№ п/п | Характеристики | Тенденции 1972-1992 гг. | Тенденции до 2030 г. |
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. | Сокращение площади экосистемы Потребление первичной продукции биоты Концентрация парниковых газов Сокращение площади лесов Деградация земель Повышение уровня океана Исчезновение биологических видов Стихийные бедствия, техногенные катастрофы Ухудшение качества жизни | Скорость сокращения 0,5-1,0% в год 25% в год Ежегодный рост на доли процента 180 тыс. кв. км в год; отношение лесовосстановления к сведению 1:10 Снижение плодородия, накопление загрязнителей засоление 1-2 мм/год Быстрое исчезновение (1 вид животных в год) Рост числа на 5-7%, рост ущерба на 5-10%, рост числа жертв на 6-12% в год Рост бедности, голод, высокая детская смертность, необеспеченность чистой водой, рост генетически заболеваний, аллергия, не хватка лекарств, пандемия, СПИД | Почти полная ликвидация естественных экосистем Рост до 50-60% Ускорение роста концентрации Сохранение тенденции Сокращение сельскохозяйственных угодий на душу населения 7 мм/год Разрушение биосферы Усиление тенденции Резкое усиление тенденций |
Рассмотрим энергетический аспект глобального экологического кризиса. Биота поглощает около 1014 Вт лучистой энергии Солнца, т.е. порядка 0,1% этой энергии, падающей на Землю. Следовательно, чтобы не вызвать существенных изменений климата, человечество также не должно производить больше 1014 Вт, что всего на порядок превышает современный уровень производства энергии. Однако парниковый эффект, обусловленный технологической деятельностью, ведет к снижению климатического порога до 1012 Вт. Таким образом, и по этому показателю человечество уже нарушило требование устойчивости по Ле Шателье-Брауну.
|
|
Анализируя проблему устойчивости биосферы как самоорганизующейся системы, следует ответить на вопрос, рассматривать
ли ее как целостный сверхорганизм либо как иерархическую совокупность автономных экосистем. Первую точку зрения отстаивают Дж. Лавлок и А.Я. Кульберг. Лавлок предложил гипотезу, согласно которой биосферу можно рассматривать как единый суперорганизм, названный им Gaia. По мнению Кульберга, биосферу можно рассматривать как систему молекулярных колоний, связанных единым биополем, которое имеет также молекулярную структуру и обеспечивает контакт между различными колониями (сообществами) [15].
Однако биосфера как суперорганизм была бы намного более чувствительна к возмущениям, а потому значительно менее устойчива. Тот факт, что биосфера как самоорганизующаяся система существует уже более трех с половиной миллиардов лет, обусловлен отсутствием у нее целостной физиологии. Реальная биосфера представляет собой гиперпопуляцию конкурентно взаимодействующих сообществ (экосистем). Именно такая структура биосферы обеспечивает ей максимальный уровень устойчивости путем динамичной автокорреляции с окружающей средой.
|
|
Что касается гипотезы Кульберга, то она не противоречит этой концепции, хотя и не имеет пока достаточно убедительных экспериментальных подтверждений. В ч. 4 и 5 будут рассмотрены альтернативные субмолекулярные механизмы взаимодействия локальных экосистем.
Учитывая появление данных о наступающем глобальном потеплении, страны Европейского Союза и Япония в середине 1990-х годов разработали комплекс энергосберегающих технологий. Странам «третьего мира» было обещано содействие в модернизации их энергосистем. При этом оказались задетыми финансовые интересы Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК): сокращение выбросов означает сокращение потребления топлива.
