Pāri “robežām” – kā mēs apdraudam savu un Zemes nākotni
Baiba Witajewska-Baltvilka, Liene Brizga-Kalniņa
Dabas degradācija un daudzveidības izzušana ir nopietns drauds cilvēku labklājībai – arī mūsu iespējām dzīvot pašu sugai piemērotā vidē. Tāpēc dabas saglabāšana un atjaunošana nav izvēle, bet gan skaudra nepieciešamība. Šādi brīdinoši apgalvojumi arvien biežāk izskan no zinātnieku puses. Un patiešām, šī nav apokaliptiska trauksmes celšana, bet zinātniski pamatota un kvantitatīvi aprēķināta iespējamā realitāte. Šajā rakstā pievērsīsimies planetāro robežu konceptuālajam ietvaram, kas uzskatāmi skaidro, kā daba nodrošina gandrīz visus resursus un funkcijas, kas ir izšķiroši svarīgas mūsu ekonomikas pastāvēšanai, sabiedrības veselībai un vispārējai dzīves kvalitātei.
Kas ir planetārās robežas un kādas sekas izraisa to “pārkāpšana”?
Planetārās robežas ir zinātnisks ietvars, kas nosaka un kvantitatīvi izvērtē galvenos procesus, kas uztur Zemi stabilā stāvoklī – piemērotu dzīvībai. Šo konceptu 2009. gadā izstrādāja zinātnieku grupa, kuru vadīja Johans Roksrēms[1], lai definētu vides robežas, kuru pārsniegšana var izraisīt neatgriezeniskas un apdraudošas izmaiņas Zemes sistēmā[2]. Zinātnieki ir noteikuši deviņas galvenās planetārās robežas. Tās ir klimata pārmaiņas, biosfēras integritāte, zemes izmantošanas izmaiņas, saldūdens izmaiņas, bioķīmiskie plūsmu procesi, stratosfēras ozona noārdīšanās, okeānu paskābināšanās, atmosfēras aerosolu ietekme[3] (skatiet attēlu Nr.1). Tāpat ir noteikts katras robežas optimālais stāvoklis, kas ir nepieciešams Zemes stabilai tālākpastāvēšanai.
Attēls Nr.1 Planetārās robežas. Avots: Richardson, K., Steffen, W., Lucht, W., Bendtsen, J., Cornell, S.E., Donges, J.F., Drüke, M., Fetzer, I., Bala, G., von Bloh, W., Feulner, G., Fiedler, S., Gerten, D., Gleeson, T., Hofmann, M., Huiskamp, W., Kummu, M., Mohan, C., Nogués-Bravo, D., Petri, S., Porkka, M., Rahmstorf, S., Schaphoff, S., Thonicke, K., Tobian, A., Virkki, V., Weber, L. & Rockström, J. 2023. Earth beyond six of nine planetary boundaries. Science Advances 9, 37.
Septiņas no deviņām definētajām robežām – klimata pārmaiņas, biosfēras integritāte, zemes izmantošanas izmaiņas, saldūdens izmantošana, bioķīmiskie plūsmu procesi un jaunu ķīmisko vielu piesārņojums – jau ir pārsniegtas (skatiet tabulu Nr.1) un tas noticis cilvēka ietekmē. Pārsniegtās robežas liecina par to, ka dabas procesi, kas uztur Zemes biosfēru līdzsvarā, ir traucēti. Piemēram, klimata pārmaiņas, bioloģiskās daudzveidības zudums un slāpekļa cikla traucējumi ir robežas, kuru pārsniegšana izraisa ekosistēmu sabrukumu, kas, savukārt, ietekmē pārtikas ražošanu, ūdens pieejamību un klimata stabilitāti.
Šo robežu pārsniegšana norāda uz to, ka cilvēka darbība ir mainījusi dabiskās sistēmas tik lielā mērā, ka to spējas atjaunoties un saglabāt dzīvībai piemērotus apstākļus ir stipri ierobežotas. Turklāt pārsniegto robežu sekas ir ļoti reālas – tās var izpausties kā biežākas dabas katastrofas, ūdens un pārtikas trūkums, klimata nestabilitāte un bioloģiskās daudzveidības krīze, kas viss kopā apdraud globālo ekosistēmu stabilitāti un cilvēku labklājību.
