Если сигнал от предельного состояния или отклик на него запаздывают, и если окружающая среда при выходе за пределы разрушается необратимо, то растущая экономика выйдет за пределы устойчивого равновесия, ресурсная база будет подорвана, и наступит катастрофа (рис. 4.9, й).
Из- за выхода за пределы и последующей катастрофы состояние окружающей среды ухудшится необратимо, и тогда материальный уровень жизни уже никогда не будет высоким.
Различие между выходом за пределы с последующими колебаниями и выходом за пределы с последующей катастрофой заключается в том, что в системе есть контуры разрушения окружающей среды. Такие положительные обратные связи приводят к самым тяжелым последствиям. При обычном развитии событий они не активны, однако при ухудшении ситуации приобретают решающее значение и еще больше ухудшают ее, усиливая разрушительные тенденции.
Например, луга и пастбища на всей планете эволюционировали вместе с травоядными животными — бизонами, антилопами, ламами, кенгуру. Когда травяной покров съеден, остающиеся в почве корни и нижние части стеблей получают из почвы больше воды и питательных веществ, и в результате трава вырастает снова. Численность травоядных контролируют хищники, на нее влияют сезоны миграций и болезни. Экосистема не нарушается, а пребывает в динамическом равновесии. Но если хищников из нее удалили, если миграция стала невозможной или просто популяция слишком разрослась, тогда травоядные могут выесть не только всю траву, но и повредить корни. С этого момента начинается быстрая эрозия.
Чем меньше остается растительности, тем меньше она удерживает почву. Лишившись защиты, частицы почвы уносятся ветром или смываются дождевыми потоками. Чем меньше остается почвы, тем меньше на ней может появиться растительности. Прогрессирующая нехватка растительности вызывает адекватную эрозию почвы и т. д. Плодородие почвы уменьшается все больше и больше, пока луг не превращается в пустыню.
В модели World3 существует несколько контуров, описывающих подобное саморазрушение. Например:
Если люди голодают, им приходится эксплуатировать землю более интенсивно. Это позволяет в кратковременной перспективе получить больше продовольствия, но требует очень больших инвестиций в долговременной перспективе, чтобы поддерживать плодородие почв. Если инвестиций не делать, то производство продовольствия по прошествии некоторого времени быстро снижается.
Допустим, появляется какая-либо проблема, для решения которой необходимо задействовать больше промышленной продукции — например, загрязнение окружающей среды требует, чтобы везде были установлены очистные сооружения; или наступил голод, и потому необходимо срочно передать больше промышленной продукции в аграрный сектор; или ресурсов не хватает, и потому необходимо стимулировать разработку и освоение новых ресурсов. В таких случаях средства выделяются для решения насущных проблем, а не на поддержание промышленного капитала и амортизацию. В результате промышленное производство постепенно приходит в упадок, что в будущем приводит к уменьшению производства промышленной продукции. Уменьшение количества продукции может привести к дальнейшему уменьшению отчислений на амортизацию, что приведет к дальнейшему уменьшению промышленного капитала, и т. д.
Если экономика ослаблена, производство услуг на душу населения может упасть. Уменьшение финансирования программ планирования семьи может привести к тому, что рождаемость увеличится. Численность населения возрастет, что еще сильнее уменьшит количество услуг на душу населения.
Если уровни загрязнения стали слишком высокими, это может привести к разрушению природных механизмов самоочищения, в результате скорость разложения загрязнений средой уменьшится, и тогда загрязнение возрастет еще больше.
Заметить последствия последнего из перечисленных механизмов саморазрушения, связанного с природными механизмами разложения загрязнений, очень трудно. На этот счет у нас во время создания первой модели World3, более тридцати лет назад, было очень мало информации.
В тот период у нас была информация об отложении пестицидов в водоемах, что уничтожало в них те организмы, которые при нормальных условиях разлагали органические отходы; а также данные о выбросах в атмосферу оксидов азота и летучих органических соединений, которые взаимодействовали между собой, образуя гораздо более вредный фотохимический смог.
