Головна / Земля / Людство скоро зіткнеться з браком ресурсів

Людство скоро зіткнеться з браком ресурсів

1 Зірка2 Зірки3 Зірки4 Зірки5 Зірок (Оцініть статтю!)
Loading...
 
 

Чиста первинна продукція суходолу (приріст маси всіх рослин за певний час) — найважливіший параметр, що визначає можливості подальшого збільшення чисельності людей на Землі. Деякий запас поки ще не використаної первинної продукції є, але вистачить його в кращому випадку на кілька десятиліть. 

brak-resursiv

Розподіл величини чистої первинної продукції (кг вуглецю на 1м2 за рік) в 2002 році. Оцінки наведені по спектрорадіометричними даними, отриманими за допомогою апарату MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Очевидно, що найбільш продуктивні райони — ті, де виростають вологі тропічні і субтропічні ліси. Зі статті: Running, et al., 2004

Сорок років тому, в 1972 році, була опублікована  робота Донеллі Медоуз, Денніcа Медоуза, Йоргена Рандерс (J?rgen Randers) і Вільяма Беренса «Межі зростання» («The Limits to Growth»). Спираючись на досить прості (з сучасних позицій) моделі, Медоуз і її співавтори прийшли до висновку, що протягом перших десятиліть XXI століття на Землі почне позначатися нестача ресурсів, важливих для подальшого існування людини.

Ряд публікацій останніх років, в загальному, підтверджує справедливість зробленого прогнозу. Йохан Рокстрем (Johan Rockstr?m) із Стокгольмського інституту довкілля (Stockholm Environment Institute) разом з великою групою колег в 2009 році запропонували поняття «планетарних меж» (planetary boundaries) для позначення дев’яти вимірюваних змінних величин, що визначають придатність Землі для проживання людини. Ці змінні включають:

1) зміна параметрів клімату (вмісту в повітрі СО2 і потоку енергії, який нагріта сонцем Земля перевипромінює в космос);

2) швидкість втрати біорізноманіття (число вимерлих видів в розрахунку на мільйон видів за рік);

3) зміни в глобальних круговоротах азоту (кількість азоту, що вилучається людиною з атмосфери для своїх потреб) і фосфору (кількість фосфору, що виноситься ріками в океан і таким чином загубленого для подальшого використання людиною);

4) швидкість руйнування озонового шару стратосфери;

5) швидкість окислення океану;

6) витрачання людиною запасів прісної води на суші;

7) зміни у використанні землі (відсоток земної поверхні, перетворений на поля);

8) зростання вмісту аерозолів в атмосфері (особливо в деяких районах);

9) зростання хімічного забруднення навколишнього середовища (органічні поллютантами, пластик, важкі метали, радіоактивні матеріали тощо).

Людство скоро зіткнеться з браком ресурсів

Окремі сектори діаграми — це змінні, що визначають планетарні кордони (planetary boundaries) можливого існування людини на Землі (подробиці див в тексті). Червоний сектор зліва — «Втрата біорізноманіття» (Biodiversity loss). Далі за годинниковою стрілкою: «Зміст аерозолів в атмосфері», «Хімічне забруднення», «Зміна клімату», «Підкислення океану», «Руйнування озонового шару стратосфери», «Цикл азоту» (показаний червоним) і «Цикл фосфору», «Витрачання запасів прісної води »,« Зміни у використанні землі ». Зеленим кружком в центрі показана область значень всіх змінних, що гарантує успішне виживання людини. Червоним кольором показано поточне значення кожної змінної (для деяких його ще не можна встановити). Граничні значення трьох змінних (швидкість втрати біорізноманіття, зміна клімату і вплив людини на цикл азоту), вже перевищені. Зі статті: Rockstr?m, et al., 2009

Далеко не всім змінним, позначеним Рокстремом і його співавторами, легко дати кількісні оцінки, принаймні в даний час. А неможливість оцінки істотно ускладнює використання цих величин для подальшого прогнозу. Однак, як показав недавно Стівен Раннінг (Steven W. Running) з Університету Монтани (Міссула, Монтана, США), замість декількох запропонованих раніше змінних можна використовувати одну, набагато більш точно вимірювану, а саме величину чистої первинної продукції (Net Primary Production, NPP ) суші. На суші основні продуценти — це вищі рослини, а їх чиста продукція — це кількість зв’язаного в процесі фотосинтезу вуглецю (у вигляді СО2) мінус його кількість, яка виділилася в процесі дихання самих автотрофів. Іншими словами, чиста первинна продукція — це реальний приріст маси рослин. Очевидно, що за рахунок споживання чистої первинної продукції і існують всі рослиноїдні тварини і людина.

