Антропогенная эволюция экосистем

Древние очаги земледелия приурочены к современной засушливой области обедненных, опустыненных ландшафтов. Первоначальными районами освоения были предгорья и низкогорья. Здесь благоприятные для земледелия участки сравнительно невелики. Сведение леса человеком разрушало почвенный покров, резко усиливало сток поверхностных вод, возникали катастрофические паводки, отрицательно влияющие на растительность и животный мир речных долин и озерных впадин и на жизнь обитающих здесь племен земледельцев. Уменьшение грунтового стока обедняло и природные экосистемы. Постепенно изменялся и микроклимат в сторону усиления контрастности температур и степени увлажненности. Измененные и деградированные территории увеличивались по площади. Все это происходило на фоне обычных климатических колебаний, не обязательно направленных на опустынивание.

В средиземноморье активные формы современного карста, как правило, вторичны. Они развиваются на более крупных формах древнего карстового рельефа. Этот древний рельеф был переработан в виллафранке (самом конце плейстоцена) при более влажном климате. Позднее процессы карстообразования постепенно затухали, происходило «одряхление» карста. Многие большие полья были заполнены аллювиальными отложениями. Здесь выросли леса и сформировалась поверхностная гидросеть. В течение тысячелетий человек сводил леса. Перевыпас и земледелие привели к деградации почвенного покрова, который удерживал атмосферную влагу. Обнажились коренные известняки. Водотоки ушли под землю, в лабиринты древней карстовой гидрографии. На больших площадях образовались «самые карстовые» ландшафты на земном шаре - известковые пустыни (Баландин, 2004, Баландин, Бондарев, 1988).

В эпоху неолита (средний каменный век) человек впервые выступил как активная геологическая сила. Это выразилось в интенсивности и разнообразии форм воздействия на среду: скотоводство, земледелие, строительство крупных поселений, активное уничтожение лесных массивов, строительство ирригационных систем, шахт. Повышение благосостояния вызвало рост численности населения планеты до нескольких десятков миллионов человек, что еще усилило масштабы воздействия на природу. Как творец «второй природы» человек оказывается в центре мироздания. Создание искусственных ландшафтов, разрешение противоречий с природой вели к появлению математики, письменности, к выделению различных социальных групп. Чем совершеннее становились окультуренные растения, животные, экосистемы, тем больше отчуждались от естественной среды, требуя для своей устойчивости и совершенствования знаний, затрат энергии.

Генеральное наступление земледелия из эродированных предгорных районов шло в направлении низменностей, долин крупных рек. Первоначально были освоены Месопотамия, Двуречье, затем долины Нила, Инда, бассейн Хуанхэ, междуречье Амударьи и Сырдарьи.

Сначала потребность растущего населения удовлетворялась освоением целинных территорий. Позднее появились ирригационные системы, системы защиты от наводнений. Для расширения территорий полей и пастбищ успешно применялся огонь, уничтоживший леса в полуаридных условиях. Сведение леса в верховьях рек делает паводки более контрастными, проходят чаще селевые потоки, разрушаются почвы, заиливаются русла - усиливается опасность наводнений.

Внедрение индустрии меди сказалось на состоянии окружающей среды, так как для выплавки использовалась древесина, что ускорило деградацию лесных массивов.

В отношении численности населения на заре аграрной культуры оценки демографов расходятся. По разным расчетам по сравнению с неолитом численность возросла в несколько раз (ко 2-му тысячелетию до н.э. - 50-133 млн человек). С середины 4-го тысячелетия до н.э. на Ближнем Востоке и в Египте города и поселения стали объединяться и формировать государства, которые превращались в рабовладельческие империи. При изучении проблемы численности населения ученые пришли к выводу, что в эпоху аграрной культуры колебания в численности людей тесно связаны с изменением количества пищи и что на протяжении истории землевладельческих обществ наблюдались резкие пики смертности - до 150-300 и даже 500 на 1000 человек. Иногда они приходились на периоды войн, но чаще были результатом голода и эпидемий.

Энергопотребление на душу населения в античном мире лишь немного превысило уровень эпохи неолита, увеличившись с 4,6 ^. 10⁴ до 5 ^. 10⁴ кДж/cут. Казалось бы, что такой небольшой прирост энергопотребления не в состоянии значительно изменить общественное производство и обеспечить энергетический базис роста численности населения. На самом же деле античные науки и культура достигли небывалого расцвета. Крайне низкий уровень потребления энергии был у рабов. Они сами стали поставщиками мускульной энергии наряду с домашними животными. Примитивное производство концентрировалось в отдельных локусах, там и росла удельная плотность энергопотребления. На этих участках удельное энергопотребление достигало 2,1 ^. 10¹⁰ кДж/км² в год (по Б. Б. Прохорову).

