Підходи, що базуються на використанні екосистем у виробництві, розглянемо на прикладі процесів життєдіяльності тутового шовкопряда. Шовковиця, якою харчується гусінь, зростає на більшості типових малородючих (аридних) ґрунтів Китаю. Листям шовковиці живиться дикий тутовий шовкопряд. Відходи життєдіяльності гусениці тутового шовкопряда, потрапляючи на землю, приваблюють бактерії та мікроорганізми, які сприяють швидкому утворенню поживних речовин з яких формується ґрунт. Роками, століттями і навіть тисячоліттями щільність новоствореного, здорового прошарку гумусу збільшувалась приблизно на один міліметр щороку, що дорівнює щорічному формуванню 15 -25 тонн органічно збагаченого ґрунту на акр території.
Такий природний симбіоз тутового шовкопряда та дерева і їх внесок у формування родючого прошарку ґрунту обіцяв продовольчу безпеку для населення Китаю, що й призвело до великомасштабної схеми вирощування тутового шовкопряда.
У той час як династії китайських імператорів то піднімались, то занепадали, родючість ґрунтів було відновлено та збережено. Земля, яка раніше була безплідною, стала продуктивною без культивації, обробки плугом чи зрошування — для цього фермери висаджували в міжряддях коров’ячий горіх і земляний горіх (арахіс). Протягом багатовікової історії у близькосхідних та європейських країнах для поліпшення гумусу також саджали тутові дерева, що позитивно впливало на родючість ґрунтів і ефективно контролювало та попереджало ерозійні процеси. Італійці та турки з давніх віків насаджували тутові дерева на кордонах виноградників, з метою запобігання ерозійним процесам на їх схилах.
Ці природні методи відновлення верхнього шару ґрунту були забуті відразу, як тільки увага змістилась від практики ведення сталого фермерського господарювання до впровадження монокультури. Прибуткове виробництво та неймовірний зиск з’явилися завдяки виробництву одного з легендарних артефактів людської культури —шовку, природного полімеру, виробленого тутовим шовкопрядом.
Згідно з китайською легендою, ідея використовувати пряжу тутового шовкопряда в якості шовкової нитки належить імператриці Китаю Сі Лінг Чі. За давніми переказами, коли одного літнього дня в саду палацу під кроною тутового дерева вона гоїла чай, до її чашки впав кокон шовкопряда. Виймаючи його, імператриця помітила, що нитки кокона міцні і гладенькі. Розмотуючи кокон, вона була вкрай здивована і захоплена тим, що нитка виявилась довжиною більше тисячі футів і вже готова для пряжі. Так виникла ідея створити шовкове полотно. Легенда говорить про те, що юна імператриця Сі Лінг Чі першою відкрила можливість використання шовку у виробництві одягу та пакуванні фруктів й овочів — навіть сьогодні доведено ефективність тогочасної техніки їх збереження. Її чоловіку імператору Хуан-ді, відомому як «Жовтий імператор», також приписують винайдення багатьох способів розведення тутових шовкопрядів та виробництво пряжі з шовкової нитки.
Як бачимо з легенди, шовк — це випадковий винахід, побічний продукт, який спочатку не мав ніякої цінності в порівнянні з довготерміновою важливістю відновлення ґрунту та поновлення родючості аридних земель.
У наш час, впровадження у виробництво текстилю з синтетичних полімерів, виготовлених з нафтопродуктів, не лише замінило відновлюваний шовк невідновлюваною нафтою, а й позбавило землі в мільйонів тон органічних добрив. Широка популярність значно міцніших та дешевших за шовк синтетичних полімерів майже знищила шовкове виробництво. Як наслідок, висадження тутових дерев та догляд за ними відійшли в минуле.
Так тисячолітня традиція відновлення верхнього шару ґрунту пішла у забуття, як тільки її побічний продукт втратив свою конкурентоздатність на сучасному ринку. Більше того, в той час як пластик та полімери сьогодні широко використовуються у будь-якій сфері споживання, земля не лише втратила джерело свого підживлення і накопичення гумусу, але й виникла потреба у використанні нафтохімічних добрив для підняття рівня виробництва сільськогосподарських продуктів. Результатом цього стало збільшення споживання енергії для отримання врожаю і поглиблення подальшої залежності від викопних видів палива, що в свою чергу призводить до зростання об’ємів емісії парникових газів.
Нинішня втрата верхнього шару ґрунту є одним із основних викликів продовольчій безпеці майбутнього населення світу. Наприклад, Ефіопія — гірська країна з надзвичайно деградованими ґрунтами на вкрай пологих схилах, щороку втрачає близько одного мільярда верхнього шару ґрунту, який змивається дощем та зноситься вітром. Це основна причина, через яку Ефіопія майже постійно знаходиться на межі голоду і не спроможна зібрати достатній урожай зерна для забезпечення власної продовольчої безпеки. Під час одних лише піщаних буревіїв від двох до трьох мільярдів тон родючого ґрунту залишають Африку кожного року, неухильно виснажуючи родючість і біологічну продуктивність континенту, вносячи при цьому величезну кількість пилу до Світового Океану, чистота води та прозорість якого знижується, від чого серйозно страждають коралові рифи. Це відбувається тому, що методи ведення сільського господарства, принесені в Африку, не прийнятні з точки зору кліматичних умов континенту.
Звичайно, деякі фермери займаються формуванням тих ґрунтів, на яких вони працюють, однак більшість покладається на хімічні добрива, пестициди та інтенсивне зрошування. Використання сучасних методів ведення сільського господарства призводить до того, що втрачається від 1 до 10 тон верхнього шару ґрунту на акр щороку. Однак, на жаль, втрати ґрунтів в розмірі 125-250 тон на акр є досить поширеними сьогодні. Коли всі ці фактори призводять до збитків, фермери, бажаючи отримати вищі врожаї, вдаються до використання нафтохімічних добрив і генетично модифікованого насіння, не зважаючи на те, що ці засоби дають лише короткочасний ефект.
Справедливим є твердження, що в нашому спрямуванні пошуку подолання проблем сучасності, ми продемонстрували значне ігнорування людством негативного впливу від винаходів. Сьогодні ми можемо сподіватись на те, що уряд і промисловці зможуть вирішити проблему зміни клімату лише в тому разі, якщо вони зрозуміють тисячі взаємозв’язків, що можуть бути зруйновані легковажним ігноруванням збалансованості екосистеми. Зрозумівши збалансовану взаємодію фізики, хімії та біології в екосистемах, ми можемо змоделювати проривні інновації, які відкриють значно більше можливостей для досягнення прогресу та сталого розвитку людства. Це шанс для всіх нас розгледіти нові можливості, що їх надає нам природа.
