2.1.3. Законы в.И.Вернадского

В.И. Вернадский (1863-1945гг.), основатель геохимии, биогеохимии, автор многочисленных трудов по философии естествознания, изучая эволюцию биосферы Земли, сформулировал следующие законы, занимающие важнейшее место в современной экологии.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН: масса вещества, вовлекаемого в жизненные процессы, постепенно увеличивается в процессе эволюции биосферы.

ВТОРОЙ ЗАКОН: скорость оборачиваемости вещества увеличивается в процессе эволюции биосферы.

Каждая экосистема находится в непрерывном развитии, которое обозначают термином СУКЦЕССИЯ (от лат. сукцессио -преемственность, наследование).

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СУКЦЕССИЯ - это упорядоченный процесс развития сообщества животных, который происходит вместе с изменением окружающей среды.

В этом упорядоченном процессе развития сообщество изменяет окружающую среду так, что в новых условиях постепенно вместо старых видов образуются другие популяции, другие виды.

Этот упорядоченный процесс развития на определенной стадии выходит на равновесное состояние. Имеется ввиду равновесие между живым веществом и биокосным и косным веществом. Это равновесие - зрелая стадия экологической системы.

В естественных условиях в экологической системе Земли - биосфере имеет место УСТОЙЧИВОЕ РАВНОВЕСИЕ: жизнь создает необходимый для жизни состав земной атмосферы, воды и почвы. Антропогенное воздействие на биосферу приводит к нарушению этого равновесия, изменяя состав атмосферы, воды и почвы. Из атмосферы все больше потребляется кислорода на нужды промышленности и транспорта, сокращаются площади лесов, загрязняются воды Мирового океана, уменьшается количество морского фитопланктона, который как и растения на суше, поставляет кислород в атмосферу.

Общее содержание кислорода в атмосфере уменьшается. Одновременно увеличивается содержание углекислого газа.

За последнее столетие значительно возросло производство электроэнергии, 80% которой вырабатывается на тепловых электростанциях за счет энергии ископаемого углерода. То есть человеческая цивилизация невольно стремится нарушить сложившееся в процессе экологической сукцессии равновесие в биосфере. Биосфера Земли обладает определенным запасом устойчивости, но он не беспределен. Поэтому такое большое значение имеет рациональное использование ресурсов биосферы.

2.2. Пищевые цепи

2.2.1. Понятие простых и сложных пищевых цепей

Различные вещества, в том числе и загрязнители окружающей среды перераспределяются в пространстве не только вследствие перемещения воздуха, воды и т.д., но и потому, что они попадают в пищу живым организмам. Это происходит потому, что вещества, попав в пищевую цепь, переходят от одних организмов к другим.

Простая пищевая цепь может состоять из двух звеньев: животные, получившие вредные вещества из окружающей среды и накопившие их в организме, идут в пищу другим животным, следовательно накопление вредных веществ в их организме будет возрастать.

Реально в природе существуют более сложные схемы пищевых цепей, которые являются многозвенными:

1 ЗВЕНО (поле, засеянное люцерной) - идет на корм телятам,

2 ЗВЕНО (продукция животноводства) - пища для людей,

3 ЗВЕНО (человек).

Следует иметь ввиду, что растения получают энергию от Солнца и трансформируют ее с помощью фотосинтеза. Пастбищная пищевая цепь представлена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1. - Пастбищная пищевая цепь

Может существовать и пищевая цепь с уменьшенным количеством звеньев:

1 ЗВЕНО (поле, засеянное рисом) - пища для людей,

2 ЗВЕНО (человек).

Рассмотрим различные схемы многозвенных пищевых цепей (рис. 2.2).

ПЕРВАЯ СХЕМА:

1 ЗВЕНО (фитопланктон, преобразующий энергию Солнца фото-

синтезом),

2 ЗВЕНО (зоопланктон, потребляющий фитопланктон),

3 ЗВЕНО (рыбы, мелкие хищники, потребляющие зоопланктон),

4 ЗВЕНО (рыбы, большие хищники, потребляющие мелких),

5 ЗВЕНО (человек, потребляющий рыбу).

ВТОРАЯ СХЕМА:

1 ЗВЕНО (фитопланктон),

2 ЗВЕНО (зоопланктон),

3 ЗВЕНО (рыбы, потребляющие зоопланктон),

4 ЗВЕНО (рыбы, потребляющие рыб),

5 ЗВЕНО , которое заканчивает данную пищевую цепь, поскольку рыба

погибла, ее труп стал разлагаться, дал биогенные элементы

истал началом новой пищевой цепи.

Рисунок 2.2. - Схемы пищевых цепей

Если пищевая цепь начинается с биогенного вещества, которое вовлекается в процесс разложения, то она называется ДЕТРИТНОЙ (рис. 2.3).

Рисунок 2.3. - Детритная пищевая цепь

Баланс в природе обеспечивает длительное устойчивое функционирование экологических систем. Если образуется определенное количество органического вещества, то это же количество в течение какого-то времени должно разлагаться, использоваться.

В работе звеньев пищевых цепей, которые составляют ПИЩЕВУЮ СЕТЬ участвуют все живые организмы от бактерий до высших животных.

Растения, которые за счет солнечной энергии образуют органическое вещество, являющееся источником энергии для других, называются производителями энергии, или ПРОДУЦЕНТАМИ (производителями). Все остальные организмы, получающие энергию от Солнца, называются КОНСУМЕНТАМИ (консумо (греч.) - потребляю). Еще используется термин МИКРОФАГИ (мелкие пожиратели) и МАКРОФАГИ (крупные пожиратели). Таким образом, пищевую цепь можно представить еще следующим образом:

СОЛНЦЕ - ПЕРВИЧНЫЕ КОНСУМЕНТЫ - ВТОРИЧНЫЕ КОНСУМЕНТЫ и т.д.