С тех пор стали известны и другие примеры того, как разрушаются природные механизмы самоочищения. Один из них — установленная способность нестойких загрязнителей воздуха, таких как монооксид углерода, резко уменьшать присутствие в воздухе гидроксильных радикалов, выполняющих функцию природных очистителей. При нормальных условиях гидроксильные радикалы вступают в реакцию с метаном (парниковым газом) и разлагают его. Когда загрязнение воздуха уменьшает количество гидроксильных радикалов в атмосфере, концентрация метана растет. Загрязнение воздуха нестойкими веществами, разрушающими природные механизмы разложения, может привести к последствиям в долговременном масштабе — к дальнейшему изменению климата.
Другой пример разрушительных процессов — способность загрязнителей воздуха наносить вред лесам и даже приводить к их исчезновению, что уменьшает сток другого парникового газа — диоксида углерода. И еще один — закисление почв вследствие промышленных выбросов или применения химических удобрений. Почвы при нормальном уровне кислотности способны сорбировать загрязнения. Они связывают и изолируют тяжелые металлы, не допуская их попадания в поверхностные водоемы и грунтовые воды, и, следовательно, в живые организмы. Однако в кислой среде такие химические связи разрушаются. В.М. Стиглиани (W.М. Stigliani) в своей работе, проведенной в 1991 г., описывает этот процесс:
При закислении почвы токсичные тяжелые металлы, связанные и накопленные за продолжительное время (десятилетия или даже целое столетие), могут высвобождаться и быстро поступать в грунтовые и поверхностные воды либо в ткани растений. Наблюдающееся сейчас в Европе закисление почв из-за кислых выпадений — явная причина выщелачивания тяжелых металлов и связанных с этим проблем [149]15. W. М. Stigliani, “Chemical Time Bombs”, Options (Laxenburg, Austria: International Institute of Applied Systems Analysis, September 1991), 9.
.
В «реальном мире» существуют не только те контуры положительных обратных связей, которые мы включили в модель World3, но и масса других, и все они способны приводить к быстрым разрушениям. Пока мы упомянули возможные разрушения в физических и биологических системах. Но подобные же тяжелые последствия могут быть и в социальных системах. Если правящий класс в стране считает допустимым, чтобы в обществе был столь большим разрыв в благосостоянии различных классов, то будут приниматься такие законы, которые еще больше увеличат разрыв между элитой и остальными гражданами страны. Такое неравенство может привести к возникновению социальной напряженности в средних классах, включая выражение недовольства и различные формы протеста. Беспорядки, возникающие при акциях протеста, могут стать поводом к принятию репрессивных мер. Применение силы еще больше отдаляет правящий класс от остального населения и усиливает его убежденность в том, что значительная разница в благосостоянии в обществе вполне приемлема и является нормой. Разрыв в уровне достатка интенсивнее увеличивается, недовольство и протесты населения усиливаются, и это может привести к еще более жестким репрессиям. В конце концов возникает угроза революции или гражданской войны.
Любые механизмы саморазрушения сложно описать численно, поскольку это комплексные явления, затрагивающие все элементы системы и множественные связи между ними. Такие события возникают только тогда, когда в системе и без того создалось напряжение. К тому моменту, когда оно становятся очевидными, разрушение уже очень сложно остановить. Несмотря на некоторую неопределенность, мы можем с уверенностью заявить: любая система, в которой заключен скрытый процесс саморазрушения, может в конце концов придти к катастрофе, если будет допущен выход за пределы.
В локальном масштабе выход за пределы и катастрофа уже наблюдались не раз: процессы опустынивания, истощения минеральных ресурсов и фунтовых вод, отравление почвы сельскохозяйственных угодий или лесов стойкими токсичными загрязнителями, исчезновение видов животных и растений. Брошенные фермы, опустевшие шахтерские поселки, являются признаком такого поведения системы. В глобальном масштабе выход за пределы и катастрофа могут означать нарушение основных природных циклов, регулирующих климат, очищающих воду и воздух, воспроизводящих биомассу, поддерживающих биологическое разнообразие, преобразующих отходы одних природных процессов в питательные вещества для других. Когда мы впервые опубликовали наши результате в 1972 г., большинство людей были убеждены, что в глобальном масштабе человек никогда не сможет нанести природным процессам серьезный вред. А сейчас примеры такого разрушения попали в заголовки газет и стали предметом обсуждения на встречах ученых и при проведении международных переговоров.