Какосфера - антипод ноосферы, продолжение
Dec. 25th, 2013 08:57 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
systemityПродолжение статьи академика Г.А. Заварзина, приведённой в http://systemity.livejournal.com/1943773.html
ГЛОБАЛИЗАЦИЯ КАКОСФЕРЫ
Деятельность человека приводит к созданию антропогенных геологических тел. При норме 200 кг/год твердых бытовых отходов на горожанина вокруг городов создаются полигоны этих отходов и свалки, занимающие депрессии. В них протекают интенсивные микробные процессы, затухающие примерно через 30 лет после того, как закончился сброс отходов и когда свалка с миллионами тонн отходов - антропогенное геологическое тело - засыпана. Микробные процессы в этих геологических телах вызывают не только загрязнение воздуха, с которым можно бороться с помощью аэробного бактериального фильтра, образующегося в рыхлой почве над свалкой, но и загрязнение грунтовых вод. Во всех случаях работают многовидовые микробные биопленки, закрепленные на субстрате-носителе. Еще более масштабный пример какосферы являет горнодобывающая промышленность, отвалы которой достигают миллиардов тонн. В них происходит микробное окисление сульфидов с формированием кислых "купоросных" шахтных вод и выносом тяжелых металлов.
Какосфера охватывает и сельскохозяйственное производство, превращающее природные ландшафты в агроценозы. Это производство неразрывно связано с существованием человечества трофической цепью. Для пропитания возрастающего населения есть две стратегии: экстенсивного (освоение целины) и интенсивного развития. Последствием первой стало опустынивание, а в глобальном масштабе - изменение цикла углерода, вызванное сокращением накопления гумуса, как это произошло после распашки степей в Новороссии и прерий в США в XIX столетии. Интенсивное развитие ведет к локальному загрязнению, обусловленному избыточным применением удобрений и физиологически активных веществ. Поэтому доведением до абсурда логики "зеленых" было бы уничтожение человечества или переход к первобытному собирательству, а желательным результатом — "экологически чистое земледелие", хотя с биосферной позиции оно в принципе невозможно. Выход из противоречия ищут в компромиссе, так называемом "устойчивом развитии" (человечества). Прежде всего оно должно распространяться на сельское хозяйство, однако в наиболее концентрированной форме проявляется в промышленном производстве.
Еще одно свидетельство глобализации какосферы - изменение химического состава атмосферы и связанное с ним изменение климата. Относительно причин изменения климата могутбыть разные точки зрения, но нет сомнения, что парниковый эффект зависит от состава атмосферы, который находится под контролем положительной обратной связи со стороны биоты и в прошлом был вне воздействия какосферы [5]. Теперь же ее вклад в глобальные потоки парниковых газов в атмосферу с наземных территорий - около 10%. В природном потоке парниковых газов, не связанных с дыханием первичных продуцентов растений, 90% обусловлено деятельностью микроорганизмов-деструкторов, поскольку вклад животных очень мал. Если считать, что потоки парниковых газов с наземных территорий близки к потокам газов через поверхность океана, то окажется, что 5-7%-ное искажение состава атмосферы, вызванное промышленной эмиссией, достаточно для глобализации действия какосферы.
По данным межправительственной комиссии IPCC (Intergovermental Panel of Climate Change), в 1997 г. концентрация С02 в атмосфере составила 367 ррш, достигнув самого высокого значения за 420 тыс. лет, для которых имеются данные по ледовым кернам Антарктиды. В доиндустриальную эпоху она удерживалась на уровне 280 ±10 ррт. Ежегодный прирост за последние десятилетия равнялся 1.7 ррт, что соответствует 3.3 млрд. т С. Этот прирост согласуется с падением содержания 02, оцениваемым по отношению 02/N2 в атмосферном воздухе. Между годами наблюдается высокая вариабельность и, например, в 1998 г. возрастание С02 в атмосфере составило 6 млрд. т С. Причина этой вариабельности неясна и чаще всего
объясняется явлением Эль Ниньо в Тихом океане. Согласно оценке IPCC, рост содержания С02 обусловлен в первую очередь сжиганием топлив,
продуцировавшим в 1990-х годах 6.3 + 0.4 млрд. т С ежегодно. Из них в атмосфере оставалось 3.3 ± ±0.1 млрд. т С в 1980-х годах и 2.9 ± 0.1 млрд. т С
в 1990-х. В эти годы индустриальная эмиссия С02 на территории России сократилась до 0.6 млрд. т С.