Tabula nr.1
| Robeža | Skaidrojums |
|---|---|
| Klimata pārmaiņas (pārsniegta) | Šī planetārā robeža saistīta ar siltumnīcefekta gāzu emisijām, kas izraisa globālo sasilšanu. Saskaņā ar IPCC[4], būtiska globālās temperatūras paaugstināšanās var novest pie neatgriezeniskām klimata izmaiņām, radot risku ekosistēmām un cilvēku sabiedrībām. SEG emisiju pārsniegšana izraisa klimata nestabilitāti, kas, savukārt, ietekmē visu planētas ekosistēmu darbību. |
| Biosfēras integritāte (pārsniegta) | Bioloģiskās daudzveidības zudums apdraud biosfēras integritāti, jo sugu izmiršana un biomasas samazināšanās vājina ekosistēmu stabilitāti. Tā ietekmē pārtikas ķēdes un ekosistēmu pakalpojumus, piemēram, apputeksnēšanu un augsnes veselību. Zinātnieki uzskata, ka pašreizējais izmiršanas ātrums ir 100 līdz 1000 reizes lielāks nekā dabiskajā evolūcijas gaitā.[5] |
| Zemes izmantošanas izmaiņas (pārsniegta) | Cilvēku darbības, piemēram, mežu izciršana un urbanizācija, būtiski maina dabiskās zemes ekosistēmas, samazinot bioloģisko daudzveidību un veicinot klimata pārmaiņas. Zemes izmantošanas pārmaiņas var ietekmēt oglekļa ciklu un izraisīt augsnes degradāciju, samazinot tās spēju uzturēt dzīvību un regulēt klimatu. |
| Saldūdens izmantošana (pārsniegta) | Saldūdens resursu “pārizmantošana” draud izraisīt ūdens pieejamības krīzi, kas jo īpaši smagi skar ekosistēmas un cilvēku sabiedrības. Saldūdens ciklu traucējumi var būtiski ietekmēt lauksaimniecības produktivitāti un bioloģisko daudzveidību, jo ūdens ir būtisks resurss visām dzīvības formām. |
| Bioķīmiskie plūsmu procesi (pārsniegta) | Intensīva lauksaimniecības prakse un mēslojuma izmantošana ievērojami palielina slāpekļa un fosfora aprites ciklu traucējumus. Pārmērīgas šo vielu plūsmas izraisa ūdens piesārņojumu, veicina ūdenstilpju eitrofikāciju un samazina bioloģisko daudzveidību. Slāpekļa plūsmas pārsniegšana jau tiek uzskatīta par kritisku robežu sasniegušu. |
| Stratosfēras ozona noārdīšanās (robežās) | Ozona slānis aizsargā Zemi no kaitīgā ultravioletā (UV) starojuma. Ozona noārdīšanās galvenokārt notiek CFC (hlorfluorogļūdeņražu) gāzu ietekmē, kas ir tieši atbildīgi par ozona cauruma veidošanos. Ozonu noārdošo vielu regulēšana saskaņā ar Monreālas protokolu ir samazinājusi risku, taču tas ir jāuztur ilgtermiņā. |
| Okeānu paskābināšanās (robežās) | CO₂ emisiju pieaugums izraisa okeānu paskābināšanos, jo liels daudzums oglekļa dioksīda tiek absorbēts okeānos. Tas maina ūdens ķīmisko sastāvu un nelabvēlīgi ietekmē jūras ekosistēmas, īpaši koraļļu rifus un kalcija karbonātu saturošus organismus, piemēram, moluskus. Okeānu paskābināšanās var ietekmēt arī pārtikas ķēdi un bioloģisko daudzveidību. |
| Atmosfēras aerosolu ietekme (robežās) | Aerosolu emisijas no cilvēka darbībām, piemēram, rūpniecības un transporta, var ietekmēt mākoņu veidošanos un atmosfēras termodinamiku, kas, savukārt, ietekmē klimatu un nokrišņu sadalījumu. Aerosoli var radīt veselības problēmas cilvēkiem un veicina klimata sasilšanu vai atdzišanu (atkarībā no to sastāva). |
| Jauni ķīmiskie piesārņotāji (pārsniegta) | Šī planetārā robeža attiecas uz toksiskām vielām, piemēram, smagajiem metāliem, organiskajiem piesārņotājiem un radioaktīvajiem materiāliem, kas tiek novadīti vidē cilvēku darbību rezultātā. Šo vielu uzkrāšanās var radīt ilgtermiņa draudus gan cilvēku veselībai, gan ekosistēmām, jo tās spēj uzkrāties un izraisīt toksiskas sekas. |
Savukārt trīs no planetārajām robežām – atmosfēras aerosolu piesārņojums, stratosfēras ozona noārdīšanās un okeānu paskābināšanās – vēl nav pārsniegtas, taču pēdējā no šīm strauji tuvojas drošas robežšķirtnes pārkāpšanai. Šeit īpaši uzsverams ir ozona līmeņa stabilizācijas veiksmes stāsts, kas ir viens no spilgtākajiem piemēriem, kā starptautiskā sadarbība un stingri vides aizsardzības pasākumi var novērst nopietnu vides krīzi (Skatiet tabulu Nr.2).
