Биологическая стабильность окружающей среды: предельная хозяйственная ёмкость биосферы

Введение

Биосфера – это целостная геологическая оболочка Земли, заселенная жизнью и качественно преобразованная ею в направлении формирования и повышения жизнепригодных свойств. Человек является частью биосферы, он живет в ней и должен считать с ее законами, должен строить свою деятельность, вводить новшества, учитывая параметры биосферы, ее "желание" принять или не принять эти новшества.
Во все времена трудовая деятельность человека развивалась в постоянном преодолении сопротивления природных объектов его усилиям. Это выработало у человека отношение к природе, как к чему-то противостоящему, с чем нужно бороться, чтобы выжить. Человек все время пытался переделать природу, подстроить ее под себя, не задумываясь о последствиях, думая лишь о первичной выгоде, не понимая, что последствия этого беспредельного изменения отразятся гораздо позднее и справиться с ними будет сложнее.
И только сейчас, когда эти последствия проявились во всей своей мощи и устранить их очень сложно, а оставить все как есть невозможно, стали задумывать о таком понятии как хозяйственная емкость биосферы, предел ее возмущения.
Изучением вопроса последствиях воздействия человека на окружающую среду, хозяйственной ёмкости биосферы, уровнем разрушительных действий нашей цивилизации на экосистему занимались и занимаются в настоящее время много ученых. Как отечественных, так и зарубежных.
Известны труды таких авторов как В.Г. Горшкова "Физические и биологические основы устойчивости жизни". В.Г. Горшков в своей работе пишет, что «нарушение стабилизации окружающей среды наземной биотой произошло после начала промышленной революции». Для решения проблемы он предлагает ставить вопросы о создании заповедных материков и океанов. Первым шагом в этом направлении может стать сохранение заповедной Антарктиды.
Оценку трансформации экосистем дает в своей работе Ж.В. Кузьмина «Динамические изменения экосистем и вопросы их оценки».
Академик А. Д. Сахаров в своей статье «Мир через полвека» дает свое видение вопроса. Статья была написана в 1974 году, опубликована на родине автора лишь только в 1988 году. Речь идет об условном 2024 годе. А.Д. Сахаров пытается заглянуть в будущее, которое для нас, ныне живущих, не такое уж и отдаленное. В 1974 году он думал, что в 2024 году население на планете будет более 7 млрд. человек; прогнозировал истощение природных ресурсов — нефти, природного плодородия почвы, чистой воды и т. п.; видел серьезное нарушение природного равновесия и среды обитания человека. По моему мнению, его прогнозы сбываются в наше время.
Доктор наук, профессор Всеволод Зубаков, выпустивший брошюру "Эндоэкологическое отравление и эволюция: стратегия выживания", и вовсе считает, что если в ближайшие годы люди не прозреют, то в лучшем случае уступят место киборгам, а в худшем вообще исчезнут с лица Земли.
Вопрос о предельной ёмкости биосферы является актуальным сегодня и будет актуальным в будущем.
В данной работе мы дадим определение хозяйственной ёмкости биосферы и рассмотрим вопрос предельной емкости биосферы.


Биологическая стабильность окружающей среды:
предельная хозяйственная емкость биосферы

Известно, что жизнь на Земле существует благодаря солнечной энергии, которая создала и поддерживает существование «живого вещества» (биоты), благодаря круговороту воды на суше, кислорода, углерода, азота в атмосфере, океане и лесах и другим механизмам биотической регуляции.
Достаточно неизвестного в механизмах регуляции окружающей среды. Отсутствует необходимая информация о некоторых цепей воздействий. Лучше всего на сегодняшний день изучено углеродный баланс, круговорот воды и ряд других биогенов. Но ни один процесс не действует в биосфере изолированно: он обязательно ограничивается, дополняется, усиливается, компенсируется, структурируется под воздействием системного действия процессов, в том числе антропогенного характера.
Через наращивание темпов и объемов эксплуатации природы в начале XX века наша цивилизация достигла опасной черты биосферных возможностей регулирования жизненного пространства. Человечество уже не может свободно развиваться, как это было на протяжении последних десяти тысяч лет. Оно желает подчинить свои законы жизнедеятельности требованиям природных законов биосферы, биотического регулирования и законам распределения потоков энергии.
Однозначный вывод теории биотической регуляции таков: потеря устойчивости, а потому и постоянства с ее обязательным результатом - перестройкой биоты - неизбежны, если человечество не одумается и не вернется в те предельно допустимые параметры воздействия на окружающую среду, которые считаются пределами исторически приобретенной природой устойчивости. Этими пределами определяется количественное понятие хозяйственной емкости биосферы (природы). Развитие человечества, происходит при условии соблюдения требований сохранения влияния на биосферу в пределах ее хозяйственной емкости, и следует называть сбалансированным.
Итак, хозяйственная емкость биосферы - это предельно допустимый антропогенное воздействие на биосферу, превышение которого приводит к возникновению дисбаланса и со временем непременно вызовет в ней необратимые деградационные процессы.
Обобщенным измерителем хозяйственной емкости можно условно считать предельный поток энергии, который человечество имеет право потреблять, используя при этом все известные источники ее получения и технологии производства

