ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Изменение окружающей среды, вызванное первобытным человеком.

Огонь, без сомнения, был первым техническим завоеванием человечества. До тех пор пока человек не подчинил себе огонь, он жил в идеальной гармонии с природой, во всяком случае с экологической точки зрения. Влияние наших немногочисленных и далеких предков из нижнего палеолита на окружающую среду было весьма ограниченным. Они являлись составной частью экосистемы и одним из многочисленных элементов биоценоза, участвующих, как и все другие виды, в круговороте веществ и распределении приходящей энергии. Но как только первобытные охотники палеолита получили огонь, они начали разрушительное наступление на окружающую природу, непропорциональное их относительной малочисленности. Сегодня мы с уверенностью заявляем, что использование огня для загона и ловли дичи сотни тысяч лет назад вызвало разрушение растительных сообществ в различных районах земного шара. Африка, без сомнения, пострадала больше других континентов, однако мы располагаем доказательствами того, что и в Центральной Европе растительный покров был погублен катастрофическими пожарами еще в палеолите.

В тропических и, возможно, умеренных широтах эти пожары послужили причиной безвозвратного уничтожения огромных массивов первоначальных лесов. Несколько позднее дикорастущий растительный покров в различных районах Африки, Азии и тропической Америки также был погублен человеком, однако уже сознательно: для создания дополнительных полей злаковых, которые способны поддерживать более богатую фауну копытных, чем первоначальные леса. Подобное сознательное уничтожение лесных массивов предопределило распространение саванн в западной части Африки и Юго-Восточной Азии. Около 10 000 лет назад индейцы Северной Америки таким же методом создали прерии — выжгли леса под пастбища для бизонов. В последнем случае и в некоторых других подобная модификация растительного покрова не сопровождалась падением производительности в биотопах. Однако систематическое уничтожение огнем растительных сообществ, как правило, уменьшало биологические возможности среды —это подтверждает изучение саванн в таких страных, как Берег Слоновой Кости (Lamotte e. а., 1967), Бразилия, Гвиана.

Но охотники палеолита не только видоизменяли или разрушали на больших площадях растительные сообщества. С помощью огня, комбинируя различные способы охоты, они обедняли, и весьма чувствительно, видовой состав крупных позвоночных, населявших различные районы Земли.

Сегодня мы располагаем палеонтологическими доказательствами подобного уничтожения многих видов животных-гигантов — последних представителей богатой фауны неогена. Можно упомянуть о массовом истреблении их в плейстоцене (Martin, 1967), когда в тропических районах Африки около50 000 леттому назад было уничтожено более половины крупных млекопитающих, переживших далекий третичный период. Таким же образом около 12 000 лет тому назад охотники верхнего палеолита уничтожили более 60 % крупных млекопитающих, населявших район Магриба.

В палеолите индейцы Северной Америки истребили мамонтов и древних бизонов (Bison antiquus), которых они выбивали целыми стадами: окруженные охотниками и напуганные огнем, животные устремлялись в овраги и специально приготовленные для них ямы (найдены горы трупов этих млекопитающих).

Весьма возможно, что исчезновение гигантов Южной Америки (Xenarthres), равно как и глиптодонтов, было ускорено первобытными людьми. Палеонтологи уверены, что в вымирании Dinornithides, этих гигантских вееропёрных птиц Мадагаскара и Новой Зеландии, человек сыграл не последнюю роль.

Сельское хозяйство как первопричина нарушения равновесия в природе вследствие деятельности человека.

В начале неолита с возникновением сельского хозяйства воздействие человека на биосферу увеличилось во много раз. Начался небывалый демографический рост. Бесспорно, это вторая технологическая революция в истории человечества, благодаря которой в разных частях света были заложены основы классовой структуры общества, сохранившейся во многих страных и по сей день.

Развитие сельского хозяйства вызвало первое серьезное антропогенное потрясение биосферы. Оно также ускорило модификацию зооценоза, сопровождавшуюся вымиранием крупных представителей фауны, которых пастухи считали конкурентами домашних животных. Но особенно велико влияние сельского хозяйства как фактора смены экосистем. Известная регрессивная серия sylva-saltus-ager — пример такой смены экосистем: лесные биомы сменяются сначала пастбищами, а затем полями сельскохозяйственных культур.

Развитие сельского хозяйства сопровождается полным искоренением первоначального растительного покрова на обширных площадях, чтобы освободить место для небольшого количества отобранных человеком видов, наиболее пригодных для питания.

