כושר נשיאה

כושר נשיאה (carrying capacity) הוא מדד המציין את מספר הפרטים של מין מסוים היכולים להתקיים לאורך זמן בסביבה בעלת משאבים מסוימים. (על-פי-רוב, קצב התמותה שווה בתנאים אלו לקצב הילודה).

כושר הנשיאה של כדור הארץ

בהקשר של כדור הארץ מתייחס המונח לכמות האוכלוסייה המקסימלית שזה יכול לשאת לאורך זמן מבלי לפגוע בסביבה. יש להגדיר רמת חיים מסוימת של צריכת משאבים ויצירת פסולת. ככל שרמת החיים תהיה גבוהה יותר כך יוכלו לחיות פחות אנשים על פני הכדור. הנקודה המקסימלית היא הנקודה שמעבר לה איכות החיים תחל בהכרח לרדת, גם אם באופן מעשי ניתן עדיין להגדיל את האוכלוסייה.

אוכלוסיית כדור הארץ גדלה במהירות במאה השנים האחרונות. גידול זה, במקביל לגידול ברמת החיים במדינות רבות, הביא גם לגידול משמעותי בצריכת המשאבים. אנו עומדים כעת בפני בעיות חדשות שדורות קודמים לנו לא הכירו. צריכת האנרגיה הממוצעת לנפש עומדת על 45,000 קילו-קלוריות ליום - פי עשרים ממה שהגוף שלנו צורך. זינוק מדהים זה התאפשר הודות לשימוש בדלק מאובנים, שהצריכה האדירה שלו יוצרת בעיות סביבה קשות ועולמיות כגון: זיהום אוויר וזיהום מים, התחממות האטמוספירה לצד שינויים אקלימיים מקומיים כגון מידבור, כריתת יערות ואיבוד פוריות האדמה. נוכח המצב הקשה עלתה השאלה האם אכן דרכי הפיתוח הננקטות כיום הן בנות קיימא.

בעזרת חישובי השקעת אנרגיה ניתן לבדוק את כושר הנשיאה של הסביבה, הן באמצעות שימוש בדלק מאובנים כפי שנעשה כיום, והן באמצעות שימוש באנרגיה חלופית בלבד. באמצעות שימוש באמצעים חישוביים פשוטים ניתן להדגים כיצד האדם מנצל את הסביבה הרבה מעבר לכושר הנשיאה הטבעי שלה. ניתן גם לבדוק האם כל אחד מהתחליפים המוכרים כיום לדלק מאובנים יכול לענות על כושר הנשיאה החדש שנקבע.

בכל ניתוח של השפעת האדם על הסביבה יש לקחת בחשבון את הדינמיות והגידול של המערכת, הן מבחינה מספרית והן מבחינת צריכה לנפש. האדם עבר מזמן את יכולת הנשיאה הסביבתית וכיום הוא מתקיים על שאריות אנרגיה לא מנוצלות מהעבר (דלק מאובנים). ניצול האדם את סביבתו כפי שנעשה כיום הוא הרסני ואף התאבדותי. אנו רואים את ההשלכות מתחילות לצבור תאוצה כיום.

חישוב כושר הנשיאה

ישנן שלוש דרכים שונות לחישוב כושר הנשיאה של כדור הארץ.

1. התרחיש הקדם תעשייתי: כאשר כל האנרגיה הנצרכת על ידי אדם היא האנרגיה שהוא מייצר בכוח שריריו וכוח הבהמות. תוצאות תרחיש זה מראות לנו בבירור כי האדם עבר מזמן את כושר הנשיאה הסביבתי "הרגיל". ומוכיחות כי ללא עזרת טכנולוגיה, לא היינו יכולים כבר היום להתקיים על פני כדור הארץ בצפיפות אוכלוסייה כזו.
2. תרחיש ניצול מקורות האנרגיה הסביבתית. כאשר כל האנרגיה הנצרכת על ידי האדם (ברמה הטכנולוגית העכשווית) מקורה באנרגיה בלתי מתכלה כשמש, רוח, מים וכו'. תוצאות תרחיש זה מראות לנו בבירור כי אין יסוד לטענות ה"ירוקים" שניתן להחליף את כל האנרגיה הנוצרת מדלק מאובנים באנרגיה זו. הכמות שאנו צורכים פשוט גדולה מדי.
3. תרחיש ה"משבר" או "העסקים כרגיל" אשר דן בהתפתחות החברה האנושית באותם אמצעים אשר חיינו מבוססים עליהם כיום. תוצאות תרחיש זה מראות לנו שהאדם אינו מקיים כרגע צריכה בת קיימא מהטבע והתופעה, שתלך ותחריף ככל שהאוכלוסייה תגדל ותתעשר, יכולה להוליך לקריסת מערכות אקולוגיות כללית על פני כדור הארץ.

