Таким образом, механизм регуляции биосферы применительно к биологически локально накапливаемым биогенам сводится к механизму регуляции таких биогенов в локальных экосистемах. В результате стабильность биосферы в целом будет представлять собой совокупный результат стабильности концентрации биогенов в огромном числе автономно действующих локальных экосистем.[ ...]
Стабильное существование жизни в локальных экосистемах обеспечивается совпадением потоков синтеза и разложения органических веществ, создаваемых живыми организмами различных видов. Такое совпадение возможно лишь при существовании сложнейшей скоррелированности строго определенной совокупности видов в сообществе. В естественном сообществе не могут существовать отдельные организмы, не входящие в качестве внутреннего составного элемента определенного типа скоррелированности других особей (подобно органам в организме) и не участвующие в конкурентном взаимодействии в пределах своей популяции.[ ...]
Скоррелированность организмов сообщества обеспечивается за счет обмена потоками вещества и энергии между ними. Такая скоррелированность затухает с ростом расстояния между организмами. Поэтому наибольшая скоррелированность обеспечивается при наименьших размерах локальных экосистем. Предполагается, что размеры локальных экосистем, т.е. максимальные радиусы скоррелированности не превышают размеров проекции высших растений (около 10 м).[ ...]
В различных условиях окружающей среды существуют различные наборы локальных экосистем, которые образуют биосферу как централизованно не управляемую совокупность нес коррелированных между собой локальных экосистем.[ ...]
Таким, образом, в биосфере замкнутый круговорот биологически активных веществ формируется как результат круговорота веществ в огромном числе локальных экосистем Круговорот веществ в локальной экосистеме осуществляется согласованным взаимодействием трех групп организмов, составляющих ее сообщество : продуцентов, консу-ментов и редуцентов. Замкнутость круговорота обеспечивается совпадением с высокой точностью стабильных потоков синтеза и разложения органического вещества в локальной экосистеме.[ ...]
Совпадение мощности потоков синтеза и разложения достигается оптимизацией состава организмов сообщества в процессе эволюционного развития при одновременной стабилизации окружающей среды локальной экосистемы. Замкнутый круговорот веществ в экосистеме возможен лишь при консервативном состоянии окружающей среды. Такое состояние окружающей среды достигается постоянством мощности внешней энергии и потока биогенных элементов, доступных для фотосинтеза.[ ...]
Если существует поток энергии, то состояние системы устанавливается на определенном устойчивом по отношению к этому потоку уровне упорядоченности макроскопических состояний и движений. Этот уровень соответствует равенству генерации и распаду характерных для заданной системы упорядоченных макроскопических состояний. Упорядоченные состояния всегда стремятся к распаду - переходу в неупорядоченное хаотическое состояние. Распад происходит всегда только в одном направлении - уменьшении упорядоченности. При этом энергия, поддерживающая упорядоченное состояние, подвергается диссипации -превращается в тепловую энергию. Поэтому упорядоченное состояние возможно лишь при существовании притока энергии от другого упорядоченного состояния.[ ...]
При неизменных условиях внешней среды сообщество способно поддерживать концентрации биогенов внутри локальной экосистемы постоянными. При этом чистые потоки биогенов внутрь экосистемы извне обращаются в нуль. При изменении условий внешней среды концентрации биогенов внутри локальной экосистемы могут начать направленно изменяться сообществом за счет изменения потоков синтеза и разложения органических веществ. Предполагается, что в естественных экосистемах концентрации всех используемых жизнью химических соединений окружающей среды регулируются биологически. Лимитирующие биогены (принцип Либиха) возникают только в нарушенных экосистемах.[ ...]
С большими упрощениями круговорот веществ в естественных локальных экосистемах можно представить в виде схемы, представленной на рис. 18. В схеме кружочками обозначены группы организмов, выполняющие определенную функтшю к круговороте веществ; ромба -ми - ключевые продукты, участвующие в круговороте. Стрелками показаны материальные и энергетические потоки, связывающие локальные экосистемы с внешней средой. В целях упрощения на схеме не показаны потоки тепла, а также транспирируемая вода, рассеиваемые локальной экосистемой во внешнюю окружающую среду.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Принципиальная схема круговорота веществ в локальной экосистеме |
 |