. Количество этого потока, человечество пропускает через себя, определяется делением общей энергопотоков в биосфере, где его потребителями являются живые организмы, и по современным оценкам не превышает 1 процента такого общего энергопотоков. Превышение объемов хозяйственной емкости биосферы приводит к нарушению распределения потоков энергии, вызывая тем самым деформацию биохимического круговорота биогенов, сокращение биоразнообразия, ослабление (а затем - и потерю) регулятивной способности биоты, провоцирует глобальные экологические кризисы. Синонимами термина "хозяйственная емкость экосистемы" признаны такие словосочетания: несущая емкость экосистемы, емкость экосистемы, предел возмущения экосистемы, граница устойчивости экосистемы. Иногда используют и эколого-экономический потенциал, природно-экономический потенциал.
Накопление атмосферного CO2 - предупреждение номер один для человечества. Хозяйственная емкость биосферы как интеграл ее предельного возмущения. Какая "энергетическая квота" цивилизации? Какую часть земной суши позволено освоить человеку?
Не справляющаяся с антропогенным прессом биосфера вступает в стадию своей деградации (по началу, быть может, и обратимой), которая будет, очевидно, продолжаться до тех пор, пока не исчезнет самая ее причина - человеческая цивилизация, не сумевшая ввести свое развитие в приемлемое для окружающей среды русло. И все это может случиться намного раньше, чем разразится реальный кризис по какому-либо из жизненно важных для человечества ресурсов.
Но если человек в процессе своей хозяйственной деятельности постоянно подрывает сложившиеся природные взаимоотношения, то естественная биота, напротив, с самого своего возникновения неизменно воздействовала на окружающую среду в направлении повышения ее устойчивости, а следовательно, стабильных условий и своего собственного существования.
В условиях, когда цивилизацией разрушено более 60% естественных экосистем суши, именно океаническая толща с ее пока еще слабо возмущенной биотой служит главным каналом (стоком) для выведения из атмосферы антропогенного углерода. Однако с растущими антропогенными нагрузками не справляется уже и Мировой океан.
Так, по существующим оценкам, экосистемы Мирового океана поглощают сегодня только половину выбрасываемого в атмосферу при сжигании ископаемого топлива углерода - другая же половина в ней накапливается. Океаном абсорбируется также и 2/3 так называемого "лишнего" углерода, образующегося на нарушенных хозяйственной деятельностью территориях суши, а оставшаяся 1/3 поглощается ее сохранившимися экосистемами (главным образом лесами и ветландами России и Канады).
Следовательно, налицо нарушение замкнутости круговорота важнейшего из биогенов, приводящее к его постепенному накоплению в атмосфере. И это, в ряду многих других, вне сомнения, факт номер один, неоспоримо свидетельствующий о том, что допустимые границы воздействия человека на биосферу уже перейдены и что выход его за пределы ее ассимилирующей, или хозяйственной, емкости можно считать свершившимся.
Как и любой другой вид на Земле, человечество существует в рамках определенного энергетического коридора, характеризуемого той максимальной долей от общего энергопотока в биоте, которую оно может использовать на свои нужды без риска возмущения окружающей среды.
При этом речь, разумеется, идет об энергии, уже преобразованной фитопланктоном и растениями суши в процессе фотосинтеза, которую они запасают в виде органического вещества, именуемого поэтому первичной продукцией. Годовая же величина этой органики, созданной на той или иной территории, получила название валовой первичной продукции.
Около 20% запасенной растениями энергии расходуется на их собственный рост, дыхание и размножение, так что в дальнейший круговорот включается лишь оставшаяся ее часть, которая и используется организмами-консументами следующих трофических уровней. Именно она и представляет собой так называемую чистую первичную продукцию - знакомое уже нам понятие. Ежегодный осенний листопад листвы, сухих веток и плодов в умеренных широтах - вот один из типичных примеров потока чистой первичной продукции.
Установлено, что более 90% растительной органики в естественных экосистемах потребляется бактериями, грибами и простейшими, играющими вместе с тем ведущую роль в механизме биотической регуляции. Что же касается остальной части этого энергопотока, то почти вся она (около 10%) потребляется мелкими беспозвоночными - членистоногими, червями, моллюсками и т.п. На долю же крупных позвоночных животных, ответственных за более тонкую функциональную настройку природных сообществ, приходится менее 1% циркулирующей в биоте энергии