4. Энергетика биосферы

Лучистая энергия Солнца – главный источник энергии, определяющий тепловой баланс и термический режим биосферы земли. При этом следует заметить, что земля получает лишь 5× 10^-¹º -ю часть общей, излучаемой солнцем, энергии.

Источник и качество доступной энергии определяет характер функциональных процессов, протекающих в экосистеме. Существует по опр. Ю. Одума четыре фундаментальных типа экосистемы по преобладанию энергетики биосферы:

1. Несубсидируемые природные, получающие энергию от солнца.

Примеры: открытые океаны, высокогорные леса. Они почти не получают дополнительную энергию, помимо солнечного света, и занимают огромные площади, покрывая почти 70 % площади земного шара. Это основной “модуль жизнеобеспечения”, гомеостаз, стабилизирующий и поддерживающий условия на “космическом корабле”, имя которому Земля. Именно здесь ежедневно очищаются большие объемы воздуха, возвращается в оборот вода, формируются климатические условия. Это еще эстетические ценности беспредельного океанического пейзажа, величие нетронутого леса и др.

2. Получающие энергии от солнца, но с естественной энергетической субсидией.

Это природные системы, обладающие естественной плодородностью и характеризующиеся не только высокой поддерживающей способностью, но и производящие излишки органического вещества, которые могут выноситься в другие системы или накапливаться. Примеры дополнительной энергии: энергия приливов, прибоя, течения рек, ветры, дожди и др.

3. Получающие энергию от солнца, субсидируемой человеком.

Примеры: агросистема, аквакультура. Это системы, производящие продукты питания и волокнистые материалы и получающие дотации в форме горючего (или других формах), поставляемого человеком. Это энергия тратится на возделывание, орошение, удобрение, селекцию и борьбу с вредителями. Это тракторное горючее, мышечное и нервное усилие человека. Человек старается направить как можно больше энергии на производство продуктов питания, которые он может немедленно использовать, а природа обычно распределяет продукты фотосинтеза между многими видами и веществами и накапливает энергию “на черный день”; это, так называемая, “стратегия повышения разнообразия в целях выживания”.

4. Промышленно-городские системы, получающие энергию топлива. Примеры: города, пригороды, индустриализованные зеленые зоны. Это системы, в которых генерируется наше богатство, а также загрязняющие природу вещества. Главным источником энергии здесь, служит не солнце, а топливо. Эта система зависит от экосистем первых трех типов, использует их, получая продукты питания и топливо. Это система отличается двумя особенностями: первая - огромная потребность в энергии плотно населенных индустриально-городских районов, где люди живут на небольшой площади городов; вторая полная замена энергообеспеченностью всех функциональных экосистем.

5. Круговороты веществ

Малые миграционные потоки химических элементов как между взаимосвязанными организмами, так и между организ­мами и окружающей их средой складываются в более крупные циклы — круговороты. Продолжительность и постоянство су­ществования жизни поддерживают именно круговороты, пото­му что без них даже в масштабах всей Земли запасы необходи­мых элементов были бы очень скоро исчерпаны.