Для согласования всех этих противоречивых процессов в декабре 1997 г. в Киото был подписан компромиссный протокол к Рамочной конвенции. В соответствии с этим соглашением развитые и постсоциалистические страны, на долю которых приходится основная часть выбросов, взяли на себя коллективное обязательство сократить выброс парниковых газов к 2008-2012 гг. на 5% по сравнению с базовым уровнем 1990 г. Уникальность этого соглашения состоит в том, что оно предусматривает механизм перераспределения квот выбросов между странами-участниками на договорных началах. Главным лоббистом этой схемы выступили США, на долю которых приходится максимальный процент выбросов:
она дает им возможность без чрезмерных усилий вписаться в согласованные квоты. Однако с приходом в Белый дом администрации Дж. Буша США вышли из Киотского протокола.
С точки зрения снижения остроты экономического кризиса принцип, положенный в основу этой схемы, явно порочен: вместо усилий по сокращению выбросов создан механизм их поддержания. Поэтому против этого принципа выступают экологические организации, а также страны Европейского Союза, заинтересованные в продаже европейских энергосберегающих технологий. Чтобы снять эти новые противоречия, предлагают различные механизмы. По одному из предложенных вариантов страна, продающая свою квоту, должна израсходовать полученные средства на дальнейшее снижение выбросов, причем на величину не меньшую, чем проданная квота.
Пока политики и финансисты спорят, ученые уточняют свои прогнозы. По инициативе ООН была создана Межправительственная группа экспертов по изменению климата. В работе приняли участие 2,5 тыс. ведущих специалистов из 60 стран мира. По данным этих экспертов, в XXI в. следует ожидать повышения среднегодовой температуры на 1-3 градуса. Ожидается, что резко усилятся и участятся засухи и наводнения, скорость ураганов может возрасти до 320 км/ч. Уровень Мирового океана поднимется на десятки сантиметров и даже больше. В результате окажутся затопленными огромные участки территории, на которых стоят Нью-Йорк, Новый Орлеан, Каир, Дакка, Санкт-Петербург, Амстердам и др. США могут потерять до 60% влаги в почве основных районов сельскохозяйственного производства. В штате Флорида средняя температура июля может достигнуть +96° по Фаренгейту (+45°С), как в знойных тропических пустынях.
По одному из самых мрачных прогнозов возникает опасность приостановки «теплового конвейера» в Атлантическом океане — Гольфстрима и Северо-Атлантического течения. Тогда теплому и мягкому климату в Европе придет конец, как это уже случалось в прошлые эпохи, последний раз — около 12-14 тыс. лет назад. В результате, например, в Великобритании установится такой климат, как сейчас на острове Шпицберген.
|
|
Из этих прогнозов следует, что соглашения, которые принимались в Рио-де-Жанейро, в Киото и других городах, хороши и полезны, но явно недостаточны. Они способны замедлить развитие кризиса, но не остановить его.
По мнению одной части специалистов, если считать, что современное антропогенное возмущение разрушает биотическую устойчивость биосферы, то после распада самосогласованной системы живого на восстановление новой биоты и регенерацию окружающей среды уйдут сотни тысяч лет [9]. В процессе этих изменений на планете будет ликвидирована экологическая ниша, которую в настоящее время занимает биологический вид «человек разумный». Поэтому, утверждают эти авторы, «современная цивилизация не обеспечивает ни нормальных условий жизни человека, ни устойчивого существования жизни на Земле» (В.Г. Горшков, В.И. Данилов-Данильян, К.Д. Кондратьев и др.).
Не все исследователи согласны со столь категорическими выводами. Так, B.C. Голубев с соавторами указывают на ряд методологических неточностей в теории биотической регуляции. Они упоминают, в частности, тот факт, что круговорот биогенов усиливается вследствие увеличения в атмосфере концентрации углерода, а также в результате совершенствования аграрных технологий. Согласно их расчетам, экосистемы суши потребляют часть антропогенных выбросов и тем самым частично компенсируют воздействие человека. В качестве основного вывода они приходят к заключению, что в настоящее время более правильно говорить не о наступлении катастрофы, а о быстром изменении состояния биосферы в направлении, неприятном для человека [8].
