Основы экоразвития - Акимова Т.А.
ISBN 5-7307-0043-1
Скачать (прямая ссылка):
Общая первичная продукция всей экосферы составляет примерно 160 млрд. тонн сухой массы органического вещества в год. Около 25—27% первичной продукции дают водоросли, преимущественно фитопланктон океана, 35—37%—леса, менее 10% — агроценозы, т. е. сообщества растений, возделываемых человеком и потребляемых домашними животными.
Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей живым веществом биосферы осуществляется ряд фундаментальных функций:
газовая — постоянный обмен газами с окружающей средой в процессах фотосинтеза у растений и дыхания растений и животных; поддержание состава атмосферы;
концентрационная — биогенная миграция и избирательное накопление атомов, которые сначала концентрируются в живых организмах, а затем после их отмирания и минерализации переходят в среду;
окислительно-восстановительная — интенсивное (намного порядков больше, чем в неживой природе) окисление и восстановление окисленных веществ в процессах ассимиляции и диссимиляции;
информационная — накопление, сохранение и передача молекулярной (генетический код, вещества-регуляторы) и сигнальной, в том числе нервной и интеллектуальной) информации, необходимой для существования видов и поддержания равновесия в экосистемах.
Возникновение жизни на земле, образование биосферы, ее прогрессивная эволюция и появление человека долгое время не укладывались в строгую физическую картину мира, считались термодинамически маловероятными. Однако недавно оформилось представление, согласно которому по законам физики в открытых системах с протоком энергии вынужденно возникают динамические структуры в виде материальных циклов, интенсивно переносящих энергию. При этом наиболее устойчивыми оказываются, и поэтому отбираются, те структуры и циклы, которые эффективнее преоб
38
разуют проходящую через них энергию, т. е. относительно более сложные динамические структуры.
Во многих случаях кажется, что они возникают сами по себе, и поэтому явление называют самоорганизацией структур. Но всегда есть внешняя материальная причина. На Земле — это поток солнечной энергии, который вызывает и организует круговороты вещества: от простых физических (воды и воздуха) до сложных, биологических. Цикл синтеза и распада органических веществ в биосфере, названный биотическим круговоротом, возник на основе круговорота неорганических масс под воздействием потока солнечной энергии.
«Wheels within wheels within wheels — циклы, включающие циклы, которые, в свою очередь, включают циклы, — так определяется биологический процесс в целом», — пишут авторы книги «Наука о живом» П. и Дж. Медавар [59]. На рис. 2.4 схематически представлена эволюция биосферы в виде усложнения системы взаимосвязанных циклов.
Первая стадия соответствует возникновению первичного биотического цикла, осуществленного сообществом фотосинте-зирующих цианобактерий — сине-зеленых водорослей — первых примитивных, но чрезвычайно жизнестойких продуцентов органического вещества и кислорода. Поскольку круговорот еще не сбалансирован с абиотическим циклом, глобальной биосферы как таковой еще нет.
Вторая ступень соответствует установлению сбалансированного биотического круговорота с участием аэробных форм автотрофов и гетеротрофов, развитию и росту биосферы. К третьей стадии биосфера уже давно сформировалась и стабилизировалась, выполнила свои геологические функции; биотический круговорот достиг высокой степени совершенства; появляется человек.
Развитие человеческой цивилизации (четвертая стадия) как сферы надбиологических потребностей создало принципиально новую ситуацию в эволюции биосферы. На первый взгляд, появление новых циклических процессов и материально-энергетических потоков техносферы как будто отвечает обрисованной тенденции. Но беда в том, что они не вписаны в биотический круговорот, несовместимы с ним, более того, во многих случаях угнетающе действуют на функции биосферы. В современную эпоху (пятая стадия) человеческое общество поглощает вещество и энергию не только через биосферу, но и непосредственно из абиотической среды. Это было бы кардинальным преобразованием хода эволюции биосферы, если бы при этом техногенная нагрузка на биосферу уменьшилась. К несчастью, пока что обращение человека к абиогенным ресурсам только увеличивает эту нагрузку.
Рассматривая взаимодействие экономики и экологии и признавая огромное значение производственно-экономической деятельности человечества для настоящего и будущего планеты, нельзя исключить и ту точку зрения, что экономика — это специфическая форма «трофического» поведения одного из видов существ, населяющих
39
Рис. 2.4. Стадии эволюции биосферы, представленные в виде последовательно вовлекаемых в круговорот циклов (по М. М. Камшилову, 1979).
1 — абиотический круговорот (А), возникновение первичного примитивного биотического круговорота (Б); 2 — рост биосферы и биотического круговорота; 3 — стабильный биотический круговорот, появление человека (Ч); 4 —рост человечества, появление техногенеза и техносферы (T); 5 — современная фаза: рост техносферы и влияние ее на биотический и абиотический
