Вопрос 8. Целостность биосферы как глобальной экосистемы

Закон целостности биосферы можно сформулировать так: биогенный ток атомов между компонентами биосферы свя­зывает их в единую материальную систему, в которой изме­нение даже одного звена влечет за собой сопряженное измене­ние всех остальных. Следовательно, целостность биосферы обу­словлена непрерывным обменом вещества и энергии между ее составными частями.

Характеристика природных экосистем показывает, что эко­системы и ландшафты в целом представляют единое энергети­ческое поле, а это значит, целостность биосферы это и целост­ность ландшафтной оболочки Земли и, соответственно, наобо­рот - целостность ландшафтной оболочки обеспечивает и це­лостность биосферы. Изменения в общей энергетике ландшафта, например, изменение количества осадков и температуры, Влекут за собой и сопряженные изменения всех звеньев в био­сферной его части - возникает цепная реакция.

Примером действия закона целостности являются процес­сы, происходящие в экосистемах пустыни Атакама и прилегаю­щей к ней части океана, которая находится на западном побере­жье Южной Америки, и пустынность ее обусловлена холодным Перуанским течением (количество осадков 10-50 мм/г). Холод­ные же океанские воды (зона апвеллинга) богаты фито- и зоо­планктоном и рыбой. Но раз в 8-12 лет от экватора начинает распространяться теплое течение Эль-Ниньо. Приход этих бед­ных кислородом малопродуктивных вод приводит к катастро­фическому изменению экосистемы: рыба - анчоусы, которых здесь вылавливают до 12 млн. т/год, практически исчезает (улов падает до 1,8 млн. т), морские птицы, питающиеся рыбой, гиб­нут или улетают. В этот же период над пустыней Атакама разра­жаются тропические ливни, вызывающие мощные наводнения, появляются растения-эфимеры и масса насекомых. Пустыня «цве­тет». Такое состояние может продолжаться до пяти-шести ме­сяцев, но затем снова теплое течение Эль-Ниньо отодвигается к экватору, в район Галапагосских островов, а холодное Перуан­ское - занимает свое обычное место. И все природные процес­сы развиваются в обратном направлении.

Изучение этого явления в течение многих десятилетий по­казало, что оно влияет на значительно большую часть биосфе­ры - выпадение осадков в Атакаме приводит к засухе, напри­мер, в Судане и Эфиопии, из чего следует, что при решении практических задач рационального природопользования необ­ходимо учитывать закон целостности. Наиболее ярким приме­ром несоблюдения закона целостности служит деградация эко­системы Приаралья. Но в отличие от приведенного примера, опустынивание Приаралья и обмеление Аральского моря - про­цессы не циклические и не природные, а практически необра­тимые антропогенные (ациклические).

Вопрос 9. Эволюция биосферы

Эволюция биосферы свидетельствует, что при любом воз­действии на биосферу, ее гомеостаз обеспечивается биологи­ческим разнообразием. Поэтому биоразнообразие не только оп­ределило направления прикладных исследований, но и приоб­рело статус особой оценки экологических условий: хорошо, ког­да есть биоразнообразие, и плохо его отсутствие, поэтому его необходимо всячески поддерживать и стремиться восстановить утерянное.

Отсюда очевидно, что экологические условия - продукт взаимодействия биоты и окружающей среды. В.В. Горшков, В.Г. Горшков, В.И. Данилов-Данильян и др. (1999) в экологи­ческой науке видят две основные концепции взаимодействия биоты и окружающей ее среды. Согласно первой концепции - традиционной - окружающая среда пригодна для жизни в силу уникальных условий на поверхности Земли, а естественная биота приспосабливается к любой окружающей ее среде благо­даря адаптации к меняющимся условиям. По этой концепции - это определенный этап естественного эволюционного процес­са - превращения биосферы в новую глобальную биосистему, а природное биоразнообразие - генетический ресурс человека, который следует сохранять лишь в заповедниках, зоопарках и генных банках. Во второй концепции основная роль отводится биотической регуляции окружающей среды. Биота - это единственный механизм поддержания при­годных для

16

жизни условий окружающей среды в локальных и глобальных масштабах. В случае прекращения регулирующего воздействия биоты, физически неустойчивая окружающая сре­да быстро перейдет (примерно за 10 тыс. лет) в такое состоя­ние, как на Марсе или Венере, где жизнь невозможна.

Во второй концепции главным свойством жизни считается способность видов к поддержанию тех условий окружающей среды, которые пригодны для существования биоты на любом экосистемном уровне. Биотическую регуляцию по обеспечению поддержания стабильности окружающей среды выполняют виды с оптимальной, а не с максимальной численностью. Имен­но они составляют земную биоту, обеспечивая стационарность численности особей, регулярность популяционных колебаний видов, и предотвращают популяционные взрывы, разрушаю­щие сообщества.

При переходе окружающей среды в новое состояние обяза­тельно происходит существенная перестройка биоты, без поте­ри ею способности предотвращать переход среды в состояние, непригодное для существования любой биоты. Это связано с тем, что существует несколько различных условий окружаю­щей среды, пригодных для жизни, а эволюционирующая био­та способна перебирать все приемлемые для жизни условия

Жизнь на Земле существует около 4 млрд. лет, причем аль­тернативность вышеописанных концепций сохраняется на про­тяжении всего этого периода. Но за этот период изменился диапазон условий, пригодных для жизни, от локальных до гло­бальных масштабов. Это значит, что жизнь все это время ак­тивно изменяла окружающую среду в благоприятном для себя направлении, т.е. биотическая регуляция среды имела место с самого момента возникновения жизни. Таким образом, жизнь, используя солнечную энергию, по мнению В.Г. Горшкова (1995), преобразует окружающую среду на основе динамичес­ких круговоротов веществ, потоки которых на много порядков превышают потоки разрушения окружающей среды. Этот ме­ханизм и был назван «биотической регуляцией окружающей среды». Существование био­тической регуляции среды доказывается рядом факторов. Биотическая регуляция исключает адапта­цию и наоборот.

Указанные выше авторы считают, что биотическая регуля­ция окружающей среды - это механизм управления окружаю­щей средой, основанный на отобранных в процессе эволюции видах, содержащих необходимую для управления средой гене­тическую информацию. Возможность выживания человечества состоит в восстановлении естественной биоты на территориях, достаточных для сохранения ее способности к регуляции окру­жающей среды в глобальных масштабах.

Главной экологической задачей человечества должно счи­таться сохранение естественной биоты на Земле, которое дол­жно сопровождаться полным прекращением дальнейшего ос­воения естественной биоты океана и ее восстановлением на значительной освоенной части суши. Человек, став мощным геологическим фактором, оказывает глобальное воздействие на биосферу. Биосфера, со своей стороны, диктует ему свои эко­логические законы, в том числе и закон о биотической регуля­ции окружающей среды, которые он вынужден соблюдать, что­бы выжить. Создаются условия, очень напоминающие сопря­женную эволюцию или коэволюцию «человек - биосфера». Продуктом такой коэволюции может стать так называемая «ноо­сфера». Венцом творчества В.И. Вернадского и стало учение о ноосфере.