Лекция 5 (975701), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В биосфере продуценты синтезируют первичную биологическую продукцию, консументы - вторичную, а человек создал новый класс биологической продукции - третичную, которая включает здания, сооружения, машины, механизмы, искусственные материалы, вещества, произведения искусства, памятники культуры. Первичная и вторичная биопродукция по завершении жизненного цикла поступает в распоряжение редуцентов и подвергается рециклированию до исходных элементов, которые направляются в новый цикл анаболизма. Третичная продукция постоянно накапливается в биосфере, нарушая цикл круговорота, поскольку природные редуценты не справляются с большой массой вещества неестественного состава. Кроме этого, неутилизированная масса третичной продукции оказывает негативное влияние на функции естественных продуцентов и редуцентов.
Город, как ядро урбанизированной системы, должен выполнять функцию катаболизма подобную той, которую почва выполняет в природной экосистеме. Пока он является накопителем и хранителем запасов вещества, необходимого для обеспечения анаболизма или синтеза первичной биологической продукции - фитомассы. Искусственный тромб круговорота вещества или цикла метаболизма зарождается и накапливается именно в этом звене. Для его рассасывания нужна региональная система перегруппировки вещества и передачи его в функциональный блок анаболизма - окружающие город естественные и аграрные экосистемы. Для этого у города есть все условия: квалифицированные кадры, современные технологии и технические средства, максимальная концентрация массы третичной продукции. Надо перенять у естественной почвы механизм функционирования и на его основе построить хозяйственный цикл города.
В природной экосистеме гармония между почвой и растительностью достигается тем, что они адекватно реагируют на колебания гидротермических условий. Почва регулярно поставляет фитоценозу нужное ему количество минеральных элементов, получая взамен отмершую биомассу. Согласованность достигается за счет сложного многофракционного состава гумуса, каждая фракция которого содержит разное количество зольных элементов, связанных углеводородной матрицей разного состава и прочности. В конкретных гидротермических условиях активизируется определенная микрофлора, разлагающая определенные фракции. В результате высвобождается определенное количество минеральных газов, солей и коллоидов.
Несогласованность, обусловленная разной инерционностью реагирования почвы и фитоценоза на изменения гидротермических условий, а также автономной реакцией фитоценоза на свет, а педоценоза на кислород, компенсируется каждым из компонентов экосистемы по-своему. В том случае, если почва выделяет больше минеральных элементов, чем требуется фитоценозу в данный момент, их избыток реагирует со свободными радикалами разлагающейся некромассы, образуя специфические для почвы гумусовые вещества и временно консервируются. Если же фитоценозу требуется больше минеральных элементов, чем выделено в данный момент почвой, растения сами провоцируют прикорневую микрофлору корневыми выделениями, а последняя минерализует гумус и устраняет или смягчает дефицит.
Принцип работы этого природного механизма надо воспроизвести в городской агломерации. Всю массу поступающего в город вещества можно отождествить с природным опадом, поступающим в блок катаболизма. В результате утраты самых подвижных фракций он через короткое время превращается в подстилку. Дальнейшая деструкция подстилки сопровождается вторичным синтезом новообразованных гумусовых веществ. Каждая фаза деструкции выделяет определенное количество минеральных элементов и консервирует остальное в форме новых более плотных фракций с более высокой концентрацией зольных элементов. Последняя, наиболее плотная фракция гуминов освобождается от углеводородной и зольной составляющих и выпадает в осадок в форме вторичных и первичных минералов. Так образуются шлаки экосистемы -остатки вещества, не востребованные фитоценозом и не вынесенные за пределы экосистемы водными и воздушными потоками.
В городе все отработавшие машины, механизмы, материалы, вещества, продукты, промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы (аналог природного опада) должны превратиться в единую по назначению субстанцию - в исходное сырье для вторичной переработки (аналог лесной подстилки). Далее должен начаться процесс ступенчатого уплотнения вещества вследствие потерь наиболее легких для утилизации фракций (аналог гумификации). Оставшаяся после извлечения всех полезных для нового цикла анаболизма элементов часть вещества формирует шлаки, выпадающие в осадок, используемый для закладки фундаментов новых зданий и сооружений, линий коммуникаций и захоронения.
