arrow http://www.bioticregulation.ru/life/life2_r-6.php

О биотической регуляции
и перспективах сохранения жизни

Впервые опубликовано 6 июля 2002 года на www.biotic-regulation.pl.ru/brr-pop.htm. Обновлено 12 ноября 2003 года (все разделы, кроме шестого в новой нумерации). Перенесено на www.bioticregulation.ru 24 декабря 2008 года. Рекомендуем для первоначального ознакомительного чтения всем тем, кто ничего не знает о биотической регуляции.

6. Сколько же ненарушенных экосистем нам нужно?

Для ответа на этот вопрос необходимо разобраться в принципах устройства естественных экосистем. Жизнь любых организмов поддерживается за счет потребления энергии, которая в процессе жизни рассеивается в виде тепла. Растения используют солнечную энергию, а животные — энергию органических продуктов питания, которые синтезируются другими организмами (растениями или другими животными). Для того, чтобы экосистема (например, лес) была устойчивой, необходимо, чтобы скорости синтеза (продукции) и разложения ("поедания") органического вещества совпадали. Иными словами, нельзя, например, допустить, чтобы животные съели все растения. Достигается это весьма хитроумным способом.

Продукция, производимая в естественной экосистеме растениями (листья, трава, древесина, цветы, ягоды и проч.) потребляется (съедается) организмами различных размеров, от бактерий до крупных млекопитающих. При этом наибольшая доля потребления, до 90%, приходится на самые маленькие организмы — бактерии и грибы, которые потребляют, в основном, отмершую органику (например, опавшую листву, отмершие ветки и стволы деревьев). На организмы средних размеров — насекомые и другие беспозвоночные — приходится до 10% всей продукции растений. Наконец, самым крупным животным, включая млекопитающих, в естественных экосистемах разрешается потреблять не более одного процента продукции экосистемы, рис. 3.

Распределение потребления энергии в экосистеме по организмам разных размеров

Рис. 3. Относительные доли потребления органических веществ на суше организмами разных размеров.
На вертикальной оси отложена относительная доля потребления продукции растений теми организмами, размер тела которых попадает в соответственный интервал по горизонтальной оси. (Так, например, организмы с размерами тела от 0.1 до 1 см потребляют около 5% продукции, производимой растениями экосистемы).
Сплошная линия — универсальное распределение, наблюдаемое для всех ненарушенных экосистем на суше. Площадь под сплошной линией равна единице (100%). Величины в процентах обозначают относительные вклады различных частей гистограммы.
Пунктирная линия описывает современное антропогенное возмущение наземной биоты. Площадь под антропогенным пиком (~10%) соответствует питанию человечества, скотоводству и потреблению древесины (Горшков, 1995).

Почему такая организация гарантирует устойчивость потоков энергии в экосистеме? Представим себе завод, имеющий дело со многими поставщиками, крупными и мелкими, которые с одинаковой, хотя и низкой, вероятностью могут либо завалить поставку, либо поставить в два раза больше деталей, чем нужно. Если завод закажет все необходимое количество деталей одному крупному поставщику, то поставка деталей будет нестабильной — иногда слишком много, иногда ничего. Такая ситуация соответствует гипотетическому случаю, когда всю продукцию в экосистеме съедает одно большое животное, например, слон. Некоторое время он может потреблять пищу сбалансировано, а затем случайно съесть все. Напротив, если распределить весь заказ на поставку деталей между многими мелкими поставщиками, то их случайные огрехи будут частично компенсировать друг друга, и поставка деталей будет более стабильной. Поэтому большая часть продукции в экосистеме потребляется самыми маленькими (и, следовательно, самыми многочисленными) организмами. Тем не менее, поскольку экосистеме для выполнения определенных функций необходимы и крупные животные, на них также отводится определенная доля продукции. Но так как потребление крупными животными нестабильно, то эта доля по абсолютной величине является малой, не более одного процента на организмы с массой более 10 кг. Иными словами, внутренняя организация экосистемы остается устойчивой благодаря низкой численности и, следовательно, низкой доле потребления крупных животных.

Исходя из известных характеристик устойчивых естественных экосистем, можно оценить современное состояние глобальной окружающей среды. В двадцатом столетии доля потребления человеком продукции глобальной биоты выросла до десяти процентов, что в десять раз превышает квоту, отводимую крупным животным в устойчивых естественных системах, рис. 3. Это означает, что для восстановления долговременной устойчивости глобальной окружающей среды и климата необходимо в десять раз уменьшить антропогенное давление человека на биоту. Для этого необходимо восстановить естественные экосистемы на большей части территорий суши, культивируемой в настоящее время человеком. Схожие количественные оценки могут быть получены из анализа современного круговорота углерода (Gorshkov, Makarieva, 1998; Горшков, Макарьева, 1999).

Вставка сделана в декабре 2008 года. Из разговора с журналистом:
— Человечество так сильно превысило свою экологическую квоту... Чем это может для него обернуться?
— Вопрос прекрасный... Биосфера (совокупность экосистем Земли) — это не случайное сборище биологических видов. Это сложный механизм, где каждый организм в строго определенном количестве выполняет строго определенную работу по поддержанию устойчивости всей системы в целом.
Аналогично устроена цивилизация — кто-то растит хлеб, кто-то следит за канализацией, кто-то лечит людей, кто-то охраняет АЭС, а кто-то, скажем, продает аквариумных рыбок. Все эти специалисты "питаются" продукцией, производимой цивилизацией. Так вот, если увеличить долю продавцов аквариумных рыбок до десяти процентов от общего населения, то другие специалисты лишатся пропитания и умрут с голоду. В результате, где-то прорвет канализацию, где-то взорвется атомная электростанция, где-то люди умрут от вовремя не сделанных операций и т.д. Если при этом продолжать содержать армию продавцов аквариумных рыбок, то такие катастрофы будут накапливаться до тех пор, пока цивилизация полностью не разрушится и не прекратит свое существование (разумеется, вместе с продавцами рыбок).
Именно это сейчас и происходит в биосфере, где роль "продавцов рыбок" выполняет человечество. Почвы деградируют, ландшафты опустыниваются, запасы пресной воды уменьшаются и загрязняются, температурный режим потерял устойчивость и т.д. Необходимо срочно изучить экологические ограничения на потребление продукции биосферы человеком, донести эту информацию до широких слоев общества и, выражаясь политкорректно, постепенно гармонизировать численность населения Земли в соответствии с этими ограничениями. Говоря простыми словами, сократить эту численность по крайней мере в десять раз. Это единственный способ сохранить жизнь на планете.

  • <<
  • БР и перспективы сохранения жизни
  • >>
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10