Знання жиру

Для твого жирного мозку

Неділя, 30 листопада 2008 р

Скільки людей може підтримати Земля?

Яка максимальна кількість людей, яку Земля могла б підтримати при мінімальному рівні утримання?

Щоб відповісти на це питання, давайте подивимося, скільки кукурудзи потрібно людині, щоб вижити. Тоді давайте подивимося, скільки людей можна підтримати за 4 сценаріями: якщо всі поточні посіви використовувались для вирощування кукурудзи при нинішніх рівнях продуктивності, якщо всі поточні посіви використовувались для вирощування кукурудзи на рівнях продуктивності в США, якщо всі людські показники чистої первинної продуктивності використовувався для вирощування кукурудзи, і якщо вся чиста первинна продуктивність на планеті була використана для вирощування кукурудзи.

Скільки кукурудзи потрібно людині на рік, щоб вижити?

Кукурудза є основною їжею в раціоні багатьох культур. У всьому світі кукурудза має найвищий урожай основних зерен - 4970 кг/га (га) (FAO 2007) порівняно з рисом - 4152 та пшеницею - 2791. Під кукурудзу відведено 158 млн. Га посівів, що посідає друге місце після пшениці (217 млн.).

Хоча кукурудзу не можна їсти виключно, оскільки в ній відсутні амінокислоти лізин і триптофан, а дієти із занадто великою кількістю кукурудзи можуть призвести до дефіциту білка та пелагри, вона може становити основну частину раціону, і цифри, розраховані тут, не будуть сильно змінюватися додаткові продукти, необхідні для доповнення раціону.

Скільки калорій потрібно людині, щоб вижити?

Згідно з цим калькулятором, 30-літній чоловік, який веде сидячий спосіб життя, повинен вживати 2000 калорій щодня. Міністерство сільського господарства США засновує свої дієтичні норми на дієті на 2000 калорій, і це приблизне середнє значення того, що люди їдять у Рівень бідності в Індії заснований на наявності достатньої кількості грошей для придбання достатньої кількості зерен, щоб вижити, що визначається як 2400 калорій у сільській місцевості та 2100 калорій у міській місцевості. Можливо, ви зможете вижити з меншою кількістю, але 2000 калорій за рік день - це приємна кругла цифра для використання. За рік 2000 калорій на день становить 730,00 калорій .

Скільки калорій (ккал) міститься в кг кукурудзи?

Основи культури Анасазі визначають його рівень 3476 ккал/кг (88480 ккал/бушель * 56 фунтів/бушель/2,2 фунта/кг). Згідно з оцінкою вартості, енергетичного співвідношення та балансу вуглецю етанолу кукурудзи в Новій Зеландії 3076 ккал/кг ((610 г крохмалю * 4 ккал/г + 81,7 г білка * 4 ккал/г + 34,4 г олії * 9 ккал/г Альтернативне паливо - наше майбутнє знаходить 3650 ккал/кг. Коментатор AutoBlogGreen вважає, що це 5 280 ккал/кг польової кукурудзи (2400 ккал/фунт). Biomass Authroity використовує значення 4900 ккал/кг (1 куб кукурудзи може підтримувати людину протягом 52 днів при 2400 ккал/день з 25,4 кг/бушель). Давайте використаємо середнє значення цих показників і підемо з 3500 ккал/кг .

Скільки ккал у кг АЕС (як вимірюється у вуглеці) кукурудзи?

Для порівняння з чистою первинною продуктивністю (АЕС) Землі нам потрібно знати, скільки калорій виробляє кукурудза на кг вуглецю. За джерелом 2: В 1 кг сухої маси (DM) біомаси припадає 18,3 МДж енергії. При 239 ккал/МДж це було б 4373 ккал/кг DM. Вище ми використовували значення 3500 ккал/кг кукурудзи. Передбачається, що кукурудза має 13% вологи, тож це буде 4023 ккал/кг кукурудзи. Це на 8,7% нижче від використовуваного тут значення, що досить близько.

