Крупнейшие конурбации мира

Города являются особыми экосистемами, характеризующимися не только высокой концентрацией населения, но и производств, высокой энергетической насыщенностью и другими особенностями, которые делают их объектами повышенного экологического риска, вплоть до критических. В связи с высоким потреблением воды они расположены как правило на побережьях рек, в связи с чем проблема загрязнений вод приобретает исключительную остроту. А поскольку свыше 1 млрд. человек живет на морском побережье - необходимость в питьевой воде приобрела характер глобальной безопасности человечества.

3. Этногенез и понятие демографического перехода

Если в жизни людей наблюдаются периоды детства, зрелости и старости, то не применима ли близкая периодизация к жизни поколений, к жизни народов? И каковы закономерности, характеризующие этапы развития любого народа? По существу с этих позиций и зародилась наука этногенез (ethnos - народ), разработанная в трудах Л.Н. Гумилева.

Для анализа этногенеза он использовал системный анализ - метод, когда острие внимания обращается не на отдельные особи, составляющие вид, а на отношение между данными особями. Л.Н. Гумилев считал, что для планетарных явлений следует использовать первичные обобщенные категории системных связей, исключив детализацию, которая несущественна для понимания целого.

Выделяется 4 типа системных связей: открытые и закрытые, жесткие и дискретные (корпускулярные).

Примером открытой системы является Земля, получающая энергию извне от Солнца. Благодаря этому происходит фотосинтез, с переводом энергии в пищу для животных и передачей, с их смертью, тел земле. В случае замкнутой (закрытой) системы запас энергии для нее передается разово и после ее расходования процесс завершается.

Примером жесткой системы является хорошо отлаженная машина, в которой для эффективной работы все детали имеют существенное значение. В корпускулярной системе все части системы нуждаются друг в друге и система взаимодействует между частями, которые связаны между собой не жестко, а гибко.

Когда закрытые системы превращаются в открытые - они гибнут.

Этнос, как замкнутая система, получает единственный заряд энергии, и после его расхода или переходит к равновесному состоянию с природой, или распадается на части.

На создание этноса влияют пространство и время. Пространство - это ландшафтное и этническое окружение. Первое влияет на формы хозяйства, на уклад этноса, на его возможности и перспективы. Этнические связи влияют на характер культуры. Время - это фазы этногенеза.

Но кроме времени и пространства есть и третий компонент - энергия. Этногенез происходит за счет пассионарности (пассия - страсть). И именно ее энергия растрачивается в процессе этногенеза.

Этносы, с этих позиций, - биофизические реальности, обличенные в ту или другую социальную оболочку.

В.И. Вернадский определил энергию живого вещества биосферы как биогеохимическую. Она заставляет все живое расширяться путем размножения до определенного предела. Энергия эта разнонаправленная, так как одна система живет за счет другой. Но если эта энергия - двигатель событий, то она должна вести себя согласно всем энергетическим законам.

Движение может осуществляться в поступательной, вращательной и колебательной формах.

В связи со сказанным, этническая история имеет три основных параметра:

"1. Соотношение каждого этноса с его вмещающим и кормящим ландшафтом, причем утрата этого соотношения непоправима: упрощаются, а вернее, искажаются и ландшафт и культура этноса.

2. Вспышка и последующая утрата пассионарности; этногенез - как энтропийный процесс. Диссипация биохимической энергии живого вещества биосферы происходит с выбросом свободной энергии.

3. Выделение из этноса отдельных персон и консорций (сект), изменяющих стереотип поведения и отношения к природной среде на обратное... Только в этом, последнем параметре решающую роль играет свободная воля человека...

В эти три формулы умещается вся теория, необходимая этнологии для объяснения, почему история народов и государств идет не прямо по пути прогресса, а зигзагами и частыми обрывами в никуда" (Гумилев - Этносы и антиэтносы // Звезда, 1990, N 3, с.156).

Наблюдаемая в природных процессах вспышка энергии (антиэнтропия) представляет с последующей ее растратой универсальный механизм взаимодействия системы со средой.

Таким образом, "... на биосферном уровне развитие осуществляется не эволюционно, а дискретными переходами - от равновесия к неравновесию и обратно. Возникающая структура всегда ведет себя иначе, нежели прежняя, уже растратившая первоначальный импульс и близкая к равновесию со средой. Значит, импульс - начало процесса диссипации, ведущей систему к неизбежному распаду" (там же, с. 168).

Л.Н. Гумилев считал открытие И.С. Пригожина о вспышках энергии и последующей растрате ее при взаимодействии со средой - обоснованием принципов защиты окружающей среды, так как оптимальна "дружба с природой, а не победа над ней".

Продолжительность этногенезов оценивалась автором в диапазоне от 1100 до 1500 лет и характеризовалась выделением ряда фаз, от момента пассионарного толчка до памятной, когда энергия этого толчка оказалась израсходованной до и ниже начального уровня (рис. 14.2). Цикл этногенеза, как горение костра, включает фазы: возникновения, перегрева (акматическая), надлома, инерции, обскурации (мракобесия) и мемориальную, с заключительной - реликтовой подфазой.

Но если циклы этногенеза включают периоды жизни от рождения до смерти данной народной общности, характеризуют определенное подобие их развития, то вероятно можно предполагать, что и население Земли, где социальной формой существования этносов являются государства, могут быть проанализированы с этих позиций и в отношении роста народонаселения.

Подобный анализ на междисциплионарной основе, при системном подходе, путем создания математической модели для феноменологического описания мирового демографического процесса был выполнен С.П. Капицей. В основе модели представление о демографических переходах.

Данные демографии были интерпретированы с помощью понятий современной нелинейной механики и синергетики - методами науки о сложных системах. При этом численность населения мира N(T) является ведущей переменной, подчиняющей все остальные. Такое выделение главной переменной характерно для системного подхода и получило свое обоснование в асимптоматических методах синергетики.

Рис. 14.2. Фазы этногенеза (по Л.Н. Гумилеву, 1989)

Ранее была предложена следующая эмпирическая формула

С 1 200×10⁹

N= -- = ¾¾¾ ,

T₁±T 2025±T

которая с удивительной точностью описывает рост населения Земли в течение сотен и даже многих тысяч лет. Поэтому это - математически и физически корректное описание самоподобного развития, следующего гиперболическому закону роста. Такое развитие известно как режим с обострением, каким и представляется демографический взрыв.

Фактор, который при этом не учтен, - это время, характеризующее репродуктивную способность и продолжительность жизни человека. Этот фактор как раз и проявляется при прохождении через демографический переход (рис. 14.3).

Рис. 14.3. Прохождение населения стран через демографический переход (по С. Капице, 2002)

1 – Швеция; 2 – Германия; 3 – СНГ; 4 – США; 5 – Маврикий; 6 – Шри-Ланка; 7 – Коста-Рика; 8 – модель

Единовременность и острота перехода объясняются именно силой взаимодействия между странами и сообществами в системе населения Земли. Отсюда синхронизация, несмотря на существенную дифференциацию социально-экономических условий (обострение перехода - явление хорошо известное в физике для нелинейных явлений). Это подтверждает гипотезу о существенно нелинейном поведении системы.