В природной экосистеме выход вещества метаболизма в шлаки не превышает 1% общей массы экосистемы. По сравнению с ней урбанизированная экосистема является проточной, где возврат ресурсов не выше 10% и дисбаланс круговорота составляет около 90%. Если мы сумеем снизить дисбаланс хотя бы до 20%, можно быть уверенным в преодолении экологического кризиса. Только после этого можно будет говорить о переходе биосферы в ноосферу. Объективным признаком перехода биосферы в ноосферу должен стать управляемый гомеостаз биосферы, когда человек с помощью разума и созданной им техники сможет взять на себя дополнительные функции продуцента и редуцента, чтобы соотнести их с прогрессирующими функциями консумента[3]».
Отсюда понятно, что всякое увеличение «незамкнутости» и «проточности» человеческой системы хозяйствования, развитой на данной территории, и особенно рост потока отходов, которые приходится размещать в естественных экосистемах, означает неустойчивость и выход за пределы. И наоборот - возврат к экологической устойчивости требует сокращения потоков и/или новых способов замыкания цикла. В этой связи интересен анализ материальных потоков на территории ряда развитых стран. Первый анализ такого рода был выполнен в Германии в 1991 году и дал следующие результаты[4].
На каждого жителя ФРГ за год приходилось около 75 т сырья и продуктов. 56 т из них были отходами, 19 т – продуктами, включая объекты строительства, то есть фактически тот же отход, но отложенный во времени.
В 1991 году 3/4 потока материалов в стране приходилось на импорт. В абсолютных цифрах это 433 млн.т, которые, в свою очередь, образовали в странах-экспортерах сырья 2,1 млрд.т отходов и обеспечили там эрозию почв, равную 304 млн.т. Местный поток вещества составил 3,99 млрд.т для абиотического сырья и 82 млн.т. – биотического, в пересчёте на сухое вещество.
После своего использования абиотическое сырье - минералы, металлические руды и энергоносители – образуют 2,89 млрд.т твердых отходов. Только 222 млн.т из них поступило на контролируемые свалки, а 2,7 млрд.т фактически «просто выброшено в природу» - захоронено в шахтах или закопано в землю. Также за год в атмосферу выброшено 1,6 млрд.т парниковых газов и иных загрязнений (в первую очередь связанных с выхлопными газами автомашин и дымящими трубами в городах); еще 34 млн.т таких веществ вылито со сточными водами. Большая часть из них так или иначе попадает в водоёмы и водотоки, особенно малые.
«Плата» за эффективное производство биотического сырья на полях ФРГ в 1991 году составила 129 млн.т плодородного слоя почвы, потерянного из-за эрозии. В процессе промышленной переработки этой биомассы было использовано 1070 млрд.т чистого воздуха и 70 млрд.т воды, оказавшихся загрязнёнными и требующими очистки.
Соответственно, каждый год экономика Германии «вещественно прирастает» почти на 1 млрд.т, преимущественно материала, идущего на строительство дорог, зданий, машин и механизмов. Объем перемещаемого вещества на одного жителя составил 75 т., что в 1,5 раза больше среднемирового уровня (50 т). Подобный материальный рост экономики, происходящий преимущественно в связи с урбанизационными процессами – перестройкой городского пространства и «расползанием» урбанизированных «ядер» по территории неуклонно «съедает» природное пространство страны – «островки» естественных экосистем, рекреационные леса, луга и сельхозугодья.
Далее, как импортёр сырья и экспортер разного рода вещей, от магнитофонов до автомашин, ФРГ своим экономическим развитием существенно влияет на окружающую среду во всём остальным мире. Это давление того же рода, что и внутри страны, экологически благоприятным или хотя бы безопасным его не назовёшь; по величине это 70% от «давления» экономики на среду обитания в самой ФРГ.