Джерело 2 передбачає 2 кг DM на кг вуглецю (C), тому 4373 ккал/кг DM становить 8 748 ккал/кгC. Джерело 2 дає коефіцієнт урожаю кукурудзи 1,2, що означає, що на 1 кг виробленої кукурудзи припадає додатково 1,2 кг силосу та відходів. Цей коефіцієнт врожаю дуже схожий на цифри, незалежно отримані з Джерела 3, які за їхньою термінологією становили б 1/показник урожаю * (1+ кореневий пагін) або 1/.53 * (1 + .18) = 1,23.

Беручи до уваги фактор врожаю, існує 3976, так би мовити, 4000 їстівних ккал/кг С біомаси кукурудзи (включаючи силос та відходи).

Скільки кукурудзи/біомаси потрібно людині на рік, щоб вижити?

2000 ккал/3500 ккал/кг кукурудзи = .57 кг кукурудзи/день або 209 кг кукурудзи/рік .

2000 ккал/4000 ккал/кгС = 0,5 кгС кукурудзи на добу або 182,5 кгС кукурудзи на рік .

Скільки людей може підтримати Земля, виходячи з кількості кукурудзи, необхідної для виживання?

Сценарій 1) Що робити, якби всі посівні площі використовувались для виробництва кукурудзи при нинішньому рівні продуктивності?

Джерело 4 стверджує, що є 15,2 млн. Км 2 посівних площ (12% суші на Землі, за винятком Антарктиди та Гренландії). Джерело 1 стверджує, що середня площа земельних ділянок становить 397 грамів вуглецю АЕС на м 2 на рік.

15,2 млн. Км 2 * 10 ^ 6 м 2/км 2 * 397 гКм/м 2/рік = 6044 млрд кгС/182,5 кгС/рік/людина = 33,1 млрд людей .

Цей розрахунок дає нам уявлення про те, як можна підтримати людей, якби всі нинішні посівні площі були перетворені на кукурудзу, і це було все, що їли (без м’яса та інших продуктів, які дають менше калорій на кгС).

Сценарій 2) Що робити, якби всі нинішні посіви були такими ж урожайними, як посіви в США?

В даний час США здатні виробляти 9 482 кг/га/рік кукурудзи (FAO 2007, більше значень від FarmDoc) або 149 бушелів/акр (при 56 фунтів/бушель і коефіцієнт конверсії 62,8 бушелів/акр на кг/га). Це майже вдвічі перевищує середній показник у світі - 4970 кг/га/рік кукурудзи.

Перераховано на АЕС, 9 482 кг кукурудзи/га * (1-13% вологи) = 8 250 кг DM/га * (1 + 1,2 коефіцієнт врожаю) = 18 150 кг DM/га з відходами/2 кг DM/кгC = 9 075 кгC/га/рік 9075 кгС/га/рік/10000 га/м 2 * 1000 кг/г = 907гС/м 2. Це в 2,3 рази перевищує 397 гК/м 2/рік АЕС, що в середньому посівні площі по всьому світу.

15,2 млн. Км 2 * 10 ^ 6 м 2/км 2 * 907 гКм/м 2/рік = 13 786 млрд. КгС/182,5 кгС/рік/людина = 77,6 млрд. Осіб .

Це також можна обчислити більш безпосередньо:
15,2 млн. Км 2 посівних площ * 9 482 кг кукурудзи/га * 100 га/км 2 = 14 412 млрд. Кг кукурудзи/209 кг кукурудзи/людина/рік = 69 млрд. Осіб. Це значення відрізняється від наведеного вище, оскільки припущення про ккал/кг кукурудзи на 8,7% нижче, ніж припущення про ккал/кг ЗМ.

Окрім того: скільки потрібно землі, щоб прогодувати сучасне населення світу?

За американського рівня продуктивності кукурудзи - 9 482 кг/га та 3500 ккал/кг кукурудзи - один га забезпечує 33,1 млн ккал. При 730 000 ккал/рік/людину га кукурудзи може прогодувати 45,5 людей. Щоб прогодувати 6,8 млрд. Людей, знадобиться 132 млн. Га, або 1,32 млн. Км 2, або близько 1% поверхні Землі.

В даний час США мають 35 млн. Га посівних площ, на яких виробляється кукурудза, що прогодує 1,8 млрд. Осіб або 27% світового населення. Загалом США мають 435 млн. Акрів, або 174 млн. Га посівних площ. Потрібно було б 76% урожаю США, призначеного для кукурудзи, забезпечити достатньою кількістю їжі для основного утримання 6,8 мільярда людей.

