Биосфера как глобальная экосистема - Понятие про экосистемы
Биосфера является глобальной экосистемой. Как уже было отмечено ранее, биосфера расчленена на Геобиосферу, гидробиосферу И Аэробиосферу. Геобиосфера имеет подразделения в соответствии с основными средообразующими факторами: террабиосфера и литобиосфера--в пределах геобиосферы, маринобиосфера (океа-нобиосфера) и аквабиосфера -- в составе гидробиосферы. Данные образования называют подсферами. Ведущим средообразующим фактором в их образовании является физическая фаза среды жизни: воздушно-водная в аэробиосфере, водная (пресноводная и солено-водная) в гидробиосфере, твердо-воздушная в террабиосфере и твер-доводная в литобиосфере.
В свою очередь, все они распадаются на слои: аэробиосфера -- на тропобиосферу и альтобиосферу; гидробиосфера -- на фотосферу, дисфотосферу и афотосферу.
Структурообразующие факторы здесь, помимо физической среды, энергетика (свет и тепло), особые условия формирования и эволюции жизни -- эволюционные направления проникновения биоты на сушу, в ее глубины, в пространства над землей, бездны океана, несомненно, различны. Вместе с апобиос-ферой, парабиосферой и другими под - и надбиосферными слоями они составляют так называемый "слоеный пирог жизни" и геосферы (экосферы) ее существования в пределах границ мегабиосферы (рис. 40).
Рис. 40. Протяженность биосферы по вертикали и соотношение поверхностей, занятых основными структурными единицами (по Ф. Рамаду, 1981)
Перечисленные образования в системном отношении -- это крупные функциональные части фактически общеземной или субпланетарной размерности. Общая иерархия подсистем биосферы представлена на рис. 41.
Рис. 41. Иерархия экосистем биосферы (по Н. Ф. Реймерсу, 1994)
Ученые считают; что в биосфере имеется восемь - девять уровней относительно самостоятельных круговоротов веществ в пределах взаимосвязей семи основных вещественно-энергетических экологических компонентов и восьмого -- информационного (рис. 42).
Рис. 42. Экологические компоненты (по Н. Ф. Реймерсу, 1994)
Глобальные, региональные и местные круговороты веществ незамкнуты и в рамках иерархии экосистем частично "пересекаются". Это вещественно-энергетическое, а отчасти и информационное "сцепление" обеспечивает целостность экологических надсистем вплоть до биосферы в целом.
Общие закономерности организации биосферы. Биосферу формируют в большей степени не внешние факторы, а внутренние закономерности. Важнейшим свойством биосферы является взаимодействие живого и неживого, нашедшего отражение в законе биогенной миграции атомов В. И. Вернадского, и рассмотрено нами в разделе 6.
Закон биогенной миграции атомов дает возможность человечеству сознательно управлять биогеохимическими процессами как в целом на Земле, так и в ее регионах.
Количество живого вещества в биосфере, как известно, не подвержено заметным изменениям. Эта закономерность была сформулирована в виде Закона константности количества живого вещества В. И. Вернадского: количество живого вещества биосферы для данного геологического периода есть константа. Практически данный закон является количественным следствием закона внутреннего динамического равновесия для глобальной экосистемы -- биосферы. Поскольку живое вещество в соответствии с законом биогенной миграции атомов есть энергетический посредник между Солнцем и Землей, то или его количество должно быть постоянным, или должны меняться его энергетические характеристики. Закон физико-химического единства живого вещества (все Живое вещество Земли физико-химически едино) исключает значительные перемены в последнем свойстве. Отсюда для живого вещества планеты неизбежна количественная стабильность. Она характерна в полной мере и для числа видов.
Живое вещество как аккумулятор солнечной энергии должно одновременно реагировать как на внешние (космические) воздействия, так и на внутренние изменения. Снижение или увеличение количества живого вещества в одном месте биосферы должно приводить к процессу с точностью наоборот в другом месте, потому что освободившиеся биогены могут быть ассимилированы остальной частью живого вещества или будет наблюдаться их недостаток. Здесь следует учитывать скорость процесса, в случае антропогенного изменения намного более низкую, чем прямое нарушение природы человеком.