Очевидно, такое развитие невозможно назвать устойчивым. «Извечная нищета большинства обитателей планеты и чрезмерное потребление меньшинства – две основные причины деградации окружающей среды. Направление, в котором движется мир, неустойчиво, и принятие мер откладывать уже нельзя…
Множество людей признают, что на локальном уровне экологическая нагрузка превышает локальные же пределы устойчивости. Город Джакарта выбрасывает в воздушную среду больше загрязнений, чем могут перенести человеческие лёгкие. Леса на Филиппинах сведены практически полностью. Почвы на Гаити истощены в такой степени, что под ними проглядывают скальные породы. Рыболовецкие артели, вылавливавшие треску на Ньюфаундленде, распущены, потому что им нечего ловить. Парижане летом должны соблюдать ограничения скорости, чтобы уменьшить загрязнение воздуха от автомобилей. Несколько европейских стран летом 2003 года пережили рекордный скачок смертности, когда тысячи людей скончались от рекордной жары. Рейн долгие годы загрязнялся так сильно, что даже сейчас ил, поднятый драгами из заливов в Нидерландах, надо хранить с такими же предосторожностями, как и ядовитые отходы. Лыжники, надеявшиеся отдохнуть в Осло в 2001 г., едва ли могли найти снег, пригодный для катания[5]».
[1] Во второй книге «За пределами роста» Д.Медоуз с соавт. (1994) показывает, что, несмотря на весь экологический алармизм и природоохранные меры 1970-х, экономическое развитие ограничить возможностями биосферы не удалось. С 1980-х гг. наблюдается выход за пределы роста и развитие в сторону максимальной неустойчивости, поэтому главной задачей охраны окружающей среды оказывается не «торможение перед пределами» (эта возможность была бездарно упущена), а возвращение к пределам. Последнее также должно быть программой экологически устойчивого развития на глобальном, национальном и местном уровне, см.лекцию 3.
[2] Герман Дейли (Herman E. Daly, http://en.wikipedia.org/wiki/Herman_Daly). По характеристике Денниса Медоуза «один из немногих людей, кто давно уже начал думать о том, какие экономические институты могли бы привести мир к устойчивому состоянию. Он предлагает своеобразную смесь рыночных и регулирующих механизмов, над которой стоит подумать. См., например публикации: Herman Daly, 1991. Institutions for a steady-state economy // Steady-state economics. Washington, DC: Island Press» и Herman Daly. Five policy recommendations for a sustainable economy, http://www.feasta.org/documents/feastareview/daly2.htm . См. также о концепции «экономики развития, а не роста» http://en.wikipedia.org/wiki/Steady_state_economy
[3] А.С.Керженцев, 2000. Экологическая альтернатива человека в биосфере и ноосфере// Экополис 2000: экология и устойчивое развитие города. М.: РАМН. С. 135-142.
[4] Indicators of Sustainable Development: Framework and Methodology. Background paper №3. Prepared by
Division for Sustainable Development UN. N.Y.: United Nations 1996. 428 p. http://www.un.org/esa/sustdev/csd/csd9_indi_bp3.pdf
Bringezu S., Behrensmeier R.. Schuetz H., 1996. Material flow accounts including the environmental pressure of the various sectors of the economy // Intern. Symp. on intern, environm. and economic accounting in theory and practise. Tokyo, March 5-8.
Stefan Bringezu & Helmut Schütz, 2001. Material use indicators for the European Union, 1980-1997 // European commission. Working Paper No. 2/2001/B/229 June 2001. Brussels: European Communities, http://www.belspo.be/platformisd/Library/Material%20use%20Bringezu.PDF См. также Stefan Bringezu, 2003. Industrial ecology and material flow analysis. Basic concepts, policy relevance and some case studies // Greenlife publishing. http://www.greenleaf-publishing.com/content/pdfs/iebring.pdf и материалы рабочего совещания, посвящённого оценке материальных потоков в разных странах. http://www.conaccount.net/pdf/Part%20I.pdf
[5] Д.Медоуз и др., ibid. C.148.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
