Život na Zemi a ve vesmíru
Přihlásit se
Život na Zemi a ve vesmíru (13/21) · 13:00

Produktivita půdy jako limitující faktor lidské populace Úvaha o tom, že hustota obyvatel je limitována množstvím kalorií a způsobem, jakým je získáváme z půdy

Navazuje na Geologickou historie Země.
My současní lidé, kteří si vše lehce koupíme v nejbližším supermarketu, lehce zapomínáme, že během dlouhé historie lidstva, ale i dnes, počet lidí nebo velikost lidské populace byla a je limitována naší schopností získat kilokalorie nebo pro lidi vhodnou potravu z půdy. V tomto videu bych tedy rád trochu nastínil různé techniky, jak lidé získávali kilokalorie z půdy a jak se takto stanovoval mezní počet lidí, kteří mohli obývat určitou oblast neboli na čem závisí hustota obyvatel v té které oblasti. Tady máme dva pány, kteří právě hledají potravu. Jsou to lovci-sběrači. Když jim říkáme lovci, znamená to, že se snaží najít nějaké zvíře, řekl bych, že tito dva se právě pokouší ulovit nějaké králíky a sběrači jsou to proto, že svou potravu hledají a sbírají, například nějaké ovoce, oříšky nebo dokonce jedlé kořínky rostlin. V podstatě tedy chodí po krajině, snaží se něco ulovit a hledají cokoli, co se dá jíst. Tento způsob obživy si označíme jako úroveň 1. Jsou to lovci-sběrači, přesně takoví, jací byli lidé po většinu své existence na Zemi. Abychom si mohli lépe představit, kolik potravy mohou získat z této půdy, podíval jsem se do pár uznávaných studií o lovcích-sběračích, a zjistil jsem, že z takovéto krajiny mohou získat kolem 200 kilokalorií. V tomto sloupečku budeme mít počet kilokalorií získaných z 1 kilometru čtverečního za 1 den. Množství získané energie samozřejmě závisí na tom, kolik tam žije zvířat, jaký je tam typ půdy, pokud třeba žijí poblíž řeky kde ryby doslova vyskakují z vody ven, bylo by to číslo mnohem větší, kdyby žili někde v poušti, bylo by to číslo mnohem menší. Ale takto to zhruba odpovídá některým studiím o lovcích-sběračích. Pokud tedy dokáží získat pouze tolik kilokalorií z každého kilometru čtverečního za den, kolik lidí může žít na 1 kilometru čtverečním za den? Jaká je hustota obyvatel? Abychom to zjistili, musíme znát kolik kilokalorií člověk v průměru potřebuje k přežití. Pro účely tohoto videa bychom mohli předpokládat, že 1 člověk potřebuje 2 000 kilokalorií na den, aby přežil a netrpěl podvýživou. Samozřejmě to velmi záleží na aktivitě a velikosti toho kterého člověka. Poznamenám, že ve videu používám označení „Cal" (česky: „kilokalorie"). O těchto kilokaloriích většinou mluvíme, když třeba v posilovně běháte na běžeckém pásu a on vám ukazuje, kolik kilokalorií jste spálili, nebo když si na obalu tyčinky přečtete, že má 200 kilokalorií. To jsou kilokalorie, o kterých mluvím. Trochu se liší od těch se kterými počítáte v chemii. Tyto kalorie se píší s malým písmenem ‚c‛ (čili zkratka „cal"). A kdybyste náhodou nevěděli, jaký je mezi nimi rozdíl, tak si pamatujte, že 1 kcal (kilokalorie) se rovná 1 000 cal (kalorii), přičemž 1 cal představuje množství energie potřebné pro zahřátí 1 gramu vody o 1°C. S těmito kaloriemi tedy počítáte při chemii, ale v tomto videu se přímo o nich bavit nebudeme. Budeme používat kilokalorie, kcal, o kterých nám neustále vypráví dietetici. Když předpokládáme, že průměrný člověk spotřebuje 2 000 kilokalorií denně aby nebyl podvyživený, přičemž samozřejmě muži jí více, ženy jí méně a děti toho sní ještě méně, ale s tímto předpokladem, jak husté lidské osídlení může být v této krajině? 