Помимо константности и постоянства количества живого вещества, нашедшего отражение в Законе физико-химического единства живого вещества, в живой природе наблюдается постоянное сохранение информационной и соматической структуры, несмотря на то" что она и несколько меняется с ходом эволюции. Данное свойство было отмечено Ю. Голдсмитом (1981) и получило название Закона сохранения структуры биосферы -- информационной и соматической, или Первого закона экодинамики. .
Для сохранения структуры биосферы живое стремится к достижению состояния зрелости или экологического равновесия. Закон стремления к климаксу -- второй закон экодинамики Ю. Голдсмита, относится к биосфере и другим уровням экологических систем, хотя и имеется специфика -- биосфера более закрытая система, чем ей подразделения. Единство живого вещества биосферы и гомологич-ность строения ее подсистем приводят к тому, что сложно переплетены эволюционно возникшие на ней живые элементы различного геологического возраста и первоначального географического происхождения. Переплетение различных по пространственно-временному генезисуалементов во всех экологических уровнях биосферы отражает Правило или Принцип гетерогенеза живого вещества. Данное сложение не является хаотичным, а подчинено принципам экологической дополнительности (комплементарности), экологического соответствия (конгруэнтности) и другим закономерностям. В рамках экодинамики Ю. Голдсмита это Третий ее закон -- принцип экологического порядка, или экологического мутуализма, указывающий на глобальное свойство, обусловленное влиянием целого на его части, обратного воздействия дифференцированных частей на развитие целого и т. п., которое в сумме ведет к сохранению стабильности биосферы в целом.
Взаимопомощь в рамках экологического порядка, или системный мутуализм, утверждается Законом упорядоченности заполнения пространства и пространственно-временной определенности: заполнение пространства внутри природной системы из-за взаимодействия между ее подсистемами упорядочено так, что позволяет реализоваться гомеостатическим свойствам системы с минимальными противоречиями между частями внутри ее. Из данного закона следует невозможность длительного существования "ненужных" природе случайностей, включая и чуждые ей. создан-ные человеком. В число правил мутуалистического системного порядка в биосфере входит и Принцип системной дополнительности, который гласит, что подсистемы одной природной системы в своем развитии обеспечивают предпосылку для успешного развития и саморегуляции других подсистем, входящих в ту же систему.
К четвертому закону экодинамики Ю. Голдсмита относят закон Самоконтроля и саморегуляции живого: живые системы и системы под управляющим воздействием живого способны к самоконтролю и саморегулированию в процессе их адаптации к изменениям в окружающей среде. В биосфере самоконтроль и саморегуляция происходят в ходе каскадных и цепных процессов общего взаимодействия -- в ходе борьбы за существование естественного отбора (в самом широком смысле этого понятия), адаптации систем и подсистем, широкой коэво-люции и т. д. При этом все эти процессы ведут к положительным "с точки зрения природы" результатам -- сохранению и развитию экосистем биосферы и ее как целого.
Связующим звеном между обобщениями структурного и эволюционного характера служит правило Автоматического поддержания глобальной среды обитания: живое вещество в ходе саморегуляции и взаимодействия с абиотическими факторами автодинамически поддерживает среду жизни, пригодную для ее развития. Данный процесс ограничен изменениями, космического и общеземного экосферного масштаба и происходит во всех экосистемах и биосистемах планеты, как каскад саморегуляции, достигающей глобального размаха. Правило автоматического поддержания глобальной среды обитания следует из биогеохимических принципов В. И. Вернадского, правил сохранения видовой среды обитания, относительной внутренней непротиворечивости и служит константой наличия в биосфере консервативных механизмов и одновременно подтверждением правила системно-динамической комплементарности.
