Головна

Біосфера як глобальна екосистема

  1.  Internet як глобальна інформаційне середовище
  2.  агроекосистемах
  3.  біосфера
  4.  БІОСФЕРА
  5.  біосфера
  6.  біосфера
  7.  Біосфера - жива оболонка Землі

Біосфера є глобальною екосистемою. Як вже було зазначено раніше, біосфера розчленована на геобіосферу, гідробіосферу и аеробіосферу. Геобіосфера має підрозділи у відповідності зосновними средообразующую факторами: террабіосфера і літобіосфера-в межах геобіосфери, марінобіосфера (океанів-нобіосфера) і аквабіосфера - в складі гідробіосфери. Дані освіти називають подсферамі. Провідним средообразующим фактором в їх освіті є фізична фаза середовища життя: повітряно-водна в аеробіосфере, водна (прісноводна і солоно-водна) в гідробіосфере, твердо-повітряна в террабіосфере і твер-довідні в літобіосфере.

У свою чергу, всі вони розпадаються на шари: аеробіосфера - на тропобіосферу і альтобіосферу; гідробіосфера - на фотосферу, дісфотосферу і афотосферу.

Структуроутворюючі чинники тут, крім фізичної середовища, енергетика (світло і тепло), особливі умови формування та еволюції життя - еволюційні напрямки проникнення біоти на сушу, в її глибини, в простору над землею, безодні океану, безсумнівно, різні. Разом з апобіос-Ферою, парабіосферой і іншими під- і надбіосфернимі шарами вони складають так званий «листковий пиріг життя» і геосфери (екосфери) її існування в межах кордонів мегабіосфери (рис. 12.40).

Мал. 12.40. Протяжність біосфери по вертикалі і співвідношення

поверхонь, зайнятих основними структурними одиницями

(По Ф. Рамаді, 1981)

Перераховані освіти в системному відношенні - це великі функціональні частини фактично загальземного або субпланетарной розмірності. Загальна ієрархія підсистем біосфери представлена ??на рис. 12.41.

Мал. 12.41. Ієрархія екосистем біосфери (по Н. Ф. Реймерс, 1994)

Вчені вважають; що в біосфері є вісім - дев'ять рівнів відносно самостійних круговоротов речовин в межах взаємозв'язків семи основних матеріально-енергетичних екологічних компонентів і восьмого - інформаційного (рис. 12.42).

Мал. 12.42. Екологічні компоненти (по Н. Ф. Реймерс, 1994)

Глобальні, регіональні та місцеві кругообіг речовин незамкнені і в рамках ієрархії екосистем частково «перетинаються». Це матеріально-енергетичне, а почасти й інформаційне «зчеплення» забезпечує цілісність екологічних надсистем аж до біосфери в цілому.

Загальні закономірності організації біосфери. Біосферу формують більшою мірою не зовнішні чинники, а внутрішні закономірності. Найважливішим властивістю біосфери є взаємодія живого і неживого, який знайшов відображення в законі біогенної міграції атомів В. І. Вернадського, і розглянуто нами в розділі 12.6.

Закон біогенної міграції атомів дає можливість людству свідомо керувати биогеохимическими процесами як в цілому на Землі, так і в її регіонах.

Кількість живої речовини в біосфері, як відомо, не схильний до помітних змін. Ця закономірність була сформульована у вигляді закону константності кількості живої речовини В. І. Вернадського: кількість живої речовини біосфери для даного геологічного періоду є константа. Практично цей закон є кількісним наслідком закону внутрішньої динамічної рівноваги для глобальної екосистеми - біосфери. Оскільки жива речовина відповідно до закону біогенної міграції атомів є енергетичний посередник між Сонцем і Землею, то чи його кількість повинна бути постійним, або повинні змінюватися його енергетичні характеристики. Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (всі жива речовина Землі фізико-хімічно єдине) виключає значні зміни в останньому властивості. Звідси для живого речовини планети неминуча кількісна стабільність. Вона характерна в повній мірі і для числа видів.

Жива речовина як акумулятор сонячної енергії має одночасно реагувати як на зовнішні (космічні) впливу, так і на внутрішні зміни. Зниження або збільшення кількості живої речовини в одному місці біосфери повинно призводити до процесу з точністю навпаки в іншому місці, тому що звільнилися біогени можуть бути асимільовані іншою частиною живої речовини або буде спостерігатися їх недолік. Тут слід враховувати швидкість процесу, в разі антропогенного зміни набагато нижчу, ніж пряме порушення природи людиною.

Крім константності і сталості кількості живої речовини, яка знайшла відображення в законі фізико-хімічної єдності живої речовини, в живій природі спостерігається постійне збереження інформаційної та соматичної структури, незважаючи на те »що вона і дещо змінюється з ходом еволюції. Дана властивість було відзначено Ю. Голдсмітом (1981) і отримало назву закону збереження структури біосфери - інформаційної та соматичної, або першого закону екодінамікі. .