Саморазрушение цивилизаций (Баландин, 2004,Баландин, Бондарев, 1988).

Древнейшее на территории Индии рабовладельческое государство Хараппа возникло 3 тыс. лет назад. На пространстве почти в 1 млн. га обнаружено более тысячи поселений, где жили представители хараппской культуры. Примерно 400 поселений нашли в пустыне Тар, одной из самых бесплодных на Земле. Согласно обычной закономерности, и в этом регионе земледельческая и скотоводческая культура распространялась от низкогорий и предгорий в долину Инда. Чуть меньше пяти тысячелетий назад они уже научились обжигать глину и возделывали обширные территории, после чего на равнине и долине Инда стали возникать города. Хараппская культура со временем распространилась примерно на 1100 км с севера на юг и более 1500 км с запада на восток. Процветание культуры продолжалось несколько веков, объясняют его плодородием местных почв, благоприятным климатом, навыками ведения земледелия. Росло население, расширялись посевные площади и так продолжалось из века в век. Но со временем плодородие почв уменьшалось. Пригодных для земледелия территорий не оставалось, а те которые долго эксплуатировались, пришли в упадок. Древние города и поселения в долине Инда (III тысячелиt до н.э.) не были разрушены или сожжены. Крупный город региона Мохенджо-Даро неоднократно затапливался наводнениями и испытал сильное землятрясение. Люди не менее 7 раз покидали город на длительное время и затем снова возвращались. Для борьбы с наводнениями строили массивные дамбы. Между 1800 и 1700 годами до н.э. город был поглощен илом. В верховьях речных долин, на низкогорьях и предгорьях, откуда идет основное питание рек, люди истребили лесные массивы, в результате атмосферные осадки стали быстро стекать в долины, ослабло подземное питание водоносных горизонтов. Уровень грунтовых вод понизился, а наводнения приняли катастрофический характер. В речной долине усилился перенос рыхлых горных пород, наносы в руслах рек изменили направление потоков. Усилился размыв берегов. Все эти неблагоприятные явления были вызваны людьми, а вовсе не естественными изменениями среды обитания. Деградация общества шла на фоне увеличения опустыненных территорий, периодических стихийных бедствий, с нередкими периодами голода и эпидемий. Цивилизация Хараппы, подобно многим другим, самостоятельно, без посторонней помощи достигла расцвета, стала склоняться к упадку и, наконец, погибла. Деградация природы была вызвана искусственно: активной деятельностью человека. Как показали раскопки, в городах долины Инда люди время от времени надстраивали и углубляли колодцы, совершенствовали канализационную систему. Они умели укрощать реки, устраивать оросительные каналы. Не умели они только предвидеть долговременных последствий своей хозяйственной деятельности, своих воздействий на окружающую природу.

Обширная зона полупустынь и пустынь Средней Азии также была колыбелью древних цивилизаций. Подсчитали, что площадь орошаемых земель Амударьи и Сырдарьи составляла 8-10 млн га. Упадок культур связывали с ухудшением климата. Однако очевидных климатических катастроф не удалось выявить, основная причина запустения - социально-историческая. Первоначально менялся не климат, а экосистема. Истощались и засолялись почвы, не обрабатывались земли и надвигались пески.

В зоне пониженного естественного увлажнения процветание племен земледельцев и скотоводов, освоивших ирригацию, не может продолжаться сколь угодно долго. Человек обособляет участки, обогащенные поверхностными или грунтовыми водами, эксплуатирует их с помощью запруд, каналов, колодцев и др. Одновременно водой обедняются соседние территории (уменьшаются водотоки, снижается уровень грунтовых вод). Вырубка лесов и кустарников довершает процесс опустынивания. На карте Древней Аравии многие города и торговые пути приурочены к зоне современных пустынь. В результате избыточной нагрузки от выпаса скота формируются открытые пески.