С.П. Капица приходит к выводам:

"... Полагая закон развития неизменным, что видно из неизменности роста населения мира до демографического перехода, следует предполагать, что не исчерпывание ресурсов, перенаселение или развитие науки и медицины станут определяющими в изменении алгоритма роста. Его изменение определяется не граничными условиями, а внутренними причинами - в первую очередь ограниченной скоростью роста, определяемой природой человека и количественно выраженной в характеристическом времени τ» (Капица, 2001, с. 52).

"Модель парадоксально указывает на глобальную независимость в течение всей истории развития, от внешних ресурсов, развития, при котором темп роста зависит от внутренних свойств системы, а не от внешних факторов. Это обстоятельство позволяет сформулировать принцип демографического императива...» (там же, с. 60).

Очевидно, что в любом случае, демографический фактор, наряду с военным, экономическим и собственно экологическим, является важнейшим фактором безопасности человечества.

Гл. 15. РЕСУРСНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГЕОЭКОЛОГИИ

Любые живые организмы используют для своего существования необходимые природные ресурсы. Не исключение и человек, источником жизни которого являются воздух, вода, пища, энергия, предметы обихода и т.п. - то, что существует в природе и что способствует его появлению и развитию. Это и есть природные ресурсы - тела и животворные силы природы, используемые человеком для своего существования.

Без воздуха невозможно дыхание. Человек не способен провести без воздуха свыше 5 минут. Он потребляет 500 л кислорода (более 10 тыс. л воздуха) в сутки. За свою жизнь он делает 600 млн вздохов, для которых нужны 600 тыс. м³ воздуха.

Ему необходима вода. Непосредственно физиологические потребности в ней составляют 2,5 л в сутки. Без пищи мы можем прожить до 50 дней, без воды - лишь 5. Критической является потеря 10% веса живого организма.

Суточное потребление пищи, оцениваемой в калориях, сейчас составляет 2100-2700 кал/чел., но колеблется по странам от 1700 до 3400 кал. Расчетная норма питания, по данным ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), 2400 ккал/сут., а физическая деградация организма наступает при потреблении менее 1000 ккал/сут.

Человеку нужна одежда, предметы повседневного обихода, жилье и многое другое, что может дать окружающая нас природная среда.

Но запросы постоянно, а зачастую и неоправданно растут.

Каков же потенциал природных ресурсов?

Приведем краткий обзор этой проблемы, являющейся основой науки ресурсоведения (ресурсологии), раздельно по основным типам природных ресурсов, используя несколько модифицированную, по Н.Ф. Реймерсу, классификацию.

Атмосферные (газово-атмосферные) ресурсы огромны, но все живое на Земле адаптировано к тем соотношениям летучих компонентов, составляющих атмосферу, которые сформировались к появлению жизни и человека. Вместе с тем, мы являемся свидетелями резкого возрастания на локальном, региональном и глобальном уровнях целого ряда аэрозольных производных современной антропогенной деятельности. Общее количество загрязняющих веществ, постоянно содержащихся в атмосфере, достигло более 10 млн т. В приземном воздухе постоянно увеличиваются концентрации CO_x, NO_x, Cl, Br, Pb, S, Ra и многих других. Одновременно происходит снижение концентраций О₂, разложение О₃ и ряд других реакционных процессов дестабилизации и деструкции воздушной среды.

Динамика выброса углекислого газа такова, что только за период с 1950 г. выброшено в атмосферу за счет ископаемых топлив такое количество CO₂, которое эквивалентно 217 млрд. т углерода.

К 2020 г. ежегодные выбросы этого компонента могут достичь 9-12,1 млрд. т C.

Локальные загрязнения, быстро переросшие в региональные и приведшие к возникновению смогов, вначале не были даже осознаны. Звонок, раздавшийся в Доноре (штат Пенсильвания, США) 26 октября 1948 г., был услышан лишь при лондонском влажном смоге 3-10 декабря 1952 г., когда он привел к гибели около 4 тыс. жизней. Кислотность дождей была воспринята лишь тогда, когда обнаружилось исчезновение биоты во многих озерах Швеции. Афористичный вывод Луиса Дж. Баттана - "Одно из двух: либо люди сделают так, что в воздухе станет меньше дыма, или дым сделает так, что на Земле станет меньше людей" - звучит реальной предосторожностью.

Водные ресурсы еще менее столетия назад также представлялись неисчерпаемыми и возобновимыми. Но время и беспечное отношение к "дарам" природы заставили прийти к выводу, что именно вода может стать тем ресурсом, который положит верхний предел нашему индустриальному развитию.

Общие годовые запасы пресных вод составляют около 40000 км³, безвозвратное изъятие близко к 5%. А стоки промышленных предприятий, загрязняющих природные воды, достигают 700 км³ в год.

Помимо прямого загрязнения вод существена их антропогенная трансформация. Высокая миграционная способность и активность воды обуславливают возможности загрязнений самого разнообразного характера: биологического (в том числе патогенного), механического, химического, теплового, радиоактивного и других. При химических загрязнениях наиболее коварно скрытое - углеводами, фенолами, галогенпроизводными, инсектицидами, гербицидами, детергентами и др., которые, помимо прямого токсического воздействия, приводят к торможению процессов самоочищения, явлениям синергизменного типа, к проявлению химических реакций, которые трудно предвидеть и которые могут быть значительно опаснее, чем исходные реагирующие компоненты. Идет направленное закисление вод водоемов и замедление водообмена всех акваторий. Возрастают масштабы и интенсивность эвтрофизации озер, морей и искусственных водохранилищ. Это вызвало появление целого комплекса таких необычных заболеваний как сутуризм, итай-итай, уровская болезнь, болезнь Минамата и многих других.

Наиболее существенным является не количественное, а качественное истощение вод. В частности, наиболее острым экологическим последствием этого является все настоятельней проявляющийся дефицит пресных питьевых вод, приобретший глобальное звучание.

Прежде чем охарактеризовать почвенные ресурсы, очень кратко остановимся на территориальных ресурсах Земли. Существует два альтернативных взгляда на эту проблему. По мнению одних ученых, значительным резервом для освоения являются так называемые "прочие" земли, по мнению других - свободных земель на Земле уже нет. Каков же на самом деле природно-ресурсный потенциал территорий?

Распределение на Земле биомных зон в настоящее время примерно следующее: пашен 11%, пастбищ и лугов 27%, лесов 32%, "прочих" земель 30%. Соотношение это достаточно устойчивое. За предпоследние 10 лет объем пашен увеличился на 1,3%, пастбищ - 3,6%; на столько же (3,6%) сократились леса и на 0,5% "прочие" земли.

