Энергия и цивилизация - Вацлав Смил

Среднее значение по стране в 1500 году было удвоено перед 1800-м и утроено к 1900-му, большей частью в результате экстенсивного осушения почв и получивших широкое распространение методов севооборота и интенсивного удобрения навозом (рис. 3.16). К 1900-му британское сельское хозяйство уже извлекало значительную выгоду из улучшенного оборудования и еще большую из быстрого развития национальной экономики, опирающейся на потребление угля. Эффект от поступления энергии ископаемого топлива также хорошо виден в случае с голландскими урожаями; по контрасту, урожаи пшеницы во Франции показывают много более пологий рост даже в XIX веке; в эффективном, но экстенсивном американском сельском хозяйстве и вовсе наблюдался спад (рис. 3.16). Используя наиболее достоверные из доступных средние показатели урожая, мы можем определить, что час труда в Средние века позволял получить не больше чем 3–4 кг зерна. К 1800-му среднее значение было около 10 кг, столетием позже – около 40 кг, а лучшие показатели поднимались выше 100 кг.

Энергоотдача возрастала немного быстрее, поскольку средний час полевых работ во второй половине XIX века требовал меньшего физического напряжения, чем в Средневековье: ручная вспашка деревянным отвальным плугом с помощью пары волов забирала куда больше сил, чем управление стальным плугом, который тащат мощные лошади. Полная последовательность работ римской эпохи или раннего Средневековья в процессе выращивания пшеницы в результате давала в 40 раз больше полезной энергии в сжатом зерне. В начале XIX века хороший урожай в Западной Европе возвращал примерно в 200 раз больше энергии в пшенице, чем было затрачено на ее выращивание. К концу века значение повсеместно достигло 500, а наилучшая энергоотдача достигала 2500.

Рисунок 3.16 .Донные об урожаях пшеницы в Англии показывают долгий период стагнации, за которым последовал взлет после 1600 года. Рост был даже более впечатляющим в Нидерландах, но очень низким во Франции, в то время как в США экспансия сельского хозяйства на запад, на более сухие почвы привела к снижению урожаев. Основано на данных из USDА (1955), USBC (1975), Stanhill (1976), Clark (1991) и Palgrave Macmillan (2013)

Выигрыш полезной энергии (после того, как отложены семена на посев и вычтены потери при хранении) был по определению ниже, не более чем 25 для обычного средневекового урожая, 80-120 в начале XIX века, и обычно 400–500 к его концу. Но этот рост продуктивности труда просходил за счет более широкого использования тягловой силы и требовал значительных энергетических инвестиций в прокорм животных. В Риме на каждую единицу полезной мощности, произведенной людьми, приходилось примерно восемь единиц мощности, произведенной животными. Европа начала XIX века могла похвастаться соотношением 1 к 15, а на самых продуктивных американских фермах значение достигло 1 к 100 в 1890-х. Человеческий труд стал пренебрежимо малым источником механической энергии, и фокус труда крестьянина большей частью передвинулся в сторону управления и контроля, задач, не требующих вложений энергии, но обещающих хорошую выгоду.

Энергетические затраты на тягловую мощность росли с еще большей скоростью. Паре типичных римских волов, живших на грубом корме, не требовалось зерна для того, чтобы работать в поле, и поэтому их содержание обходилось крестьянину дешево с точки зрения урожая. Две лошади среднего размера в Европе XIX века потребляли почти 2 тонны фуражного зерна в год, примерно в девять раз больше пищевого зерна на душу населения. На протяжении 1890-х дюжине мощных американских лошадей требовалось 18 тонн овса и кукурузы в год, в 80 раз больше, чем их хозяин потреблял зерна. Только несколько богатых землей стран могли обеспечить такие объемы фуража. На прокорм 12 лошадей требовалось примерно 15 гектаров обрабатываемой земли. Средняя ферма в США имела около 60 гектаров в 1900-м, но только треть из этого количества распахивалась. Очевидно, что даже в США только крупные производители зерна могли себе позволить дюжину или больше рабочих лошадей; в 1900-м средняя величина составляла только 3 животных на ферму (USBC 1975).

Не каждое традиционное общество могло интенсифицировать сельское хозяйство, опираясь на все более высокую долю труда животных. Интенсификация земледелия, основанная на более тщательной культивации ограниченного количества пахотной земли, стала нормой для рисоводческих регионов Азии. Самые красноречивые примеры такого подхода – Япония, отдельные области Китая и Вьетнам, а также Ява, самый густонаселенный остров Индонезийского архипелага. Такой вариант получил название сельскохозяйственной инволюции (Geertz 1963), при этом использовался высокий урожайный потенциал орошенного риса и обширные энергетические инвестиции, вложенные за десятилетия и столетия труда по строительству и поддержанию в порядке ирригационных систем, заливных полей и террас.

Интенсификация земледелия на неорошаемых землях могла с легкостью привести к деградации среды (в первую очередь к эрозии почвы и потере питательных веществ), но рисовые агросистемы были намного более устойчивы. Их усердное возделывание требует огромного количества человеческого труда. Процесс начинается с тщательного выравнивания полей и работы с ростками в питомниках, и включает трудоемкие технологии вроде распределения растений по участку земли, ручной прополки и сбора отдельных растений. Но однажды налаженная, эта замкнутая на себя система становится очень прочной. Процесс поддерживает все более растущую плотность населения, но и ведет к экстремальному обнищанию. Продуктивность труда сначала стагнирует, потом начинает падать по мере того, как все большая популяция полагается на все более ограниченный рацион питания. Многие регионы Китая демонстрировали очевидные признаки культурной инволюции при династиях Мин и Цинь.

После конфликтов первой половины XX века экономика маоистского государства, основанная на массовом труде селян в колхозах, продлила инволюцию до конца 1970-х. К этому времени 800 миллионов крестьян все еще представляли более 80 % населения страны и продолжали существовать на нищенском рационе. Только уничтожение колхозов Дэном Сяопином и фактическая приватизация сельского хозяйства в начале 1980-х радикально изменили ситуацию. Некоторое количество стран Азии продолжило двигаться по спирали рисовой инволюции и после 1950-го. По контрасту, Япония сломала тренд еще после революции Мейдзи в 1868 году. Население страны между началом 1870-х и 1940 годом выросло в 2,2 раза, и этому росту соответствовал подъем средних урожаев, в то время как доля сельского населения уменьшилась вдвое, до 40 % от общей численности (Taeuber 1958).

Несмотря на фундаментальные различия, два больших паттерна интенсификации земледелия – один базировался на замене человеческого труда трудом животных, второй на максимизации вложений крестьянского труда – повышали производство пищи и медленно увеличивали плотность населения. Этот процесс лежал в основе того, что всё большая доля труда освобождалась для работ, не связанных с сельским хозяйством, и возникала профессиональная специализация, а поселения увеличивались в размерах, пока не появилась и не начала усложняться городская цивилизация.