Дельфис

Человек разумный, сумевший нарушить закон природы, регулирующий численность популяции – виновник экологических¹ кризисов. Следствием роста численности населения Земли стали: дефицит ресурсов, избыток отходов и ухудшение качества среды обитания человека как биологического вида. Созданная им третичная (антропогенная) продукция изъяла огромную массу вещества из глобального биологического круговорота и нарушила качество среды его обитания. А это самый молодой биологический вид, не способный адаптироваться к среде иного качества. Изменение химического состава воздуха, воды и пищи стало реальной угрозой гибели всей популяции человека разумного. Ради выживания на борту космического корабля по имени Земля, человек должен изменить образ жизни и отношение к природе – хранителю благоприятных условий его существования, а не только источнику ресурсов и вместилищу отходов. Для этого он должен сократить расходы ресурсов до уровня физиологических потребностей, сохранить  максимум площади естественных экосистем² регулирующих качество окружающей среды, и взять на себя ответственность за выполнение экологических функций продуцента и редуцента³. Соблюдение этих обязательных условий означает переход биосферы в ноосферу. Для разумного управления собственной жизнедеятельностью человек должен изучать законы природы и строго их соблюдать, а не пытаться управлять природными процессами. Ещё рано.

Необходимость и возможность перехода биосферы в ноосферу

Биосфера – это область жизни на планете, земная оболочка, населённая существами, включающая ресурсы и продукты их жизнедеятельности. Стабильность её гомеостаза – экосистемы глобального масштаба – поддерживается в течение миллиардов лет цикличностью её метаболизма. Степень замкнутости круговорота вещества в нормальной экосистеме достигает 90 – 99% её общей массы (Марчук, Кондратьев, 1992).

Бесконечное чередование процессов синтеза и распада биомассы создало почти замкнутый цикл биологического круговорота вещества в биосфере за счёт взаимного обмена отходами жизнедеятельности великого множества видов биоты. Разнообразие пространственных сочетаний факторов среды создало «мерцающую» мозаику экосистем биосферы.

Человек в метаболизме биосферы выполняет функцию консумента (потребляющего готовые органические вещества. – Ред.), который периодически нарушает закон природы, регулирующий численность популяции. Разум и созданная с его помощью техника значительно увеличили физиологические возможности организма человека и позволили ему находить и осваивать ресурсы, недоступные другим видам биоты. Тем самым человек сумел преодолеть главное ограничение роста численности популяции – дефицит ресурсов. Неограниченный рост численности популяции человека периодически прерывался экологическими кризисами перенаселения, что преодолевалось путём изменения образа жизни и освоения новых ресурсов и территорий, недосягаемых для остальных видов. Выход из очередного кризиса стимулировал бурный рост численности популяции, который прерывался наступлением следующего кризиса – дефицита ресурсов.

Современный кризис может оказаться последним, поскольку потребности человека достигли предела возможностей природы. Жизнеобеспечение вида монополиста осуществляется за счёт неразумной эксплуатации других биологических видов и среды их обитания. Поэтому природа пытается оказать сопротивление экспансии человека – эпидемии, эпизоотии, экзотические болезни – это попытки природы ограничить рост численности нашей популяции. Однако успехи медицины пока позволяют человеку избежать такой катастрофы.

Проявление жизненных процессов возможно в строго ограниченном диапазоне гидротермических условий, в котором могут совершаться биохимические реакции. Изначально жизнь, как считается, появилась в водной среде при изобилии пищи, в благоприятных условиях температуры (рис. 1).

^{Рис.1. Гидротермическое поле биоты}

Колонизация суши эукариотными⁴ организмами уменьшила приток биофильных элементов в океан ввиду уменьшения скоростей механической эрозии и появления наземных замкнутых биогеохимических циклов. На рубеже архея и протерозоя⁵ произошло резкое снижение температуры атмосферы и океанских вод от 50–60 до 8–10⁰С. На каждые 10⁰С понижения температуры скорость химических и биохимических реакций снижается в 3–4 раза. В данном случае она снизилась в 20 раз (Федонкин, 2008). Это уменьшило доступность химических элементов, связанных с биокатализом, до уровня микроэлементов. Главным резервуаром их стала сама биота, сохранившая в биохимии клетки реликты геохимии первичной биосферы.

