Функции биоты в экосфере

Антропогенный возврат фосфора из водоемов на водосборы пока невероятен и как бы относится к элементам научной фантастики, но не исключено, что к середине XXI в. эту проблему нужно будет решать.

Вследствие антропогенной деятельности, приводящей к повышенной эрозии почв, смыву фосфорных удобрений и сбросу нео­чищенных сточных вод, интенсивность потоков фосфора в мире увели­чилась. Это приводит к усилению процессов эвтрофикации водоемов. Общемировая величина потока фосфора в гидросферу оценивается ве­личиной около 20 млн. т/ год.

Глобальный цикл серы. Сера играет важную роль в биологических процессах, поскольку это необходимый компонент белков. Глобальный цикл серы отличается раз­нообразием биотических и абиотических процессов с участием различ­ных компонентов в газообразной, жидкой и твердой фазах. Из всех глобальных биогеохимических циклов основных биогенных элементов цикл серы наиболее сильно нарушен деятель­ностью человека.

Важнейшее антропогенное воздействие - это эмис­сия оксида серы SО₂, возникающая благодаря сжиганию горючих иско­паемых, прежде всего угля. В среднем антропогенный поток серы вдвое превышает естественный поток. Современный сток соединений серы по речным системам также более чем вдвое превышает его первоначальную ве­личину. Антропогенное нарушение цикла серы серьезно влияет на ряд глобальных геоэкологических проблем, таких как асидификация экосистем, состояние озона в тропосфере и из­менение климата.

Резюмируя геохимические циклы можно отметить, что все указанные элементы снижают биоразнообразие, азот и фосфор вызывают эвтрофирование, азот и сера – асидификацию, сера, азот и углерод – изменение климата.

Таким образом, экосфера характеризуется мощным и устойчивым при­током энергии извне и взаимосвязанными циклами вещества. При этом отличительная особенность естественных балансов энергии и веще­ства - высокая степень их сбалансированности. В настоящее время становятся весьма заметными воздействия че­ловека, как на энергетический баланс Земли, так и на глобальные циклы вещества.

Все антропогенные экосистемы, даже самые высокоурожайные, пре­красно возделываемые поля и хорошо ухоженные парки отличаются высокой степенью незамкнутости. С этой точки зрения природно-антропогенные системы, такие как поля, сады, огороды, пастбища, лесные плантации, не говоря уже о городских системах, вносят все усиливаю­щуюся неустойчивость в состояние экосферы.

4. Роль биоты в функционировании экосферы. Биота - это совокупность организмов, обитающих на какой-либо территории.

Живые организмы играют огромную, определяющую роль в формировании и функционировании экосферы. Именно они превра­тили Землю в планету, резко отличающуюся от других. Биота обеспечи­вает стабильность экосферы, поддерживая оптимальные условия ее су­ществования и гася возмущения.

1. Энергетическая. Один из самых важных, а может быть, и наиважнейший природный процесс в экосфере - фотосинтез, т.е. процесс образования растительнос­тью органического вещества из углекислого газа атмосферы и воды с ис­пользованием солнечной энергии.

При образовании органического вещества в процессе фотосинтеза, растения, в дополнение к углероду, водороду и кислороду, присоединяют в органическое вещество азот и серу. Фотосинтезированное органиче­ское вещество - это важнейший возобновляемый ресурс экосферы, основа всей жизни и мощный регулятор глобальных биогеохимических циклов.

Удивительно, что для фотосинтеза используется менее 1% поступающей к поверхности Земли солнечной радиации. Заметим, что по абсолютной величине суммарная энергия, затрачи­ваемая на фотосинтез, значительна. Она на порядок превышает количе­ство энергии, потребляемой человеческим обществом.

2. Деструкционная. Наряду с синтезом органического вещества в природе, происходит и его разложение, или деструкция, т.е. распад органических структур на составные части, включая питательные (биогенные) вещества, с выде­лением энергии. И в этом процессе биота играет определяющую роль. На глобальном уровне, вследствие деятельности биоты, устанавливается с очень высокой степенью точности баланс между продукцией и деструкцией органического вещества. Тем самым обеспе­чивается устойчивость цикла углерода, этого важнейшего биогеохими­ческого цикла.

3. Концентрационная. Биота осуществляет также весьма эффективное управление пото­ками и концентрацией биогенных элементов, определяя тем самым ус­тойчивость соответствующих глобальных биогеохимических циклов.

4. Дыхательная. Очень важно, что в процессе фотосинтеза образуется также и кис­лород. Именно благодаря деятельности биоты атмосфера Земли имеет значительное содержание кислорода. Одним из фундаментальных по­следствий формирования кислородной атмосферы было образование озонового слоя, отсекающего наиболее жесткую, губительную для жи­вых организмов часть ультрафиолетовой солнечной радиации, что по­зволило биоте в процессе ее эволюции выйти из океана на сушу.

5. Почвообразующая. Важнейшую роль биота играет в выветривании (разрушении) гор­ных пород и образовании почв: микроорганизмы обеспечивают эффек­тивное формирование большей части мелкодисперсной фракции почв, играющей определяющую роль в плодородии почвы.

Человеческое общество в процессе своей эволюции оказывало все увеличивающееся давление на окружающую среду. Во многих случаях это давление осуществляется посредством воздействия на биоту и био­генные процессы.

Человек как биологический вид находится на верх­нем уровне экологической пирамиды. Это означает, что в соответствии со сложившимися в природе соотношениями он может потреблять не более нескольких процентов от производимого в процессе фотосинтеза органического вещества. На самом деле он потребляет или разрушает около 40% органического вещества, производимого растительностью суши, что является важнейшим индикатором глобального экологичес­кого кризиса.

Дата добавления: 2014-01-07