Биосфера как глобальная экосистема

Биосфера — совокупность всех экосистем, встречающихся на Земле.

Биосфера — глобальная экосистема, в которой в единое целое объединены климатические, абиотические факторы и биотическое взаимодействие между всеми живыми организмами. Биосфера функционирует как открытая система, неразрывно связанная с другими геосферами Земли и имеет иерархическую структуру.

По Н.Ф. Реймерсу (1990), биосфера разделяется на:

1) Геобиосферу,

2) Гидробиосферу,

3) Аэробиосферу.

Аэробиосфера:

1. Альтобиосфера

2. Тропобиосфера.

Гидробиосфера может разделяться: а) по признаку солености воды:

2) Мариноаквабиосфера (моря, океаны),

3) Аквабиосфера (пресноводные водоемы).

б) по признаку проникновения света и наличию фотосинтеза

→ Фотосфера (прямые солнечные лучи, до 300м)

→ Дисфотосфера (рассеянный свет, до 1000м),

→ Афотосфера (свет отсутствует)

Геобиосфера:

→ Террабиосфера,

→ Литобиосфера.

Террабиосфера разделяется:

Биогеографические области ® природные пояса ® биомы ® элементарные экосистемы (ландшафты, биогеоценозы).

 

Единство биосферы проявляется в наличии физических круговоротов воды и воздуха, физико-химических и химических круговоротов многих элементов и их соединений. Все они объединены единым источником потоков солнечной энергии. В биосфере действуют и проявляются биогеохимические принципы Вернадского:

I тип Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к своему максимальному проявлению. Это означает, что живое вещество всегда проявляет максимальную экспансию — стремление к повсеместному распространению и развитию.

II тип Эволюция видов в режиме геологического времени, приводящая к созданию в биосфере разнообразных форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. След., преимущества в ходе эволюции получают те организмы, которые приобрели способность максимального усвоения солнечной или химической энергии.

III тип Живое вещество находится в непрерывном обмене с космической средой веществом и энергией, и в силу открытости глобальной биосферы существует и поддерживается за счет поступления энергии извне. Однако из энергии Солнца только 0,3% используется в фотосинтезе и только 0,1% оказывается усвоенной в чистой первичной продукции.

Из принципов Вернадского следует положение о том, что живое вещество биосферы обладает средорегулирующей и средопреобразующей функциями. Биота в глобальном масштабе способна с большой точностью и долгое время поддерживать важнейшие параметры окружающей среды (прежде всего газовый состав атмосферы и солевой состав водной среды), несмотря на исключительную сложность и динамичность регулируемой системы. Следовательно, можно говорить о существовании биотической регуляции окружающей среды применительно ко всей биосфере.

На биосферу распространяется известный химический принцип Ле Шателье – Брауна: «при внешнем воздействии, выводящим систему из состояния устойчивого равновесия, оно смещается в том направлении, при котором эффект воздействия ослабевает». Пример: если в атмосфере растет содержание углекислого газа, в действие вступают механизмы, обеспечивающие его связывание: либо усиление фотосинтеза в наземных экосистемах, либо усиление деятельности в фитопланктоне в океане, либо перевод в нерастворимые соли в щелочной среде.

При внешних воздействиях биосфера часто реагирует как единое целое, несмотря на различные проявления: магнитные бури при вспышках на Солнце достигают поверхности Земли и по-разному воздействуют на климат и жизнедеятельность организмов. Единая реакция биосферы на внешние воздействия проявляются в законе преломления космических воздействий: «космические факторы, оказывая воздействие на биосферу и ее подсистемы, подвергаются противодействию с ее стороны, и поэтому по силе и времени ее проявления могут быть ослаблены, сдвинуты по времени или вообще утратят свой эффект».Наконец, единство биосферы подчеркивается объединением глобального геологического и глобального биотического круговоротов. Рано или поздно всё вещество Земли оказывается вовлеченным в тот или иной круговорот, и в истории Земли многократно проходит через живые организмы, тогда как получение вещества из космоса не превышает тысячных долей процента.