Наземный сток С02 определяется балансом между ассимиляцией растительным покровом и выделением при органотрофном разложении мортмассы. При повышении С02 ассимиляция усиливается за счет изменения сопротивления устьиц растений и фотоассимиляции. IPCC сделало вывод, что эффективность наземного стока зависит от перехода органического углерода в формы с длительным временем пребывания, то есть в древесину и консервативные формы почвенного углерода в гумусе. Увеличенная концентрация атмосферного С02 приводит в полевых экспериментах к росту содержания Сорг в почве на 30%, при этом повышается эффективность использования воды растением.
На континентах, служащих источниками индустриальной эмиссии, в 1990-х годах поглощалось 1.0 ± 0.6 млрд. т С. Таким образом, естественное связывание С02 превышало эмиссию от индустриальных источников и землепользования. Поглощение С02 на континентах происходит в Северном полушарии к северу от 30° с.ш., то есть в широтной зоне, где расположена Россия. Величина поглощения здесь оценивается от -1.8 до -0.7 млрд. т С в год в 1980-х годах и несколько выше - в 1990-х. При этом наблюдается резкий сезонный ход концентрации атмосферного С02 с минимумом летом при максимальной амплитуде сезонных колебаний на севере. Тропический пояс от 30° с.ш. до 30° ю.ш. нейтрален, колебания обмена составляют от —1.3 до + 1.1 млрд. т С, то есть растительность поглощает примерно столько же С02, сколько освобождается при деструкции органического вещества. Остаточный наземный сток в 1.8 млрд. т С в год определяется как "неизвестный сток".
Углеродный баланс России примерно соответствует ее территориальной доле в глобальном балансе [6, 7]. Положительный баланс углерода на территории нашей страны следует из прямого наблюдения накопления Сорг в почве и торфах, а также в древесине. Легенда о "тропических лесах - легких планеты" в научном смысле представляет собой анахронизм.
Ландшафты России относительно мало изменены по сравнению с другими странами, но степень их изменения прямо зависит от плотности
населения и, следовательно, непосредственно воздействует на национальную популяцию. Кстати, предполагаемое изменение климата, по расчетам, приведет к выигрышу в сборе зерновых для США, России, Китая (см. карту). Для России выигрыш к 2080 г. оценивается в 20-50%, для США -
от -5 до +5%, для Китая - 5-20%, разумеется, с очень большой разницей по районам [1].
Расчёты IPCC, UNEP (Union Nations Environmental Programm) и других международных агентств дают представление о глобализации какосферы и ее угрозе существованию человечества. Относящиеся к проблеме документы подробно проанализировал академик К.Я. Кондратьев [8]. Осознание масштабов превращения человечества в ядро какосферы потребовало кооператвных международных политических действий, вплоть до конференций Рио-92, Рио+10 в Йоханнесбурге, хотя в настоящее время политика, как и всегда, сконцентрирована на межпопуляционной борьбе и
противостоянии Севера и Юга. Внутрипопуляционная борьба, обусловленная антиобщественными действиями, обостряется в периоды
перестройки, будь то революция или скоротечная эволюция.