Для оцінки глобальної, що відноситься до всієї земної кулі, чистої первинної продукції в даний час використовують отримані дистанційно (із супутників) дані про площі та щільності рослинного покрову, а також докладні відомості про погодні умови в тій чи іншій місцевості, оскільки вони нерідко обмежують ріст рослин. Підкреслимо, що стан рослинного покриву оцінювалося для всієї поверхні суші, включаючи як ділянки незайманої природи, так і землі, які обробляються людиною. Дані за 1982-1993 рр.. показали невелике збільшення чистої первинної продукції, але за період 2000-2010 рр.. вона дещо зменшилася. У цілому, згідно з наявними даними, можна з упевненістю говорити, що протягом останніх 30 років річний чистий первинної  продукція суші становило 53,6 Пг (петаграмм, 1015 г, або, що теж саме — мільярдів тонн) вуглецю. При цьому коливання рік від року не перевищували 1 Пг, тобто були близько 2% від середньої. Настільки низька варіабельність цієї величини насправді зрозуміла і свідчить про сталість (протягом принаймні 30 років) основних факторів, її визначальних. Так, загальна кількість сонячного випромінювання, одержуваного Землею, рік від року варіюється в межах 0,001%. Загальна кількість випадних на континентах опадів теж виявляється досить постійним, змінним рік від року в межах 2%, хоча по відношенню до окремих місцевостей коливання ці, як ми всі добре знаємо, можуть бути досить значними.

Діаграма, що показує співвідношення доступної і недоступної для використання чистої первинної продукції суші

Людство скоро зіткнеться з браком ресурсів

Діаграма, що показує співвідношення доступної і недоступної для використання чистої первинної продукції суші (NPP — Net Primary Production): 1) вилучення  людиною чистої первинної продукції (Human appropriation of NPP); 2) доступною, але ще не вилученої  чистої продукції (Available), 3 ) недоступною для використання чистої продукції, що знаходиться в підземних органах рослин (Belowground NPP); 4) недоступної  чистої первинної продукції (національні парки, заповідники, важкодоступні райони). Величини чистої первинної продукції (NPP) наведені в Pg (петаграммах, 1015 р) вуглецю за рік. Площі, до яких відноситься оцінка NPP, — в мільйонах км2. У вилучається продукції наведено окремо цифри для полів (Agriculture) і не оброблюваних земель (пасовища і місця збору палива). Зверніть увагу, що частка доступною, але поки ще не вилучається людиною чистої первинної продукції, дуже невелика — близько 10% (в абсолютних цифрах це 5 Pg C). З обговорюваної статті в Science

Сталість величини чистої первинної продукції суші свідчить про те, що очікувати значимого приросту цієї величини (а отже, і істотного збільшення виробництва їжі) не доводиться. За розрахунками багатьох авторів до 2050 року чисельність народонаселення зросте на 40%. Але питання в тому, чи зможе таке навантаження винести біосфера. Ще п’ять років тому вважалося, що в 2000-ті роки людство вилучало з суші за рік 15,5 Пг вуглецю (або 23,8% всієї чистої первинної продукції суші). Однак у роботі цього року, виконаної за участю Раннінга, вказувалося вже на те, що людство вилучає для своїх потреб 38% чистої первинної продукції. Вважається, що залишкові 62% (а це близько 38 Пг вуглецю в рік) дістануться наступним поколінням. Але насправді 53% усієї чистої первинної продукції не можуть бути використані, оскільки представлені продукцією підземних органів (приріст коренів), а також продукцією рослинності на території національних парків і важкодоступних територій. Тому насправді в розпорядженні людини залишається всього 5 Пг вуглецю в рік, або приблизно 10% всієї чистої первинної продукції суші.

Під сільське господарство зараз зайнято 34% території суші, а збільшення цієї частки може бути тільки дуже незначним, в основному в Африці і Південній Америці. У ряді випадків, насамперед в областях, зайнятих вологими тропічними лісами, первинної продукції на оброблюваних землях значно менше тієї, що була властива природним екосистемам, які існували на цьому місці раніше, але представлена компонентами, які мають для людини в даний період часу велику цінність. Однак у випадку посушливих земель зрошення та застосування добрив дозволяють збільшити чисту первинну продукцію в кілька разів у порівнянні з вихідною.

Більш точний прогноз вимагає введення цілого ряду припущень, однак питання про те, чи буде досягнутий допустима межа у використанні чистої первинної продукції, вже не стоїть. Питання полягає в тому, коли він буде досягнутий. Найбільш часто даються прогнози — це кілька десятиліть.

Натхнення: http://elementy.ru

[poll id=»1″]

 
Loading...
comments powered by HyperComments