Подвижки в создавшемся, далеком от первоначального, равновесии существуют. Так и не удается удержать от сокращения лесные массивы, являющиеся основным поставщиком кислорода в атмосферу. Но дальнейшее сокращение лесов, с экологической точки зрения, иначе как критическим не назовешь.

Устоявшийся характер указанных биомных соотношений может быть проиллюстрирован и на примере почвенных ресурсов, играющих чрезвычайно важную роль, как уникальная интегральная система растений, животных и микроорганизмов - основа генетического разнообразия жизни на нашей планете; как регуляторный механизм геохимического круговорота веществ и энергии; как символ биологической продуктивности.

Сейчас на Земле пашнями и плантациями занято 1,5 млрд. га, отчего на каждого жителя планеты приходится в среднем 0,2-0,3 га пахотных земель. Согласно почво-агроэкологическому районированию, потенциальная площадь обрабатываемых земель 2,7 млрд. га. Но человечество за предыдущую сельскохозяйственную практику уже потеряло около 2 млрд. га плодородных земель, превратив их преимущественно в антропогенные пустыни. А 1,2 млрд. га потенциально пахотных земель недалекого будущего существенно уступают по качеству уже освоенным. И каждый год к выбывшим из сельскохозяйственного оборота землям присоединяется 7-8 млн га пашен. Почвы стали невосстановимым ресурсом планеты. В этих условиях вряд ли можно рассчитывать на сколько-нибудь существенный рост пахотных земель, с дигрессией которых сельскохозяйственная продукция неизбежно пойдет на убыль, несмотря на развитие земледельческих технологий. Только рост эрозии приводит ежегодно к потерям 24 млрд. т плодородных земель.

Загрязнение почв тяжелыми металлами, вторичное засоление, загрязнение токсикогенными элементами, органометаллическими компонентами и другие антропогенные воздействия приводят к необходимости рекультивации, консервации и нетрадиционному их использованию.

Растительные ресурсы - весьма разнообразная группа естественных и искусственных сообществ от лесных до низших растений, которые отличаются друг от друга по целому ряду показателей. Фитомасса их составляет 1236,9 млрд. т сухого вещества, с годичной продукцией суши 133,6 млрд. т, представляющей 650 млрд. т суммарного углерода Земли.

Общая площадь занятая лесами составляет 51,2 млн км². Темпы использования леса высоки. За последние 100 лет утрачено до 15 млн км² этого биома (практически 1/3), а за 10 лет леса уменьшились на 3,6%, а первичные на 8,1% (хотя доля последних едва составляет 24%). Площади лесов сокращаются со скоростью 13 млн га в год, а лесовосстановление относится к сведению как 1:10.

Лесистость, как приведенная величина, отвечает 27% территории суши, хотя ее оптимальные параметры на равнинах соответствуют диапазону 25-30%, а для горных условий - 30-50%. Очевидно, что разумный предел вырубки лесов в общем уже превышен.

Высшая недревесная растительность является непременным условием получения пищевых, кормовых, фармакологических, парфюмерных и некоторых других продуктов, а также широко используется для генетического улучшения и обновления культивируемой продукции, включая овощные, ягодные, зерновые.

Низшие растения играют незаменимую роль по регулированию состава атмосферы и гидросферы, служат индикаторами состояния окружающей среды, используются в качестве корма, находят применение в парфюмерии и многом-многом другом.

Но до 7 тыс. из более 15 тыс. видов этих растений за документальную историю человечества либо вымерли (более 0,5 тыс.), либо находятся под угрозой вымирания (3-3,5 тыс.), либо нуждаются в защите (около 3 тыс.).

Кроме того, как показали исследования последних лет (М. Имхоф, 2000), самым негативным образом на потенциале растительности Земли к фотосинтезу сказалась урбанизация планеты. За счет городских островов тепла вегетационный сезон удлиняется, но ранний и длительный период листопада с низкой пиковой продуктивностью сезона уменьшает фотосинтетическую способность внутри урбанизированных территорий до 20 дней.

В целом продолжается рост сельскохозяйственной растительной продукции, в частности зерновых. Однако, в самое последнее время отмечен спад с 1869 млн т в 1999 г. до 1840 млн т в 2000 г. Причиной спада явились снижение цен на зерно, засуха и дефицит воды (в частности в Китае). Подушное потребление зерна после максимума 1984 г.(342 кг), сократилось в 2000 г. до 303 кг, что примерно отвечает этому показателю 1975 г.

Животные ресурсы также характеризуются резким сокращением их видового разнообразия. Наряду с исчезнувшими за последний век растениями ушло в небытие и более 1000 видов только позвоночных животных. В доисторические времена один вид вымирал за 2000 тыс. лет, за последние 300 лет каждые 10 сопровождались смертью вида, сейчас каждый год это происходит с одним из видов. А его потеря, сама по себе, представляет угрозу для вымирания 10-30 видов других животных. Предполагается, что 39% исчезнувших видов погибли из-за интродукции, 36% - от разрушения среды обитания, 23% - в результате охоты, 2% - от других причин, включая отравления.

Скорость исчезновения биологических видов сейчас в 100-1000 раз выше, чем когда-либо наблюдали на Земле.

Чрезвычайно подорвана биопродуктивность моря. Помимо избирательного истребления крупных морских млекопитающих, переловов рыбы, непредусмотренных губительных выловов, непропорционального отлова, особенно в местах скопления молоди, разрушения маршей, ветландов, коралловых рифов и т.п., крайне пагубно на биопродуктивность морей сказалась обычная селекционная практика добычи, сопровождающаяся потерей внутрипополюционного генного разнообразия, ростом гетерозиготности, с соответствующей утратой породного своеобразия, сокращением генофонда.

Около 22% регионов морского рыболовства подвержены переэксплуатации, 44% регионов находятся на пределе их возможной эксплуатации.

Животные культивируемые ресурсы, используемые для питания населением планеты, оказываются чувствительны к этому антропогенному прессу. В 1998 г. глобальное производство мяса достигло 216 млн т (подушное 36,4 кг против 17,2 кг в 1950 г.). Вылов рыбы к этому времени достиг 93,7 млн т (уже при падении подушного потребления до 16 кг). И это при расчетном допустимом максимуме вылова на уровне не более 95 млн т. То есть, практически человечество уже достигло максимума допустимого уровня вылова, подойдя к критическому состоянию рыболовства из-за нерационального использования биоресурсов океанической среды.

Использование животноводческих продуктов питания, выращиваемых нередко аграрно-индустриальными методами производства в условиях ограниченного пространства, при интенсификации роста и веса животных путем применения хемогенных препаратов привели к повышенной вероятности передачи через эту продукцию целого ряда несвойственных ранее человеку заболеваний.

Энергетические ресурсы, уровень их использования являются по существу мерилом цивилизованности общества. Масштабы производства энергии в мире превысили 337518 ПДж. В настоящее время вклад потребления ископаемых топлив в коммерческом производстве энергии составляет около 90%. Большая часть ее определяется использованием нефти (41%), угля (25%) и газа (24%). Значительно менее существенно производство энергии за счет атомных (7%) и гидродинамических (2,5%) ресурсов. Остальное производит альтернативная энергетика (ветер, приливы, гидротермы и прочее). Согласно прогнозам, в период до 2020 г. суммарное потребление топлив может возрасти на 57% (по 2% в год).

