стране. При этом на протяжении всей российской истории осуществлялась и продолжается беспощадная эксплуатация российского леса, направленная на вырубку без должного лесовосстановления. По данным [9] лесовосстановление относится к сведению лесов, как 1:10; для России этот показатель также требует улучшения.

Управление лесами, ведение лесного хозяйства России осуществляется более двухсот лет в соответствии с постулатом «пользование-восстановление». Не оспаривая его единства, необходимо отметить: если составляющая «пользование» в той или иной экономической реальности прогрессировала, да и не могла не расти, то составляющая «восстановление» всегда отставала и фактически обеспечивала деградацию нашей лесистости. Представляется, и в настоящее «рыночное» время для отдельных собственников «пользование» является первичным и никакими силами не заставить этого собственника обеспечивать «восстановление» себе в убыток. Но государству, как генеральному собственнику лесов, очевидно следует в этом постулате выделить в качестве первичного «восстановление». Только в этом случае возможно изменить тенденцию уменьшения количества лесных площадей в стране (может быть путем

жесткого администрирования), обеспечить сохранение и приумножение великого русского леса, а затем и развитие результативности «пользования». И подобные примеры есть.

Библиографический список

1. Медоуз, Донелла. Пределы роста.30 лет спустя: пер. с англ. / Донелла Медоуз, Иорген Рандерс, Денис Медоуз - М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 342 с.

2. Живая планета-2010. Биоразнообразие, биоемкость и развитие. Доклад Всемирного фонда дикой природы

- Россия, 2010. - 118 с.

3. Докучаев, В.В. Место и роль современного почвоведения в науке и жизни / В.В. Докучаев // Еже-годн. по геологии и минералогии. - Вып.3. - СПб, 1899. - С. 4-16.

4. Вернадский, В.И. Биосфера. Очерки I-II, Научное химико-техническое издательство / В.И Вернадский. - Л.: Научно-технический отдел ВСНХ, 1926.

- 149 с.

5. Моисеев, Н.Н. Как далеко до завтрашнего дня... Свободные размышления. 1917-1993 / Н.Н. Моисеев. - М.: Тайдекс Ко, 2002. - 488 с.

6. Тимофеев-Ресовский, Н.В. Биосфера и человечество: научн. тр. Обнинского отдела Географического общества СССР / Н.В. Тимофеев-Ресовский.

- Сборник 1. - Ч. I. - Обнинск, 1968. - С. 3-12.

7. Почему одни общества выживают, а другие умирают: [пер. с англ.] / Джаред Даймонд. - М.: АСТ, 2008. - С. 6.

8. Состояние лесов мира-2009. - Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная Организация Объединенных Наций, 2009. - 196 с.

9. Проблемы экологии России, под ред. В.И. Дани-лова-Данильяна и В.М. Котлякова - М.: ВИНИТИ, 1993).

10. Donella H. Meadows, Dennis L. Meadows, Jorgen Randers and William W. Behrens III, The Limits to Growth (New York: Universe Books, 1972).

11. Donella H. Meadows, Dennis L. Meadows and Jorgen Randers, Beyond the Limits (Post Mills, VT: Chelsea Green Publishing Company, 1992).

12. M. Wackernagel et al., “Ecological Footprints of Nations: How Much Nature Do They Use? How Much Nature Do They Have?”, (Xalapa, Mexico: Centro de Estudios para la Sustentabilidad [Center for Sustainability Studies], March 10, 1997).

13. Mathis Wackernagel et al., “Tracking the Ecological Overshoot of the Human Economy”, Proceedings of the Academy of Science 99, no. 14 (Wachington, DC, 2002): 9266-9271.

14. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.142033699.

15. Herman Daly. “Towards Some Operational Principles of Sustainable Development”, Ecological Economics 2 (1990).

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 7/2010

9