Рассматривая какосферу как область дисгармоничного развития, мы предполагаем, что биосфера находится в области гармоничного развития со
сбалансированными связями. Такое допущение, в наивном виде высказываемое "зелеными", не всегда соответствует действительности. Внутренние
природные процессы могут привести в относительно короткие промежутки времени к дисгармонии в локальном масштабе, а в длительные - к
биотическим катастрофам, хорошо описанным в палеонтологии. Примером природной дисгармонии может служить внезапное избыточное размножение какой-либо популяции, например вредителей леса, или разрушение экосистемы в результате вторжения в нее чужеродного вида. Эволюция систем сопровождается кризисами разного рода, но в какосфере актуально возникновение кризиса в связи с деятельностью человека [9]. Все вышеизложенное заставляет с серьезностью отнестись к какологии как области знания, не смешивая ее ни с экологией, ни с природоведением. Какология изучает нарушения систем, природных и социальных, ведущих к искажению сбалансированных связей в них, к дисгармонии. Единственное, что помешает признанию какологии в качестве самостоятельной научной дисциплины, взявшей на вооружение системный подход, - это неблагозвучие названия специалиста в столь важной научной дисциплине.
ЛИТЕРАТУРА
1. Fischer G., Velthuizen van H., Shah V., Nachtergaele F. Global agro-ecological assessment for agriculture in 21st century: methodology and resuits. IIASA-FAO, 2002.
2. Опасные экзогенные процессы / Ред. Осипов В.И. М: Геос, 1999.
3. Заварзин Г.А., Пегое С.А. Геополитические аспекты глобальных изменений // Вестник РАН. 1996. №2.
4. Таусон В.О. Великие дела маленьких существ. М.: Изд-во АН СССР, 1948.
5. Заварзин Г.А., Котляков В.М. Стратегия изучения Земли в свете глобальных изменений // Вестник РАН. 1998. №1.
6. Заварзин Г.А. Роль биоты в глобальных изменениях климата // Физиология растений. 2001. № 2.
7. Круговорот углерода на территории России / Ред. Лаверов Н.П., Заварзин Г.А. М, 1999.
8. Кондратьев К.Я. Глобальные проблемы // Кондратьев К.Я., Донченко В.К. Экодинамика и геополитика. Т. 1. СПб., 1999.
9. Арманд А.Д., Люри ДЛ., Жерихин В.В. и др. Анатомия кризисов. М.: Наука, 1999.
ГЛОБАЛИЗАЦИЯ КАКОСФЕРЫ
Деятельность человека приводит к созданию антропогенных геологических тел. При норме 200 кг/год твердых бытовых отходов на горожанина вокруг городов создаются полигоны этих отходов и свалки, занимающие депрессии. В них протекают интенсивные микробные процессы, затухающие примерно через 30 лет после того, как закончился сброс отходов и когда свалка с миллионами тонн отходов - антропогенное геологическое тело - засыпана. Микробные процессы в этих геологических телах вызывают не только загрязнение воздуха, с которым можно бороться с помощью аэробного бактериального фильтра, образующегося в рыхлой почве над свалкой, но и загрязнение грунтовых вод. Во всех случаях работают многовидовые микробные биопленки, закрепленные на субстрате-носителе. Еще более масштабный пример какосферы являет горнодобывающая промышленность, отвалы которой достигают миллиардов тонн. В них происходит микробное окисление сульфидов с формированием кислых "купоросных" шахтных вод и выносом тяжелых металлов.
Какосфера охватывает и сельскохозяйственное производство, превращающее природные ландшафты в агроценозы. Это производство неразрывно связано с существованием человечества трофической цепью. Для пропитания возрастающего населения есть две стратегии: экстенсивного (освоение целины) и интенсивного развития. Последствием первой стало опустынивание, а в глобальном масштабе - изменение цикла углерода, вызванное сокращением накопления гумуса, как это произошло после распашки степей в Новороссии и прерий в США в XIX столетии. Интенсивное развитие ведет к локальному загрязнению, обусловленному избыточным применением удобрений и физиологически активных веществ. Поэтому доведением до абсурда логики "зеленых" было бы уничтожение человечества или переход к первобытному собирательству, а желательным результатом — "экологически чистое земледелие", хотя с биосферной позиции оно в принципе невозможно. Выход из противоречия ищут в компромиссе, так называемом "устойчивом развитии" (человечества). Прежде всего оно должно распространяться на сельское хозяйство, однако в наиболее концентрированной форме проявляется в промышленном производстве.