Экстраполяция тенденций определяет обеспеченность запасами нефти на 70 лет, газа - на 140 лет и угля - на 300 лет.

Что касается атомной энергетики, то существующие технологии реакций деления ²³⁵U (составляющего 0,7% природных запасов урана) позволяют предполагать рост его потребностей к 2020 г. до 75000 т, при объеме использования в 1997 г. в 61500 т.

Все отрасли энергетики сопровождаются весьма негативными экологическими последствиями.

Использование углей влечет за собой большое количество зольных и газовых отходов, тепловое воздействие и обширное загрязнение вод и почв разнообразным комплексом металлических и металлоидных загрязнений.

Многие нефти и газы характеризуются наличием разнообразных химических и механических примесей. Возрастает потребление тяжелых нефтей, которые концентрируют такие металлы как Hg, Cd, Pb, Ni, Y, Zn и др. В составе газов и продуктах их сгорания много летучих соединений - V, Hg, Cr, As, Pb, Zn, U и др.

Поскольку некоторые металлы здесь высокотоксичны, одной из важных экологических проблем становится проблема деметаллизации нефтепродуктов.

Атомная энергетика уже привела к катастрофическим событиям на Уинскайле (Англия), Тримайл-Айленде (США) и особенно Чернобыле, что звучит как трагическое предупреждение человечеству. В связи с этим закрываются реакторы (все 19) в Германии; из-за дороговизны сокращаются в США; но резко возрастает роль АЭС в Китае, Южной Корее и некоторых других странах Азии. Намерена увеличивать роль атомной энергетики и Россия.

С гидроэлектростанциями связаны крупные затопления земель, нарушение динамики гидросистем, загрязнений искусственно созданных водохранилищ и т.п.

Минерально-сырьевые ресурсы представляют собой крайне разнообразную группу полезных ископаемых, обеспечивающих потребности в сырье металлургической, химической и ряда других отраслей промышленности и сельского хозяйства. Отсюда вытекает необходимость добычи от широко распространенных (Fe, Mn, Al...) до редких (W, Mo, Nb...) и даже рассеянных (In, Sc, Ce...) металлов.

Традиционные лучшие месторождения в своей массе уже отработаны или дорабатываютя. В связи с этим происходит расширение сферы интересов на нетрадиционные, сложные, комплексные недостаточно апробированные, часто труднообогатимые руды и переход на все более бедные месторождения с большими массами отрабатываемых пород.

Эксплуатация месторождений приводит к обширным и глубоким нарушениям окружающей среды. Ежегодная добыча горных масс давно перевалила за 100 млрд. т и потенциально оценивается до 600 млрд. т. Освобождаются значительные объемы подземной атмосферы. Дренируются глубинные воды. Только на угольных шахтах в год водоотлив составляет 1,4 млрд. м³. Депрессионные воронки нередко превышают диаметры в 10 км. Нарушаются крупные массивы лесных и сельскохозяйственных земель. Часть добытой продукции вновь захороняется в недрах.

Объемы отходов растут в экспоненциальной тенденции. И этот процесс, вопреки иллюзорным надеждам на безотходные технологии, все более очевиден: из руд распространенных металлов извлекались десятки процентов целевой продукции, из руд редких металлов извлекаются, в лучшем случае, первые проценты или их доли.

Процесс отработки и отлаживания новых технологий извлечения широкого спектра компонентов руд сложен и во многих случаях принципиально невозможен.

Таким образом, ситуация с использованием минерально-сырьевых ресурсов в дальнейшем будет существенно и всесторонне осложняться, в том числе и в экологическом плане.

Рекреационные и познавательно-информационные природные (средоохранные) ресурсы имеют много общего. Прежде всего, стратегическое направление охраны природных территорий (ОПТ) - это сохранение экологического равновесия и биоразнообразия.

Учитывая ограниченность земных просторов при существующей их освоенности, очевидно, что организация ОПТ должна быть предельно рациональной, и культивируемые представления о целесообразности создания их на 30-50% суши, с этих позиций, запредельно иллюзорны. Вероятно, более отвечает реалиям организация природоохранного каркаса из систем ОПТ различного предназначения и типа.

Основными критериями, на которых базируется выбор объектов ОПТ являются: типичность, уникальность, информативность, репрезентативность и уязвимость данных экосистем.

В процессах природопользования важным фактором является соотношение между отдельными видами и типами используемых ресурсов. Мы уже рассматривали этот вопрос на примере территориальных сочетаний основных биомов. Но это касается всех типов природных ресурсов и их сочетаний.

Гл. 16. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЭКОСИСТЕМЫ

1. Краткий очерк истории развития антропогенной

хозяйственной деятельности

Характер связей человеческого общества со средой его обитания с развитием общества испытывал значительные изменения. С его появлением возник первый вид живых существ, воздействие которых на биосферу представляет собой потенциальную угрозу равновесию в природе.

Становится все меньше территорий неизмененных антропогенным воздействием (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Карто-схема глобального распространения естественных, не измененных антропогенным воздействием ландшафтов по состоянию на август 1988 г. (по Кондратьеву, Григорьеву, 2002)

На ранних этапах, в условиях так называемого "присваивающего" хозяйства, первобытный человек всецело зависил от пищевых ресурсов

природной среды. Это был период собирательства, бортничества и охоты. Прародиной его были, вероятнее всего, экваториальные области, откуда начиналась миграция с расширением сферы его жизненных интересов. Численность его в среднем палеолите достигла 1-2 млн человек.

Истребление крупных животных при интенсивном росте населения привело к верхнему палеолиту к острому кризису охотничьевого промысла, поставлявшего основную пищу возросшего к периоду 12-10 тыс. лет назад населения (3-4 млн чел.). Выход был в переходе к "производящим" формам хозяйствования, получившим название "неолитической революции". Она продолжалась от 2 до 4 тыс. лет. И весь этот период потребности в питании в основном удовлетворялись за счет распространения охоты на все более мелких диких животных, вплоть до грызунов. Население вынуждено было все шире использовать растительные ресурсы, что вырабатывало определенные навыки поисков мест рождения съедобных растительных культур. В начале неолита возникло сельское хозяйство, означавшее небывалый демографический рост. Леса сменяются пастбищами, а затем полями сельскохозяйственных культур.

Благодаря трудам Н.И. Вавилова, палеоботаников и археологов, была разработана полицентрическая концепция зарождения земледельческих центров в очаговых зонах проявления освоенных человеком растительных культур (рис. 16.2). Именно здесь складывались общества палочно-мотыжного, а позднее и пашенного земледелия. На протяжении несколь-

Рис. 16.2. Мировые очаги культурных растений (по В.И. Вавилову, 1995)

ких тысячелетий доля потребления культурных, в том числе злаковых и бобовых, растений увеличилась с 5-10 до 65-85%.