Расцвет цивилизации майя относится к 6-10 векам. Американский историк С. Морли и специалист по сельскому хозяйству Л. Олсон считают, что в центре цивилизации майя земли были истощены вследствие интенсивной эксплуатации. Сведение влажных тропических лесов содействовало усилению климатических контрастов, усилению поверхностного стока и возникновению катастрофических наводнений. Цивилизация древних майя вступила в конфликт со средой. Майя применяли смешанные посевы, не требующие частой смены участков; на болотистых участках устраивались приподнятые поля, требовалась тончайшая регуляция поступления воды. Земли были истощены в результате интенсивной эксплуатации. Величественная империя пришла в упадок, были покинуты города и селения. Конечно, в упадке цивилизаций немалую роль сыграли военные конфликты, завоевание варварами, не владеющими достаточными знаниями. Но все это показывает неустойчивость первичных агроэкосистем, большую зависимость как от стихийных явлений, так и от деятельности человека.

Освоение новых методов природопользования ведет к эффективности хозяйствования, увеличению населения, а затем неизбежно наступает полоса экологических кризисов. Были частично опустынены земли древних цивилизаций в Палестине и Финикии, в обширной Малой Азии. Малая Азия была когда-то богата лесами, козы и люди погубили леса, земля превратилась в сухую степь. В Средиземноморье при очень высокой плотности населения потребность в древесине была столь велика, что естественный прирост вечнозеленых дубовых лесов не покрывал потери, возобновление не происходило из-за выпаса скота. Земли превратились в каменистую пустыню, особенно там, где были известняки, подверженные карсту.

Александр Македонский с войском прошел много тысяч километров по территории современных полупустынь и пустынь. В наше время повторить этот маршрут вряд ли возможно. Есть археологические доказательства того, что эти пространства были густо заселены и армии во время длиннейших переходов могли прокормиться.

Разрушения от природных стихий обычно не вызывают гибели цивилизаций, существуют же в течение десятков столетий города и поселения в зонах землетрясений и вулканической деятельности. Пепел даже способствует плодородию полей.

Влияние экологических кризисов на развитие человеческого общества было двусторонним, Наряду с ущербом, который они наносили традиционной хозяйственной деятельности человека, создавались и стимулы для развития новых путей обеспечения экономических интересов общества. Так, значительное ухудшение условий земледелия в ряде средиземноморских стран античного времени повлекло развитие мореплавания, ремесла и других видов несельскохозяйственного производства.

Римскую империю можно назвать первым обществом потребления, твердо проводившим политику покорения природы: вырубка и выкорчевка лесов, осушение и орошение земель, строительство дорог, мостов, водопроводов, дворцов, храмов, терм, коллизеев, добыча руд и строительных материалов. За 1-2 дня цирковых празднеств убивали тысячи диких животных (до 600 львов на арене одновременно). Итальянский историк Дж. Луццато писал, что истребление лесов в горных районах привело к изменению режима рек. Судоходные реки превратились в потоки, по которым можно было подниматься лишь в течение короткого периода года. Эксплуатация земель для получения наивысшей прибыли привела к истощению почв и падению урожаев. Впервые появилась гипотеза «утомления земли».

В средневековье из опустошаемых человеком субтропической и тропической зон очаги цивилизации переместились в среднюю полосу Европы и даже в ее северные районы. Здесь началось наступление на лес. В раннем средневековье на территории Европы преобладали обширные лесные массивы и болота. Селения и города располагались по речным долинам. Шло постепенное совершенствование агрокультуры, развитие ирригации и осушения. За 9 столетий средневековья площадь лесов сократилась в 3-4 раза. Почти исчез строевой мачтовый лес, дубово-буковые леса уступили место хвойным и березовым. Уничтожение лесов было ускорено растущими потребностями в стройматериалах, топливе, древесном угле, дубильных веществах. Оказались на грани исчезновения туры, зубры, благородные олени, лоси, медведи. За три-четыре столетия численность жителей Западной Европы выросла в 2-2,5 раза за счет освоения новых территорий. Города стали привычной искусственной средой человека.

Почти полностью распаханы придунайские степи, венгерская пушта и ее правобережное продолжение в Югославии на равнинах долгое время рассматривались как западный форпост южнорусских степей. Однако средние годовые температуры на среднем Дунае составляют около + 10^о С, а осадков выпадает 500-750 мм в год. Эти условия никак не могут быть препятствием для произрастания лесов. Причина безлесья Среднедунайской равнины - деятельность человека. Еще в 3-м тысячелетии до н. э. эта территория начала осваиваться для земледелия (дунайская культура), и с тех пор лес испытывал постоянное давление со стороны человека. С востока вместе с кочевниками пришли степные флористические элементы, прижившиеся на новом месте, а кое-где появились массивы сыпучих песков.

