Современные актуальные проблемы

Биосфера — небо над горами зимой.

Основополагающие вопросы общей экологии целесообразно начинать со знакомства с биосферой, как с глобальной экосистемой и закономерностями ее функционирования. Разделы экологии более низкого ранга (популяционный, экосистемный) будут в определенной мере подчинены углубленному раскрытию закономерностей существования биосферы и допустимых пределов вмешательства в нее человечества.

В настоящее время становится предельно ясным, что среда, в которой мы живем, сформирована жившими организмами различных геологических эпох, они являются частью биосферы. По образному выражению Б. Коммонера, окружающая среда — «...это дом, созданный на Земле жизнью и для жизни». При этом каждое поколение организмов этот дом совершенствовало соответственно изменявшимся условиям и обитающим в нем существам. Это людям стало ясно не сразу. Важнейший вклад в этот раздел современной экологии внесли исследования академика В. И. Вернадского, его учение о биосфере.

Термин «биосфера» в научную литературу введен в 1875 г. австрийским ученым-геологом Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все-то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы.

В. И. Вернадский (1863-1945) использовал этот термин и создал науку с аналогичным названием. Если с понятием Б., по Зюссу, связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой и газообразной) живых организмов, то, по В. И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы. При этом в понятие Б. включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. В таком случае под Б. понимается все пространство (оболочка Земли), где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. В. И. Вернадский не только охарактеризовал и очертил границы жизни в Б., но, самое главное, всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности.

Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно называют современной биосферой, или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам, или белым.

В качестве примеров последних можно назвать безжизненные скопления органических веществ (залежи каменных углей, нефти, горючих сланцев) или запасы других соединений, образовавшихся при участии живых организмов (известь, мел, соединения кремния, рудные образования).

Границы биосферы. По современным представлениям необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового экрана (у полюсов 8-10 км, у экватора - 17-18 км и над остальной поверхностью Земли - 20-25 км). За пределами озонового слоя жизнь невозможна вследствие наличия губительных космических ультрафиолетовых лучей. Гидросфера практически вся, в том числе и самая глубокая впадина (Марианская) Мирового океана (11022 м), занята жизнью. К необиосфере следует относить также и донные отложения, где возможно существование живых организмов. В литосферу жизнь проникает на несколько метров, ограничиваясь в основном почвенным слоем, но в пещерах она распространяется на сотни метров.

Таким образом, границы биосферы определяются наличием живых организмов или «следами» их жизнедеятельности. На границах биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы.

Пространство, занимаемое современной биосферой, охватывает приземный слой атмосферы, поверхностные горизонты земной коры континентов и гидросферу Земли. Верхняя граница основного слоя биосферы расположена на высоте нескольких десятков метров над поверхностью растительного покрова на суше или над океаном; нижняя — по горизонту грунтовых вод или максимального проникновения корней растений и роющих животных. В океане она ограничена слоем проникновения солнечных лучей, достаточным для осуществления фотосинтеза (не более 100 м) или глубиной сохранения биологической активности в донных осадках. За этими пределами остается чрезвычайно малая часть живых организмов, но находятся огромные массы продуктов их жизнедеятельности — в атмосфере (газы, пары воды), в гидросфере (растворенная и взвешенная органика).

Биота биосферы обусловливает преобладающую часть химических превращений на планете. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через себя, через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объем Мирового океана, большую часть массы почв, огромную массу минеральных веществ. И не только «пропустили», но и в соответствии со своими потребностями видоизменили всю земную среду.

Работа растений обусловила современный состав атмосферы. От состава атмосферы зависит радиационный и тепловой режим на планете, спектральный состав достигающего поверхности Земли солнечного света. Растительный покров существенно определяет водный баланс, распределение влаги и климатические особенности больших пространств.

Живые организмы играют ведущую роль в самоочищении воздуха, рек и озер, от них во многом зависит солевой состав природных вод и распределение химических веществ между сушей и океаном.

Благодаря растениям, животным и микроорганизмам создается почва и поддерживается ее плодородие. Биота — главное богатство планеты и окружающей человека среды — одарила человека пищей, одеждой, множеством других вещей. Следует четко представлять, что окружающая нас среда — это не фиксированная физическая данность, а живое дыхание природы, каждое мгновение воссоздаваемое работой множества живых существ.

Во время обучения, будущие экологи часто используют термин биосфера при написании контрольных, курсовых, семестровых и дипломных работ. Для получения экологического образования студенты ВУЗов закрепляют свои теоретические знания на практике. Именно при составлении отчетов по практике закрепляются теоретические знания и приходит понимание основных моментов работы.