Огромную роль в развитии земледелия сыграло освоение человеком могучих природных стихий - воды и огня. В неолите с помощью огня формировалось подсечно-огневое хозяйствование. Огнем были созданы саванны, огнем - и прерии. Использование воды для полива более засушливых участков привело к оросительному типу земледельческого хозяйства.

Одновременно происходил переход от охотнических форм получения мясной продукции к одомашниванию скота и скотоводческим формам его выращивания.

Возрастающее численно земледельческое население было вынуждено переходить к более интенсивному использованию земельных ресурсов. Развитие сельского хозяйства сопровождается полным искоренением первоначального растительного покрова на обширных площадях, чтобы освободить место для культивируемых человеком видов, наиболее пригодных для питания. На смену подсечно-огневого и переложного земледелия пришла двупольная, а затем и трехпольная системы ведения сельского хозяйства. Наиболее значительные площади на Земле стали занимать оседлые пашенные земледельцы.

Нерациональное использование земель в наиболее благоприятных для жизни зонах безвозвратно разрушило сложившиеся экосистемы на огромных площадях. Но, в конечном счете, аграрная цивилизация не изменила необратимо круговорот веществ и приток энергии в биосферу. Экосистема человека все же оставалась составной частью системы естественных экологических процессов (рис.16.3, 16.4).

Рис. 16.3. Древнейшие районы земледелия и скотоводства(по Адрианову, 1993)

1 – 10-7 тыс. лет назад; 2 – 7-5 тыс. лет назад; 3 – 5-4 тыс. лет надад; 4 – зона охотников и собирателей; 5 – пути распространения земледелия и скотоводства

Рис. 16.4. Изменения в размещении основных ХКТ за 12 тыс. лет

(по Андрианову, 1993)

1 – охотники и собиратели; 2 – скотоводы-кочевники; 3 – мотыжные землельцы; 4 – пашенные земледельцы-скотоводы; 5 – городское население

Определяемые потребностями в развивающемся хозяйстве росли и промышленные типы производств. Концентрация их в виде взаимосвязанных комплексов привела к росту поселков поселений и разрастанию городских конгломераций. С начала XVIII в. наступает "расцвет" промышленно развитого общества. Существенно перестраиваюся естественные экологические системы.

С этим связаны три основных источника воздействий, которые нейтрализуют гомеостатические возможности экосистем и непоправимо нарушают их естественное равновесие (рис. 16.5).

Рис. 16.5. Рост промышленного производства и численности населения мира

Показатели за 1900 г. приняты за 100%

1. Сокращается разнообразие биоценозов. Разрушаются остатки дикорастущей растительности. Вытесняются дикие животные. Разнообразие естественной среды сводится до минимума.

2. Нарушен круговорот веществ. Отходы не минерализуются деструкторами. Много токсических веществ, которые накапливаются во всех средах, нарушая деятельность большинства экосистем. Человек заимствует массу веществ из литосферы, которые затем рассеиваются в средах.

3. Приток энергии полностью изменен. Потребление энергии увеличивается по эскпоненциальному закону. В принципе постепенно слагаются хозяйственно-культурные типы расселения, которые отражены на представленной серии схем, составленных Б.В. Андриановым (рис. 16.3, 16.4).

С каждым видом хозяйствования связаны свои комплексы воздействий на окружающую природную среду, к краткой характеристике которых мы и переходим.

2. Агросистемы

В процессе исторического формирования агропромышленный комплекс прошел три фазы - от использования природных систем, через изменение экосистем сельскохозяйственным воздействием, к современному полностью техногенному агропроизводству. Он должен обеспечить все население Земли растительными и животными продуктами питания.

Растениеводство обеспечивает примерно 90% энергии в структуре питания. Растительная продукция составляет 93% рациона человека.

Однако, в 1928 г. голодало и недоедало 2/3 населения планеты; в 1970-е гг. хронически недоедало 36% жителей; в 1990-е - 20%. Потребление продуктов крайне наравномерно. Промышленно развитые государства, насчитывающие 15% от всего населения мира, потребляют 3/4 его мирового производства. Причем максимум получения сельскохозяйственной продукции, на который возлагалось столько надежд, был связан с идеологией так называемой "Зеленой революции".

Идея была предельно ясна. Следует селекционировать такие сорта культивируемых растений, которые обладают максимумом фитомассы, что зависит, в первую очередь, от освоения растениями N, P, K. Собирая урожай, вместе с овощами и плодами, с полей удаляются и многие питательные элементы, такие как N, P, K, менее - S, Ca, Mg и многие микроэлементы. Поэтому их необходимо восполнять, восстанавливая плодородие почв. А для этого следует, прежде всего, восполнить в почвах потери тех же самых N, P, K и др., для чего нужно вносить соответствующие минеральные (или органические) удобрения. Для того, чтобы растительная продукция как можно менее повреждалась "вредными" организмами, поля должны быть обработаны соответствующими химическими соединениями - пестицидами. Таким образом восполняется экспорт биопродукции и вводятся необходимые для роста урожаев и их сохранности соответствующие добавки. Это способствует росту продукции и одновременно сохраняет качественно агросистему от деградации. Природное равновесие будет поддерживаться, а загрязнение экосистем будет минимальным.

Однако, практика показала, что концепция "Зеленой революции" при ее реализации, привела лишь к временному росту эффективности сельского хозяйства, через пару десятилетий сменившегося еще более явным спадом урожайности и резким снижением качества продукции. В связи с этим проблема продовольственной безопасности выдвинулась на передний план.

Оказалось, что при существующих технологиях урожайность сортов и гибридов реализуется всего на 20-30%. Кроме того, новые сорта должны постоянно обновляться, иначе они теряют свои лучшие свойства и подвержены различным заболеваниям, в связи с чем нуждаются в прививках дикорастущих родичей.

При использовании химических удобрений нарушается естественный процесс обмена веществ. При вводе азота в форме нитратов происходит сдвиг равновесия в системе нитрификации-денитрификации. Попытка увеличить скорость миграции азота столкнулась с самым медленным звеном в почвенном цикле - высвобождением нитратов из гумуса, который обладает главным запасом почвенного азота. Специальные изотопные исследования показали, что минимум 60% вносимых нитратов обогащают грунтовые и поверхностные воды, не участвуя в формировании производимой продукции. Кроме того, в присутствии неорганического азота фиксация бактериями органического азота в почве прекращается. В этом отношении минеральные удобрения подобны наркотикам: чем больше их используют, тем в больших дозах они требуются.

