Есть ли пределы производству продовольствия?

Получение организмом энергии, заключенной в пище, – одна из базовых основ жизни любого животного, включая и человека.

Вероятно, поэтому авторы «Пределов роста. 30 лет спустя» начинают свой обзор «возобновимых ресурсов» именно с продовольствия.

Цитирую:

«Большая часть плодородных сельскохозяйственных угодий уже используется, и нам хорошо известны экологические последствия от превращения в новые угодья остатков лесов, лугов и болот со всеми ареалами обитания… Согласно одной из оценок глобальной эрозии почв, пахотный слой исчезает со скоростью, превышающей скорость восстановления от 16 до 300 раз, в зависимости от региона.

Институт мировых ресурсов, 1988 За полвека с 1950 по 2000 гг. производство зерна в мире возросло более чем втрое, с примерно 590 млн. до 2 млрд. т в год. С 1950 по 1975 г. производство зерна росло примерно на 3,3% в год, быстрее, чем рост населения в то же время, составивший 1,9%... Но за последние несколько десятилетий рост производства зерна замедлился, скорость [этого] роста стала меньше, чем скорость роста населения. Максимум душевого производства зерна был достигнут в 1985 г., с тех пор производство непрерывно снижается…
<…>
Учитывая реальную погоду и существующую практику земледелия, а также необходимость использовать земли и для других целей (под пастбища, леса, места проживания людей», водоохранные зоны, заповедники и т.п.) и негативные последствия от использования удобрений и пестицидов, добиться на практике можно лишь небольшого увеличения производства зерна.
<…>
Самый очевидный предел – это земля. Оценки потенциально пригодных для обработки земель на планете варьируются от 2 до 4 млрд. га, в зависимости от того, какие земли считать пригодными. Примерно 1,5 млрд. га уже используется под выращивание зерновых, эта площадь более или менее постоянна последние 30 лет. Производство продовольствия растет в основном за счет интенсификации земледелия, а не расширения посевных площадей. Но это не значит, что земли обрабатываются устойчиво. В пользование постоянно поступают новые сельскохозяйственные угодья, в то время как другие земли утрачивают свое сельскохозяйственное значение вследствие эрозии, засоления, урбанизации, опустынивания. В среднем эти процессы взаимно уравновешиваются, но только по площади земель, а не по качеству. Самые плодородные земли обрабатываются в первую очередь, и сегодня они уже истощены, поэтому приходится включать в оборот менее плодородные участки.

По оценкам Экологической программы ООН, выполненным в 1986 г., за прошедшую тысячу лет люди превратили около 2 млрд. га плодородных земель в пустоши, на которых земледелие невозможно. Это больше, чем все современные посевные площади, вместе взятые.
<…>
Скорость, с которой утрачивается гумус, плодородный слой, постоянно растет. До Промышленной революции она составляла примерно 25 млн. т в год, последние несколько столетий – порядка 300 млн. т в год, а за недавние 50 лет – по 760 млн. т. Потеря гумуса приводит не только к уменьшению плодородия, но и к росту содержания углекислого газа в атмосфере.

Первое сравнительное исследование потерь почв, проведенное несколькими сотнями региональных экспертов, было опубликовано в 1994 г. В нем сделан вывод о том, что 38% (562 млн. га) сельскохозяйственных земель, используемых в настоящее время, уже деградировали (так же как 21% постоянных пастбищ и 18% лесов). Степень деградации варьируется от средней до тяжелой.
<…>
Из-за таких процессов истощается два вида возобновляемых ресурсов. Первый – качество почвы (мощность, содержание гумуса, продуктивность) на обрабатываемых землях. Долгое время такие потери могут оставаться незамеченными, поскольку это не сразу влияет на производство продовольствия, ведь питательные вещества почв могут замещаться питательными веществами из удобрений. Удобрения маскируют переэксплуатацию почв, но не до бесконечности. Сами по себе они представляют собой неустойчивый поток, поступающий в экологическую систему и задерживающий передачу информации о плодородии почвы, а также запаздывание – ключевой фактор, ведущий к выходу системы за пределы.

