Функциональная целостность биосферы
Целостность любой сложной системы, например, организма, популяции, биотических сообществ, есть обобщенная характеристика этой системы или объекта (см. главу 5).
Закон целостностибиосферы можно сформулировать так: биогенный ток атомов между компонентами биосферы связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена влечет за собой сопряженное изменение всех остальных. Следовательно, целостность биосферы обусловлена непрерывным обменом вещества и энергии между ее составными частями.
Представление о целостности обусловлено глубиной предшествующих познаний об объекте. Так, с экологических позиций представления о целостности организма или индивидума с большей полнотой можно говорить, рассматривая его на популяционном уровне, а наиболее целостные представления об экологических особенностях популяций можно выявить только на основе их взаимоотношений в биоценозе. Если рассматривать эту цепочку дальше, то окажется, что нельзя получить достаточно целостную картину о взаимоотношении сообществ, если не изучать биоценоз в одной системе с биотопом, т. е. мы придем к системе с еще большей экологической информацией ¾ биогеоценозу или экосистеме и т. д.
Характеристика природных экосистем, приведенная выше, показывает, что экосистемы и ландшафты представляют в целом единое энергетическое поле, а это значит: целостность биосферы ¾ это и целостность ландшафтной оболочки Земли и, соответственно, наоборот, ¾ целостность ландшафтной оболочки обеспечивает и целостность биосферы.
Изменения в общей энергетике ландшафта, например, изменение количества осадков и температуры, влечет за собой и сопряженные изменения всех звеньев в биосферной его части ¾ возникает цепная реакция.
Примером действия закона целостности являются процессы, происходящие в экосистемах пустыни Атакама и прилегающей к ней части океана.
Пустыня Атакама находится на западном побережье Южной Америки и пустынность ее обусловлена холодным Перуанским течением (количество осадков 10-50 мм/г). Холодные же океанские воды (зона апвеллинга) богаты фито- и зоопланктоном и, конечно рыбой, но, примерно, один раз в 8-12 лет от экватора начинает распространяться теплое течение Эль-Ниньо. Приход этих бедных кислородом малопродуктивных вод приводит к катастрофическому изменению экосистемы: рыба (анчоусы), которую здесь вылавливают до 12 млн т/г, практически исчезает (улов падает до 1,8 млн т), морские птицы, питающиеся рыбой, гибнут или улетают. Особенно отрицательное влияние на морских животных оказало Эль-Ниньо в 1982 г.: в районе Галапагосских островов на 30-40% сократилось количество птиц, галапагосских пингвинов ¾ на 78%, почти полностью погибли морские котики.
В этот же период над пустыней Атакама разражаются тропические ливни, вызывающие мощные наводнения, появляются растения-эфемеры и масса насекомых. Пустыня «цветет». Такое состояние может продолжатся три - четыре и даже до пяти - шести месяцев, но затем снова теплое течение Эль-Ниньо отодвигается к экватору, в район Галапагосских островов, а холодное Перуанское ¾ занимает свое обычное место. И все природные процессы развиваются в обратном направлении.
Изучение этого явления в течение многих десятилетий показало, что оно влияет на значительно большую часть биосферы ¾ выпадение осадков в Атакаме приводит к засухе, например, в Судане, Эфиопии.
Все это показывает, что при решении практических задач рационального природопользования, необходимо учитывать закон целостности. Наиболее ярким примером несоблюдения закона целостности служит деградация экосистемы Приаралья. Но в отличие от приведенного примера, опустынивание Приаралья и обмеление Аральского моря ¾ процессы не циклические и не природные, а практически необратимые антропогенные (ациклические). Такие примеры глобального воздействия на биосферу человека далеко не единичны, и, в результате, антропогенные ландшафты, по различным данным, занимают около половины или даже более половины территории суши.
Ландшафтная оболочка Земли эволюционировала вместе с эволюцией земной коры, но вместе с тем ее облик ¾ это результат эволюции биосферы в целом. Именно эволюции биосферы мы обязаны богатейшим разнообразием живой природы и самому существованию человечества.
Контрольные вопросы
1. Что такое ландшафт и в чем суть ландшафтного подхода в экологии?
2. В чем отличие природных ландшафтов от антропогенных? Приведите классификацию ландшафтов.
3. Что такое биомы и как они взаимосвязаны с ландшафтами? Приведите классификацию биомов по Ю. Одуму.
4. Какие основные признаки лежат в основе выделения биомов? Дайте характеристику основным наземным биомам.
5. Почему пресноводные экосистемы имеют для человека непреходящее значение?
6. В чем состоят особенности пресноводных местообитаний и как классифицируются гидробионты по этому признаку?
7. Какое влияние оказывают на жизнь водоемов сезонные явления: стратификация озер и перемешивание воды в них?
8. От чего зависит распределение биогенных веществ в водохранилище?
9. Какими экологическими условиями отличаются реки от стоячих водоемов?
10. Какими особенностями морская среда отличается от пресноводной?
11. Каковы экологические особенности морских экосистем?
12. Чем обусловлена целостность биосферы? Сформулируйте закон целостности биосферы.
13. Почему возникает цепная реакция в биосфере?
14. К чему приводят циклические и ациклические процессы в биосфере?