| Ozona “veiksmes stāsts” Ozona līmeņa samazināšanās problēma kļūva aktuāla pagājušā gadsimta astoņdesmitajos gados, kad zinātnieki atklāja, ka ozona slānis, kas aizsargā Zemi no kaitīgā ultravioletā starojuma, strauji noārda ķīmiskie savienojumi, īpaši hlorfluorogļūdeņražu gāzes, kas plaši tika izmantoti aerosolos, dzesētājos un citur. Šī noārdīšanās radīja ozona caurumus, īpaši virs Antarktikas, kas palielināja risku cilvēku veselībai (piemēram, izraisot ādas vēža un kataraktu pieaugumu), kā arī kaitējot jūras ekosistēmām. 1987. gadā tika pieņemts Monreālas protokols, kura mērķis bija pakāpeniski izbeigt ozonu noārdošo vielu ražošanu un izmantošanu. Protokolu parakstīja vairāk nekā 190 valstis, un tas uzskatāms par vienu no veiksmīgākajiem starptautiskajiem vides nolīgumiem. Līdz ar šī protokola spēkā stāšanos un tā grozījumiem hlorfluorogļūdeņražu gāzu un citu kaitīgo ķīmisko vielu izmantošana tika strauji samazināta. Pateicoties šiem pasākumiem ozona slānis sāka atjaunoties, un tiek prognozēts, ka tas varētu pilnībā atjaunoties līdz šī gadsimta vidum ap 2050. gadu. Šis stāsts pierāda, ka ātra zinātniskā izpēte un koordinēta rīcība var efektīvi risināt globālas vides problēmas. |
Kāpēc ejam pāri robežām?
Galvenais iemesls, kas rada planetāro robežu pārkāpšanu, ir cilvēka darbības – un gala rezultātā mēs riskējam ar cilvēkam piemērotas pasaules izzušanu.
Pirmkārt, planetāro robežu pārkāpšanu ievērojami sekmējusi intensīvā lauksaimniecība. Mūsdienu lauksaimniecības prakses ir balstītas uz masveidīgu minerālmēslu, pesticīdu un herbicīdu izmantošanu, kas būtiski iejaucas dabiskajos bioķīmiskajos procesos, it sevišķi slāpekļa un fosfora ciklos. Lielais slāpekļa un fosfora daudzums, kas izmantots lauksaimniecībā, tikai daļēji paliek augsnē un augos, pārējā daļa nokļūst ūdenstilpēs caur nokrišņiem un notecēm. Tas izraisa ūdenstilpju pārmērīgu bagātināšanos ar barības vielām — procesu, kas pazīstams kā eitrofikācija. Eitrofikācija noved pie aļģu masveida savairošanās, kas izraisa skābekļa izsīkumu, jo aļģu sabrukšanas procesā tiek patērēts lielais daudzums skābekļa.
