Болятко Основы екологии и охраны окружаюсчей 2008

Если в 1950 – 2005 гг. среднегодовой темп прироста населения мира в целом составлял 1,71%, то темп прироста городского населения 2,65% в год. Процесс роста относительной численности горожан в наиболее развитых регионах мира уже почти закончился. К 2005 г. в городах там уже проживало около 75% населения. Однако за счет развивающихся стран в ближайшие 25 лет даже заметно снизившийся темп прироста городского населения будет почти вдвое превышать ожидаемый темп прироста мирового населения в целом.

Рис. 5.5. Динамика численности городского и сельского населения мира в 1950 – 2030 гг.

Таким образом, завершается построение господствующей урбанистической цивилизации, в которой каждый сельский житель должен будет прокормить не только себя, но и двух горожан.

5.3. Модели динамики человечества

Для описания динамики изменения численности человеческой популяции N(t) можно воспользоваться несколькими математическими представлениями. Очевиден на большом промежутке времени неуклонный рост численности населения планеты, как за весь исторический период существования социума,

141

так и в особенности за индустриальную эпоху развития. Применим к этому процессу простейшую экспоненциальную зависимость (5.1).

При неизменном постоянном значении коэффициента скорости роста r удобно использовать при экспоненциальном описании так называемое время удвоения Т2 системы, за которое популяция возрастает вдвое, практически точно определяемое следующим выражением:

если r определяет скорость роста в процентах за год.

Анализ значений ежегодного прироста численности населения планеты показывает, что значения коэффициента r зависят от времени и возрастали вплоть до конца XX столетия.

Время удвоения человеческой популяции от 500 млн чел. до первого миллиарда превысило 170 лет, от 1 до 2 млрд чел. составило около 100 лет, а от 2 до 4 млрд чел. оказалось равным уже только 45 годам. Таким образом, численность человеческой популяции росла быстрее простой экспоненты с постоянным коэффициентом скорости роста. Поэтому такую зависимость иногда называют J- образной кривой роста численности населения планеты.

В конце прошлого столетия на короткий исторический промежуток времени этот показатель ежегодного прироста численности населения стабилизировался в диапазоне r = 1,7 – 1,8% в год, после чего наметилась тенденция к его снижению. Отражая определенные закономерности, в целом экспоненциальная зависимость не позволяет корректно описать динамику изменения численности человеческой популяции в прошлом, тем более спрогнозировать тенденции ее изменения в будущем.

Высокие темпы прироста численности населения сохраняются и в наши дни, что необходимо учитывать при выборе математической модели прогнозирования динамики изменения численности популяции в будущем. Поэтому широко используется в этих целях логистическая зависимость (5.4), экологический смысл которой заключается в описании плавного математического перехода от экспоненциального роста к выходу на насыщение. При этом вводится понятие потенциальной емкости системы - максимальной численности популяции, которая эволюционно

142

длительное время может поддерживаться в экосистеме или в биосфере в целом. Значение потенциальной емкости системы отражает величину асимптоты (см. рис. 5.1), к которой стремится со временем поведение логистической кривой.

Используя начальные значение численности популяции N0 в настоящий момент времени и мгновенную скорость текущего экспоненциального роста r – можно определить параметры логистической кривой для прогнозирования ситуации в будущем:

Критическим остается при этом описании значение величины потенциальной емкости системы, т.е. в данном случае максимальной численности человеческого сообщества, существование которого может обеспечить биосфера нашей планеты.

Анализ плотности расселения современного человечества по различным регионам мира и экстраполяция этих возможностей в будущее территориально ограничивает максимальную численность современной цивилизации в пределах от 10 до 20 млрд чел. Возможности современного сельского хозяйства прокормить население планеты пока также находятся на рубеже 10 млрд чел.

Положения фундаментальной экологии позволяют вывести следующую оценку. Естественная биотическая регуляция окружающей среды функционировала в течение всего времени существования жизни на Земле. Равновесие и устойчивость биосферы обеспечивается в части живой природы многочисленностью видов и сохранением между ними «паритета ничтожности» - пренебрежимо малой роли каждого отдельного вида в единой функциональной регуляции поддержания условий существования живого вещества на нашей планете.

Биотическая регуляция обеспечивается в основном наличием многочисленных мелких организмов – микромиром бактерий и грибков, потребляющих около 90% энергии, запасаемой в органическом веществе, синтезированном продуцентами. Мелкие беспозвоночные животные-гетеротрофы потребляют менее 10%, т.е. практически всю оставшуюся часть ассимилированных потоков солнечной энергии. Крупные позвоночные животные, к числу

143

которых без сомнения относится и человек, ответственны за тонкую настройку существования биосферы, на их долю должно приходиться не более 1% потока энергии, функционирующей в биотическом сообществе.