Геохимическое истощение биосферы при понижении температуры в архее и раннем протерозое, особенно металлами, вовлечёнными в биокатализ, вынудило биоту решать проблему тремя путями – образованием специфических симбиозов на основе обмена отходами жизнедеятельности, поглощением живых организмов с их геохимически богатым содержимым, деструкцией отмершей биомассы с высвобождением минеральных элементов.

Оксигенизация («окислородивание». – Ред.) биосферы в результате похолодания стала катастрофой для прокариотной анаэробной («безкислородной». – Ред.) биоты и вынудила её к поиску защиты от кислорода архаичных типов метаболизма, а также утоления геохимического голода. Эукариотная клетка образовалась в результате симбиоза прокариот на основе обмена отходами жизнедеятельности. Экосистема – результат группового симбиоза фитоценоза и педоценоза⁶ на основе обмена отходами.

^{Рис.2. Метаболизм биосферы-ноосферы}

Ноосфера, можно сказать, – это биосфера, нарушенная человеком и продолжающая функционировать за счёт его разумных усилий по поддержанию глобального гомеостаза путём управления системой природопользования и другими видами хозяйственной деятельности в полном соответствии с законами природы. Но человек, преодолевший лимит численности популяции, довёл  свои потребности до предела возможностей биосферы и создал условия для проявления глобального экологического кризиса – дефицита ресурсов жизнеобеспечения, избытка отходов жизнедеятельности и ухудшения качества среды своего обитания (рис.2)⁷. Для успешного преодоления глобального экологического кризиса и поддержания гомеостаза биосферы, сохраняющего благоприятное качество среды обитания, человек должен с помощью разума и техники взять на себя ответственность за выполнение дополнительных функций продуцента и редуцента. При этом ему придётся сохранить максимум площадей «неснижаемый запас» природных экосистем, автоматически регулирующих качество среды собственного обитания.

Функция человека в биосфере и ноосфере

Человек с помощью разума и техники нарушил закон природы, регулирующий численность популяции и постепенно довёл численность населения Земли до предела возможностей биосферы по обеспечению его ресурсами. Кроме того, он создал избыток отходов своей жизнедеятельности, который нарушил глобальный биологический круговорот вещества и резко ухудшил качество среды обитания самого человека. При этом он оказался не способным адаптироваться к среде иного качества. Даже незначительная флуктуация химического состава воздуха, воды и пищи вызывают патологические изменения в организме человека. Ещё в 70-е годы прошлого столетия американский эколог Луи Баттан сказал: «Одно из двух – или люди сделают так, что на Земле станет меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей!». Изменение качества среды обитания – самая главная угроза существованию человека на Земле. И вот в мире широко обсуждается проблема «выгорания запасов» природных ресурсов (рис.3).

^{Рис.3. Время «выгорания» разведанных ресурсов (Харальд Свердруп, 2012)}

Из приведённой таблицы видно, что при существующей системе переработки ископаемых ресурсов разведанных запасов хватит на 100–200 лет. Даже в случае достижения фантастической 95% переработки ресурсов, большая их часть закончится за 1000 лет.

Пока никого не беспокоят гигантские масштабы потери почвенных ресурсов, которые уже достигли 20 млн га в год вследствие их отчуждения, загрязнения и деградации. Через 50 лет мы лишимся 1 млрд га плодородных почв, при наличии 1,5 млрд га в сфере мирового сельского хозяйства. За этот же период предполагается удвоение населения Земли. Но угроза мирового голода даже не значится в перечне глобальных приоритетов. Современная цивилизация уже потеряла 2 млрд га плодородных почв, превратив их в пустыни. А между тем снизить темпы потерь почвенных ресурсов можно уже сейчас общими усилиями, если осознать их реальную опасность.

Чтобы уменьшить масштабы отчуждения плодородных почв под строительство, затопление и другие несельскохозяйственные нужды, достаточно включить в стоимость землеотвода упущенную выгоду за 100 лет. В случае острой необходимости размещения строительных объектов на плодородной почве надо компенсировать обществу упущенную выгоду. Снизить масштабы загрязнения почв можно (не дожидаясь организации дорогостоящей системы их мониторинга и нормирования) ужесточением контроля торговли загрязнённой продукцией. Тогда сами производители будут заинтересованы в очистке загрязнённых почв.

