Биосфера как целостная система. Законы функционирования биосферы.

Ответ: Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «плёнка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Три составные части биосферы – гидро-, лито- и атмосфера, тесно связаны и вместе образуют единую саморегулирующуюся экосистему, обеспечивающую глобальный круговорот веществ через системы геологического и биологического круговоротов.

Геологический (большой) круговорот осуществляется между океаном и сушей в ходе разрушения горных пород и различных физико-химических превращений от энергии солнца.

Биологический (малый) круговорот обеспечивает циркуляцию веществ между растениями, животными, микроорганизмами и почвой. Благодаря своему широкому распространению и способности адаптироваться к различным условиям, живые организмы оказали довольно существенное влияние на окружающую среду и изменили ее основные характеристики в сторону благоприятную для устойчивого существования жизни. В конечном итоге их совокупная деятельность коренным образом преобразовала свойства всех сред жизни и создала необходимые условия для современного существования. Это обеспечено: - высокой химической активностью живых организмов; - многообразием функциональных связей между ними; - их физиологической разнокачественностью.

Основная функция биогеоценоза заключается в поддержании круговорота веществ на основе пищевых (трофических) взаимоотношений продуцентов, консументов и редуцентов, образующих системы цепей питания или трофических цепей.

Любой вид в процессе круговорота веществ участвует на уровне популяции (Иогансен, 1903) - естественных группировок одного вида, заселяющих одинаковые места обитания, связанных общностью генофонда и специальными адаптациями. Отдельные организмы, составляющие популяции. обеспечивают переваривание и усвоение пищи, дыхание, клеточный метаболизм и другие процессы, которые обеспечивают их выживание в постоянно меняющихся условия среды и поддерживают гомеостаз.

Роль биосферы как посредника между космическими и планетарными процессами раскрывает закон преломления космических воздействий: космические факторы, воздействуя на биосферу, в свою очередь подвергаются изменению с ее стороны и могут быть ослаблены, сдвинуты по времени или полностью погашены. Например, известно около полутора десятков циклов солнечной активности с периодами от 4,3 до 1850 лет, однако в биосферных циклах проявляются лишь некоторые из них.

Биосфера играет также роль посредника между биологическими и геохимическими процессами на нашей планете. Об этом говорит закон биогенной миграции атомов, открытый В.И. Вер­надским: миграция химических элементов на земной поверхности осуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или в среде, химические особенности которой (содержание O2, CO2, H2 и т.д.) обусловлены живым веществом. Практический вывод отсюда заключается в том, что, воздействуя на биосферу, человек тем самым вмешивается в более глубокие, геохимические процессы, создавая предпосылки сдвигов в общем химизме собственной среды обитания.

Предупреждения о нарушении природного равновесия и грозящих в связи с этим катастрофах есть отражение точки зрения угрожаемого вида — человека. Биосфера же в целом обладает более высокой стабильностью, чем отдельный вид или группа видов. Отражением этого обстоятельства является, например, закон постоянства биомассы, открытый также Вернадским: суммарная масса живого вещества биосферы не изменяется в течение геологических периодов.

Имеется и более сильный закон сохранения структуры биосферы (первый закон экодинамики Ю. Голдсмита): помимо неизменности количества живого вещества, в природе наблюдается сохранение его организации: так, в течение геологических периодов остается практически неизменным общее число видов в биосфере. Устойчивость биосферы отражает присущее зрелой экосистеме стремление к стабилизации, усиливаемое в данном случае особенной замкнутостью биосферы. Механизм стабильности раскрывается правилом автоматического поддержания глобальной среды обитания: Живое вещество в ходе саморегуляции и взаимодействия с неживым веществом автоматически поддерживает среду жизни, пригодную для ее развития.