Tā ūdeņos veidojas tā dēvētās “mirušās zonas”, kuras ir gandrīz pilnībā iznīcinājušas bioloģisko daudzveidību, apdraudot zivis un citus ūdens organismus. Arī Baltijas jūrā ir daudz šādu mirušu zonu, ko lielā mērā ir izraisījusi pārmērīga lauksaimniecības mēslošanas līdzekļu plūsma no Baltijas jūras baseina upēm. Turklāt, pieaugot barības vielu koncentrācijai ūdenī, pasliktinās dzeramā ūdens kvalitāte, jo augstā slāpekļa koncentrācija var būt kaitīga cilvēku veselībai un izraisīt slimības. Intensīvās lauksaimniecības prakses arī negatīvi ietekmē augsnes veselību. Nepārtraukta minerālmēslu izmantošana samazina augsnes dabisko mikrobu aktivitāti un struktūru, kas, savukārt, samazina augsnes spēju uzturēt ražu ilgtermiņā.
Otrkārt, rūpniecības emisijas ir nozīmīgs faktors planetāro robežu pārkāpšanā, īpaši attiecībā uz klimata pārmaiņām. Rūpnieciskā ražošana, kuras pamatā ir fosilā kurināmā (naftas, akmeņogļu un dabasgāzes) sadedzināšana, rada ievērojamu daudzumu siltumnīcefekta gāzu, piemēram, oglekļa dioksīda (CO₂) un metāna (CH₄). Šīs gāzes veicina globālās temperatūras paaugstināšanos, izraisot klimata pārmaiņas. Tas jau ir radījis globālās sasilšanas paātrināšanos, kas izpaužas kā ledāju kušana, jūras līmeņa celšanās un krasas klimata izmaiņas. Šīs klimata izmaiņas izraisa ekstrēmas laika parādības, tostarp biežākus un spēcīgākus plūdus, sausuma periodus, karstuma viļņus un vētras. Piemēram, 2023. gadā ekstremālie karstuma viļņi Eiropā un Ziemeļamerikā izraisīja vairākus tūkstošus nāves gadījumu un lielus ekonomiskus zaudējumus, kā arī graudaugu ražas samazināšanos[6]. Līdz ar to rūpnieciskās emisijas būtiski palielina klimata nestabilitāti, kas ietekmē gan dabas ekosistēmas, gan cilvēku dzīvi, radot pārtikas nedrošību, ūdens trūkumu un potenciāli arī bēgļu plūsmas.
Līdzās siltumnīcefekta gāzu izdalīšanai rūpniecība arī rada dažādas ķīmiskās vielas, piemēram, smagos metālus, dioksīnus un gaistošos organiskos savienojumus (VOC), kas piesārņo gaisu, ūdeni un augsni. Šie piesārņotāji ne tikai negatīvi ietekmē cilvēku veselību, izraisot elpceļu slimības un vēzi, bet arī kaitē ekosistēmām, piemēram, acidifikācija jeb “paskābināšanās” un toksisko vielu uzkrāšanās var nopietni kaitēt biotopiem un dzīvotnēm.
Treškārt, mežu izciršana būtiski ietekmē globālo oglekļa ciklu un bioloģisko daudzveidību. Meži kalpo kā būtiski oglekļa uzkrājēji jeb “oglekļa sūkņi un sūkļi”, kas uzņem atmosfērā esošo oglekļa dioksīdu un uzglabā to kā biomasu. Kad mežus izcērt, šis ogleklis tiek atbrīvots un nokļūst atpakaļ atmosfērā, veicinot siltumnīcefekta gāzu emisiju rašanos un paātrinot globālo sasilšanu. Tas īpaši skar tropiskos lietusmežus, kas ir visefektīvākie oglekļa uztvērēji, bet tiek intensīvi izcirsti, lai atbrīvotu vietu sojas pupu, palmu eļļas un citu lauksaimniecības kultūru audzēšanai.
Turklāt mežu izciršana ne tikai samazina oglekļa uzkrāšanas spēju, bet arī nopietni apdraud bioloģisko daudzveidību. Meži ir mājvieta aptuveni 80% sauszemes dzīvnieku, augu un mikroorganismu sugām. Kad meži tiek iznīcināti vai fragmentēti, sugas zaudē savas dzīvotnes, kas var izraisīt sugu izmiršanu vai bioloģiskās daudzveidības krīzi.