В отличие от азота, который извлекается из воздуха, резервуаром удобренческого фосфора служат фосфориты - горные породы прошлых геологических эпох. В них фосфор находится не в виде тех соединений, которые характерны для почв, а в форме былых морских осадков. Они формировались в принципиально иных "парагенетических" ассоциациях. И отсюда - внесение с ними в почвы ксенокомпонентов, таких как Zn, Cr, V, Cd, Pb, Cu, Ni, Co, Se, As (перечисленных в порядке убывания). И, кроме того, многие типы фосфоритов обогащены радиоактивными элементами, на чем, в частности, основана методика их поиска. Это приводит к изменению геохимического типа почв, что может привести к заражению культивируемых почв токсичными микроэлементами.

3/4 P выносятся из удобренных почв континентальными водами и подобное загрязнение гидросферы принимает массовый характер.

Калийными удобрениями являются по преимуществу также минеральные соли, среди которых доминируют галогениды. Поэтому внесение подобных удобрений, помимо прочего, ведет к повышению кислотности почв.

Таким образом, из вносимых удобрений теряется 20-60% азотных, 70-80% фосфорных и более 50% калийных вносимых веществ и 60-90% поливной воды.

В качестве пестицидов (убийц расхитителей) выступают органические синтезированные вещества различного предназначения: для уничтожения вредных насекомых - инсектициды, для борьбы с типопатогенными грибками - фунгициды, для уничтожения сорняков - гербициды, для уничтожения грызунов - родентициды, для сброса листьев растений - дефолианты и др. Потери продуктов питания без их использования достигают 60% урожая. Производство пестицидов базируется на основе более 900 неорганических, органических и металлорганических соединений Cu, Hg, Pb, As, Ba, S, кислородных кислот, Cl, карбоматов, теозинов и многих других.

Однако, здесь обычен эффект "пестицидного бумеранга": в "эволюционном танце" генотипической изменчивости растения-хозяина и паразитов явное преимущество со временем выявилось на стороне паразитов. К настоящему времени зафиксировано повышение устойчивости к пестицидам более чем у 500 видов насекомых-вредителей, десятков видов возбудителей болезней и сорняков. Это обусловлено не только многочисленностью вредных для сельскохозяйственных культур видов насекомых, грибов, вирусов, нематоз и др. (их более 100 тыс.), но и большой зависимостью их рекомбинационной и мутагенной изменчивости от условий внешней среды. Устойчивость к пестицидам популяций осуществляется достаточно быстро (10-20 поколений), что для многих плодовитых видов не представляет особой беды. Но пестициды нарушают и нормальное прохождение метаболических процессов у самих растений, являясь нередко причиной ятрогенных болезней. А численность полезных насекомых от их воздействия уменьшается обычно на 20-70%.

Очень опасно, что уже до 50% пестицидов рассеивается в воздухе при обработке полей, а общая их эффективность использования не превышает 10-20%.

Пестициды устойчивы и их более отдаленные последствия характеризуются следующими категориями рисков:

1) внедрением ксенобиотиков в биотическую среду;

2) появлением новых форм заболеваний (типа "юшо" и др.);

3) разрывом естественных пищевых цепей;

4) блокированием сукцессии и уменьшением видового разнообразия;

5) трансформацией цели и следствия (направлены против определенных популяций, но воздействуют на целые биоценозы);

6) приводят к сбоям в фотосинтезе (дефолианты);

7) ведут к разрушению естественного биологического барьера от патогенов;

8) проявляют персистентность (устойчивость) глобального воздействия;

9) приводят к вынужденому отчуждению земель (к их отравлению).

"Зеленая революция" не привела и к ожидаемому экономическому эффекту в связи с дополнительными расходами.

Если в условиях экстенсивного земледелия на вклад единицы энергии (ископаемого топлива) получали 25-50 пищевых калорий, то при современных технологиях - лишь 2-4.

Не привели к значительному увеличению мясной продукции и методы искусственных подкормов животных, с использованием гормонов, тиреостатиков и пр. Но явно сказались на качестве этой продукции.

Современное животноводство дает около 55% всей валовой продукции сельского хозяйства. Ведется оно в трех основных системах: пастбищной, стойлово-пастбищной и стойловой. Для каждой из них необходимы различные виды кормов. В связи с интенсификацией использования происходит вырождение пастбищ и сенокосов.

Причинами этого являются:

1) перевыпас и бессистемный выпас (слишком ранний и слишком поздний);

2) истощение почв от непрерывного сенокошения и выпаса по отаве без внесения удобрений;

3) запаздывание с сенокошением, неполное скашивание (оставление на "семена" сорных растений);

4) закустаривание и залесение сенокосов, закочкаривание пастбищ;

5) развитие вместо высоких хорошо поедаемых трав остаточных при выпасе растений с хорошо развитой корневой фитомассой...

На сенокосных полях наблюдается отклонение в развитии травяного покрова по сравнению с выпасными в следующих направлениях:

1) изменяется естественный круговорот веществ, сокращается период фотосинтеза, происходит обеднение почв питательными веществами;

2) происходит изменение хода вегетации, подавляется семенное возобновление, меняется флористический состав;

3) сокращаются мощности подстилки и ветоши, изменяется температурный режим и содержание влаги;

4) изменение растительности ведет к изменению состава почвенных живых организмов и т.д.

Указанные изменения заставляют пересмотреть существующие в земледелии способы и методы хозяйствования с усилением их экологической составляющей. Вырабатываются основы адаптивной, альтернативной технологий, исключающих или ограничивающих использование минеральных удобрений и химической обработки полей.

3. Технические системы

Если сельское хозяйство призвано удовлетворить потребности человеческого общества в сырьевых продуктах питания и простейших обыденных естественных предметах обихода, то все остальные потребности, исключая духовные, обеспечивают разнообразные типы промышленности, базирующиеся на использовании техногенных систем производства. Сам техногенез может быть определен как совокупность геохимических и геофизических процессов, связанных с деятельностью человечества.

Насколько наши требования к промышленному производству обусловлены текущими естественными потребностями общества и насколько они продиктованы другими, в том числе амбициозными, его запросами?

На рис. 16.5 показан рост промышленного производства на фоне роста численности населения мира, из которого отчетливо видно, что на определенном этапе развития человечества, примерно совпадающим с прошедшим столетием, валовый мировой продукт стал расти исключительно быстрыми темпами, намного превысившими тенденцию роста населения. Социальные оправдания этому ищут в стремлении к общему росту благосостояния человека. Однако, это не совсем так.

Мы уже отмечали, что воздействие промышленности в целом ведет к нарушению геохимического и геофизического балансов Земли и к обширному и разнообразному загрязнению окружающей нас среды.

Это нарушение природного равновесия складывается из факторов:

перемещения вещества, которое превысило масштабы многих геологических процессов - сноса его в виде речного стока, ветровой транспортировки и т.п.;

изменения геохимических балансов естественных процессов;

преобразования геофизических полей Земли, включая гравитационное, магнитное, электрическое, радиационное и пр.;

трансформации биомов;

изменения климата, в том числе его температурного режима;

резкое изменение биологического баланса.