Валовая первичная продуктивность биосферы на современном уровне оценивается величиной в 1018 ккал/год. Чистая первичная продукция в среднем составляет половину от этой величины. Принимая во внимание, что человеку как биологическому виду должно доставаться около 1% чистой первичной продукции биосферы, и годовое потребление отдельного человека находится на уровне 106 ккал/год, нетрудно получить оценку численности энергетически сбалансированного положения человеческой популяции в окружающем мире в размере 5 млрд чел.

Отсюда вытекает неизбежность перехода в XXI в. к равновесной по численности динамике человеческой популяции и реализации правила демографического насыщения: в глобальной или регионально изолированной совокупности количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека.

По достоверным оценкам численность населения Земли может после середины XXI в. стабилизироваться на уровне 9 – 10 млрд чел. Это будет исторически абсолютно новое состояние человеческого сообщества, разумные варианты развития которого придется вырабатывать будущим поколениям.

5.3.1. Основы демографии. Демографический прогноз

Значительное количество дополнительной информации, собираемой и анализируемой человечеством относительно структуры развития собственной популяции, позволяют осуществлять более строгие и корректные прогнозы, по крайней мере, на среднесрочную перспективу. Осуществляется такой прогноз в рамках практических положений, сформированных в научной дисциплине – демографии. На основе статистических данных переписи населения ООН в 1989 г., представленных в табл. 5.2, рассмотрим важнейшие характеристики демографического

144

анализа. Этот год выбран как год максимального абсолютного прироста населения мира.

Таблица 5.2

Статистические данные переписи населения Земли 1989 г.

БРС – более развитые страны; МРС – менее развитые страны.

Коэффициенты рождаемости (b), смертности (d), детской смертности, как и некоторые другие демографические параметры, принято использовать в единицах промилле (‰), т.е. относить на 1000 чел. Тогда естественный прирост или скорость ежегодного прироста населения (%) равна r = (b-d)/10.

Полная скорость прироста (коэффициент полного прироста, коэффициент фертильности) показывает среднее число детей, которое родит одна женщина в течение своей жизни. К 2004 г. значения этого коэффициента снизились: на одну женщину приходилось в среднем 2,6 ребенка во всем мире (1,6 ребенка – в богатых странах и 2,9 ребенка – в бедных). Сейчас в Европе уровень рождаемости составляет 1,52 ребенка на одну женщину.

С последним понятием связана еще одна широко используемая величина – замещающий коэффициент прироста,

145

являющийся таким коэффициентом фертильности, при котором 100 женщин репродуктивного возраста заменят себя в следующем поколении 100 женщинами репродуктивного возраста. В реальной жизни этот коэффициент из-за детской смертности девочек и неравенства рождений мальчиков и девочек всегда больше двух.

Существенные отличия в значениях коэффициента детской смертности для различных регионов приводят и к непостоянству замещающего коэффициента прироста, значения которого находятся в диапазоне 2,1 – 2,8. Меньшие показатели характерны для более развитых стран с низким коэффициентом детской смертности. Среди демографических показателей именно коэффициент детской смертности в полной мере демонстрирует разницу в развитии различных стран и народов мира.

Мировая практика показывает, что в процессе построения современного индустриального общества различные страны осуществляли и широкомасштабные изменения своей демографической структуры. Теоретическое отражение этого процесса получило название «концепция демографического перехода или двойного демографического перехода».

Количественные показатели демографического перехода для развитых и развивающихся стран показаны на рис. 5.6. В начале переходного периода для любых стран характерны высокие показатели рождаемости и смертности с относительно низким суммарным показателем темпа прироста населения. Рост удельного потребления продуктов питания, развитие медицины и другие качественные показатели приводят на первом этапе к снижению смертности населения (1-й демографический переход).

Именно в это время отмечаются самые высокие темпы естественного прироста населения в данном регионе. Только спустя определенное историческое время, когда смертность практически упала до естественного физиологического предела, начинается стремительное снижение рождаемости (2-й демографический переход). В конце переходного периода темп прироста населения становится практически идентичным начальным значениям. Современное состояние свидетельствует уже о депопуляции коренного населения в этих странах.