О космическом воздействии на биосферу свидетельствует Закон преломления космических воздействий: космические факторы, оказывая воздействие на биосферу и особенно ее подразделения, подвергаются изменению со стороны экосферы планеты и потому по силе и времени проявления могут быть ослаблены и сдвинуты или даже полностью утерять свой эффект. Обобщение здесь имеет значение в связи с тем, что зачастую идет поток синхронного воздействия солнечной активности и других космических факторов на экосистемы Земли и населяющие ее организмы (рис. 43).
Следует отметить, что многие процессы на Земле и в ее биосфере хотя и подвержены влиянию космоса и предполагаются циклы солнечной активности с интервалом в 1850, 600,400, 178, 169,88,83,33,22,16, 11,5(11,1), 6,5 и 4,3 года, сама биосфера и ее подразделения не обязательно во всех случаях должны реагировать с той же цикличностью. Космические воздействия системы биосферы могут блокировать нацело или частично.
Рис. 43. Пути космического влияния на биосферу
Похожие статьи
-
Абиотические (неживые) компоненты биосферы - Биосфера - глобальная экосистема
К биосфере относят прежде всего те участки планеты, где есть условия не только для выживания, но и для размножения живых существ - это поле существования...
-
Биосфера представляет оболочку Земли, включающую в себя как область распространения живого вещества, так и само это вещество. Вернадский показал, что...
-
Биогенная миграция атомов - экосистемное свойство биосферы - Биосфера - глобальная экосистема
Конечное количество вещества, которое есть в биосфере, приобрело свойство бесконечности через круговорот веществ. Образ круговорота вещества в биосфере...
-
Биосфера и космос - Биосфера - глобальная экосистема
Земля - уникальная планета, она находится на единственно возможном расстоянии от Солнца, которое определяет такую температуру поверхности Земли, при...
-
Устойчивость биосферы - Биосфера - глобальная экосистема
Биосфера представляет собой открытую систему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Это возможно потому, что в экосистеме...
-
Введение - Биосфера - глобальная экосистема
Термин "биосфера" в научную литературу введен в 1875 г. австрийским ученым-геологом Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы,...
-
Концепция экосистемы - Экосистема как основная структурная единица биосферы
Основным объектом изучения экологии являются экологические системы, или экосистемы. Экосистема занимает следующее после биоценоза место в системе уровней...
-
Как развивалась биосфера: пять экологических катастроф - Биосфера - глобальная экосистема
Специалисты выделяют пять крупнейших катастроф, которые пережила биосфера: каменно - угольный период, пермский период, триас, юрский период, меловой...
-
Основы учения о биосфере Определение понятия "биосфера" Биосфера (греч. bios - жизнь, sphaira - шар, сфера) - сложная наружная оболочка Земли, населенная...
-
Живое вещество - компонент биосферы - Биосфера - глобальная экосистема
Живое вещество или биомасса -- совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете,...
-
Экосистема -- это функциональное единство живых организмов и среды их обитания. Основные характерные особенности экосистемы -- ее безразмерность и...
-
Экосистема - основное понятие экологии - Основы общей экологии
Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы...
-
Экосистема и ее свойства - Понятие экосистемы
Экосистема -- сообщество организмов биоценоза и окружающей их неживой природы, образующее устойчивую и динамическую систему. Другими словами,...
-
К Общепланетарным экологическим проблемам в современном обществе относятся: Производство в интересах господствующих групп, наносящее ущерб окружающей...
-
Экосистема - основное понятие экологии - Экосистема и ее свойства
Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы...
-
Биосфера - Характеристика, концепция и строение экосистемы
Биогеоценоз экологический неорганический Биосфера (от др.-греч. вйпт -- жизнь и уцб?сб -- сфера, шар) -- оболочка Земли, заселенная живыми...
-
Понятие биосферы - Учение В. И. Вернадского о биосфере
Сущность и структура биосферы Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б. Ламарк (1744...
-
Введение - Антропогенное загрязнение биосферы
Экологический биосфера антропогенный загрязнение Человек и природа неотделимы друг от друга и тесно взаимосвязаны. Для человека, как и для общества в...