Для снижения потерь от деградации почв придётся кардинально менять традиционные аграрные технологии, основанные на глубокой пахоте и монокультуре, которые стимулируют деградацию почв. Глубокая отвальная вспашка активизирует почвенную микрофлору для минерализации органического вещества почвы и обеспечения культурных растений элементами минерального питания. Однако монокультура способна усвоить не более 20% минерального питания, выделенных почвой, обрекая остальные на вымывание из неё. Противостоять этим потерям могут известные альтернативные технологии: беспахотное земледелие (нулевая и минимальная обработка) и полидоминантные посевы (пермакультура). Первые минимизируют при обработке выделение почвой элементов минерального питания, а вторые обеспечивают их полное усвоение многовидовым фитоценозом. Надо только усовершенствовать данные технологии для широкого использования в разных регионах на основе имеющегося успешного опыта их применения.

Пути выхода из экологических кризисов

Экологические кризисы преследуют человека с самого начала коллективного природопользования в первобытных племенах. Охота и собирательство носили массовый, но локальный характер, поэтому быстро опустошали местные ресурсы. Совершенствование технологий коллективной охоты на крупных животных привело к тому, что в пределах местообитания племени объекты охоты со временем были уничтожены или откочевали в более безопасные места. Это стало причиной первых экологических кризисов «перевыпаса», которые удалось разрешить с помощью сельскохозяйственной революции. Люди научились возделывать почву и сеять злаки, приручили животных и стали пользоваться их продукцией длительное время. Но революция не могла случиться сразу в одно мгновение после кризиса, её должен был кто-то подготовить. А подготовили её изгои племён, которых отлучение от коллектива заставило искать другие способы жизнеобеспечения. Это они придумали скотоводство и земледелие. А когда случился кризис «перевыпаса», наработки изгоев пригодились тем, кто лишил этих людей опеки коллектива.

Следующий кризис случился в период расцвета орошаемого земледелия, когда в результате нарушений норм полива при отсутствии дренажа плодородные почвы подверглись вторичному заболачиванию и вторичному засолению, то есть превратились в бесплодные. Массовый голодомор удалось преодолеть с помощью освоения богарного земледелия. Продуктивность подсечно-огневой системы земледелия оказалась ниже орошаемой системы, зато появился широкий простор для освоения. И эта революция была подготовлена изгоями общества, которым не хватило орошаемых земель или которые лишились этих земель по разным причинам. Они были вынуждены искать альтернативный способ жизнеобеспечения. А когда грянул кризис, обречённые на голодную смерть люди быстро освоили опыт богарного земледелия и заселили Европу. Тогда за 100 лет её население выросло в 10 раз. Изгои общества, отверженные по разным причинам, всегда спасали это общество от вымирания.

Современные экологи находятся на положении древних изгоев. Их также считают паникёрами, отвергают их «страшилки» железными аргументами «покорения природы» с помощью традиционных технологий, проверенных длительным временем применения. Именно с этого начинались все известные экологические кризисы.

Особенности современного экологического кризиса

Современный экологический кризис отличается от предшествующих глобальным масштабом, гигантским дефицитом ресурсов и беспрецедентным избытком отходов жизнедеятельности человека. Профессор Харальд Свердруп (Швеция) подготовил таблицу «выгорания» разведанных запасов природных ресурсов при разных технологиях их использования (рис.3). При существующей системе природопользования значительная часть ресурсов «выгорит» в ближайшее столетие. Даже при условии переработки 95% ресурсов время их «выгорания» для большинства наступит через 1000 лет.

Вторая опасность оказалась с противоположным знаком – избыток отходов жизнедеятельности человека. Человек в погоне за комфортом создал новый класс вещества в биосфере – третичную (антропогенную) продукцию, которая включает искусственные вещества и материалы, машины и механизмы, здания и сооружения, отходы производства и потребления. Эта продукция стала накапливаться, поскольку природные редуценты оказались не в состоянии её утилизировать и возвращать в глобальный цикл метаболизма биосферы. В итоге, из глобального биологического круговорота было изъято огромное количество ценных для биоты биофильных элементов. Кроме того, гигантские скопления изъятого вещества стали нарушать качество среды обитания человека.

Источниками этих двух глобальных опасностей стали традиционные промышленные и аграрные технологии, а также устойчивые традиционные представления человека о природе как источнике ресурсов и вместилище отходов его жизнедеятельности. Этому способствует насаждаемая до сих пор религиозная догма о том, что Бог создал Землю и её богатства для блага человека и отдал в его полное распоряжение. Советская власть усилила эту догму своей собственной: «Нам нечего ждать милостей от природы! Взять их у неё – наша задача!». Этот лозунг висел в каждом классе любой советской школы и воспитал несколько поколений «героев» – «покорителей» природы. Нашим потомкам придётся пожинать горькие плоды этого посева.