Для збереження структури біосфери живе прагне до досягнення стану зрілості або екологічної рівноваги. Закон прагнення до клімаксу - другий закон екодінамікі Ю. Голдсміта, відноситься до біосфери і інших рівнів екологічних систем, хоча і є специфіка - біосфера більш закрита система, ніж їй підрозділу. Єдність живого речовини біосфери і гомологічен-ність будови її підсистем призводять до того, що складно переплетені еволюційно виникли на ній живі елементи різного геологічного віку і початкового географічного походження. Переплетення різних по просторово-тимчасовому генезісуалементов у всіх екологічних рівнях біосфери відображає правило або принцип гетерогенез живого речовини. Дане складання не є хаотичним, а підпорядковане принципам екологічної додатковості (комплементарності), екологічного відповідності (конгруентності) і іншим закономірностям. В рамках екодінамікі Ю. Голдсміта це третій її закон - принцип екологічного порядку, або екологічного мутуалізму, вказує на глобальне властивість, обумовлене впливом цілого на його частини, зворотного впливу диференційованих частин на розвиток цілого і т. п., яке в сумі веде до збереження стабільності біосфери в цілому.

Взаємодопомога в рамках екологічного порядку, або системний мутуалізмом, затверджується законом впорядкованості заповнення простору і просторово-часової визначеності: заповнення простору всередині природної системи через взаємодію між її підсистемами впорядковано так, що дозволяє реалізуватися гомеостатичним властивостями системи з мінімальними протиріччями між частинами всередині її. З цього закону випливає неможливість тривалого існування «непотрібних» природі випадковостей, включаючи і чужі ей.создан-ні людиною. У число правил мутуалістіческіе системного порядку в біосфері входить і принцип системної додатковості, який говорить, що підсистеми однієї природної системи в своєму розвитку забезпечують передумову для успішного розвитку і саморегуляції інших підсистем, що входять в ту ж систему.

До четвертого закону екодінамікі Ю. Голдсміта відносять закон самоконтролю та саморегуляції живого: живі системи і системи під керуючим впливом живого здатні до самоконтролю і саморегулювання в процесі їх адаптації до змін у навколишньому середовищі. У біосфері самоконтроль і саморегуляція відбуваються в ході каскадних і ланцюгових процесів загального взаємодії - в ході боротьби за існування природного відбору (в найширшому сенсі цього поняття), адаптації систем і підсистем, широкої коево-Люції і т.д. При цьому всі ці процеси ведуть до позитивних «з точки зору природи» результатами - збереженню і розвитку екосистем біосфери і її як цілого.

Сполучною ланкою між узагальненнями структурного і еволюційного характеру служить правило автоматичної підтримки глобального середовища проживання: жива речовина в ході саморегуляції і взаємодії з абіотичних факторів автодінаміческі підтримує середовище життя, придатну для її розвитку. Даний процес обмежений змінами, космічного та загальземного екосферний масштабу і відбувається у всіх екосистемах і биосистемах планети, як каскад саморегуляції, що досягає глобального розмаху. Правило автоматичної підтримки глобального середовища проживання випливає з біогеохімічних принципів В. І. Вернадського, правил збереження видової середовища проживання, відносної внутрішньої несуперечності і служить константою наявності в біосфері консервативних механізмів і одночасно підтвердженням правила системно-динамічної комплементарності.

Про космічному впливі на біосферу свідчить закон заломлення космічних впливів: космічні фактори, надаючи вплив на біосферу і особливо її підрозділи, піддаються зміни з боку екосфери планети і тому за силою і часом прояву можуть бути послаблені і зрушені або навіть повністю втратити свій ефект. Узагальнення тут має значення в зв'язку з тим, що часто йде потік синхронного впливу сонячної активності та інших космічних факторів на екосистеми Землі і населяють її організми (рис. 12.43).

Слід зазначити, що багато процесів на Землі і в її біосфері хоча і схильні до впливу космосу і передбачаються цикли сонячної активності з інтервалом в 1850, 600,400, 178, 169,88,83,33,22,16, 11,5 (11,1 ), 6,5 і 4,3 року, сама біосфера і її підрозділи не обов'язково у всіх випадках повинні реагувати з тієї ж циклічністю. Космічні впливу системи біосфери можуть блокувати остачі або частково.

Мал. 12.43. Шляхи космічного впливу на біосферу

 




 Поняття про екосистеми |  Класифікація екосистем |  зональність макроекосістем |  структура екосистем |  Сонце як джерело енергії |  кругообіг речовин |  Індекс інтенсивності біологічного кругообігу |  Потік енергії в екосистемах |  Структура харчового ланцюга в морській екосистемі |  продуктивність екосистем |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати