Вопрос: Назовите свойства биосферы

Ответ:Кважнейшим свойствам биосферы относят: разнообразие живых организмов. Это разнообразие имеет различный характер. Он включает в себя не только размерности живых организмов, но и специфику их состава и скорости обновления живых организмов. Не случайно в этих трех основных характеристиках В.И.Вернадский видел основные задачи биогеохимии.

Другое важнейшее свойство биосферы – это ассиметричность, или, проще говоря, неравномерность распределения живого вещества по лику планеты, которая наблюдается от Арктики – до тропических ландшафтов. Отметим, что неравномерность запасов живого вещества наблюдается на всех уровнях организации биосферы.

Следующее свойство биосферы – это пластичность. Конечно, это свойство в большей степени характерно, прежде всего, живому веществу, благодаря различным механизмам, включая эволюцию. Пластичность связана с другим свойством – резистентностью, относительной устойчивостью. Отметим, что именно это свойство в последние годы активно исследуется в почвоведении и биогеохимии. Кратко отметим, что также как и для живых организмов, устойчивость биокосных тел природы также обусловливается различными механизмами – от устойчивости минералов входящих в состав почв – до содержания гумуса и условий функционирования механизм появления пластичности среди других компонентов биосферы, за исключением живых организмов.

Отвечая на вопрос как сформировалась пластичность биосферы, В.И.Вернадский образно писал, о том, что в течение многих миллионов лет эволюции пластичный эволюционный процесс был перенесен из мира живой природы в неживую природу.

Развивая идеи В.И Вернадского о свойствах биосферы В.А.Ковда придал им современную интерпретацию. Им предложены такие свойства как множественность, гомеостатичность, постоянство притока и аккумуляции энергии, расширенное воспроизводство биомассы, биогеохимический круговорот, гетерогенность. Так, множественность расширяет понятие о разнообразие компонентов биосферы, а гомеостатичность представляет собой современное более широкое толкование пластичности и резистентности, хотя в строгом смысле этого слова гомеостатичность характерна исключительно для живых организмов.

Постоянство притока аккумуляции энергии в биосфере обеспечивает, прежде всего, механизм фотосинтеза, как первого шага в накоплении энергии на поверхности Земли. Энергетические вопросы связаны с такими интересами как энергетика почвенных процессов, реализованная В.Р. Волобуевым и Алиевым в целой систем показателей, в частности таких как затраты энергии на почвообразование. Следует назвать блестящие работы Хильми, а также биоэнергетическое направление при решении вопросов продуктивности наземных экосистем. Расширенное воспроизводство биомассы – это фактически идея В.И. Вернадского о постоянно растущем выявлении живого вещества, о его стремлении занять максимально возможное пространство. Так, листовая поверхность обычно значительно больше, чем то пространство, которое занимает та или иная экосистема.

Биогеохимический круговорот отнесен к важнейшему свойству биосферы. Это свойство биосферы В.И.Вернадский называл основным механизмом функционирования биосферы. Так, он писал, что в биосфере существует непрерывный ток атомов, который пронизывает биосферу и определяет ее существование. На современном уровне справедливо, что закон биологического круговорота возведен в ранг одного из основных законов геохимии ландшафта согласно А.И.Перельману. Забегая вперед отметим, что в течение эволюции Земли, эволюционировали и оболочки, в том числе и биосфера. В соответствии с этапами изменялась и направленность циклов круговорота. Гетерогенность существенно расширяет представление о многокомпонентности, подчеркивая различие в происхождении важнейших компонентов биосферы, причем также на разных уровнях ее организации. Так, гетерогенность почвы играет особую роль в распределении микроорганизмов.

Вопрос: Как провести границы биосферы:

Ответ: Этот вопрос имеет прямое отношение к расчету химического состава биосферы и определению ее соотношения с другими сферами. Предложено несколько решений при определении границ биосферы (Богатырев, Рыжова, 1994;Богатырев и др.,2005). Первое - это формальный подход, при котором, по В.И. Вернадскому, мощность биосферы ограничивается несколькими километрами, охватывая не только подстилающие почву породы, но и довольно значительную часть более глубоких горизонтов, включая часть магматических пород. Толщина биосферы иногда составляет до 40 км.

Второе решение может быть названо структурным, при котором к биосфере относят области, где активность живых организмов наивысшая. Но в этом случае фактически речь идет о части биосферы, которая, согласно А.Н. Тюрюканову (2001), получила название витасферы, а за рубежом именуется парабиосферой. В рамках структурного подхода к биосфере следует относить области с наличием всех трех компонентов, входящих в состав биосферы, живых организмов и продуктов их жизнедеятельности (биогенного вещества), а также биокосного вещества – сложного продукта взаимодействия живого вещества, биогенного и косного, в результате которого формируются системы, обладающие совершенно новыми эмерджентными, или их называют сверхаддитивными свойствами, которые не являются результатом простого сложения свойств, присущих компонентам. Таким примером, в частности, являются почвы и ее свойство плодородие.

В основе третьего решения о границах биосферы лежит функциональный подход. В его рамках сложным вопросом остается мера включения в биосферу части косного вещества. Ответ на этот вопрос частично был дан В.И. Вернадским. Несколько выше отмечалось, что в биосфере между ее косной, безжизненной частью и живыми организмами идет непрерывный ток атомов, который пронизывает всю биосферу и определяет условия ее существования. Такой подход интересен тем, что биосфера в таком случае не ограничивается только тремя важнейшими компонентами, о которых речь шла выше, но в нее включается и косное вещество. Если же принимать во внимание все косное вещество, то в рамках этой концепции во многом теряется специфика биосферы. Более разумным, вероятно, будет учитывать только то косное вещество, которое активно участвует в процессах обмена веществом и энергией с живыми организмами (Богатырев,2005).

Кроме биогенного тока, В.И. Вернадский определил другой важнейший признак, отличающий биосферу от других оболочек. Для биосферы, по его мнению, характерен пластичный эволюционный процесс, который в большей степени свойственен живому веществу, о котором говорилось выше.

Кроме того, нельзя забывать, что В.И. Вернадский писал о том, “что мы можем рассматривать и саму биосферу, как биокосное тело” (1977, с.127). Если буквально понимать это положение, то биосфера – это область преобладания только биокосных тел, что тоже не было бы в полной мере верным. Представляется более верным принимать за основу циклический характер элементов при выделении биосферы (Богатырев и др.,2005). Для подобной системы, в пределах которой может осуществляться этот процесс, вполне достаточно двух компонентов, однако одним из постоянных компонентов должен быть всегда живой организм или совокупность организмов, с одной стороны, а с другой – любые компоненты биотической, биокосной или биогенной природы, или же участие тех или иных компонентов может быть ограничено.

Сторонником функционального подхода к выделению биосферы был выдающийся ученый академик Г.А.Заварзин, который, рассматривая биосферу как область, «где жизнь функционирует и оказывает влияние на среду своего обитания» (Заравзин,2011,стр.4) и, подчеркивая взаимовлияние биотических им геологических факторов, писал следующее: « Отсюда следует преимущественно функциональный подход, для которого происхождение действующего агента представляется второстепенным» (Заварзни,2011,стр.4).

. Таким образом, в рамках функционального подхода В.И. Вернадским определен основной критерий биосферы, а, следовательно, и ее границ – это круговорот элементов, который можно назвать универсальным ключом к идентификации биосферы как специфической оболочки земли.