Papildus oglekļa uzkrāšanas un bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas funkcijai, meži darbojas kā ūdens attīrītāji, filtrējot lietusūdeni un nodrošinot tīru ūdeni strautiem un upēm. Tiem ir nozīmīga loma gaisa kvalitātes uzlabošanā, jo tie absorbē piesārņojošas vielas, piemēram, oglekļa dioksīdu un cietās daļiņas. Turklāt meži regulē mikroklimatu, uzturot mērenu temperatūru un mitrumu, kas ir īpaši svarīgi tropiskajos reģionos, un aizsargā augsni pret vēja un lietus eroziju. Mežu izzušana ievērojami pasliktina šo dabisko pakalpojumu pieejamību, kas negatīvi ietekmē cilvēku veselību un pārtikas drošību. Augsnes erozija samazina lauksaimniecības zemes auglību, kas var izraisīt pārtikas ražošanas samazināšanos. Tas īpaši ietekmē nabadzīgus reģionus, kas ir atkarīgi no vietējās lauksaimniecības. Pārtikas trūkums un augošās cenas veicina sociālo nestabilitāti un pārtikas nedrošību. Tāpēc mežu saglabāšana ir būtiska ne tikai vides aizsardzībai, bet arī cilvēces ilgtermiņa izdzīvošanai un labklājībai.
Ceturtkārt, urbanizācija un infrastruktūras attīstība nopietni ietekmē dzīvotnes un ekosistēmas. Strauja pilsētu paplašināšanās prasa lielas teritorijas, kas bieži vien tiek iegūtas, iznīcinot dabiskas dzīvotnes, piemēram, mežus, pļavas un mitrājus. Tas izraisa ekosistēmu fragmentāciju, kurā dzīvotnes tiek sadalītas mazākos, izolētos apgabalos, kas apgrūtina savstarpējo sugu mijiedarbību, izplatību un ģenētisko daudzveidību[7]. Šādi izolētas dzīvotnes bieži nespēj uzturēt stabilas sugas populācijas, kas noved pie bioloģiskās daudzveidības samazināšanās. Daudzi dzīvnieki un augi, kuru izdzīvošana ir atkarīga no lielām, neskartām teritorijām, ir īpaši apdraudēti, jo teritoriju samazināšanās saasinu sugu konfliktus, mazina pieeju barībai, pārošanās partneriem un drošam patvērumam.
Papildus dzīvotņu zudumam, urbanizācija un ar to saistītās infrastruktūras attīstība veicina ekosistēmu piesārņošanu. Gaisa piesārņojums no transporta un rūpnieciskās ražošanas, atkritumu izgāšana un ūdens piesārņošana ar rūpniecības notekūdeņiem būtiski pasliktina vidi, izraisot augsnes, gaisa un ūdens kvalitātes kritumu. Piesārņojums ietekmē ne tikai ekosistēmas, bet arī cilvēku veselību, palielinot elpceļu slimību, vēža un citu veselības problēmu risku. Smagie metāli, ķīmiskās vielas un plastmasas daļiņas, kas nonāk ekosistēmās, var uzkrāties dzīvnieku organismos, negatīvi ietekmējot to attīstību, izdzīvošanu un reproduktīvo spēju. Urbanizācija arī veicina dabas resursu izsīkšanu, jo pilsētas un rūpniecība pieprasa lielu ūdens, enerģijas un izejmateriālu daudzumu. Palielinoties urbanizācijai, pieprasījums pēc šiem resursiem strauji pieaug, kas noved pie to pārmērīgas izmantošanas. Piemēram, saldūdens resursi tiek pārmērīgi izmantoti gan ūdensapgādes, gan rūpniecības vajadzībām, kas, savukārt, rada nopietnus draudus vietējām ekosistēmām un cilvēku dzīves kvalitātei.[8]