Сценарій 3) Що, якби вся присвоєна людиною АЕС була просто спрямована на кукурудзу?

Джерело 1 зазначає, що АЕС людського врожаю становила 8,18 ПгК. 8,18PgC/182,5kgC/рік/людина = 44,8 мільярда людей. Це, ймовірно, завищене, оскільки пасовища та лісові угіддя не можуть бути легко конвертовані під кукурудзу і можуть не дати стільки АЕС, як раніше.

Джерело 1 також зазначає, що загальна асигнування АЕС людиною становила 15,6 PgG. 15,6 PgC/182,5 кгC/рік/людина = 85,4 млрд людей. Крім людського врожаю це значення включає зміну землі, спричинену людиною, та пожежі, спричинені людиною. Незрозуміло, що втрати АЕС внаслідок людських змін можна було б повернути, вирощуючи кукурудзу на всіх землях, але при продуктивності американських виробників кукурудзи це було б компенсовано. Також незрозуміло, що ліси та інші землі, які спалюються, можуть бути замінені кукурудзою для збору врожаю, але якби вони були, то це значення ви отримали б.

Сценарій 4) Що, якби вся біомаса на планеті була використана для вирощування кукурудзи?

Джерело 1 визначає загальну біомасу фактичної рослинності на Землі на рівні 59,22 PgC. 59,22 PgC/182,5 кгC/рік/людина = 324 млрд. Чоловік .

Якби вся земля і все, що росло на ній, була кукурудзою, яка використовувалася для простого харчування людей, і якщо ви могли б виробляти біомасу з однаковими темпами вирощування кукурудзи, то ви могли б нагодувати 324 мільярди людей. Не було б додаткової біомаси для природи, оскільки вся вона використовувалася б для кукурудзи, щоб годувати людей.

При нинішньому світовому рівні продуктивності, а також взяти всю землю, придатну для землеробства, і використовувати її для вирощування кукурудзи, і якщо людям не потрібні додаткові ресурси від природи (ні м’яса, ні бавовни, ні деревних виробів), то Земля могла б підтримати 50 мільярд людей. Це базується на сценарії 3, припускаючи, що додаткові землі, які в даний час використовуються природою, можуть бути перероблені для використання людиною, і що частина цієї землі даватиме менше біомаси при перетворенні на вирощування кукурудзи.

Якби цілий світ зміг вирощувати кукурудзу з продуктивністю, можливою в США, кількість виробленої кукурудзи зросла б удвічі, а кількість людей, яких Земля могла б підтримувати, становила б 100 мільярдів людей .

Незважаючи на те, що це екстремальні сценарії, які насправді ніколи не відбулися б, вони повчально знати, якою може бути верхня межа людей на Землі, якби єдиною метою було максимізувати населення.

Цей аналіз просто розглядає сушу і не враховує океани. Додавання риби та інших видів морепродуктів дозволить збільшити кількість населення.

У цьому аналізі силос та інша біомаса, отримана в результаті збору врожаю кукурудзи, яка не є кукурудзою, розглядається як відходи. Джерело 2 говорить, що 70% цієї "відходи" біомаси від фактора врожаю використовується для годівлі тварин. Їжа, яку виробляють ці тварини, дозволить забезпечити більшу популяцію, ніж зазначено тут.

Протягом року на одній і тій самій землі можна вирощувати не одну посадку кукурудзи. Озиму пшеницю та інші культури також можна вирощувати. Це також збільшило б кількість потенційного населення.

Цей аналіз також передбачає відсутність псування або інших форм відходів при споживанні їжі від врожаю до їжі. За однією оцінкою, британці викидають 1/3 їжі. В тому числі це зменшило б кількість людей, яких Земля могла б підтримати.

Також передбачається, що рівень виробництва в США є стійким, з чим не всі люди погодились би. Деякі вважають сучасний стиль землеробства формою видобутку ґрунту, яка не може тривати нескінченно довго. Добрива та пестициди також виробляються з викопного палива, яке не є стійким, хоча немає жодної причини, що штучне добриво не могло бути зроблено стійким способом.

Цей аналіз ігнорує використання води та добрив, що також може бути потенційним вузьким місцем у виробництві їжі.