Журнал Q - Журнал Q 01 2009

Ограничить рост производства энергии должны экологические последствия, связанные с загрязнением окружающей среды (в первую очередь – атмосферы парниковыми газами). Однако пока эти ограничители не работают, хотя уже сформулированы два направления снижения уровня влияния энергетики на биосферу: децентрализация и декарбонизация.

Проблема обеспечения продовольствием еще сложнее. Она имеет сходство с развитием энергетики лишь в том отношении, что продовольствие, как и энергия, используется однократно. Однако производство продовольствия в отличие от производства энергии имеет жесткие пределы и «сверху» (количество ртов), и «снизу» (агроресурсы). Ограничение «сверху» осуществляется через рынок: неиспользованные излишки продовольствия делают его производство нерентабельным, и принимаются меры по недопущению перепроизводства некоторых видов сельскохозяйственной продукции. При росте народонаселения роль ограничителей «сверху» постепенно сойдет на нет, особенно с учетом возможного потепления климата, которое приведет к значительному снижению урожаев в районах, производящих основную массу товарного зерна. Однако при любой численности народонаселения сохранится действие ограничителей «снизу».

Во-первых, количество производимых продуктов ограничивается «кормовой площадью» – площадью сельскохозяйственных угодий, морских и пресноводных «пастбищ» (естественных и искусственных). Самая важная для обеспечения продовольствия территория – пахотные земли – к сожалению, не растет, так площади, пригодные для развития земледелия, уже исчерпаны. С учетом роста народонаселения обеспеченность пашней идет на убыль: площадь пашни на одного едока за вторую половину ХХ века уменьшилась вдвое (с 0,23 до 0,12 га).

Во-вторых, по «иронии природы» влагообеспеченность и теплообеспеченность нашей планеты связаны обратной зависимостью: там, где много воды, холодно, а там, где тепло, воды не хватает. В итоге значительная часть продовольствия производится на поливных землях, что нарушает естественный круговорот воды и ведет к истощению ее надземных и подземных запасов. Практически исчезла великая река Хуанхэ, воды которой разобраны на полив; в верхних и нижних частях бассейна Нила обострились противоречия за использование воды между Эфиопией и Египтом; нарастают противоречия за воду между Израилем, Иорданией и Палестиной; острая ситуация складывается в Центральной Азии, где не могут поделить воду Таджикистан и Узбекистан; намечаются противоречия за воду Иртыша между Казахстаном и Россией…

Еще хуже складывается ситуация с ресурсами подземных вод. На десятки метров снизился уровень залегания грунтовых вод на Центральной равнине Северной Америки в водоносном горизонте Огаллала (штаты Техас, Оклахома, Аризона, Колорадо, Канзас и Небраска) и в равнинных земледельческих районах Китая и Индии. В этих азиатских странах под влиянием забора воды на полив уровень грунтовых вод ежегодно снижается на 1-3 м. В районе Пекина уровень грунтовых вод за 50 лет упал на 50 м, и местным крестьянам уже запрещено использовать воду для полива. Вода становится важнейшим фактором в обеспечении продовольственной безопасности.

В-третьих, производство продовольствия лимитируется невысокой способностью растений (в том числе и планктонных водорослей) усваивать солнечную энергию. Для фотосинтеза используется 0,5-1 (реже 2) процента от солнечной энергии, поступающей на поверхность планеты. Это ограничивает продукционный потенциал культурных растений и продуктивность «морских пастбищ».

В-четвертых, количество продовольствия ограничивается долей полезных фракций урожая в фитомассе культурных растений (зерна злаков, корнеплодов, клубней, семян подсолнечника и т. д.). Попытки увеличить долю полезных фракций в фитомассе культурных растений ведет к резкому увеличению расхода энергии на их возделывание (повышению доз минеральных удобрений и пестицидов, норм полива).

В-пятых, на производство животного белка влияет низкий коэффициент перехода первичной биологической продукции во вторичную (это тоже отражение законов термодинамики!). Если выразить корм в зерновом эквиваленте, то его затраты на получение 1 кг говядины, свинины и мяса бройлера составят соответственно 6, 4 и 2 кг. Но ситуация, при которой из 1 кг зерна будет получен 1 кг мяса, исключается.

Несмотря на все ограничения, пока продовольственная безопасность человечества в среднем обеспечивается. С удвоением народонаселения производство зерна за счет повышения урожайности увеличилось в 3 раза, а мяса – в 4 раза. Сегодня на одного «едока» в среднем производится 300 кг зерна, что соответствует нормативу продовольственной безопасности (для «вегетарианских стран» норматив составляет 200 кг). Снижение улова морской рыбы вследствие истощения ресурсов «естественных пастбищ» пока компенсируется развитием аквакультуры.

Впрочем, усредненная картина производства зерна в мире плохо отражает реальное состояние продовольственной безопасности: в то время как в США, Канаде и России сегодня производится 700-900 кг зерна в год на одного жителя, в бедных странах, таких как Кения, Танзания или Гаити, производится менее 150 кг зерна на душу населения в год. По этой причине их население голодает и нуждается в постоянной продовольственной помощи. По данным ФАО, в мире голодают 0,5 млрд человек, однако этот показатель, видимо, чрезмерно занижен – представители Французского комитета против голода считают, что число голодающих составляет 1,2 млрд человек.

Обеспечение продовольственной безопасности населения планеты численностью 8-12 млрд человек – задача сложная (если учитывать, что исчерпаны ресурсы для расширения пашни и урожайность основных сельскохозяйственных культур приблизилась к физиологическому порогу), но выполнимая. Для ее решения необходим целый комплекс мер: развитие сухого земледелия, режим строжайшей экономии продовольствия, увеличение доли растительного белка в пищевом рационе (для его производства требуется меньше энергии), полное использование отходов растениеводства в качестве кормов.

Биотопливо и продовольственная безопасность

Обеспечение рассмотренными видами ресурсов (минеральными, энергетическими, продовольственными) тесно связано: рециклинг минеральных веществ ведет к неизбежному росту энергопотребления; производство биотоплива из продовольственного сырья ослабит продовольственную безопасность.

Л. Браун в своих ранних работах считал элементом продовольственной безопасности прекращение использования продовольствия в качестве сырья для производства топлива и биодеградабельных пластиков. В более поздних работах он, к сожалению, об этом не пишет, так как перешел в лагерь ярых противников атомной энергетики и потому смирился с «перетоком» огромной массы кукурузы из кормушек для скота в бензобаки автомобилей как альтернативе строительства новых АЭС.