Всем промышленным технологиям, несмотря на их значительное разнообразие, свойственна единообразная общая схема:

1) получение (добыча) природного сырьевого материала, сопровождающаяся той или иной массой производственных отходов;

2) переработка исходного сырья с извлечением из него определенных компонентов (и снова отходы);

3) передача конечного продукта переработки для производства изделий (и вновь отходы);

4) использование конечного продукта производства, с превращением его в конечном итоге в категорию промышленных или бытовых отходов.

Суммарно на каждого жителя Земли приходится более 20 т отходов в год. Существует определение отходов, как ненужного вещества скопившегося не в том месте и не в то время. И это приводит к разнообразным техногенным и бытовым загрязнениям.

Для каждого производства характерен свой спектр загрязняющих веществ. Наиболее грязными современными производствами считаются энергетика, металлургия, химия. Но экологически чистых производств нет и не может быть. И если в любом производстве львиную долю составляют отходы, то технологии производств совершенствуются, прежде всего, с целью получения более чистой продукции и во все большем количестве.

Процесс роста и качественного изменения промышленных загрязнений хорошо отслежен С.А. Паршенковым.

Первобытная металлургия несомненно привела к появлению таких загрязнителей, как газ CO₂, аэрозоли металлов и даже страшной троице металлов - Hg, Pb, Cd. С добычей свинцово-цинковых (полиметаллических) руд в средние века связаны были первые радиоактивные загрязнения. К концу средневековья, помимо бронзы, появляется чугун, что означает и первый опыт утилизации отходов. С появлением в XVIII в. домен и использованием кокса связаны массовые загрязнения органическими соединениями. Паровые машины, как энергетические устройства, являлись источниками разнообразного спектра выбросов. И только со середины XIX в. начинаются попытки более систематической утилизации промышленных отходов, с целью использования их в качестве строительного материала. Разумеется, это еще не забота о чистоте среды, а чисто экономические акции.

Появление примитивного химического производства в Древнем Египте и на Ближнем Востоке определялось потребностями в стекле и мыле.

В 1787 г. Н. Леблан открывает способ приготовления соды из каменной соли (NaCl), что явилось отправной точкой заметных скоплений загрязнений в виде выбросов HCl в воздух и появление крупных содовых отвалов.

Широкому развитию химических производств способствовала текстильная промышленность, где для отбеливания тканей требовался Cl и хлорная известь, а их изготовление сопровождалось большим количеством химических отходов.

В конце XIX в. способ Леблана вытесняется аммиачным способом Э. Сольве. И побочный продукт этого производства - хлористый кальций формирует целые "белые моря", загрязняя не только поверхностные, но и подземные воды.

В конце XIX в. появляется контактный способ получения серной кислоты и растет загрязнение сред сернистым ангидритом.

В связи с приоритетом военных потребностей растут потребности в синтезе аммиака, которые затем послужат в качестве минеральных удобрений в виде суперфосфата, с появлением в виде газовых отходов F. Из отходов химических производств получают фенол, составляющий основу пикриновых взрывчатых веществ, толуол, являющийся основой тротила. Применяемый в качестве пороха пироксилин (нитрат целлюлозы) послужил толчком к развитию целлюлозно-бумажной промышленности.

За получением неорганических веществ последовал химический органический синтез. Для активизации военных действий производится огромное количество отравляющих веществ, а затем на их основе появляются пестициды.

К началу XX в. были созданы все предпосылки для появления нынешних глобальных загрязнений во всех традиционных областях промышленности.

Реализация мечты о полетах в небе приходится на годы Первой мировой войны. Тогда же появляются первые модели ЭВМ. Сверхзвуковые военные самолеты разрушают озоновый слой Земли. Возникающая атомная военная промышленность с трудом переходит на мирные рельсы.

Загрязнение окружающей среды резко возрастает.

Увеличение скорости передвижения, связи и информации вызывают необходимость производства жаропрочных материалов, стойких смазок, присадок и т.п. Требуются инертные соединения. Возникают новые не встречающиеся в природе сложные неординарные соединения и составы.

В атомной энергетике возникает необходимость создания газодиффузных производств по разделению изотопов (в виде фторсодержащих соединений). Вовлекаются в промышленное использование Be, B, Cd, Hf, In, Ag, Gd.

Для термоядерных реакторов в больших масштабах растут потребности в редких элементах - Li, Nb, Be, V. Требуется переработка млрд. т исходного сырья.

Необходимы жидкости с повышенной термоустойчивостью. И появляются удовлетворяющие этим требованиям бифенилы и другие необычайно токсичные вещества.

Современные производства начинают в промышленных масштабах потреблять "чистые" металлы, а это означает резкое увеличение "нечистых" отходов. Среди их побочных продуктов производится чрезвычайно устойчивый токсикогенный диоксин.

На новейших заводах электронной промышленности даже воду нельзя использовать вторично: необходима исключительная чистота производства.

Итак, в рассмотренной цепи производств нет ни одного, которое не сопровождалось бы твердыми, жидкими и газообразными выбросами. Нет и таких, где бы отходы полностью утилизировались в качестве сырья для других производств. Поэтому нельзя создавать и промышленных гигантов, чтобы облегчить задачу использования отходов одного производства другим.

В основе важнейших проблем, связанных с промышленными воздействиями лежат общие тенденции развития техники и технологий, в том числе темпы роста производства. Требуются все новые композиционные материалы, новые их свойства. Это касается и жидкостей и полимеров, и композиционных материалов с высокими технологическими параметрами (термоустойчивостью, высокой энергоемкостью, исключительной чистотой состава и т.п.). При этом абсолютно невозможно изолировать технологии от биосферы, поскольку именно в этом пространстве они и функционируют. Также невозможно и создание безаварийного производства. Несмотря на все ухищрения, нельзя устранить все растущую диспропорцию целевой продукции и образующихся отходов.

В энергетике регенерация топлива представляется бессмысленной (необходимо столько же энергии, сколько ее выделилось при сжигании). В атомной и термоядерной отрасли энергетики часть отходов антиприродна, возникает потребность во все большем использовании редких и токсичных элементов (TR, Li, Nb, Be, V) – и все в весьма значительных количествах). Для развития солнечной энергетики необходимы сверхчувствительные элементы – Si, B, Ge, Ga, Cd, Te, Se.

В новейшей металлургии производство более качественных металлов приводит к возрастанию удельных загрязнений на единицу продукции. При увеличении глубины переработки при комплексном извлечении металлов увеличивается суммарное загрязнение, в том числе за счет перевода многих компонентов из химически устойчивых соединений в их подвижные формы. Гидрометаллургия резко увеличивает выбросы в гидросферу. В алюминиевой промышленности производство металла заключается в производстве глинозема, криолитов, электродов и электроллитическом получении конечного продукта из глинозема. Образуется масса так называемого «красного шлама» и одно из наиболее острых загрязнений фтором. При получении титана основной метод – хлорирование, с соответствующими токсичными загрязнениями. Еще сложнее и многообразнее по продуктам загрязнения редкометалльная металлургия.