Un, piektkārt, robežu pārsniegšanu rada pārmērīga resursu izmantošana jeb pārpatēriņš. ieprasījums pēc ūdens, minerāliem, enerģijas un citiem resursiem pārsniedz to dabisko atjaunošanās spēju. Piemēram, saldūdens resursu izsīkšana ir nopietna problēma, ko izraisa pārmērīga ūdens izmantošana lauksaimniecībā (70%), rūpniecībā un cilvēku patēriņā. Šī pārmērīgā ūdens izmantošana noved pie ūdens resursu izsīkuma gan pazemes ūdens slāņos, gan upēs un ezeros, radot ūdenstilpju degradāciju, ūdens kvalitātes pasliktināšanos un pat pilnīgu izžūšanu (piemēram, Arāla jūra ir klasisks piemērs, kur intensīvā lauksaimniecība un apūdeņošanas projekti ir noveduši pie šīs jūras gandrīz pilnīgas izzušanas). Saldūdens izsīkšana ietekmē ne tikai ekosistēmas, bet arī cilvēku dzīves kvalitāti. Ūdens trūkums veicina pārtikas ražošanas samazināšanos, jo lauksaimniecība ir tieši atkarīga no apūdeņošanas. Tas izraisa pārtikas cenu kāpumu un palielina sociālo un ekonomisko nestabilitāti reģionos, kas saskaras ar ūdens deficītu. Turklāt ūdenstilpju degradācija samazina pieejamā dzeramā ūdens daudzumu, kas apdraud sabiedrības veselību un piekļuvi tīram ūdenim miljoniem cilvēku. Vides degradācija, ko izraisa ūdens resursu pārmērīga izmantošana, arī ievērojami apdraud bioloģisko daudzveidību, iznīcinot saldūdens ekosistēmas un apdraudot sugas, kas ir atkarīgas no šiem biotopiem.
Planetāro robežu pārkāpšana rada milzīgus izaicinājumus, turklāt skaidri redzams, ka tās visas ir saistītas un nav iespējams problēmas atrisināt vienu pēc otras rindas kārtībā. Ir nepieciešams visu darīt vienlaicīgi un uzreiz. Planetāro robežu modelis parāda mūsu nestabilo un draudīgo situāciju, taču tas nebūt nenozīmē, ka cilvēce nevar dzīvot un attīstīties. Tas norāda uz nepieciešamību pārdomāt mūsu attiecības ar dabu un pievērsties ilgtspējīgām praksēm, kas samazina negatīvo ietekmi uz vidi un dabu. Cilvēki vienmēr ir izcēlušies ar savu spēju domāt un ar savu prātu pacelties nebijušos augstumos. Šis ir brīdis, kad mums mūsu brīnišķīgais prāts jāvērš uz to, lai meklētu samērīgumu resursu izmantošanā un radītu tehnoloģijas, risinājumus, ieviestu prakses, kas saglabā Zemes spēju atjaunoties.
[1] Potsdamas Universitātes profesors, Potsdamas Klimata ietekmes izpētes institūta direktors.
[2] Rockström, J., Steffen, W., Noone, K. et al. A safe operating space for humanity. Nature 461, 472–475.
[3] Richardson et al Richardson, K., Steffen, W., Lucht, W., Bendtsen, J., Cornell, S.E., Donges, J.F., Drüke, M., Fetzer, I., Bala, G., von Bloh, W., Feulner, G., Fiedler, S., Gerten, D., Gleeson, T., Hofmann, M., Huiskamp, W., Kummu, M., Mohan, C., Nogués-Bravo, D., Petri, S., Porkka, M., Rahmstorf, S., Schaphoff, S., Thonicke, K., Tobian, A., Virkki, V., Weber, L. & Rockström, J. 2023. Earth beyond six of nine planetary boundaries. Science Advances 9, 37.
[4] IPCC, 2023: Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland.
[5] Rockström, J., Steffen, W., Noone, K. et al. A safe operating space for humanity. Nature 461, 472–475
[6] WMO, 2023 https://wmo.int/news/media-centre/2023-shatters-climate-records-major-impacts
[7] Haddad, N.M., et al. (2015) Habitat Fragmentation and Its Lasting Impact on Earth’s Ecosystems.
[8] Science Advances, 1, e1500052.[1] Vorosmarty, C.J., et al. (2000) Global Water Resources: Vulnerability from Climate Change and Population Growth. Science, 289, 284-288.