Возникновение сельского хозяйства позволило вести оседлый образ жизни, способствовало увеличению плотности населения и образованию первых поселений. В то время как охотнику палеолита для поддержания жизни была необходима площадь 20 км², что требовало сильного рассредоточения населения, земледельцу палеолита было достаточно нескольких гектаров земли. К тому же люди научились хранить зерновые, и это позволило создавать запасы и способствовало переходу от кочевого к оседлому образу жизни.

Разрушение естественных растительных сообществ часто приводило в конце концов к бесплодности и превращению территорий, отведенных под культурные растения или пастбища, в настоящие пустыни. Интенсивное использование огня доисторическими пастухами для создания выгонов домашним животным, в частности практика выжигания в средиземноморских районах (выжигались леса и маки) привело к уничтожению многочисленных первичных биосистем еще несколько тысячелетий назад.

Необратимые изменения окружающей среды во многих районах Земли произошли уже к началу нашей эры. Такова среди прочих судьба плодородного полукруга. Эта территория — колыбель цивилизации — включала юг Палестины, северные районы Сирии и Месопотамии и тянулась вплоть до восточной части Ирана. Именно там более 10000 лет назад зародилось земледелие: в Ираке найдены свидетельства существования (начиная с IX тысячелетия) зернохранилищ и овцеводства. Сегодня песчаная пустыня простирается там, где 8000 лет назад процветала сельскохозяйственная цивилизация неолита. Чрезмерная эксплуатация этих биотопов постепенно разрушила леса, потом вторичный покров земель и, наконец, почву.

До недавнего времени, несмотря на прогресс культуры и техники, различные общественные формации сохраняли общую экономическую основу, восходящую к неолиту. Какова бы ни была их социально-экономическая база, они все представляли собой главным образом аграрные цивилизации.

Несмотря на возрастающее значение городов и интенсивную индустриализацию, большинство населения существовало за счет сельского хозяйства. В связи с этим воздействие человека на природу, в сущности, нисколько не изменилось вплоть до середины прошлого века, когда использование многочисленных научных открытий зарождающимся капитализмом положило начало современной индустриальной цивилизации.

В конечном счете аграрная цивилизация не изменила необратимо круговорот веществ и приток энергии, в биосферу; можно даже сказать, что экосистема человека при этой общественной формации стала составной частью системы естественных экологических процессов.

В Европе начиная с появления первых аграрных цивилизаций неолита и до середины XIX в. экосистема человека была основана на эксплуатации земель и ограниченной деятельности ремесленников, использовавших главным образом растительные материалы, т. е. биодеградирующие, и небольшое количество коррозирующих металлов.

Эта экосистема была еще достаточно разнообразна: дикие прерии, целинные земли, леса, ограниченные районы многоотраслевого хозяйства представляли собой незначительно измененные или нетронутые места обитания.

К тому же подобная экосистема имела своих первичных производителей (дикорастущие и декоративные растения), которыми человек питался или непосредственно, или косвенно через вторичных продуцентов (скот, дичь и т. д.), которые снабжали его большинством применяемых им материалов (лес, растительное волокно). Человек был основным потребителем этой экосистемы, в которой также развивалось довольно большое число животных, обладающих значительной суммарной биомассой. Вся продукция, потребляемая нашим видом, трансформировалась в биодеградирующие отбросы, разрушаемые третьей категорией организмов биоценоза — деструкторами. Последние окончательно разрушали отбросы и осуществляли их минерализацию в простые вещества (фосфаты, нитраты и другие минеральные соли), которые снова использовались автотрофами в процессе фотосинтеза так же, как и выделяющийся углекислый газ. Таким образом, самоочищение вод и земель полностью осуществлялось и круговорот вещества в экосистеме не нарушался. Приток солнечной энергии, получаемой человеком в виде химической энергии в процессе обмена веществ при питании (около 4000 ккал/сут на одного человека), складывался примерно с таким же количеством энергии, которую человек использовал в виде тепловой (сжигание дров в домашних очагах) и механической (тягловая сила) энергии.

Использовалась энергия, накопленная в течение одного вегетационного периода первичными продуцентами, а также аккумулированная в течение многих лет деревьями. Но количество энергии, используемой отдельным человеком, было очень ограничено. Оно оценивается в 10 000 ккал/сут на одного человека в неолите и около 22 000 ккал/сут в конце средних веков.

В конечном итоге экосистема человека при аграрной цивилизации имела высокий уровень гомеостаза. Несмотря на изменение или замещение экосистем, что неизбежно влечет за собой развитие земледелия, деятельность человека в сельскохозяйственном обществе вписывалась в биогеохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосферу. Но в промышленно развитом обществе дело обстоит по-другому.

