Закон независимости биосферы
Закон физико-химического единства существа (общебиосферный закон) (В. И. Вернадский): все живое вещество планеты Земля физико-химически едино. Этот закон – естественное следствие положения о материальном единстве живого и неживого вещества. Из закона физико-химического единства живого вещества вытекают два важнейших для разумного природопользования вывода.
Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании. В процессе получения из естественных систем полезной продукции с течением времени (в историческом аспекте) на ее изготовление в среднем расходуется все больше энергии (возрастают энергетические затраты на одного человека). Так, ныне затраты энергии на одного человека за сутки почти в 60 раз большие, чем во времена наших далеких предков (несколько тысяч лет тому). Увеличение энергетических затрат не может происходить бесконечно, его можно и следует рассчитывать, планируя свои отношения с природой с целью их гармонизации.
4.1. Общие экологические законы
Закон максимизации энергии (закон Г. и Э. Одумов). Выживание (сохранение) одной системы в соперничестве с другими определяется наилучшей организацией поступления в нее энергии и использования мак-симального количества этой энергии наиболее эффективным способом.
Закон развития системы за счет окружающей среды: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.
Правило Шредингера «о питании» организма отрицательной энтропией: упорядоченность организма выше окружающей среды, и организм отдает в эту среду больше неупорядоченности, чем получает. Это правило соотносится с принципом сохранения упорядоченности Пригожина.
Закон толерантности
- Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий в отношении другого.
- Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам обычно наиболее широко распространены.
- Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то может сузиться диапазон толерантности к другим экологическим факторам.
- В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному значению того или иного фактора, определенному в лаборатории.
- Период размножения обычно является критическим; в этот период многие факторы среды часто оказываются лимитирующими.
В конце XIX столетия великий русский натуралист В. В. Докучаев открыл новый класс природных систем, в которых живые организмы и неорганическая материя тесно между собой связаны, взаимообусловлены и образуют единое целое. Первой такой системе Докучаев присвоил наименование почвы. Он в этом случае использовал термин, который существовал давно, но применялся в ином смысле. Агрономы понимали под почвой пахотный слой, геологи — кору выветривания, а врачи-гигиенисты — даже любую земную поверхность вплоть до городской мостовой. Открытие Докучаева привело к развитию почвоведения, первые годы нередко именовавшегося докучаевским. В дальнейшем Докучаев открыл еще один класс подобных систем — ландшафт. И опять: понятие о ландшафте существовало и ранее, но пониманием его как особой системы наука обязана именно В. В. Докучаеву. Развивая идеи своего учителя, В. И. Вернадский сформулировал понятие о биокосных системах (Вернадский употреблял термин «тела»): «Биокосные естественные тела характерны для биосферы. Это закономерные структуры, состоящие из косных и живых тел одновременно (например, почвы), причем все их физико-химические свойства требуют — иногда чрезвычайно больших — поправок, если при их исследовании не учтено проявление находящегося в них живого вещества».
В верхней части биосферы, куда проникает солнечный свет, возможен фотосинтез. Эта зона включает в себя ландшафты суши и верхнюю зону океана. Она называется по-разному; академик Е. М. Лавренко предложил термин фитосфера (фитогеосфера). В нижнюю часть биосферы солнечный свет не проникает, там фотосинтез невозможен и образование биомассы из минеральных соединений практически не имеет значения. Это область подземных вод на материках, темные глубины морей и океанов. Автор предложил именовать эту зону редусферой. Более мелкими структурными элементами биосферы служат ландшафты, почвы, илы, водоносные горизонты и другие биокосные системы.
Биологический круговорот атомов и круговорот воды
Автор наметил следующую связь между вулканизмом и миграцией элементов в биосфере: поступление СО2 в атмосферу при извержении вулканов → усиление фотосинтеза и энергичное разложение органических остатков → формирование коры выветривания и вынос из нее металлов углеобразование в болотах → интенсивный вынос железа из болот → осаждение железных руд и белых каолиновых глин → накопление карбонатных осадков в морях. В чем же здесь проявляется механизм отрицательной обратной связи? Очевидно, в том, что результат вулканизма, поступление СО2, приводит к накоплению известняков и углей, в результате чего содержание СО2 в атмосфере понижается и биосфера стабилизируется, возвращается в исходное состояние — с более низким содержанием СО2 в атмосфере, ослабленным карбонатонакоплением и углеобразованием.
04 Июн 2021 marketur 263