Вопрос 13.Экосфера как сложная динамическая саморегулирующаяся система. Гомеостазис экосферы. Роль живого вещества.

Экосфера (географическая оболочка) – объект геоэкологии, целостная, внутреннесвязанная облать наиболее тесного контакта геосфер. Здесь выделяются следующие контактные зоны: 1) атмосфера-суша (фронтальная деятельность); 2) атмосфера-океан (тайфуны); 3) суша-океан (наиболее разнообразные явления). Геоэкологию интересует как сфера деятельности человека от 20-25 км. (тропосфера) до 500 м (зона гипергенеза). ГО находится в состоянии подвижного равновесия, которое обеспечивается гомеостизисом. В силу различных свойств компонентов и их взаимодействия экосфера дифференцируется, так в рамках глобального уровня изучаются биомы, природные пояса, континенты, океаны. Согласно Г. Лавлоку, 1982, гомеостаз — это когда планетарная биота управляет связями между атмосферой, океаном и педосферой и, тем самым, поддерживает стабильность потоков ве­щества в биосфере, прежде всего круговорот углерода.Вследствие этого живое вещество контролирует парниковый эффект и стабили­зирует климат планеты. Такое понимание гомеоетаза по меньшей мере является неполным, а отчасти ошибочным, ибо биотическое воздействие не было главным в изменениях климата геологического прошлого. Точнее будет сказать так:

1. гомеостаз биосферы, обеспечиваемый действием прямых и обратных связей между живой и неживой природой, имеет место толь­ко при некотором весьма высоком уровне поглощения планетарной биотой солнечной энергии.Тем самым достигается очень значитель­ное изменение и трансформация биотическим фактором систем экзодинамических процессов и ослабление физической денудации, что выражается в более консервативном развитии выводящей, а, следовательно, и уводящей ветвей геокруговорота. Функционирование системы "атмосфера—гидросфера—литосфера", трансформированной живым веществом, интенсифицируется в рамках обеспечения связей между живой и неживой природой и становится более вялым, если его рассматривать через призму геологического движения материи;

2. гомеостаз возможен только в условиях отсутствия экстремальных космических или внутриземных воздействий па биосферу, которые не связаны совсем или в сколько-нибудь существенной мере с процессами в живой природе.Когда такие дестабилизирующие воз­действия имеют место, они способны временно выводить глобаль­ную экосистему из равновесия и ослаблять продукционный и эколо­гический потенциал органического мира; 3) гомеостаз во многом держится на связях, разрушение кото­рых носит триггерный характер.Следовательно, живая природа и многие биокосные образования, поддерживающие гомеостатичность биосферы, оказываются весьма хрупкими, спонтанно разрушающи­мися в ходе нарушения экологического баланса силами неоргани­ческой природы;

4. достоверно известны два типа естественной дестабилизации биосферы: а) геологически мгновенная — метеоритно-ударная и б) геологически продолжительная, в частности, — криогенно-гляциальиая. Разные по продолжительности эндогенные воздействия часто проявляются резонансно с экзогенными;

5. дестабилизация биосферы как первого, так и второго типа, когда бы она не проявлялась, была результатом особого (жесткого) космопланетарного режима, в условиях которого гомеостаз невоз­можен. Таким образом, природный гомеостаз наступает и сохраня­ется только при наличии мягкого космопланетарного режима;

6. вторжение в биосферу третьей силы — технически вооружен­ной цивилизации — нарушило гомеостаз в природной обстановке, благоприятной для его поддержания;

7. дестабилизированная биосфера в условиях мягкого кос­мопланетарного режима — такова уникальность текущего отрезка геоистории. Это совершенно новое — третье состояние биосферы, так как разные биосферные подразделения, по сути дела, находятся под воздействием двух противоположных режимов: способствую­щего деградации (преобладает) и оптимизации. Местами они накла­дываются, а местами действуют изолированно. Это и есть третья природа.

О роли живого вещества говорил В.И.Вернадский. Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере.Выделяют сл. Функции живого вещества:1) Энергетическая.Связывание и запасание солнечной энергии в органическом веществе и последующее рассеяние энергии при потреблении и минерализации органического вещества.2) Газовая. Способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. В частности, вклюсение углерода в процессы фотосинтеза, а затем в цепи питания обусловливало его аккумуляцию в биогенном веществе. В рез-те шло уменьшение содержания углерода и его соединений до современных 0,03 %(углеродная ф-ция). Аналогично – кислородная функция. 3) Концентрационная– «захват» из окружающей среды живыми организмами и накопление в них атомов биогенных химических элементов. В ходе биогеохимических циклов через живое вещество проходят атомы большинства химических элементов. Разные организмы в разной степени способны аккумулировать из среды обитания различные элементы: железобактерии - железо, моллюски – кальций, диатомовые водоросли – кремний, губки – йод… Содержание углерода в растениях в 200 раз, а азота в 30 раз превышает их содержание в земной коре. Результат этой функции – образование горючих пол. Иск., известняков, руд.4) Окислительно-восстановительная– окисление и восстановление различных веществ с помощью живых организмов.5) Деструктивная– разрушение организмами и продуктами жизнедеятельности, в том числе после их смерти, как остатков органического вещества, так и косных веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют редуценты – сапрофиты и бактерии.6) Транспортная– перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов (н-р миграция и кочевка животных)7)Средообразующая –преобразование физико-химических параметров среды. Рез-том этой функции является биосфера как таковая, почва как одна из сред обитания. К средобр. Свойствам растений относят создание микроклимата, защита почв, очистка воздуха… 8) Рассеивающая– функция, противоположная концентрационной – рассеивание веществ в окр. среде. Она проявляется через трофическую и транспортную деятельность организмов. 9)Информационная– накопление живыми организмаи определенной информации, закрепление ее в наследственных структкрахи передача последующим поколениями.