Факторы стабильности биосферы
Биосфера, как способная к саморегуляции и самоочищению природная система, обладает высокой устойчивостью. Однако у этой устойчивости имеются определенные пределы. Они определяются в первую очередь теми механизмами, которые обеспечивают стабильность функционирования биосферы.
Стабильность биосферы поддерживается высоким биоразнообразием живых организмов, различные их категории выполняют собственные функции в функционировании общебиосферного обмена вещества и превращения энергии, а также теснейшим переплетением и взаимосвязью биогенных и абиогенных процессов, взаимным соответствием циклов отдельных химических элементов, сложнейшими системами обратных связей и зависимостей. Соответственно, разрушение любого из факторов поддержания стабильности биосферы выводит всю систему за пределы устойчивости.
Статья: Пределы устойчивости биосферы
Особенно опасно для биосферы вмешательство в ее энергетические законы. Например, в отношении отдельных экосистем – составных частей биосферы, был эмпирически выведен закон или правило 1% - изменение энергетики экосистемы в среднем на 1 % (0,3-1 %) выводит ее из состояния гомеостаза (равновесия или стабильности). Это явление, например, может иметь место даже при вырубке небольшом количества деревьев-эдификаторов. В связи с этим особую осторожность надо проявлять, в первую очередь, по отношению ко всем эдификаторам любой экосистемы. Закон служит основой для разумного, гармоничного природопользования. Однако очевидно, что использование ископаемого топлива, да и другие виды человеческой деятельности, существенно изменяют энергетику биосферы. Результатом могут стать техногенные изменения климата и другие непредсказуемые последствия. Существует также закономерность, связывающая размеры тела видов-консументов с их численностью.
- Закон необратимости во взаимодействии «человек-биосфера» П. Дансеро (1957): часть природных возобновляющихся ресурсов может быть исчерпаемой, невозобновляющейся под воздействием человека. Так, в современных условиях за 1-7 суток в мире исчезает 1-2 вида растений и животных вследствие деятельности человека. Восстановление же уничтоженных видов невозможно.
- Закон обратимости биосферы П. Дансеро (1957): биосфера после прекращения действия компоненты антропического фактора стремится восстановить равновесие и устойчивость. Однако возможности биосферы к самовосстановлению не безграничны, тем более в условиях все-возрастающего отрицательного влияния человека на природу, которое приобретает катастрофический характер.
- Закон обратной связи во взаимодействии «человек-биосфера» П. Дансеро (1957): любое изменение в природной среде, вызванное деятельностью человека, имеет отрицательные последствия, влияющие на социальную жизнь - экономику и здоровье населения.
Биосферные закономерности биологических круговоротов
Основную роль в биосферных потоках вещества и энергии играют мелкие консументы (в силу своей высокой продуктивности, интенсивности размножения, быстрой смены поколений, что способствует интенсификации биологического круговорота). На крупных консументов приходится лишь незначительная, вспомогательная роль. Основные потребители первичной продукции в биосфере — это различные одноклеточные животные и грибы. На втором месте находятся относительно крупные — черви, моллюски, членистоногие.
Позвоночные животные в совокупности потребляют около 1% продукции биосферы. Человек и его домашние животные должен тоже находиться в этой группе, т.е. потреблять менее 1% первичной продукции, вероятно, нормальным является потребление около 0,3%. Однако суммарно потребление людей, домашних животных, вырубку леса и прочие формы антропогенного уничтожения биомассы, то эта цифра составит 7% первичной продукции биосферы, т. е. уже выходит далеко за пределы группы позвоночных в целом. Пока человек во многом существует за счет использования ископаемого топлива. После его исчерпания он будет вынужден еще больше увеличивать потребление биомассы, что приведет к быстрой катастрофе биосферы. Медленная катастрофа развивается уже сейчас.
Как показывают данные палеонтологии, по крайней мере начиная с палеозойской эры, все основные круговороты на Земле были уже сходны с современными. Происходили те же самые геохимические процессы, которые характерны и для современного периода. Отличалась от современной лишь интенсивность этих процессов. По-видимому, не изменялся существенно и общий объем биогенной миграции атомов. Считается, что биомасса планеты оставалась приблизительно стабильной, начиная по крайней мере с каменноугольного периода, т.е. биосфера с тех пор поддерживается в достаточно стабильном режиме круговоротов. Устойчивое состояние биосферы определяется в первую очередь деятельностью живых организмов, обеспечивающих стабильную скорость переработки солнечной энергии и биогенной миграции элементов. Таким образом, жизнь способна сама стабилизировать условия собственного существования, что дает ей возможность развиваться сколь угодно долго.