200 kilokalorií představuje 1 desetinu průměrné denní spotřeby 1 člověka, pokud se držíme našeho předpokladu. Teoretická hustota obyvatelstva, počet lidí na 1 kilometr čtvereční, by tedy v takto obhospodařované krajině byla 0,1 člověka! Uživilo by se zde pouze 0,1 lidí na 1 kilometr čtvereční, takže 1 člověk by vlastně k obživě potřeboval 10 km čtverečních, na kterých by lovil zvířata a sbíral potravu, jen aby uživil sám sebe. A k tomu, aby uživil celou 1 rodinu, by potřeboval 30 až 40 kilometrů čtverečních, kde by všichni museli lovit zvířata, sbírat plody a pátrat po čemkoliv k snědku. Teď bychom se mohli přesunout k další úrovni, i když ne vždy musí být chov stáda dobytka produktivnější než lovectví-sběračství, hlavě když žijeme třeba u řeky plné ryb. Přesuňme se, ale k tomuto obrázku. Tento způsob obživy můžeme nazvat pastevectví. Takže 2 úroveň je pastevectví. Na této úrovni si lidé uvědomili, že i když všude kolem je vegetace, kterou oni sami nemohou jíst, tak existuje mnoho živočichů, kteří ji jíst mohou a tak mohou přeměnit tyto nedosažitelné kilokalorie do formy stravitelné lidem a tou stravitelnou formou jsou oni sami! Když tento muž na obrázku dostatečně vypase svoje ovce, může je buď sníst nebo může pít jejich mléko. Můžeme si to také představit tak, že tento dobytek, tyto ovce držíme ve stádu, necháváme je spásat trávu, a tak přeměňujeme pro lidi nedostupné kilokalorie na ty, které lidé mohou jíst. Pro účely našeho teoretického pokusu si stanovíme, že zde dochází k desetinásobnému nárůstu kilokalorií přístupných lidem na 1 kilometr čtvereční. Takže jsme zvýšili původních 200 kilokalorií na 2 000. Místo 1 člověka na kilometr čtvereční teď uživíme 1 člověka... ...oh, promiňte, místo 0,1 člověka uživíme 1 člověka. Na 10 kilometrů čtverečních teď uživíme 10 lidí, na 100 kilometrů čtverečních uživíme 100 lidí. Pojďme teď na další úroveň... ...přičemž jich pár přeskočíme, protože máme třeba takové samozásobitelské zemědělství, a mnoho dalších systémů, které jsou různě produktivní, záleží na tom, v jaké oblasti a s jakými nástroji se provozují. Přeskočíme tedy na další úroveň, kterou můžeme nazvat tradiční zemědělství. Tradiční zemědělství máme na tomto obrázku, a také na tomto druhém. Oba 2 zobrazují tradiční zemědělství. Můžeme si vysvětlit, jaký je rozdíl mezi tradičním a moderním zemědělstvím. V tradičním zemědělství se nepoužívá mechanizace, pouze některé jednoduché nástroje, ale rozhodně to nejsou motory na fosilní paliva, nepoužívají se moderní pesticidy ani geneticky upravené plodiny. Využívají se, ale poznatky o šlechtění plodin, zavlažování a využívání zvířat k práci. Vypadá to podobně, jako na těchto obrázcích, ale velmi záleží na místních podmínkách, na úrodnosti půdy, jak pokročilé nástroje se používají a také na tom, jaké plodiny se pěstují. Předpokládejme, že zde dochází k stonásobnému nárůstu produktivity. Historické záznamy by nám potvrdili, že to závisí na místních podmínkách, ale v podstatě je to možné. Došlo tedy ke stonásobnému nárůstu, takže místo 2 000 kilokalorií z 1 kilometru čtverečního za den teď můžete získat 200 000 kilokalorií z 1 kilometru čtverečního za den a můžeme teď uživit 100 lidí na 1 kilometru čtverečním...pokud chcete. Nemusíte mít 100 lidí, pokud jste na takovém pozemku sami, ani to nedokážete, nebo existují i další limity pro růst populace, důležité je ovšem mít na paměti tuto horní hranici. Pokud v tradičním zemědělství dokážete získat z půdy tolik kilokalorií a tak teoreticky uživit 100 lidí z 1 kilometru čtverečního půdy. Kdybyste, ale najednou měli na 1 kilometru čtverečním 200 lidí, třeba by se k vám přistěhovali, protože vaše půda je velmi úrodná nebo by vás tam hospodařilo jen málo, tak by ale všichni nemohli dostávat 2 000 kilokalorií denně, někteří by byli podvyživení, někteří by dokonce mohli vyhladovět. Na této půdě totiž existuje horní