Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общие закономерности организации биосферы Земли

биогенный экологический равновесие живой

Биосферу формирует не только и не столько внешние факторы, но и внутренние закономерности. А затем они взаимодействуют с внешней средой. Один из важнейших свойств биосферы, взаимодействие живого и не живого, определяемого законом биогенной миграции атомов: миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется при непосредственном участии живого вещества или протекает в среде, геохимические особенности которой обусловленные живым веществом.

Закон биогенной миграции атомов имеет важное теоретическое и практическое значение. Невозможно понимание общих химических процессов на поверхности земли, в атмосфере, в литосфере без учета биотических и биогенных факторов, в том числе эволюционных. Поскольку люди воздействуют прежде всего на биосферу и ее биотическую составляющую, они тем самым изменяют условия биогенной миграции, создавая предпосылки еще более глубоких сдвигов, таким образом процесс может быть саморазвивающим и неуправляемым.

Важно очень сохранить живой покров Земли (в относительно неизменном состоянии). Закон биогенной миграции атомов дает в руки человечества ключи для сознательного управления биохимическими процессами. Там, где произошли разрушения, возможно постепенное выправление сложившего положения, с помощью мягкого управления природными процессами.

Обобщения особенностей биогенной миграции атомов еще не известны. Степень замкнутости глобальных биохимических круговоротов довольно высока, но не абсолютна. Этот факт нуждается в формулировке в виде правила не замкнутости биотического круговорота.

Доказательства этим закономерностям многочисленны, н.р. антропогенные выпадения ряда элементов из почвы, так ежегодно глобально теряется 4.6 млр. т. углерода, содержание которого снизилось с 2014 млр. т. в доисторический период до 1477 млр. т.

В то же время количество живого вещества не подвержено значительным переменам. Эта закономерность сформулирована в виде закона константы количества живого вещества В.И. Вернадского: количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа.

Этот закон практически есть количественное следствие закона внутреннего динамического равновесия для масштаба глобальной экосистемы биосферы.

Поскольку живое вещество, согласно закону биогенной миграции атомов, есть энергетический посредник между Солнцем и Землей, то либо его количество должно быть постоянным, либо должны меняться его энергетические характеристики. Закон физико-химического единства вещества живого вещества исключает слишком значительные перемены.

Следует, что для живого вещества планеты необходима количественная стабильность.

Как аккумулятор солнечной энергии, живое вещество должно одновременно реагировать как на внешние (космические) воздействия, так и на внутренние изменения. Увеличение или снижение количества живого вещества в одном месте биосферы должно приводить к синхронному процессу с обратным знаком в другом регионе в силу того, что освободившиеся биогены могут быть ассимилированы остальной частью живого или будет наблюдаться их недостаток.

Следует учитывать скорость процесса, в случае антропогенного изменения более низкую, чем прямое нарушение природы человеком. Кроме того, не всегда происходит адекватная замена, эта замена идет согласно правилу экологического дублирования, т. е. с уменьшением размеров особей. Снижение же размеров особей участвующих в энергетических, процессах, вводит в действие большую группу термодинамических закономерностей. Меняется вся структура живого вещества, его качество, т. е. человечество нарушает природные закономерности распределения живого вещества планеты, берет в свой антропогенный канал 1,6х10¹³ Вт энергии в год, или 20 % продукции биосферы. Кроме того, люди искусственно снизили количество живого вещества Земли не менее чем на 30 %.

Это заставляет сделать вывод, что планета стоит перед глобальным термодинамическим (тепловым) кризисом, который проявится во многих формах одновременно. Поскольку это инерционный процесс, начальные фазы его мало заметны, но остановить кризисные явления чрезвычайно трудно.

Закон сохранения структуры биосферы - называют первым законом экодинамики.

Закон стремления к климаксу - второй закон экодинамики.

Для сохранения структуры биосферы живое стремится к достижению состояния зрелости, или экологического равновесия.

Биосфера - высший уровень иерархии экосистем, и естественно ее законы функционирования аналогичны законам функционирования ее подразделений, хотя имеется специфика - биосфера более закрытая система, чем ее подразделения.

Принцип экологического порядка или экологического мутуализма - третий закон экодинамики

Системный мутуализм - подчиняется закону упорядоченности заполнения пространства: заполнение пространства внутри природной системы в силу взаимодействия между ее подсистемами упорядоченно таким образом, что позволяет реализоваться гомеостатическим свойствам системы с минимальными противоречиями между частями внутри ее.

Из этого закона следует невозможность длительного существования «ненужных» природе случайностей, в том числе и чуждых ей созданий человека. Нарушение природного порядка обходится людям дополнительными вложениями средств и сил. Это нарушение имеет строгие, но не достаточно изученные пределы, за которыми нарушается порядок, а поэтому ухудшается и динамические качества всей биосферы.

Следствием закона(принципа) системного мутуализма является принцип системной дополнительности: подсистемы одной природной системы в своем развитии обеспечивают предпосылку для успешного развития и саморегуляции других подсистем, входящих в ту же систему.

Этот принцип стал необходимым условием жизни человечества, с момента превращения его во «всеобщую геологическую силу», воздействующую на биосферу. Либо будет соблюдаться принцип системной дополнительности, в системе человек - природа, либо экологический кризис будет углубляться и произойдет катастрофа.

Единство живого вещества биосферы и гомологичность строения ее подсистем приводят к тому, что, эволюционно возникшие в ней живые элементы различного геологического возраста. Такое переплетение различных по пространственно - временному генезису элементов во всей экологической иерархии составляет содержание принципа гетерогенезиса живого вещества. Однако такое сложение не хаотично. Подчиняется законам экологической комплиментарности, конгруентноти и т. д.

Закон самоконтроля и саморегуляции живого - четвертый закон экодинамики: живые системы и системы под управляющим воздействием живого способны к самоконтролю и саморегулированию в процессе адаптации к изменениям в окружающей среде. Человечество должно учитывать этот закон.

Что касается природы, то в биосфере этот самоконтроль и саморегуляция происходит в ходе длинных процессов общего взаимодействия (борьба за существование, естественный отбор, адаптация систем и подсистем и т. д.). Эти процессы ведут к сохранению и развитию экосистем биосферы.

Связывающим правилом между общими структурными и эволюционными обобщениями являются закон автоматического поддержания глобальной среды обитания: живое вещество в ходе саморегуляции и взаимодействие с абиотическими факторами автодинамически поддерживает среду жизни, пригодную для развития.

Процесс равновесной автодинамики ограничен изменениями космического и общеземного экосферного масштаба, происходит во всей иерархии экосистем и биосистем планеты, как каскад саморегуляции, достигающий глобального размаха. Этот закон служит констатацией наличия в биосфере консервативных механизмов и соблюдение правила системно-динимической комплиментарности.

Размещено на Allbest.ru