17.Общие закономерности организации биосферы Земли.

Биосфера — это оболочка Земли, заселенная живыми организмами и преобразованная ими. Она включает почти всю гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть земной коры. Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов. Объединяет все биогеоценозы (экосистемы) планеты.

Биосферу, как и любую другую систему, формируют не только внешние факторы, но и внутренние закономерности.

1.1 Закон биогенной миграции атомов В.И. Вернадского.закон, согласно к-рому миграция химич. элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция).

1.2 Закон константности количества живого вещества в.И. Вернадского.

количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа. любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы должно быть компенсировано в каком-либо другом регионе. Полярные изменения могут быть использованы в процессах управления природой, но следует учитывать, что не всегда происходит адекватная замена. не обязательно происходит замена худшего лучшим.

1.3 Закон сохранения структуры биосферы. (1-й закон экодинамики Ю. Голсмита): число нарождающихся видов в среднем равно числу вымерших и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа.

2. Закономерности эволюции биосферы.

Э.Я. Колчинский выделяет следующие тенденции эволюции биосферы:

• постепенное увеличение ее общей биомассы и продуктивности;

• прогрессивное накопление аккумулированной солнечной энергии в поверхностных оболочках Земли;

• увеличение информационной емкости биосферы;

• усиление некоторых биогеохимических функций живого вещества и появление новых функций; усиленное влияние жв планеты, чз антроп влияние

• расширение сферы действия биотического круговорота и усложнение его структуры.

2.1 Закон глобального замыкания биогеохимического круговорота.

Наличие ярко выраженного круговорота веществ согласно закону глобального замыкания биогеохимического круговорота – обязательное свойство биосферы любого этапа развития.

- биосфера не может существовать без замыкания биогеохимических циклов (круговоротов элементов) веществ. Для биосферы всегда было свойственно, в любой этап развития, замыкание биогеохимических циклов веществ(круговорот элементов).

2.2 Принцип прерывности и непрерывности развития биосферы.

А поскольку существуют ускорения и замедления эволюции, действует и принцип прерывности и непрерывности развития биосферы: процесс медленного эволюционного изменения организмов закономерно прерывается фазами бурного развития и вымирания практически без переходных (палеонтологических) форм.

18. Продуктивность экосистем. Лимитирующие условия и факторы, определяющие продуктивность биомов земного шара.

Продуктивность экосистемы — это накопление экосистемой органического вещества в процессе ее жизнедеятельности. Продуктивность экосистемы измеряется количеством органического вещества, создаваемого за единицу времени на единицу площади.

Различают разные уровни продуцирования, на которых создается первичная и вторичная продукция. первичная продукция - органическая масса, создаваемая продуцентами в единицу времени

вторичная продукция — прирост за единицу времени массы консументов. 

Первичная продукция подразделяется на два уровня — валовую и чистую продукцию.

Валовая первичная продукция — это биомасса продуцентов, накопленная ими в процессе фотосинтеза, включая и траты на дыхание. Растения тратят на дыхание от 40 до 70% валовой продукции. Меньше всего ее тратят планктонные водоросли — около 40% от всей использованной энергии.

Чистая первичная продукция - биомасса растений накопленная за данный период времени без дыхания. Она представляет собой величину прироста растений. Величина прироста растений. Для кон­су­мен­тов до­ступ­на толь­ко чи­стая пер­вич­ная про­дук­ция.

Вторичная продукция не делится уже на валовую и чистую, так как консументы и редуценты, т.е. все гетеротрофы, увеличивают свою массу за счет первичной продукции, т.е. используют ранее созданную продукцию.

Рассчитывают вторичную продукцию отдельно для каждого трофического уровня, так как она формируется за счет энергии, поступающей с предшествующего уровня.

По продуктивности экосистемы подразделяются на четыре класса:

1. экосистемы очень высокой продуктивности биомассы — свыше 2 кг/м2 в год;(тропич леса, корал риф)

2. экосистемы высокой продуктивности биомассы — 1-2 кг/м2 в год;(липово-дубовые леса);

3. экосистемы умеренной продуктивности биомассы — 0,25-1 кг/м2 в год; (сосновые и березовые леса);

4. экосистемы низкой продуктивности биомассы — меньше 0,25 кг/м2 в год.(пустыни, тундра, горные степи)

Средняя биологическая продуктивность экосистем на планете равна 0,3 кг/м2 в год.

Важнейшими экологическими факторами определяющими продуктивность экосистем суши, являются:

• температура;

• свет;

• наличие воды (влажность);

• наличие в почвах биогенных минеральных веществ,

Каждый из этих факторов (ресурсов или условий) незаменим: при отсутствии света или диоксида углерода в атмосфере нельзя повысить продуктивность экосистемы высокими дозами удобрений или обильным поливом. При низкой температуре в равной мере будут бесполезны как полив, так и удобрение.

Тем не менее, продуктивность разных экосистем зависит от разных экологических факторов. В тундре таким фактором является тепло, в тайге – богатство почвы элементами питания, в степи – увлажнение и засоление почвы.