Человечеству нужен инстинкт самосохранения

Прежние кризисы возникали неожиданно и потому сопровождались большими человеческими жертвами. Не ведая причин этих бедствий, люди относили их к карам небесным за многочисленные прегрешения перед Богом. Современный кризис уже многократно посылал сигналы грядущего бедствия и продолжает их посылать в форме болезней, эпидемий, стихийных и техногенных катастроф. Но человек, вооружённый техникой и мощнейшим оружием массового поражения, утратил инстинкт самосохранения. Он вообразил себя властелином мира и не может поверить, что его жизнь может зависеть от каких-то бесполезных ему нежных букашек-ромашек.

Неразумное дитя природы готово уничтожить ради своих амбиций не только себя, но и породившую его мать-природу. Но мудрая природа выработала множество защитных механизмов, помогающих ей успешно функционировать миллиарды лет, преодолевая самые разные катаклизмы. У человека защитным механизмом служит его разум, который надо ещё нацелить, озадачить на преодоление конкретных опасностей. Опыт истории показывает, что разум человека просыпается после катастроф, когда уцелевшие остатки популяции начинают искать способ выживания.

Опасностей, подстерегающих человечество, много, но главные из них, требующие немедленного противодействия, уже обозначились чётко: дефицит природных ресурсов жизнеобеспечения, избыток отходов жизнедеятельности, ухудшение качества среды обитания.

По степени опасности для человека на первое место надо бы перенести ухудшение качества среды обитания. Выше говорилось, что человек как самый молодой биологический вид не способен адаптироваться к среде иного качества. Даже незначительные изменения химического состава воздуха, воды и пищи вызывают патологические нарушения в его организме и даже летальный исход. Поэтому главное внимание в деле обеспечения экологической безопасности надо сосредоточить на этой позиции. А поскольку грамотно управлять качеством среды обитания мы ещё не можем, поскольку с трудом осваиваем прогноз погоды, надо оставить на Земле максимально возможную площадь природных экосистем, которые без нашего участия в автоматическом режиме регулируют благоприятное для человека качество окружающей среды. Для этого необходимо определить «неснижаемый запас» площадей природных экосистем биосферы, способный поддерживать безопасный уровень гомеостаза биосферы, и неукоснительно его соблюдать. А на остальной территории придётся вести хозяйственную деятельность в строгом соответствии с законами природы по поддержанию неснижаемого уровня глобального гомеостаза. Его тоже надо определить.

В метаболизме биосферы человек выполняет экологическую функцию консумента, наравне с другими теплокровными животными, использующими для существования первичную и вторичную биологическую продукцию. В отличие от других видов человек сумел освоить ресурсы, недоступные другим видам, непомерно увеличил численность популяции и создал новый класс вещества в биосфере – третичную (антропогенную) продукцию, с которой не могут справиться природные редуценты.

Для преодоления дефицита ресурсов жизнеобеспечения человек должен создать супермощную и безотходную индустрию производства первичной и вторичной продукции (функция продуцента). Для возврата в биологический круговорот изъятого вещества третичной (антропогенной) продукции человеку придётся создавать заново мощную индустрию её рециклинга. Все взятые у природы вещества надо вернуть в глобальный цикл метаболизма биосферы (функция редуцента) для восстановления нарушенного гомеостаза и благоприятного качество среды обитания.

Реализация поставленных задач потребует вложения больших материальных и интеллектуальных ресурсов, которые можно получить от конверсии – переключения милитаризации на мирные рельсы. Нет никакого смысла воевать за передел территорий, если в результате мирного изменения химического состава воздуха, воды и пищи погибнет каждый человек на Земле, независимо от национальности, общественного статуса и размера капитала. Среда обитания для всех людей одна, от изменения её качества погибнет вся популяция человека разумного. Эта общая глобальная угроза должна пробудить в людях инстинкт самосохранения на уровне популяции.

Только тогда состоится бесконфликтный переход биосферы в ноосферу, и у человечества появится шанс выживания на борту космического корабля по имени Земля, одиноко несущегося в просторах Вселенной с ограниченным запасом ресурсов и постоянно растущей численностью экипажа.

А.С.Керженцев  kerzhent@rambler.ru