Еще одно свидетельство глобализации какосферы - изменение химического состава атмосферы и связанное с ним изменение климата. Относительно причин изменения климата могутбыть разные точки зрения, но нет сомнения, что парниковый эффект зависит от состава атмосферы, который находится под контролем положительной обратной связи со стороны биоты и в прошлом был вне воздействия какосферы [5]. Теперь же ее вклад в глобальные потоки парниковых газов в атмосферу с наземных территорий - около 10%. В природном потоке парниковых газов, не связанных с дыханием первичных продуцентов растений, 90% обусловлено деятельностью микроорганизмов-деструкторов, поскольку вклад животных очень мал. Если считать, что потоки парниковых газов с наземных территорий близки к потокам газов через поверхность океана, то окажется, что 5-7%-ное искажение состава атмосферы, вызванное промышленной эмиссией, достаточно для глобализации действия какосферы.
По данным межправительственной комиссии IPCC (Intergovermental Panel of Climate Change), в 1997 г. концентрация С02 в атмосфере составила 367 ррш, достигнув самого высокого значения за 420 тыс. лет, для которых имеются данные по ледовым кернам Антарктиды. В доиндустриальную эпоху она удерживалась на уровне 280 ±10 ррт. Ежегодный прирост за последние десятилетия равнялся 1.7 ррт, что соответствует 3.3 млрд. т С. Этот прирост согласуется с падением содержания 02, оцениваемым по отношению 02/N2 в атмосферном воздухе. Между годами наблюдается высокая вариабельность и, например, в 1998 г. возрастание С02 в атмосфере составило 6 млрд. т С. Причина этой вариабельности неясна и чаще всего
объясняется явлением Эль Ниньо в Тихом океане. Согласно оценке IPCC, рост содержания С02 обусловлен в первую очередь сжиганием топлив,
продуцировавшим в 1990-х годах 6.3 + 0.4 млрд. т С ежегодно. Из них в атмосфере оставалось 3.3 ± ±0.1 млрд. т С в 1980-х годах и 2.9 ± 0.1 млрд. т С
в 1990-х. В эти годы индустриальная эмиссия С02 на территории России сократилась до 0.6 млрд. т С.
Наземный сток С02 определяется балансом между ассимиляцией растительным покровом и выделением при органотрофном разложении мортмассы. При повышении С02 ассимиляция усиливается за счет изменения сопротивления устьиц растений и фотоассимиляции. IPCC сделало вывод, что эффективность наземного стока зависит от перехода органического углерода в формы с длительным временем пребывания, то есть в древесину и консервативные формы почвенного углерода в гумусе. Увеличенная концентрация атмосферного С02 приводит в полевых экспериментах к росту содержания Сорг в почве на 30%, при этом повышается эффективность использования воды растением.
На континентах, служащих источниками индустриальной эмиссии, в 1990-х годах поглощалось 1.0 ± 0.6 млрд. т С. Таким образом, естественное связывание С02 превышало эмиссию от индустриальных источников и землепользования. Поглощение С02 на континентах происходит в Северном полушарии к северу от 30° с.ш., то есть в широтной зоне, где расположена Россия. Величина поглощения здесь оценивается от -1.8 до -0.7 млрд. т С в год в 1980-х годах и несколько выше - в 1990-х. При этом наблюдается резкий сезонный ход концентрации атмосферного С02 с минимумом летом при максимальной амплитуде сезонных колебаний на севере. Тропический пояс от 30° с.ш. до 30° ю.ш. нейтрален, колебания обмена составляют от —1.3 до + 1.1 млрд. т С, то есть растительность поглощает примерно столько же С02, сколько освобождается при деструкции органического вещества. Остаточный наземный сток в 1.8 млрд. т С в год определяется как "неизвестный сток".