Отсюда ясно, что и сторонники алармистской точки зрения, и их критики согласны в главном: чтобы преодолеть экологический кризис, человеку необходимо разработать и освоить принципы экохозяиствования и рационального управления антропогенными потоками. Человек должен научиться брать у биосферы не больше, чем она способна отдавать.
|
|
Применяя синергетический подход, нельзя не заметить один методологический недостаток представленной модели экологического кризиса: биосфера рассматривается лишь как пассивный объект разрушительных антропогенных воздействий. Более точно отражать реальный ход процессов может иерархически более высокая модель «биосфера + техносфера + человек». Преимущество этой теории в том, что она позволяет учесть способность биосферы противодействовать разрушительному для нее техногенному давлению со стороны человека. Эту роль биосфера будет выполнять в полном соответствии с принципом Ле Шателье-Брауна.
Для решения этой задачи биосфера располагает весьма эффективными и давно испытанными на практике механизмами — со-
крушительными эпидемиями и пандемиями. Достижения современной медицины создают у людей головокружение от успехов: мы победили чуму, оспу, холеру, победим и СПИД — биологи обещают скорое решение и этой проблемы.
Но бактериальные и особенно вирусные инфекции коварны. Эволюция в царстве виры идет в миллионы раз быстрее, чем в мире макроорганизмов. В наше время к этому добавились новые факторы: насыщение сферы обитания микроорганизмов химически активными веществами и радионуклидами и как следствие увеличение частоты мутаций, высокая плотность и миграция «хозяев» возбудителей инфекций — людей, ослабление их защитных иммунных систем и др.
Следуя концепции циклизма, можно построить эволюционную модель пандемий, распространявшихся в течение последней тысячи лет в масштабах континентов. При этом обращает на себя внимание грозная особенность явления — каждый следующий пандемический цикл не походил на предыдущий. Бактериальный возбудитель (чума) был сменен сначала вирусным возбудителем с ДНК-геномом (оспа), а затем — возбудителями с РНК-геномами (грипп, вирус иммунодефицита человека — ВИЧ). Изменялись и механизмы их передачи: укусы насекомых (чума), воздушно-капельное заражение (оспа, грипп) и, наконец, половой и гематогенный механизмы (ВИЧ). Каждый раз при этом у человека уменьшался набор профилактических средств противодействия новым инфекциям. В случае ВИЧ в распоряжении человека вообще не осталось механизмов, способных естественным путем остановить его распространение.
Из этой модели следует вывод: что стратегия паразитизма состоит в том, что каждый следующий инфекционный цикл на шаг опережает готовность человека противодействовать очередному наступлению на него. Второй вывод состоит в том, что оружие, которое биосфера выбирает в своем противоборстве с человеком, становится все более изощренным и все более эффективным.
Третий вывод касается фактора времени. Мы уже отмечали, что скорость эволюционных процессов в мире вирусов на много порядков превышает ее величину для фауны. Различие хода времени в мире человека и в мире вирусов проявляется в характере пандемий. В случае оспы мал инкубационный период, инфекция развивается быстро и заканчивается гибелью 30% заболевших. В случае СПИДа течение болезни может затягиваться на годы, но заканчивается гибелью с вероятностью 100%. Можно предположить, что
инфекции XXI в. приобретут наследственный характер — возникнут популяции больных и ослабленных людей. С другой стороны, можно ожидать появления быстротекущих аналогов ВИЧ с комбинированными механизмами распространения. Не менее вероятно возникновение стойких и эффективных линий вирусов, способных поражать кровеносные и лимфатические сосуды, а также нейронную сеть головного мозга. И наконец, нельзя исключить воздействий на геном человека.
В результате этих процессов тернарная модель «биосфера + техносфера + человек» может обеспечить биосфере значительно более высокую устойчивость, чем стандартная бинарная модель. Ценой, которую в этом случае биосфере придется заплатить за следование принципу Ле Шателье-Брауна, окажется «схлопывание» экологической ниши одного-единственного из миллионов биологических видов — вида «человек разумный».
Глава 2.2