Рис. 130. Схема соотношения пресной и соленой воды на планете.

Nota: Явно не в пользу пресной.

Стоит же помнить, что, кроме энергии солнца и минеральных топлив, нам для существования биосферы и человека в их современном виде надо еще и достаточные количества пресной воды. Исходя из этого, посмотрим на картинку чистой первичной продуктивности биосферы (NPP — net primarily production) в целом по миру.

Эта картинка показывает нам, сколько могут связать в биологические соединения ее основные первичные производители биомассы — высшие растения, мхи и водоросли. Их чистая продукция — это количество связанного в процессе фотосинтеза углерода (в виде СО₂) минус то его количество, которое выделилось в процессе дыхания самих растений. Иными словами, чистая первичная продукция — это реальный прирост массы всех растений.

Очевидно, что именно за счет потребления чистой первичной продукции и существуют все растительноядные животные и, опосредованно, сам человек.

Рис. 131. Атлас биосферы: чистая первичная продуктивность.

Качественно картинка уже понятна?

Треть территории суши представляет собой классический мир «Дюны» американского фантаста Херберта — минимум биологической продуктивности, несмотря на максимум солнечной радиации, падающей на эти выжженные квадраты земной поверхности. Нет воды — и любые биологические фокусы и уловки не действуют, а жизнь превращается в выживание, которое никак не может обеспечить фиксацию сколь-либо заметных количеств солнечной энергии в связанный углерод растений, выдавая на-гора «ноль целых и ноль десятых» килограммов биологического углерода в год. Аналогичная картина наблюдается и там, где вода находится в виде льда или снега — полярные пустыни Антарктиды или Гренландии столь же безжизненны, как Сахара или пустыня Гоби.

Кроме того, понимающие люди могут оценить и абсолютную величину первичной продуктивности по углероду. Максимум, что можно выжать в год из квадрата земной поверхности в естественных условиях, это всего лишь 2,5 килограмма связанного углерода. И максимальная продуктивность у нас связана отнюдь не с пашнями, в которых растет столь милая человечеству пшеница или кукуруза, а со столь экзотическими системами, как коралловые рифы, болота и тропические леса.

Рис. 132. Диаграмма продуктивности биосферы в зависимости от климатических зон.

Продуктивность пашен и пастбищ находится на весьма скромном уровне — всего лишь в пределах 500–600 граммов углерода на квадратный метр в год. Даже тайга или умеренный лиственный лес дают в полтора-два раза больше углерода (в пределах от 700 до 1200 граммов в год). Другой вопрос, что есть целлюлозу человечество пока не научилось, поэтому леса вырубаются и замещаются пастбищами или пашнями вот уже без малого около 10 000 лет.

Показательна и третья часть картинки — сколько составляет вклад каждого из биоценозов в общий баланс первичной продукции биосферы. Как видите, здесь пальму первенства уверенно держат тропический влажный лес и открытый океан, каждый из которых ответственен почти за четверть от общей первичной продуктивности биосферы. Вместе же Мировой океан (глубоководные участки и шельф) и тропические леса выдают чуть более половины всего мирового NPP.

Пашни, самые ценные земли, обеспечивают всего лишь около 5 % от общей первичной чистой продукции биосферы, занимая при этом и того меньше — всего лишь 2,7 % от общей поверхности Земли. На первый взгляд, перспектива роста здесь несомненна, чистая продукция планеты еще на порядок больше. Однако надо понимать, что данная идиллия очень обманчива. Свободной чистой продукции, которая может быть легко утилизирована человеком, вдобавок к уже им используемой, на самом деле на планете гораздо меньше. И связано это с двумя малоприятными факторами.

Во-первых, из чистой первичной продукции Мирового океана человек утилизирует лишь очень скромную ее часть, и пока не видно массовых прорывных технологий, которые могут сколь-либо эффективно включить Мировой океан в оборот биомассы, контролируемый человеком. В последнее время человечество понемногу переходит к разумной аквакультуре. Например, все креветки и устрицы, которые вы покупаете в супермаркетах, вся форель и весь лосось — это продукция морских ферм. Есть и южанам что предложить на скромную северную скатерть-самопьянку. Однако это лишь первые робкие шаги перехода от собирательства и охоты, которыми, по факту, является промысел морских рыб и моллюсков к нормальным формам хозяйствования в условиях водной среды.

Во-вторых, многие сухопутные ландшафты при попытке превратить их в пастбища или пашни резко теряют свою чистую продуктивность. В ряде случаев, прежде всего в областях, занятых влажными тропическими лесами, которые, как мы помним, дают почти четверть всей первичной продукции биосферы, первичная продукция на возделываемых землях оказывается в несколько раз меньше той, что была свойственна природным экосистемам, существовавшим на этом месте раньше. Однако представлена она компонентами, имеющими для человека в данный период времени большую ценность (меняю целлюлозу на крахмал, и с доплатой!).

Кроме того, надо понимать, что часть ландшафтов, в первую очередь лесов, хоть и не вовлечена напрямую в производство пищевых продуктов для нужд людей, служит в качестве ценного поставщика топливного и строительного ресурса — древесины. Отсюда отказ от леса, кроме неизбежного падения первичной продукции в полтора-два раза (смотри выше), еще и приводит к тому, что выпавшие объемы утилизируемой древесины в виде строительных материалов или топлива из дров надо будет поменять на искусственные материалы и минеральное топливо, что снова предсказуемо выводит нас на вопрос энергии.

Отсюда уже, собственно говоря, можно подойти напрямую к выводам исследований последних лет, которые говорят нам о скором кризисе баланса общей чистой продукции на Земле.

Рис. 133. Диаграмма доступности/недоступности первичной продукции суши.

Итак, диаграмма, показывающая соотношение доступной и недоступной для использования чистой первичной продукции суши (без Мирового океана!):

1) изымаемой человеком чистой первичной продукции;

2) доступной, но еще не изымаемой чистой продукции;

3) недоступной для использования чистой продукции, находящейся в подземных органах растений;

4) недоступной чистой первичной продукции (национальные парки, заповедники, труднодоступные районы).

Величины чистой первичной продукции (NPP) приведены в Pg (петаграммах, 10¹⁵) связываемого углерода за год. Площади, к которым относится оценка NPP, — в миллионах км². В изымаемой продукции приведены отдельно цифры для полей и невозделываемых земель (пастбища и места сбора топлива). Обратите внимание, что доля доступной, но пока еще не изымаемой человеком чистой первичной продукции очень невелика — всего лишь около 10 % (в абсолютных цифрах это 5 Pg C).

По расчетам многих авторов, к 2050 году численность народонаселения возрастет на 40 %. Но вопрос в том, сможет ли такую нагрузку вынести биосфера. Еще пять лет назад считалось, что в 2000-е годы человечество изымало с суши за год 15,5 Пг углерода (или 23,8 % всей чистой первичной продукции суши). Однако в последних работах указывается на то, что человечество в той или иной форме изымает для своих нужд около 38 % чистой первичной продукции. Исходя из этого, считается, что оставшиеся 62 % (а это около 38 Пг углерода в год) достанутся следующим поколениям. Но на самом деле 53 % всей чистой первичной продукции суши не могут быть использованы, поскольку представлены продукцией подземных органов (прирост корней), а также продукцией растительности на территории национальных парков или труднодоступных территорий. Поэтому на самом деле в свободном распоряжении человека остается всего 5 Пг углерода в год, или примерно 10 % от всей чистой первичной продукции суши.