Современное промышленно развитое общество и еговоздействие на биосферу

С начала XVIII в. был сделан ряд научных открытий, которые вызвали расцвет современного промышленно развитого общества. Начиная с этого времени экономическая структура основных европейских стран быстро изменялась, так как изобретались первые машины, использовалась новая техника, что способствовало росту промышленных предприятий. Тогда же были введены в обиход новые растительные культуры, что повышало эффективность земледелия и животноводства. Все эти нововведения были предвестниками радикального изменения отношений между человеком и природой.

Во второй половине XIX в. вместе с появлением современной индустрии перемены стали особенно значительными. Изучение структуры и деятельности экосистемы человека в современном промышленно развитом обществе позволяет заключить, что в экологических границах она характеризуется тремя основными источниками воздействий, которые нейтрализуют гомеостатические возможности экосистемы и непоправимо нарушают ее естественное равновесие.

Разнообразие биоценозов в средах, эксплуатируемых человеком, все больше сокращается. Строятся города, унифицируются сельские районы путем разведения на больших пространствах технических монокультур, разрушаются последние остатки дикорастущей растительности, уничтожаются леса и болота, бесполезные с точки зрения современного человека. Что касается диких животных, то они почти полностью вытеснены из так называемых развитых районов земного шара.

Помимо уменьшения разнообразия естественной среды (одна из основных причин нарушения равновесия в природе), имеются еще два фактора, которые оказывают пагубное влияние на деятельность экосистемы человека.

Нарушен круговорот веществ, так как отходы человека больше не минерализуются деструкторами. Деятельность микроорганизмов в воде и почве все чаще затормаживается различными очень токсичными загрязняющими веществами, заражающими эти среды. К тому же в процессе промышленного производства образуется большое количество веществ, которые невозможно разложить биологическим путем; эти вещества накапливаются в атмосфере, гидросфере и почве, нарушая деятельность большинства экосистем.

Непрекращающееся накопление в различных биотопах отходов, которые не участвуют в круговороте, сильно отражается на биогеохимических круговоротах. К естественным элементам, циркулирующим между различными средами биосферы, человек добавил значительное количество искусственных. Так, массовое и все возрастающее использование ископаемого топлива уже вызвало глубокие изменения круговоротов углерода и серы и нарушило, правда в меньшей степени, круговорот азота.

Но человек еще и заимствует из литосферы различные минералы (например, сырье для удобрений), редкие металлы (например, ртуть) и многие другие, которые затем в значительных количествах рассеиваются в воздухе, воде и почве.

С точки зрения экологии подобные непрекращающиеся накопления различных остатков в будущем могут иметь пагубные последствия.

Отходы современной цивилизации ставят перед обществом ряд проблем, что не всегда ясно не специалисту, однако становится очевидным, когда накопление хозяйственных отходов и твердых отбросов (например, на автомобильных кладбищах) причиняет явный вред.

Приток энергии полностью изменен в современном промышленном обществе, ее основной потребитель — развитые страны Запада. Так, население Соединенных Штатов составляет лишь 7 % населения земного шара, однако в 1970 г. США использовали треть добытой во всем мире энергии (6,6-10⁶ МВт): около 2,2-10⁶ МВт. В этой же стране в среднем на каждого человека расходуется 230 000 ккал/сут — энергия, получаемая главным образом за счет ископаемого топлива (Cook, 1970).

Из пищи человек получает часть энергии — солнечную энергию, трансформированную в процессе фотосинтеза, а дополнительное количество поступает при использовании (в виде нефти и каменного угля) солнечной энергии, накопленной в течение сотен тысяч лет ископаемыми растениями.

В сельскохозяйственном производстве потребление синтезированной энергии происходит при механизированной обработке земли, при использовании удобрений и пестицидов, также синтезированных благодаря энергии ископаемого топлива.

Если мы рассмотрим эволюцию мирового потребления энергии за последнее столетие, то заметим, что оно возрастает настолько быстро, что уже сейчас встает вопрос об исчерпании запасов нефти и природного газа. Потребление энергии увеличивается по экспоненциальному закону. Начиная с 1850 г. потребление энергии увеличивалось примерно на 2,5 % в год, в 1950 г. оно возросло на 5 %, а в настоящее время — на 9% (Hubbert, 1969). Такой безудержный рост потребления энергии индустриальным обществом дает нам возможность осознать и другую более общую проблему, не менее важную, чем проблема загрязнений, а именно: истощение невозобновляемых природных ресурсов биосферы. Кроме того, эти явления усугубляются демографическим фактором — усиленным ростом населения планеты.