Второй процесс – неустойчивое использование самой земли. Если миллионы гектаров деградируют и их просто бросают, но при этом площадь используемых земель остается почти постоянной, значит, запасы потенциальных пахотных земель (<…> обычно в таком качестве выступают леса) истощаются, в то время как площади пустошей и непродуктивных земель постоянно растут. Продовольствие, поддерживающее существование населения мира, производится в результате непрерывного процесса захвата новых земель под сельское хозяйство, поскольку прежние истощаются, засоляются, страдают от эрозии, от расширения дорог и зон застройки.
<…>
Если численность населения экспоненциально растет, а площадь обрабатываемой земли остается почти постоянной, значит, площадь таких земель в расчете на душу населения неуклонно уменьшается. Реальные величины таковы: в 1950 г. на душу приходилось по 0,6 га, а к 2000 г. эта величина уменьшилась до 0,25 га. Прокормить растущее население при уменьшении площади на душу населения удается только потому, что растет урожайность.
<…>
Каждое следующее повышение урожайности дается труднее и дороже, чем предыдущее, и происходит все медленнее.

Кроме почвы и площадей, существуют и другие пределы производства продовольствия, прежде всего вода <…>, энергия, источники и стоки сельскохозяйственных химикатов».

(Медоуз Д. Пределы роста. 30 лет спустя / Пер. с англ. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2008)

Краткий, но исчерпывающий анализ основных проблем, связанных с производством продуктов питания. Причем ситуация удивительно напоминает ситуацию с нефтью. Наиболее плодородные, «легкие» земли интенсивно используются в первую очередь и неуклонно истощаются. А взамен этих земель приходится эксплуатировать всё менее пригодные для сельского хозяйства «тяжелые» земли. Либо постоянно увеличивать энергозатраты на обработку некогда «легких», но уже истощенных земель, с помощью новых, всё более энергоемких технологий.

2. Еда, которая на 85% «состоит» из ископаемого топлива.

Когда-то, во времена первых аграрных цивилизаций, в собранном урожае содержалось в 40 раз больше энергии, чем люди затрачивали на его производство посредством примитивного физического труда.

(Источник: Кууси П. Этот человеческий мир. – М.: Прогресс, 1988)

Сейчас ситуация стала принципиально иной.

Вот некоторые данные о росте энергоемкости сельского хозяйства с 1950 по 1986 год.

Всё это время производство зерновых в мире росло высокими темпами и увеличилось с 624 т в 1950 году до 1 661 т. в 1986-м. Почти в 2,7 раза.

А вот как выросло за это время производство химических удобрений: с 14 млн. т, использованных в 1950 году до 131 млн. т – в 1986-м. В 9,3 раза!

Под стать оказался и рост общего потребления энергии в мировом сельском хозяйстве. С 1950 по 1986 год оно выросло в 7 раз!

(Источник: Мир 80-х годов. – М.: Прогресс, 1989)

В 2008 году в мире было собрано уже 2 241,5 млн. т зерновых. В 1,35 раза больше, чем в 1986 году.

(Источник: Колебания цен на продовольствие, политика в этой сфере и сельское развитие в Европе и Центральной Азии. Региональная консультативная встреча ФАО–ПРООН по вопросам Европы и Центральной Азии, 5-6 декабря 2008 г., Будапешт, Венгрия. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.fao.org/docrep/012/i1059r/i1059r00.pdf)

При этом «продовольственная безопасность двух третей мирового населения зависит от удобрений, особенно азотных. В Европе 70–75% азота поступает в результате использования синтетических удобрений; в мировом масштабе – примерно половина».

