Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Теорія систем в екології

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Глобальна екосистема – біосфера

Як найбільша і неповторна екосистема біосфера характеризується найскладнішою будовою. Вона є сферою життя, в ній повинні мати можливість існувати всі без винятку біотичні системи – від найдрібніших консорційних, до біосферних, відбуватися всі біотичні процеси від молекулярних до біогеохімічних. Тому, за потреби, її структурними компонентами можна розглядати навіть консорції і біогеоценози, але для пізнання закономірностей її глобальної просторової і функціональної структури потрібно аналізувати глобальні блоки адекватних потужностей.

Основними компонентами її латеральної будови є біомні та провінційні екосистеми. В окремих випадках для аналізу можна використовувати показники й великих ландшафтних екосистем. Головними чинниками горизонтальної структури біосфери є сферична форма планети, що зумовлює надходження до діяльної поверхні Землі на різних географічних широтах різної кількості сонячної радіації, і клімат територій, формування якого зумовлене переважно довготним переміщенням повітряних мас – з океанів на суші та із суш на океани. За взаємодії цих двох чинників формується планетна картина розподілу тепла й вологи, лише частково модифікована макрорельєфом території. Вона спричиняє глобальну зональність рослинного покриву, тваринного світу і ґрунтів, енергетичну й біогеохімічну специфіки біомних і провінційних екосистем, їх продуктивність та інші корисні функції.

Область поширення життя на Землі охоплює нижню частину повітряної оболонки (атмосфери), всю водну оболонку (гідросферу) і верхню частину твердої оболонки (літосфери) (рис. 2.13).

Поширення живих організмів у біосфері

Рисунок 2.13 – Поширення живих організмів у біосфері

Вернадський чітко позначає верхню і нижню межі поширення життя. Верхній -обумовлюється променистою енергією, що надходить з космосу, згубною для живих істот. Йдеться про жорстке ультрафіолетове випромінювання; воно затримується озоновим екраном, нижня межа якого проходить на висоті близько 15 км. Це верхня межа біосфери. Нижня межа життя пов'язана з підвищенням температури в земних надрах. На глибині 3- 3,5 км температура досягає 100 °С. Найбільшу протяжність по вертикалі біосфера має в океані: від поверхні до максимальних глибин у ньому мешкають живі істоти.

Для біосфери характерна не лише наявність живої речовини. Вона має також такі три особливості: по-перше, на неї падає могутній потік сонячної енергії; по-друге, в ній в значній кількості міститься рідка вода; по-третє, в біосфері проходять поверхні розділу між речовинами, що знаходяться в трьох фазах: твердій, рідкій і газоподібній. Усе це слугує передумовою для активного обміну речовиною та енергією, в якій велику роль відіграють організми.

Неабияке функціональне значення має радіальна структура біосфери. До її складу входять пронизані життям нижні шари атмосфери, верхні шари літосфери і ціла гідросфера (рис. 2.14). Власне в товщі цих трьох сфер (у межах біосфери) В. І. Вернадський вирізнив визначальний для живої системи, організаційний блок – живу речовину, функціонування якої спричиняло структурно-функціональну суть біосфери протягом мільярдів років її існування.

У радіальній структурі біосфери є ще два надзвичайної ваги компоненти – це плівка життя та озоновий екран. Плівка життя, за В. І. Вернадський (1967), сформована в зоні стику вищезгаданих геосфер, що знаходяться в трьох основних станах – рідкому, твердому й газоподібному. Вона тонким шаром (від кільканадцяти сантиметрів до одної-двох сотень метрів) покриває земну кулю, в ній зосереджене життя рослин, тварин і мікроорганізмів, поза нею життя знаходиться в розсіяному стані. Саме вона виконує вирішальні енергетичну, організаційну, середовищеутворювапьну, газову, біогеохімічну, продукційну та інші функції в біосфері. Еволюційні зміни в цій плівці зумовлювали еволюцію біосфери загалом. В антропогені вона стала основним середовищем життя й виробничої діяльності людини, добування харчової продукції та органічної сировини для різних галузей промисловості.

Завдяки потужним механізмам саморегуляції в біосфері не лише відбувалися прогресивні еволюційні зміни її живого блоку. Еволюційними перетвореннями й ускладненнями була охоплена ціла система, наслідком чого стало формування незамінних захисних блоків неживої речовини типу озонового шару чи сприятливого для існування сучасної плівки життя складу атмосфери, гідросфери і верхніх шарів літосфери.

Структура біосфери та її оточення (за Назаровим, 1974)

Рисунок 2.14 – Структура біосфери та її оточення (за Назаровим, 1974)

Порівняно з екосистемами менших розмірів біосфера має ряд специфічних рис:

  • 1) біосфера є унікальною, незамінною і неповторною біотичною системою. Дрібних екосистем тип)' консорції чи біогеоценозу є безліч, вони- взаємозамінні;
  • 2) біосфера відрізняється від інших екосистем практично безмежною тривалістю існування. Час існування інших екосистем обмежений: для індивідуальних консорцій він визначається тривалістю від кількох місяців до сотень і кількох тисяч років, для біогеоценозів – від тисяч до мільйонів років, для екосистем вищих ступенів – до десятків мільйонів років;
  • 3) біосфера зберігає безмежно великий запас генетичної інформації, що накопичувався мільярди років, унаслідок чого ця інформація є практично невичерпною. Запаси інформації підпорядкованих їй екосистем, безперечно, менші хоча б через те, що пам'ять біосфери – це інтегральна пам'ять усіх екосистем Землі;
  • 4) біосфера є найдосконалішою саморегульованою системою 3 найповнішими механізмами самозахисту від руйнівного впливу зовнішніх космічних і внутрішньопланетних збурень. У процесі еволюції органічного світу в ній виробився не лише ефективний механізм синтезу органічної речовини за рахунок використання сонячної енергії, а й накопичення в атмосфері вільного кисню, формування озонового екрана як одного з найважливіших засобів захисту живого в біосфері. На відміну від біосфери малі екосистеми існують не в ентропійному абіотичному середовищі, а в організованому біотичному середовищі біосфери і захищені від зовнішніх збурювальних впливів не лише своими внутрішніми механізмами, а й біосферними;
  • 5) на відміну від малих екосистем біосфера характеризується величезними запасами вільної енергії, не лише тієї, що накопичена в сучасних підпорядкованих їй екосистемах, а й вільної енергії, накопиченої екосистемами минулих епох;
  • 6) біосфера вирізняється величезним різноманіттям життєвих форм, видів, внутрішньовидових структур й екосистем, просторовою і функціональною асиметрією, потужними механізмами самозбереження, прогресивного саморозвитку, постійним зростанням організованості та неентропійності й практично незнищеніспо.

Тому підходи до аналізу структурно-функціональної суті та еволюції біосфери, критерії і розмірності оцінки цього складного глобального явища мають бути адекватними його обсягові, а не запозиченими з характеристик нижчих ступенів чи рівнів організації.

 
<<   ЗМІСТ   >>