В химической промышленности, где производится свыше 50000 наименований продукции, отходы чрезвычайно разнообразны, так же как велики «технологические потери». Даже при рециркуляции воды количество шламов и солей неизбежно увеличивается и их приходиться утилизировать при водоочистке.

В органической синтезной химии велика роль не только конечной продукции, но и полупродуктов, многие из которых очень опасны. При производстве фенола необходимо «рассредоточение» предприятий и т.д.

В целом следует учитывать все большее использование в технологических процессах «высоких параметров» (давления, температур, радиации…), исключительно устойчивых по этим требованиям веществ, ужесточение самих требований; исключить иррациональное потребление продукции; сокращение морального срока использования веществ; предотвратить бесхозяйственность и безответственность; ограничить внедрение в мирное производство особо грязных военных технологий.

С точки зрения геоэкологии, как науки преимущественно о глобальных экологических процессах, нет необходимости рассматривать специфику загрязнений, связанных с тем или иным промышленным производством (это задачи науки о техногенных системах и экологическом риске и близких к ней). Поэтому ограничимся здесь лишь краткими сведениями о наиболее характерных веществах и соединениях, поступающих в частности в атмосферу ( табл. 16.1).

Таблица 16.1

Основные вещества и соединения,

поступающие в атмосферу из главных промышленных источников

Повышение концентраций элементов в ареалах загрязнений сопровождается изменением соотношений входящих в их состав элементов.

Последствия промышленных загрязнений окружающей среды трудно переоценить: это и загрязнения воздуха, воды и почв, и проявления смогов и кислотных дождей, кислотных озер, радиоактивные и прочие вторичные негативные экологические явления.

4. Высокотехнологичные производственные системы

Технология - это искусство, мастерство (гр. technе), это совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов, а также самих технологических процессах, при которых происходит качественное изменение обрабатываемого объекта. Сам термин высокие технологии относителен и наиболее часто употребим для принципиально новых технологий (рациональных и иррациональных), особенно в области электроники, атомных производств, ракетно-космических, самолетостроения и т.п. Для них вероятны сочетания новых решений в ракетно-космической области с их чрезвычайно низкой эффективностью (к.п.д. ракето-носителей по выводимому на орбиту полезному грузу не превышает 5%); высоких технологий рыболовецких снастей со способами добычи каменного века; идеализированных целей "Зеленой революции" с относительной кратковременностью их полезного интегрального воздействия... Пропагандируемые направления технического прогресса - комплексные, безотходные и замкнутые производства - не имеют под собой реальной теоретической базы.

Комплексное извлечение всех компонентов природного ресурса, в частности из руд, в принципе невероятно, так как ассоциации минералов образуются в различных термодинамических обстановках, а процессы их извлечения происходят только в определенных диапазонах этих параметров.

Как это показано в приведенном выше анализе С.А. Паршенкова, нет и не может быть безотходных технологий. Они явно противоречат фундаментальному закону экологии о безотходности природных процессов и имманентности отходов антропогенных техногенных производств.

Идея полной замкнутости промышленных производств противоречит термодинамическим законам, поскольку замкнутые системы энтропийны, тогда как производственные открыты, хотя бы потому, что они постоянно нуждаются в подтоке внешней энергии.

Экологическому эффекту производственных технологий пока уделяется явно незначительное внимание. Пожалуй, первый прорыв в этом отношении был сделан Б. Коммонером. Он провел оригинальный и кропотливый статистический анализ производства разнообразнейшей промышленной продукции в США за послевоенный период, отметив крайне неравномерный рост различных предметов потребления, координированных с ростом численности населения за рассматриваемый период, и тех из них, которые были обязаны модернизации взамен традиционных, которые не корреспондировались с ростом численности населения. В итоге он пришел к следующим важнейшим выводам.

Количество загрязнений равно произведению трех факторов: численности населения; количеству данного товара, приходящегося на душу населения; и количеству загрязнений, сопутствующих единице выпускаемого товара. В большинстве случаев резкое увеличение загрязнений объясняется не столько ростом населения и подъема благосостояния, сколько изменениями в технологии производства. Причем, на технологический фактор приходится около 95% общего увеличения количества загрязнений. Поэтому кризис окружающей среды - неизбежный результат этого антиэкологического характера процесса развития.

Позднее он же, проведя параллельный анализ хлорных производств США и загрязнений Великих озер Америки, рассмотрев масштабы непреднамеренного производства диоксинов в мире, призвал к техническому перевооружению, к отходу от хлорных технологий, на базе которых основан целый комплекс современных промышленных производств.

А, вместе с тем, развитие так называемых "высоких технологий" ведет по преимуществу не только ко все большему накоплению известных отходов, но и к появлению качественно новых типов загрязнений, что само по себе чрезвычайно опасно.

"Высокие" атомные технологии привели к разрастанию неуправляемых радиоактивных загрязнений; "высокие" радиотелевизионные и электронные технологии - к разнообразным и далеко не всегда безобидным в отношении всего живого на планете зарязнениям в диапазоне всего электромагнитного спектра излучений; "высокие" ракетно-космические технологии - к загрязнению не только наземной, морской, но и космической сред.

Наконец, сама изменчивость технологий создает, возможно, самую специфическую особенность современного антропогенного кризиса. В частности, принципиальное изменение технологии энергетики неизбежно приводит к цепной реакции в технологии всех энергетически обусловленных производств и бытовых условий существования общества. Поэтому, быстрая смена технологий сама по себе создает беспрецендентный уровень непредсказуемости поведения среды. Подобный темп технологических преобразований неблагоприятен и для социальной устойчивости. Прежде новые технологии в среднем возникали редко, и после относительно краткого периода бурного ("некогерентного") совершенствования наступала технологическая стабилизация социума. При быстрых темпах технологических преобразований этого может не произойти.

Искусственно сконструировать устойчивое сообщество вряд ли возможно: cообщество не механично, а органически связано между собой; поэтому искусственная "сборка" устойчивости, вероятно, столь же неосуществима, как и живого организма.

Итогом развития глобальной цивилизации, особенно во второй половине XX в., был беспрецендентно быстрый рост численности населения и глобальных изменений состояния биосферы. Численность населения более чем удвоилась. Повышение урожая примерно втрое, улучшив в общем питание населения, сопровождалось целым рядом опасных экологических последствий: падением уровня грунтовых вод и резким снижением качества всех водных систем, особенно интенсивным в результате нововведений в сельское хозяйство и в промышленные производства. Темпы роста экономики (примерно в 7 раз за полустолетие) значительно превзошли скорость роста населения. Все это привело к дальнейшему сокращению лесов,

Рис. 16.6. Индустриальная пустошь

местообитаний животных, росту пустынь, в том числе по причинам антропогенного характера (рис. 16.6), ухудшению состояния почв и атмосферного воздуха. Началось разрушение озонового слоя и нарушение приземного космического пространства.

Становиться ясным, что по мере того, как мир становится все более сложным и неоднородным, лишь глубокое проникновение в причинн