Шотландцы, поселившиеся в центральной части провинции Отаго, занялись разведением овец. Из-за удаленности заморских рынков животных не забивали на мясо, а держали ради шерсти. Поэтому их поголовье росло очень быстро: всего за 6 лет (с 1855 по 1861 г.) оно увеличилось почти в 12 раз и приблизилось к 700 тыс. голов. Нагрузка на пастбища оказалась явно превышенной. Частое выжигание кустарника, перевыпас и быстрое размножение кроликов привели к деградации ландшафта, развитию эрозии, падению содержания гумуса в почве, обеднению видового состава растительности. Уже с 1880-х годов численность поголовья скота стала уменьшаться, а пришедшие в негодность пастбища - забрасываться. Спустя еще 20 лет очевидцы стали писать о пустыне в центральной части Отаго.

В период позднего Средневековья появились первые законодательные акты, направленные на охрану окружающей среды. В Англии в 17 веке был издан указ, запрещавших лонданцам разжигать огонь в каминах во время сессий парламента, чтобы защитить парламентариев от смога. Еще раньше во многих странах Европы была запрещена охота в лесах, принадлежащих монархам, крупным феодалам, монастырям. Именно этим законам человек обязан тому отрадному факту, что в лесах Европы до сих пор сохранились многие виды диких животных.

Последним этапом эпохи аграрной культуры на большей части планеты был феодализм. В IХ веке население Земли - около 200 млн человек - жило в условиях застоя, разобщенности ввиду непрекращающихся войн, эпидемий и частых неурожаев. Период с Х до середины ХIII века отмечен мощным прогрессом численности человечества - она почти удвоилась. В конце ХIII века успех человека как биологического вида вновь притормозился. Согласно демографическим данным в ХIV веке во многих регионах настали трудные времена. В Китае за 100 лет с небольшим население сократилось более чем на 50 млн, в Индии и Европе численность жителей также значительно снизилась, и в 1400 г. в мире жило меньше людей, чем в 1200 г. Причину этой последней по времени паузы в росте численности населения Земли принято связывать с распространением чумы. Однако разгар эпидемий пришелся на 1345-1351 гг., и поэтому нельзя ограничиться лишь таким объяснением. В условиях аграрной культуры рост численности населения опережает рост сельскохозяйственного производства, кратковременный подъем которого может быть достигнут за счет чрезмерной эксплуатации сельскохозяйственных ресурсов. Но стабильный демографический рост сверх уровня, обеспечиваемого данной продуктивностью, т.е. относительная перенаселенность, ставит под угрозу все социальное развитие, ибо в этом случае самой страшное - даже не острый голод, а длительное существование на недостаточно питательном рационе. Слабое питание на протяжении нескольких поколений ведет к катастрофическим последствиям: увеличивается вероятность эпидемий и смертности для значительной части населения. Вплоть до ХV столетия человек жил на грани голода, лишь между 1400 и 1750 гг. человечество сумело увеличить производство продуктов питания и на этой основе добиться стабильного роста своей численности.

Эпоха феодализма характеризуется интенсивным использованием в производстве таких явлений природы, как ветер и текучая вода. В городах и сельской местности стали применять водяные и ветряные двигатели. Огромное значение в качестве тяговой силы приобрела лошадь. Все это увеличило количество энергии, потребляемое одним человеком эпохи феодализма, до 1,1 ^. 10⁵ кДж/год. К середине средних веков все человечество потребляло энергии 6,3 ^. 10¹⁵ кДж/год, а в позднее средневековье эта цифра увеличилась до 1,7^. 10¹⁶ кДж/год (по Б. Б. Прохорову). Однако большая часть энергии, используемой всем обществом и овеществленной в виде денег, продуктов питания, изделий ремесленников, строительства жилых и производственных зданий и т.д., расходовалась на удовлетворение потребностей небольшого числа состоятельных людей.

Человечество живет и в исторически обозримое время будет жить в биосфере, ход процессов в которой радикально изменен нашими предками. Мы плохо себе представляем облик экосистем большей части Америки до начала колонизации европейцами, Сибири до начала и на ранних этапах русской колонизации и т.п. И хотя этот аспект проблемы исследован недостаточно, по-видимому, с большим основанием можно утверждать, что ход эволюции хозяйственной деятельности человека неоднократно модифицировался последствиями перестройки природных экогеосистем.