Биосфера. Экологические функции биосферы

       Сопоставляя приведенные цифры, необходимо иметь  в виду, что значение биологической  продуктивности отвечает энергии, накопленной в массе сухого вещества. Однако хорошо известно, что накопление какой то массы органического вещества, требует поглощения солнечной энергии на два порядка выше. Следовательно, реальное поглощение солнечной энергии биосферой Земли по своим масштабам превышает не меньше чем на порядок любой из глобальных геологических процессов, формирующих Лик Земли.

       Вернадский  попpобовал более понятно выpазить  вес одной тучи саpанчи, наблюдавшейся  доктоpом Кpаутеpом над Кpасным моpем в 1889 г. до оpганизации междунаpодной боpьбы с саpанчей. Вес этой тучи отвечал 4,4*107 т. Он был почти pавен весу меди, цинка и свинца вместе взятых, выpаботанных человечеством в течение (XIX в. прим. авт.) столетия. Туча саpанчи - как бы ╚гоpная поpода в движении╩. Добавим к этому, масса, обладающая колоссальным потенциалом биологического обмена!

       Часть солнечной энергии поглощенная  биосферой и вторично освобождающаяся  при дыхании, испарении и обмене веществ всех живых организмов, фактически расходуется на ход :

       -процессов стабилизации состава атмосферы и водных масс,

       -биогеохимической миграции атомов,

       -биогеохимической переработки горных пород приповерхностной части Земной коры,

       -почвообразовательных процессов,

       -формирования термовлажностного режима приземного слоя тропосферы.

       Однако  энергия развития живого вещества, биогенная энергия, не есть нечто  постоянное. Любая биологическая  или биокосная система, находясь в состоянии "устойчивой неравновесности", т.е. подвижного динамического равновесия с окружающей ее средой, и эволюционно развиваясь, увеличивает свое воздействие на среду. Эти позиции закреплены в биогеохимических принципах В.И.Вернадского:

       Геохимическая биогенная энергия стремиться в  биосфере к максимальному проявлению (первый биогеохимический принцип) и

       При эволюции видов выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают  биогенную геохимическую энергию (второй биогеохимический принцип).

       Живое вещество находится в непрерывном  химическом обмене с космической  средой, его окружающей и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца (третий биогеохимический принцип)

       Сравнение масс оболочек Земли.

       Оболочки  Земли Масса, т Отношение к  массе живого вещества

       Живое вещество 2,4 . 1012 1

       Атмосфера 5,15 .1015 2 146

       Гидросфера 1,5 х 1018 602 500

       Земная  кора 2,8 х 1019 1 670 000

       Биосфера  не находится и никогда не находилась в состоянии равновесия. Она получает энергию Солнца и, в свою очередь, излучает определенное количество энергии  в космос. Эти энергии разного  свойства (качества). Получает Земля коротковолновое излучение - свет, который, трансформируясь, нагревает Землю. А в космос от Земли уходит длинноволновое тепловое излучение. И баланс этих энергий не соблюдается: Земля излучает в космос несколько меньше энергии, чем получает от Солнца. Эту разность - небольшие доли процента - и усваивает Земля, точнее, ее биосфера, которая все время накапливает энергию. Этого небольшого количества накапливаемой энергии оказывается достаточно для того, чтобы поддерживать все грандиозные процессы развития планеты. Этой энергии оказалось достаточно для того, чтобы однажды на поверхности нашей планеты вспыхнула жизнь и возникла биосфера, чтобы в процессе развития биосферы появился человек и возник Разум.

       Всего растительный покров земного шара ежегодно фиксирует 687 х 1018 кал. солнечной энергии, в том числе растительность континентов √ 426 х 1018 кал.(52,8млрд.т углерода в год), а растения океана √ 26 х 1018 кал.(24,8 млрд.т углерода в год).

       На  поверхность Земли поступает  за год 510 х 1018 ккал. солнечной энергии. Из этой энергии растениями связывается - только 0,13%. Растительность суши использует солнечную энергию 0,3%, а растения океана на 0,07%.

       Живые организмы и биосфера в целом  состоят из тех же химических элементов, которые встречаются в окружающей среде. Во всех живых организмах преобладают в основном 14 элементов, их называют биогенными: Н2 ;С ;02. Они составляют 99,9% веса живых организмов, образуют 99% веса всей земной коры нашей планеты и тем самым обеспечивают устойчивость жизни на Земле. Все остальные химические элементы находятся в рассеянном состоянии. Большую часть веса живых организмов дают 02 и С. Они составляют от 50 до 90% их сухого абсолютного веса. "Совокупность живых организмов √ писал В.И.Вернадский, образует лишь малую долю всей массы вещества биосферы, вес этого вещества представляет много триллионов метрических тонн (1012 ), вес биосферы несколько квинтиллионов тонн(1018).

       Человечество  производит по крайней мере в 2000 раз  больше отбросов органического происхождения, чем вся остальная биосфера. Отходами или отбросами условимся называть вещества, которые надолго исключаются из биогеохимических циклов биосферы, то есть из кругооборота веществ в Природе. Другими словами, человечество кардинальным образом меняет характер функционирования основных механизмов биосферы.

       Первичная продукция, доступная гетеротрофам (человеку) составляет максимум 4% от общей  лучистой энергии Солнца, в оптимальном  среднем - 0,5% и в общем для биосферы - 0,1%. Это чистая первичная продукция. Если же говорить об урожае полезных для человека растений (зерна пшеницы), то это не более трети чистой первичной продукции, т.е. 1% поступающей солнечной энергии (максимально -0,15% для биосферы - 0,03%. Это абсолютные лимиты естественной урожайности.) Более высокого урожая можно достигнуть вложив дополнительную энергию мин. удобрений, сельхозмашин, топлива и т.п. Но превысить природный максимум невозможно. Большее вложение энергии ведет к разрушению экосистем.

       Собирательство  давало от 0,4 до 20 кг/га сухого вещества в год; сельское хозяйство без минерального горючего - 50-200 кг/га сухого вещества в год; увеличение вложения энергии привело к 2 000- 20 000 кг/га сухого вещества. Теоретический предел при максимальном использовании энергии - 80 000 кг/га в год. 
 
 

       ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       Согласно  Н.Ф. Реймерсу, жизнь — это «...особая форма физико-химического состояния  и движения материи, характеризуемая  зеркальной асимметрией аминокислот и сахаров, обменом веществ, гомеостазом, раздражимостью, самовоспроизведением, системным самоуправлением, саморазвитием, приспособляемостью к среде (адаптацией), обычно подвижностью, физической и функциональной дискретностью отдельных индивидов или их общественных конгломератов (пчелы, муравьи, термиты и др.), исключительным разнообразием форм при общем физико-химическом единстве живого вещества биосферы».

       Можно предполагать, что дальнейшее углубленное изучение развитых форм проявления разума, свойств разумной Материи с учетом последствий (позитивных и негативных) возрастающего ее воздействия на окружающую природную среду, которые неизбежно затронут и самого носителя разума — человека, может внести в указанное определение жизни существенные коррективы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      ЛИТЕРАТУРА

      1. Лебедева Н. В. Биологическое  разнообразие: учеб. пособие для  студентов высш. учеб. заведений/ Лебедева Н. В., Дроздов Н. Н.. М.: Владос, 2004. 432 с.

      2. http://revolution.allbest.ru/ecology/00036813_0.html

      3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Живое_вещество