(GEO-4 UNEP. Глобальная экологическая перспектива: окружающая среда для развития, 2007. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.unep.org/geo/geo4.asp)

Очевидно, что энергоемкость мирового сельского хозяйства к настоящему времени еще более возросла. Если соотношение между ростом производства зерна и ростом потребления энергии осталось прежним, то энергоемкость сельского хозяйства с 1986 по 2008 год должна была вырасти еще в 3,5 раза!

Чтобы проиллюстрировать, каково сейчас соотношение между энергетическими затратами на сельскохозяйственное производство и энергетической ценностью собранного урожая, обратимся к статье С. В. Путвинского в Интернет-Журнале «Мировая энергетика». Вот некоторые данные из этой статьи:

«Выращивание, которое включает распашку полей, их удобрение, посадку растений и сбор урожая, потребляет около 3% полной произведенной в США энергии.

/При полном годовом потребление энергии в США на уровне 0.95x10²° Дж и численности населения 263 миллиона человек согласно данным статьи С. В. Путвинского – примечание автора./
<…>
Однако, это только малая часть всех расходов на питание. Пищу надо переработать, привезти в магазин, продать и приготовить, прежде чем ее можно поставить на стол и съесть. Если подсчитать все энергетические расходы, то средняя мощность, используемая в сельском хозяйстве, вырастет почти до <…> 16,5% от полной производимой мощности».

(С. В. Путвинский. Возможна ли будущая мировая энергетическая система без ядерного синтеза? – Интернет-Журнал «Мировая энергетика». [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.worldenergy.ru/stat/stat_0007.php)

Произведем простые расчеты. К концу XX века сельское хозяйство США ежегодно потребляло 3% полной произведенной в стране энергии. То есть, 285х10¹³ кДж.

За сутки соответственно потреблялось 0,78х10¹³ кДж энергии.

Разделим эту величину на численность населения страны (263 млн. человек.).

Получим приблизительно 30 000 кДж или около 7 160 килокалорий энергетических затрат в сутки на каждого американца.

Энергетическая ценность рациона среднего американца в это время составляла примерно 3 370 ккал.

(Источник: ФАО Симпозиум. Женева, 23-24 сентября 1999 года. Документ № 1. Основные тенденции в мировом производстве сельскохозяйственной продукции: спрос, торговля и продовольственная безопасность. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://translate.google.ru/translate?hl=ru&langpair=en%7Cru&u=http://www.fao.org/docrep/meeting/X2996E.htm)

Таким образом, даже если бы граждане США были чистыми вегетарианцами, им все равно приходилось бы расходовать в сельском хозяйстве в два с лишним раза больше энергии, чем та энергия, которую они получали потом вместе с едой.

Но собранный урожай нужно еще воплотить в конкретные продукты питания (в том числе мясо откормленных на убой животных) и доставить их на обеденный стол. На всё это требуются дополнительные затраты энергии, с учетом которых энергоемкость пищевой отрасли вырастает до 16,5% от общего энергопотребления в США.

Иными словами, в производство каждой пищевой калории, которую потребляет сегодня средний американец, вкладывается порядка двенадцати калорий, которые американцы добывают из иных энергетических источников.

Прежде всего – из ископаемых углеводородов. И в первую очередь – из нефти. (В энергетической корзине США нефтепродукты занимают более 50%!)

(Источник: GEO-4 UNEP. Глобальная экологическая перспектива: окружающая среда для развития, 2007. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.unep.org/geo/geo4.asp)

. Но ведь количество той энергии, которая поступает на поля знаменитых Американских равнин от Солнца, по сути, остается тем же самым, что и на заре их обработки, когда плуг впервые распахал целинные земли прерий.

Тогда людям понадобилась лишь мускульная энергия, солнечный свет да естественное плодородие дикой земли, чтобы собрать достаточный урожай.

Почему же теперь в американском сельском хозяйстве энергии требуется во много раз больше?

Попробуем найти ответ на этот вопрос.