Внешние воздействия и стабильность биосферы

Находясь, образно говоря, между молотом и наковальней (снаружи – враждебный Космос, внутри Земли – огромное раскаленное ядро), Жизнь в биосфере активно ищет пути поддержания своего существования и развития. Стабильное состояние биосферы обусловлено в первую очередь деятельностью самого живого вещества, обеспечивающей определенную скорость фиксации солнечной энергии и биогенной миграции атомов. Жизнь на планете Земля сама стабилизирует условия своего существования и, согласно В.И. Вернадскому, живое вещество «как бы само создает себе область жизни». Это закладывает основу для длительного ее развития.

Здесь уместно привести принцип Ле Шателье-Брауна:

при внешнем воздействии, выводящем экологическую систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

Однако стабильность биосферы имеет определенные пределы, и нарушение ее регуляторных возможностей чревато серьезными последствиями. На это, в частности, указывает правило одного процента: изменение энергетики природной системы в среднем на 1 % выводит последнюю из состояния гомеостаза (равновесия). Данное правило подтверждается исследованиями в области глобальной климатологии и других геофизических, а также биофизических процессов. Так, все крупные природные явления (извержения вулканов, мощные циклоны, процесс глобального фотосинтеза и т.п.), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1 % энергии солнечного излучения, попадающего на поверхность Земли. Переход энергетики процесса за это значение обычно приводит к резким аномалиям – климатическим отклонениям, переменам в характере растительности, крупным лесным и степным пожарам.

Биосфера, как известно, рассматривается как огромная, чрезвычайно сложная экосистема, «работающая» в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех составляющих ее частей и процессов. Так, климат определяет общий характер выветривания земной коры, формирования рельефа и почвообразования, типы растительного покрова и животного населения. Геологические условия (включая и гидрогеологические) конкретизируют характер всех перечисленных выше явлений. Почвы непосредственно и сильно воздействуют на растительность и почвенную фауну, косвенно (через растительность) – на других животных. Растения участвуют, в свою очередь, в почвообразовании, изменяют микроклимат, но также существенно влияют друг на друга и на условия существования животных. Последние, хотя и незначительно, воздействуют на микрорельеф, влияют на некоторые стороны почвообразования (кроты, дождевые черви), определяют возможность существования тех растений, у которых они опыляют цветы или разносят плоды, одновременно сильно влияют друг на друга.

Стабильность биосферы, устойчивость всей Жизни на Земле в значительной степени основывается на высоком видовом разнообразии живых организмов, отдельные группы которых выполняют различные функции в поддержании общего потока вещества и распределения энергии, на теснейшем переплетении и взаимосвязи биогенных и абиогенных процессов, на согласованности циклов отдельных элементов и уравновешивании емкости отдельных резервуаров. В биосфере действуют сложные системы обратных связей и зависимостей. В рамках биосферы нет вредных и полезных организмов: в ней все связано со всем и все нужны всем. Вышеизложенное следует учитывать при планировании отдельных видов хозяйственной деятельности глобального масштаба. То же самое, очевидно, относится и к военным конфликтам с применением оружия массового поражения.

ДОКЛАДЫ для семинара:

1. Экологическая пирамида.

2. Экологическая ниша.

3. Системный подход и моделирование в экологии.

Вопросы семинара

1. Биосфера как внешний регулятивный фактор эволюции природы.

2. Природные типы экосистем.

3. Комплексность становления биосферы.

4. Системный подход к социоприродным комплексам.

5. Концепция экосистемы.

6. Синэкология.

7. Продуцирование и разложение в природе.

8. Экосистема: состав, структура, разнообразие.

9. Популяции в экосистеме.

10. Биотические связи организмов в биоценозах.

11. Трофические взаимодействия в экосистемах.

12. Продукция и энергия в экосистемах.

13. Динамика экосистем.

14. Сукцессия и климакс биоценозов.

15. Искусственные экосистемы.