В настоящее время продолжаются дискуссии о причинах и неизбежности демографического перехода, к которому приходится

146

относиться пока как к эмпирическому факту. Из рис. 5.6 однозначно следует, что развивающиеся страны также завершили свой 1-й демографический переход с наиболее стремительной фазой с 1950 по 1985 г. и до окончания в них 2-го периода темпы прироста населения останутся относительно высокими.

Рис. 5.6. Тенденции изменения рождаемости и смертности при демографическом переходе (1850 – 2000 гг.). Естественный прирост населения составляет разницу между числом родившихся и умерших людей

Демографический прогноз требует информацию по половозрастной структуре населения как рассматриваемого региона, так и планеты в целом. Графическое представление данных о численности населения по возрастной категории называется

возрастной структурой, или пирамидой популяции. Форма возрастной структуры отражает прошлое и ближайшее будущее отдельной страны или региона. Например, развивающиеся страны имеют форму пирамиды в виде треугольника, отражающего быстро растущую популяцию. Более крутые стены пирамиды при неизменных коэффициентах рождаемости и смертности соответствуют более медленной стадии роста. И наконец, при форме

147

возрастной структуры в виде прямоугольника рост популяции прекращается.

В качестве примера на рис. 5.7 приведены возрастно-половая структура населения России (СССР) в разные исторические эпохи: до демографического перехода (рис. 5.7, а, конец XIX в.) и после его завершения (рис. 5.7, б) в конце 80-х годов прошлого века.

К данным по возрастному составу населения добавляются и рассчитанные коэффициенты выживания, определяющие вероятность прожить людям в данной группе очередной период времени, а также реальные коэффициенты прироста по каждой возрастной категории.

При использовании демографического прогноза для построения сценариев развития человеческого общества в будущем в программу расчета вводится постулат о достижении замещающего коэффициента прироста.

Рис. 5.7. Численность населения России по возрастам:

а – до демографического перехода (1897 г.); б – после завершения (1989 г.)

При достижении коэффициентом фертильности значения простого замещения населения должна произойти мгновенная остановка роста численности. Однако реальные расчеты показыва-

148

ют, что рост популяции продолжается еще длительное время, пока численность населения не выйдет на насыщение.

Этот процесс получил название инерции популяции, и он обусловлен треугольной формой возрастной структуры, когда имеется большая доля молодежи предрепродуктивного возраста. Современная возрастная структура мирового населения, определяемая во многом развивающимися странами, пока имеет подобный вид. Доля молодых людей до 15 лет в это время достигала в развивающихся странах величины в 40%.

Современные прогнозы показывают, что неуклонный рост численности будет происходить вплоть до 2050 г. с возможной последующей стабилизацией.

5.3.2. Демографическая ситуация России

Общие тенденции развития мирового сообщества не всегда совпадают с региональными особенностями. Это проявилось в демографической ситуации в России в 90-х годах XX в., когда произошел демографический переход, который иначе как катастрофой назвать затруднительно (рис. 5.8). По своим демографическим масштабам он абсолютно сопоставим со всеми остальными катаклизмами, произошедшими с нашей страной в XX столетии.

Самый низкий показатель смертности в России (РСФСР) был зарегистрирован в 1964 г. – 7,2‰ и до 1992 г. не превышал 11,6‰. Но после 1993 г. он практически всегда был выше 14,0‰. Всего за два года 1992 – 1993 гг. произошел фазовый переход, казавшийся в мирное время невозможным.

Для простого замещения населения необходим коэффициент фертильности не менее 2,15. В 1985-1987 гг. в России он составлял 2,2 («демографический бум»), но к 2000 г. упал почти вдвое – до значения 1,17. За период 1965 – 1989 гг. рождаемость в России в среднем составляла значение 15,5‰. Фазовый спад рождаемости до уровня 10‰ произошел всего за три года – с 1990 по 1992 г.

В результате в нашей стране за короткий промежуток времени при отсутствии каких-либо военных или стихийных лишений сформировался переход с модели устойчивого умеренного демографического роста (0,5 – 0,65% в год) на модель тотального вымирания с отрицательным показателем – 0,6% в год.

149

Рис. 5.8. Возрастно-половая структура населения России на начало 1999 г.

В табл. 5.3 приведены практически сохранившиеся тенденции поведения коэффициентов рождаемости и смертности в России за последние годы.

Таблица 5.3 Демографическая ситуация в России за последние годы

(показатели приведены в ‰)

Неблагоприятная демографическая ситуация остается реальностью. Складывается впечатление, что после накопившейся исторической усталости, горчайшего разочарования в прошлом и

150