ההשוואה בין זרימות האנרגיה בין החברה האנושית למערכת האקולוגית בה היא חיה היא הדרך היחידה בה ניתן לקבוע את היציבות. כריתת יערות לדוגמה, שהייתה מקובלת במשך אלפי שנים מבלי ליצור נזק לסביבה, הפכה להרסנית בשנים האחרונות. הסיבה לכך היא שהאדם, ככל שהתרבה, החל לגזול מהסביבה אנרגיה בכמות גדולה מכושר הייצור שלה. כפועל יוצא, ככל שקטנו שטחי היער, קטנה היכולת של המערכת לנצל את אנרגיית השמש והגשם. שינויים אלה הקטינו גם את מידת הגיוון במערכת האקולוגית, יצרו תלות בגורמים מסוימים וכעת מקשים עליה לשרוד ולהתאים עצמה לסביבה החדשה הנוצרת.

התרחיש הקדם תעשייתי

בתרחיש זה מרבית בני האדם מרוכזים באזורים הממוזגים וליד מקורות האנרגיה הטבעיים (בעיקר מים). גודל האוכלוסייה באזור היה מוגבל לכמות האנרגיה שהקרקע סיפקה להם. לבני האדם חסרה הטכנולוגיה להשקעה יעילה של אנרגיה באדמה על מנת להגדיל את התפוקה. הם לא ידעו כיצד לשנות את הסביבה. מכיוון שכך כל רמות האנרגיה הזורמות במערכת היו נמוכות והלחץ של האדם על הסביבה היה קטן.

ייצור מזון הוא הכוח המניע את בני האדם ולכן, למרות שהאדם משקיע באדמה אנרגיה, בחישוב זרימות האנרגיה הוא נכלל כתוסף לאדם ולא כתוסף לסביבה. כמות האנרגיה שהאדם השקיע בייצור מזון בתקופה הקדם תעשייתית היה 0.05 w/m² בלבד. ערך זה נכון רק לנקודות מבודדות בהן הייתה פעילות אנושית ענפה. השימוש בדשן להגדלת פוריות הקרקע נלקח בחשבון אמנם, אך מכיוון שהוא דורש גידול בקר על שטחי קרקע גדולים אין הוא מוסיף כמעט במאום להגדלת מחזור האנרגיה.

בתקופה הקדם תעשייתית התרומה של כוח מכני (טחנות רוח, גלגלי מים וכו') הייתה שולית ב"תקציב" האנרגיה של החברה כיוון שהם היו מקורות כוח לא גמישים ולא אמינים. שימוש יעיל בכוח בהמות לעומת זאת, העלה את רמת האנרגיה לנפש. משני סעיפים אלה עולה כי הדבר החשוב ביותר להגדלת כושר הנשיאה של הסביבה בתקופה זו הוא הקירבה למקורות האנרגיה, הנגישות לקרקע נוחה לעיבוד ובהמות. זו הסיבה שגם ביערות טרופיים וגם בחוג הארקטי התושבים לא היו מסוגלים לפתח בכוחות עצמם כלים להגדלת כושר הנשיאה. ישנם גם אזורים שלמים על פני הכדור אשר לא היו ניתנים בכלל לאכלוס. (vitousek et al. 1986). על פי כל הפרמטרים הנ"ל ניתן לחשב את כושר הנשיאה של הסביבה כתומכת במיליארד נפש בצריכה של 20,000 קק"ל ליום לנפש (שהיא צריכה נמוכה).

תרחיש האנרגיה הסביבתית הבלעדית

בהנחה כי הטכנולוגיה הקיימת כיום לקליטת אנרגיה מהשמש, הרוח והמים היא הטכנולוגיה היחידה בשימוש לייצור אורח חיים מודרני, כושר הנשיאה תלוי יותר ויותר בכושר הטכנולוגי שלנו ליצור אנרגיה ליחידת שטח. קליטת אנרגיית השמש לדוגמה, דורשת שטח רב לייצור אנרגיה לנפש ולכן מגבילה את כמות האוכלוסייה. מכאן שככל שרמת הצריכה תעלה, כך צפיפות האוכלוסייה המקסימלית תרד ולהפך. במודל חישוב כושר הנשיאה הניחו החוקרים שכל הקרקע הפנויה על פני הכדור משמשת לצריכת אנרגיה בעוד נתח שולי נשמר לגידול מזון, זאת כיוון שכמות האוכלוסייה המקסימלית הוא קטן והחוקרים לא צופים בעיה עם אספקת מזון. בצפיפות נמוכה זו לאדם לא תהיה השפעה שלילית בלתי הפיכה על הסביבה. בחישובם גם הניחו החוקרים ניצולת מרבית של האנרגיה הנקלטת ולמרות זאת כושר הנשיאה של הסביבה בצריכה נמוכה של 20,000 קק"ל ליום לנפש (כבסיס להשוואה עם התקופה הקדם תעשייתית) עומד על 825 מיליון נפש בלבד. ברמת צריכה מערבית של 100,000 קק"ל לנפש ליום ניתן יהיה לקיים 165 מיליון נפש. העובדה שכך ניתן יהיה לקיים פחות אנשים מאשר בתקופה הקדם תעשייתית נובעת מכמות השטח שצריכה כל נפש על מנת לייצר את האנרגיה שלה. צפיפות האוכלוסייה (7 מיליארד איש) הנהוגה כיום בעולם היא אפשרית רק בזכות הנצולת הגבוהה של דלק המאובנים המחזיר לאדם *9 מהאנרגיה שהאדם משקיע בייצורו. למרות שהוכח שלא ניתן להחליף את כל האנרגיה באלטרנטיבות נקיות, ארגונים ירוקים רבים תובעים זאת מבלי לדעת את ההשלכות לכך.

