Лекция 10. Влияние деятельности человека на биосферу и ландшафты Земли План.

1.Особенности биосферы и роль в экосфере.

2. Биотическое управление экосферой и роль деятельности человека.

3. Современные ландшафты мира.

4. Проблемы опустынивания, обезлесения, сохранения

биоразнообразия Земли.

1. Особенности биосферы и ее роль в экосфере.

В научной литературе встречаются несколько понятий, обозначае­мых словом «биосфера». В особенности распространены два понятия. Согласно одному, более широкому, биосфера это область существова­ния живого вещества вместе со средой его обитания. В этом смысле био­сферу понимал В. И. Вернадский, и в этом же смысле оно часто встреча­ется в литературе. В более узком смыс­ле биосфера - одна из геосфер Земли, область распространения живого вещества. Биосфера сконцентрирована в основном в виде относительно тон­кой пленки на поверхности суши и преимущественно (но не исключи­тельно) в верхних слоях океана. Она не может функционировать без тесного взаимодействия с атмосферой, гидросферой и литосферой, а педосфера без живых организмов просто не существовала бы.

Наличие биосферы отличает Землю от других планет Солнечной системы. Особо следует подчеркнуть, что именно биота, т.е. совокуп­ность живых организмов мира, создала экосферу в том виде, как она есть (или, точнее, какой она была до начала активной деятельности челове­ка), и именно биота играет важнейшую роль в стабилизации экосферы. Кислородная атмосфера, глобальный круговорот воды, ключевая роль углерода и его соединений связаны с деятельностью биоты и характер­ны только для Земли. Биота играет значительную, если не определяющую роль во всех глобальных биогеохимических циклах. В основном благодаря биоте обеспечивается гомеостазис экосферы, т.е. способность системы поддерживать ее основные параметры, несмотря на внешние воздействия, как естественные, так и в возрастающей степени антропо­генные.

Главным процессом образования органического ве­щества является фотосинтез. Процесс фотосинтеза, т.е. создания живого вещества из неживого, обеспечивает устойчивое обра­зование важнейшего из природных ресурсов - первичной биологичес­кой продукции.

2. Биотическое управление экосферой и роль деятельности человека.

Величина первичной биологической продукции - это общее коли­чество органического вещества, создаваемого в ходе фотосинтеза за еди­ницу времени (обычно за год) на определенной площади. Ожидается, что в 2050 году, вследствие изменения климата, «чистая» первичная про­дукция биосферы увеличится и составит 82,5 млрд. т/год при экосистемной про­дукции, равной 8,1 млрд. т/г. Таким образом, степень разомкнутости процессов уве­личится до 10%, что указывает на прогрессирующее неблагополучие экосферы, в том случае, если стратегия человечества в отношении про­блем геоэкологии не будет коренным образом изменена.

Процесс фотосинтеза - основа жизнеобеспечения на Земле, а его результат, биологическая продукция - наиважнейший возобновимый ре­сурс. Эти 220 млрд. т органического вещества в год - главнейший возоб­новимый ресурс экосферы, обеспечивающий сельское хозяйство, лесо­водство, рыбное хозяйство и другие сектора экономики, связанные с ис­пользованием возобновимых природных ресурсов.

Еще более важна роль биологической продукции и биоты в целом в обеспечении устойчивого функционирования экосферы. Об этой наиваж­нейшей, стабилизирующей роли биоты часто забывают. Синтез и соот­ветствующая ему деструкция органического вещества лежат в основе глобального биогеохимического цикла углерода, а в локальном плане — в основе устойчивости экосистем. При этом, на глобальном уровне синтез и деструкция балансируются с точностью 10 ⁴ для промежутков времени продолжительностью порядка 10 тыс. лет.

Значительна роль биоты в глобальном гидрологическом цикле. По­скольку живое вещество приблизительно на 90% состоит из воды, то ежегодно биота связывает во вновь фотосинтезированном органичес­ком веществе 60 млрд. т углерода и около 500 км^! воды. В процессе син­теза органического вещества растительность пропускает сквозь себя на два порядка больше воды, чем то количество, которое, оказалось связанным в органическом веществе. Эта вода забирается ра­стениями из почвенной влаги, участвует в функционировании растений, а затем поступает в атмосферу. Таким путем в биологическом зве­не глобального круговорота воды (гидрологического цикла) участвует около 30 тыс. км³ воды в год. Это около 25% суммарного количества осадков, выпадающих на поверхность суши.

Величина солнечной энергии, используемой для построения орга­нического вещества в процессе фотосинтеза, составляет 133 х 10¹² Вт. Это в 13 раз больше общемирового потребления энергии человеком, но всего лишь 0,16% приходящей к поверхности Земли солнечной радиации.

Установлено, что в пределах биосферы биота сохраняет способность контролировать условия окружающей среды, если человек в процессе своей деятельности использует не более 1% чистой первичной продукции биоты. Остальная часть продукции дол­жна распределяться между видами, выполняющими функции стабили­зации окружающей среды. Следовательно, с точки зрения человечества, биота представляет собой механизм, обеспечивающий человека пита­нием (энергией) с коэффициентом полезного действия 1%, а 99% идет на поддержание устойчивости окружающей среды.

Если рассматривать человека как биологический вид, находящийся на вершине экологической пирамиды, то ему, по законам биологичес­кой экологии, полагалось бы на питание лишь несколько процентов про­изводимой на суше первичной биологической продукции, т.е. порядка 10 млрд. т в год. Фактически, благодаря использованию пашни, пастбищ и лесов, человек поглощает сельскохозяйственные и лесные продукты общей массой 31 млрд. т. Ясно, что потребление первичной биологической продукции чело­веком превосходит все мыслимые пределы уже сейчас. При дальнейшем росте населения мира его потребности можно будет удовлетворять толь­ко за счет потребностей других живых организмов, а это неизбежно, рано или поздно, приведет к катастрофической деградации биосферы и, сле­довательно, и экосферы в целом.

В проблемах деградации биосферы есть два наиболее серьезных аспекта:

во-первых, как мы только что видели, чрезмерное, не соответствующее установленному природой уровню ан­тропогенное поглощение и разрушение возобновимых биологических ресурсов;

во-вторых, снижение роли биосферы в стабилизации состо­яния экосферы. Обе проблемы чрезвычайно серьезны, но, вероятно, вто­рая проблема более важна, потому что она затрагивает основные, глу­бинные, системные процессы функционирования экосферы. Можно считать, что величина антропогенной доли поглощения и разрушения первичной биологической продукции суши - важнейший геоэкологи­ческий индекс чрезвычайно неблагоприятного, кризисного состояния экосферы.