Углеродный баланс России примерно соответствует ее территориальной доле в глобальном балансе [6, 7]. Положительный баланс углерода на территории нашей страны следует из прямого наблюдения накопления Сорг в почве и торфах, а также в древесине. Легенда о "тропических лесах - легких планеты" в научном смысле представляет собой анахронизм.
Ландшафты России относительно мало изменены по сравнению с другими странами, но степень их изменения прямо зависит от плотности
населения и, следовательно, непосредственно воздействует на национальную популяцию. Кстати, предполагаемое изменение климата, по расчетам, приведет к выигрышу в сборе зерновых для США, России, Китая (см. карту). Для России выигрыш к 2080 г. оценивается в 20-50%, для США -
от -5 до +5%, для Китая - 5-20%, разумеется, с очень большой разницей по районам [1].
Расчёты IPCC, UNEP (Union Nations Environmental Programm) и других международных агентств дают представление о глобализации какосферы и ее угрозе существованию человечества. Относящиеся к проблеме документы подробно проанализировал академик К.Я. Кондратьев [8]. Осознание масштабов превращения человечества в ядро какосферы потребовало кооператвных международных политических действий, вплоть до конференций Рио-92, Рио+10 в Йоханнесбурге, хотя в настоящее время политика, как и всегда, сконцентрирована на межпопуляционной борьбе и
противостоянии Севера и Юга. Внутрипопуляционная борьба, обусловленная антиобщественными действиями, обостряется в периоды
перестройки, будь то революция или скоротечная эволюция.
Рассматривая какосферу как область дисгармоничного развития, мы предполагаем, что биосфера находится в области гармоничного развития со
сбалансированными связями. Такое допущение, в наивном виде высказываемое "зелеными", не всегда соответствует действительности. Внутренние
природные процессы могут привести в относительно короткие промежутки времени к дисгармонии в локальном масштабе, а в длительные - к
биотическим катастрофам, хорошо описанным в палеонтологии. Примером природной дисгармонии может служить внезапное избыточное размножение какой-либо популяции, например вредителей леса, или разрушение экосистемы в результате вторжения в нее чужеродного вида. Эволюция систем сопровождается кризисами разного рода, но в какосфере актуально возникновение кризиса в связи с деятельностью человека [9]. Все вышеизложенное заставляет с серьезностью отнестись к какологии как области знания, не смешивая ее ни с экологией, ни с природоведением. Какология изучает нарушения систем, природных и социальных, ведущих к искажению сбалансированных связей в них, к дисгармонии. Единственное, что помешает признанию какологии в качестве самостоятельной научной дисциплины, взявшей на вооружение системный подход, - это неблагозвучие названия специалиста в столь важной научной дисциплине.
ЛИТЕРАТУРА
1. Fischer G., Velthuizen van H., Shah V., Nachtergaele F. Global agro-ecological assessment for agriculture in 21st century: methodology and resuits. IIASA-FAO, 2002.
2. Опасные экзогенные процессы / Ред. Осипов В.И. М: Геос, 1999.
3. Заварзин Г.А., Пегое С.А. Геополитические аспекты глобальных изменений // Вестник РАН. 1996. №2.
4. Таусон В.О. Великие дела маленьких существ. М.: Изд-во АН СССР, 1948.
5. Заварзин Г.А., Котляков В.М. Стратегия изучения Земли в свете глобальных изменений // Вестник РАН. 1998. №1.
6. Заварзин Г.А. Роль биоты в глобальных изменениях климата // Физиология растений. 2001. № 2.
7. Круговорот углерода на территории России / Ред. Лаверов Н.П., Заварзин Г.А. М, 1999.
8. Кондратьев К.Я. Глобальные проблемы // Кондратьев К.Я., Донченко В.К. Экодинамика и геополитика. Т. 1. СПб., 1999.
9. Арманд А.Д., Люри ДЛ., Жерихин В.В. и др. Анатомия кризисов. М.: Наука, 1999.