-
Влияние человека на природные экосистемы - Понятие экосистемы
Воздействие человека на окружающую его природную среду может рассматриваться в разных аспектах в зависимости от цели изучения этого вопроса. С точки...
-
Экосистема - основное понятие экологии - Классификация экосистем
Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы...
-
Термин биосфера, впервые предложенный австрийским геологом Зюссом, обозначает одну из оболочек Земли (наряду с гидросферой, атмосферой и литосферой),...
-
Понятие об экосистемах. Естественная и искусственная экосистемы. - Экосистема
ЭКОСИСТЕМА (от греческого oikos - жилище, местопребывание и система), единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания...
-
Экосистемы и принципы их функционирования - Понятие, структура, свойства и функции экосистем
Живые организмы в биоценозах тесно связаны не только друг с другом, но и с неживой природой через вещество и энергию. Протекающие через живые организмы...
-
Понятие экосистемы - Характеристика, концепция и строение экосистемы
Одно из основных понятий экологии - экосистема, или экологическая система (от др.-греч. п?кпт -- жилище, местопребывание и уэуфзмб -- система) --...
-
Круговороты веществ - Понятие про экосистемы
Солнечная энергия на Земле вызывает два круговорота веществ: большой, или геологический, наиболее ярко проявляющийся в круговороте воды и циркуляции...
-
Большое принципиальное значение критических ситуаций, связанных с угрозой безопасности, здоровью, жизни людей со стороны факторов среды, считают Т. А....
-
Введение - Факторы глобального воздействия на биосферу
Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных...
-
Взаимосвязь природы и общества - Биосфера и человек
Элементарной структурной единицей биосферного уровня организации жизни на Земле является биогеоценоз. Биогеоценоз - это участок земной поверхности...
-
Понятие биосферы - Биосфера и человек. Ноосфера
Впервые термин "биосфера" использовал в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюссом. Под биосферой понимается вся совокупность всех живых организмов вместе со...
-
Введение, Общее понятие - биосферы - Проблемы загрязнения биосферы и ее экологическое значение
Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала...
-
ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ - Природные экосистемы
Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют Экосистемой. Термин был предложен...
-
Биосфера, Понятие биосферы - Биосфера и человек
Понятие биосферы Биосфемра (от др.-греч. вйпт -- жизнь и уцб?сб -- сфера, шар) -- оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их...
-
Экологию изучают организацию и функционирование живых систем более сложных, чем организм. Эти системы получили название экологических систем или...
-
Почва - уникальный компонент биосферы. Самоочищение почвы - Биосфера - глобальная экосистема
Глины и суглинки хорошо удерживают минеральные вещества и влагу, песчаные - быстро дренируются и теряют питательные вещества. Минеральная основа почвы...
-
Энергия в экосистемах. Жизнь как термодинамический процесс - Энергия экосистемы
Напомним, что экосистема - это совокупность живых организмов, обменивающихся непрерывно энергией, веществом и информацией друг с другом и с окружающей...
-
Сопряженная эволюция (коэволюция) на внутривидовом и межвидовом уровнях характеризуется тем, что при ней обмен генетической информацией минимален. На...
-
"Законы" экологии Б. Коммонера: 1. Все связано со всем. 2. Все должно куда-то деваться. 3. Природа "знает" лучше (потенциально осуществимое разнообразие...
-
Современное состояние природной среды Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере связаны и сопровождаются круговоротом...
-
Введение, Понятие экологического кризиса - Пути выхода из глобального экологического кризиса
Актуальность данной работы велика, так как мы, живя в современном мире, напрямую сталкиваемся в повседневности с экологическим кризисом и его...
-
Основные понятия экологии ЭКОЛОГИЯ - одна из сравнительно молодых дисциплин. Термин - "экология" был введен в употребление в 1866 г. Эрнстом Геккелем для...
Биосфера как глобальная экосистема - Понятие про экосистемы