Концепция ресурсных циклов разработана известным географом И.В.Комаром и основана на идее круговорота веществ в природе, когда в ходе естественных преобразований природные элементы переходят из одного состояния в другое, от одного компонента природы к другому, по принципу замкнутого безотходного цикла. С возникновением человечества складывается общественное (хозяйственное) звено круговорота веществ, которое стало взаимодействовать с природным круговоротом, оказывая на него свое влияние. Это влияние состояло в том, что из природного оборота изымалась большая масса природного вещества, а обратно в него возвращалась масса входов, которые после технической переработки не могли ассимилироваться природой, постепенно все больше и больше загрязняя ее и нарушая природный оборот вещества.
Хозяйственное звено круговорота вещества получило название ресурсного цикла, под которым понимается совокупность превращений и пространственных перемещений вещества природы в процессе его освоения, добычи, переработки, потребления и конечного возвращения в природу после использования. Этот цикл имеет незамкнутых характер, т.е. имеет большую массу отходов на всех этапах добычи и использования природного вещества. Выделено шесть основных видов:
· цикл энергоресурсов и получения энергии;
· цикл металлических ресурсов и получения металлов;
· цикл неметаллических минеральных ресурсов и получения химических, строительных, технических материалов;
· цикл лесных ресурсов и получения продуктов лесного хозяйства и древесных материалов;
· цикл земельно-климатических ресурсов и получение сельскохозяйственных продуктов и сырья;
· цикл ресурсов дикой фауны и флоры с получением продукции промыслов - охотничьих, рыбных, собирательства полезных растений и т.п.
Цикл обычно включает ряд стадий:
выявление природных ресурсов, подготовку к эксплуатации, извлечение из природной среды, переработку, потребление, возвращение отходов в природу. Основные циклы обычно сопровождаются рядом побочных и сопутствующих (вспомогательных) подциклов.
Для функционирования ресурсных циклов требуются затраты на добычу и на возобновление природных материалов. Часть этих расходов берет на себя природа. Но со временем общество само начинает затрачивать материалы и энергию на возобновление ресурсов, с регенерацией которых не справляется природа. По соотношению расходов можно выделить три способа сменяющих друг друга взаимодействия общества и природы (рис. 1).
Рисунок 2 – Модели взаимодействия общества и природы
А. "Природа-мать". Ресурсы возобновляются только за счет природных механизмов. Общество тратит энергию лишь на добычу ресурсов и не несет никаких расходов на их восстановление.
Б. "Природа-соратник". Возобновление ресурсов идет за счет как естественных, так и антропогенных механизмов. Это дает возможность увеличивать количество используемых ресурсов и поддерживать интенсивность их круговорота на уровне, недоступном одной природе.
Начало этого этапа взаимодействия общества и природы связано с возникновением земледелия, когда первый крестьянин вернул земле часть полученного осенью урожая для возобновления растительной популяции. Современная цивилизация реализует такую стратегию уже почти во всех видах своей ресурсной деятельности. Использование земледельческих ресурсов сопровождается ростом антропогенных затрат на возобновление возделываемой культуры (зерно на посев, защита растений и др.) и на повышение уровня ежегодного восстановления плодородия почв (удобрения, мелиорация и др.). Естественные пастбища с относительно низким уровнем восстановления фитомассы заменяются более продуктивными посевами кормовых культур. В этом же направлении развивается эксплуатация рыбных ресурсов, рыболовство заменяется рыбоводством. Та же тенденция реализуется при интенсификации использования ресурсов непищевой биомассы. Переход к выращиванию деревьев на плантациях позволяет повысить продуктивность лесных гектаров до 20 раз (Современное состояние..., 1983а,б). Доля звероводства в общем объеме пушных заготовок СССР возросла с 0,2% в 1930-х годах до 95% (Основы..., 1986).
Переход от стратегии "природа-мать" к стратегии "природа-соратник" ставит рост ресурсопользования в зависимость только от увеличения собственных затрат.
В. "Природа-экспонат". Возобновление ресурсов идет только за счет общества, оно полностью обеспечивает все части ресурсных циклов за счет необратимой диссипации невозобновимых энергоресурсов. Природа в этих условиях играет роль лишь "музейного экспоната".
Наиболее логичен этот путь для антропогенно-возобновимых ресурсов. Уже сейчас доля вторичных металлов в общем объеме их производства составляет 30-50% и более, постоянно увеличиваясь, а отходы редких металлов восстанавливаются практически полностью. Проблема создания искусственных круговоротов антропогенно-возобновимых ресурсов давно вышла из сферы фантастики (Рамад, 1981), и даже рассчитано, что вся сталь, необходимая США, может производиться из металлолома (Увеличение..., 1983).
Развитие циклов природно-возобновимых ресурсов также идет в направлении технологий "природа-экспонат". Так, увеличение использования каучука произошло вначале путем создания и расширения плантаций каучуконосов ("природа-соратник"), а затем, по мере дальнейшего повышения потребностей в нем - за счет искусственного получения этого продукта ("природа-экспонат").