תרחיש המשבר (עסקים כרגיל)

כדור הארץ יכול לספק את צורכיהם של שבעה מיליארד אנשים כיום רק הודות לשימוש באנרגיה פוסילית, אבל, שינוי טכנולוגי של החקלאות יכול להביא לתוצאות הרות אסון אם לא יבוקר בקפידה. ניצול יתר של הנוטריינטים בקרקע מביא לכך שהפוריות תרד לאחר שנים מעטות של עיבוד כל חלקה. ניצול יתר של מי תהום, המלחת קרקע, איבוד חלק מהמגוון הביולוגי וזיהום השדות וסביבתם מצביעים על כך שהמערכת החקלאית בימינו אינה בת קיימא. מערכת בת קיימא יכולה להרשות לעצמה לאבד עד טון קרקע להקטאר כל שנה, כיום בכל העולם נהרסים בממוצע 20-40 טון להקטאר כל שנה (pimentel et al. 1989). בהתחשב בכך שלטבע לוקח 500 שנה להפיק 2.5 ס"מ קרקע, המערכת מראה אי יציבות קיצונית. כיום אין תחליף טוב ועולמי לפוריות קרקע ונראה כי באספקת מזון ל-7 מיליארד איש אין מנוס מפגיעה בפוריות הקרקע ובכמות מי השתייה. הגזע האנושי חי בעצם מעל הרמה הרצויה של אוכלוסייה. השינויים המהירים בטכנולוגיה מקשים על המודל להעריך זמן לקריסת המערכת אך אין ספק שהמערכת בהידרדרות ובעקה. על פי הנחות התרחיש מרבית הקרקעות הניתנות לעיבוד כבר מעובדות ולא ניתן להגדיל את תפוקתן בהרבה, (מה גם שיש לנטוש כל שנה קרקעות רבות שנוצלו מעבר לכוחן). אם רוצים להגדיל את התפוקה בחקלאות יש לייעל את הגידולים ולא להרחיב את הקרקע. עד שנת 2025 האוכלוסייה אמורה לגדול ל-8 מיליארד בני אדם. רמת הצריכה בכל העולם ברמת עליה כמו גם כמות ייצור הזבל והפגיעה במשאבים המקומיים. כבר כיום אנו עדים לירידה מתמדת ברמת החיים הכללית. על פי חישוב גס (e.p.odum 1971;1989), על מנת לשמור על יציבות המערכת יש לשמור על כ-30% מהקרקע פראית. מכיוון שבני אדם מתיישבים בעיקר על קרקע פורייה בעוד הקרקע שנותרת "פראית" היא בדרך כלל ספקית אנרגיה שולית למערכת כמו מדבר או פסגות הרים סביר להניח שיש להשאיר שטח גדול אף יותר. דרך נוספת להגדיל את היציבות היא שימוש בטכנולוגיה העומדת לרשותנו להשקעה בסביבה ולהגדלת כושר ייצור האנרגיה שלה ולא רק שאיבה מהסביבה.

ביבליוגרפיה

• Giampietro, M. Bukkens, S.G.F. and pimientel, D. (1992), "Limits to population size: three scenarios of energy interaction between human society and interaction", Population and environment, 14 (2), pp:109-131
• Giampietro M. and D. (1992), “Energy efficiency and nutrition in societies based on human labor”. Ecology of food and nutrition, in press.
• Risser, j. (1981). A renewed thread of soil erosion: it's worse than the dust bowl. Smithsonian, 11, pp:120-130
• Wright, D.H. (1990). “Human impacts on energy flaws through natural ecosystems, and implications for species endangerment. Ambio, 19, pp:189-194
• Vitousek, P.M., Ehrlich, P.R.,Ehrlich A.H. nd Matson, P.A. (1986). “Human appropriation of the products of photosynthesis. Bioscience 36, pp:368-373
• Pimientel, D. & Pimientel, M. (1989). "The demographic and environmental consequences of the green revolution". Paper presented at the conference: Human demography and natural resources, Stanford (ca), February 1-3.
• Odum E.P. (1989), Ecology and our endangered life support system, Stamford (ct): Sinauer.
• Hardin, g. (1991). From shrtage to longage: forty years in population vineyards. Population and enviroment, 12 pp:339-349.

ראו גם

• כדור הארץ
• שמירת כדור הארץ
• איכות הסביבה
• טביעת רגל אקולוגית

קישורים חיצוניים

• דר. אסף רוזנטל, ‏שליטה בגודלה של האוכלוסיה האנושית, באתר "הידען", 11 בנובמבר 2014