hranice počtu obyvatel, která závisí na skutečné produktivitě vaší půdy. Přesuňme se teď k modernímu zemědělství. Nejdřív si trochu vysvětlíme, co to vlastně moderní zemědělství je. Používají se v něm stroje, jako je tento kombajn, který zastane spoustu lidské práce. Na energii v zemědělství totiž můžeme pohlížet v podstatě z 2 různých úhlů. Jednak kolik kilokalorií dokážeme z půdy získat a potom kolik energie a práce člověk může do půdy dodat za použití různých nástrojů. V tomto případě, když nám pluh tahají voli, nebo naopak tady, když použijeme kombajn poháněný fosilními palivy. V moderním zemědělství, kde se dnes využívá spoustu úžasných strojů, geneticky upravené plodiny, moderní pesticidy a... ...každému to nemusí připadat tak úžasné, ale tyto věci nám umožnily ohromě zvýšit produktivitu. To je tedy moderní zemědělství. Řekněme, že je oproti tradičnímu zemědělství 10x výnosnější, takže nyní dokážeme získat 2 000 000 kcal z 1 kilometru čtverečního denně a z 1 kilometru čtverečního tak uživíme až 1 000 lidí. Znovu připomínám, že je to nejvyšší hraniční hodnota. Tato čísla jsem si ovšem trochu upravil, aby byla pěkně zaokrouhlená. Díval jsem se do historických záznamů, toto je mimo rozmezí toho, co byli naši předkové schopni vyprodukovat v minulosti, ale pochopíte, jak vypadá hustota osídlení dnes a proč horní hranice vypadá, jako správná, v místech, jako USA, kde je hustota osídlení 30 lidí na 1 kilometr čtvereční, ve výrazně hustěji obydlených státech, jako je Indie, je hustota obyvatel 300 lidí na 1 kilometr čtvereční. A země s největší hustotou obyvatel na světě, je země, odkud pocházím...tedy narodil jsem se v New Orleans, ale někteří moji předci odtud pochází... ...je Bangladéš, takže předpokládám, že na světě je spoustu lidí jako já. Bangladéš má hustotu obyvatel 900 lidí na 1 kilometr čtvereční! Do určité míry to ukazuje na velkou úrodnost půdy v té oblasti, ale už se docela blíží nejvyššímu limitu vzhledem k produktivitě půdy za využití moderních technologií, doslova vás to přivede na myšlenku, že pokud se růst populace neomezí, mohlo by dojít k nějakým tragickým mezním situacím. Poslední věc, nad kterou bychom se mohli zamyslet, je věc, o které už jsem trochu mluvil. Jsou to ty 2 pohledy na energii, protože možná vám to je trochu nejasné. Na jedné ose máme úrodnost půdy a na druhou osu vyneseme produktivitu práce. Někde tady by byli lovci-sběrači, kteří ze své půdy moc kilokalorií nezískají, lidé musí vykonávat všechnu práci sami, nemají žádná zvířata, která by jim pomáhala a samozřejmě nemají po ruce žádné roboty nebo motory, proto musí strávit mnoho času prací, aby získali vůbec nějaké výnosy z půdy. Jak se ale postupně rozvíjí nástroje na pomoc lidem, například když najednou můžeme k práci využít dobytek nebo další jiné nástroje, lidská práce je více produktivní a lidé nemusí tolik pracovat, aby získali dostatečné množství výnosů z půdy, takže někteří z nich se mohou věnovat třeba malování, nebo se stanou kováři a podobně. A v tomto směru získáme větší výnosy na jednotku půdy. A těmito směry postupujeme od lovců-sběračů k pastevcům, k tradičnímu zemědělství se zavlažováním až k modernímu zemědělství. V tomto grafu nás tedy lepší nástroje posouvají nahoru, větší výnosy z půdy nás posouvají doprava, takže moderní zemědělství by bylo někde tady. Získáváme mnohem více kilokalorií z jednotky půdy a také mnohem více kilokalorií z jednotky lidské práce. Proto je v zemědělství zaměstnáno stále menší procento obyvatel. Tady bych asi skončil a doufám, že je vám teď alespoň trochu jasnější, že naše jídlo nepochází jen tak o nikud, a že je to vlastně hlavní limitující faktor růstu lidské populace.
video