Горизонтальная структура биосферы

В системном отношении все перечисленные образования — крупные функциональные части фактически общеземной или субпланетной размерности. Дальнейшее иерархическое членение идет в рамках этих подразделений.

Однако фактически более или менее известны лишь крупные экосистемы суши, в значительно меньшей мере океана и, как ни странно, довольно скудна информация о системном членении аквабиосферы.

Однако системный экологический анализ этих подразделений неизвестен. К сожалению, не разработана иерархия экосистем реоаквабиосферы и лимноаквабиосферы. Такая иерархия может быть рассмотрена лишь для террабиосферы и отчасти океанобиосферы.

Высший уровень деления террабиосферы — биогеографическое царство. Для следующего более низкого системного уровня пока нет устойчивого названия. Условно его обозначают для террабиосферы и океанобиосферы как биогеографическая область (обычно это материковый блок, океан или их крупные части).

Ведущий системообразующий фактор здесь, главным образом, эволюционно-исторические условия и события формирования биоты, ее взаимодействия со средой. Это взаимодействие прежде всего связано с энергетикой процессов, и потому области распадаются на природные пояса (в биосферной системе терминологии — биозоны, в рамках которых история и форма биотического обмена на суше формируют биомы.

Эти ландшафтные разности в биосферной классификации называют термином биолокус (от лат. loca —ландшафт). Общая иерархия подсистем биосферы и их терминологических обозначений представлена на рисунке 1.14.

Широкая взаимосвязь вещественно-энергетических и информационных экологических компонентов (энергии, воды, газов, субстратов с их физико-химическими свойствами, организмов продуцентов, консументов и редуцентов, а также информации), формирующаяся в соседних функционально сопряженных элементарных экосистемах (биогеоценозах), создает биогеоценостические комплексы (типа объединения озерка и лесного колка в западносибирской лесостепи), а сами малые круги биогеоценотического обмена веществ на основе относительной гомогенности территории формируют биогеоценозы, или элементарные экосистемы.

Таким образом, предполагается, что в биосфере имеется по крайней мере 8 — 9 уровней относительно самостоятельных круговоротов веществ в пределах взаимосвязи 7 основных вещественно-энергетических экологических компонентов и 8-го — информационного (рис. 1.15).

Спорным может быть включение в состав экологических компонентов энергии, приходящей на Землю в основном извне от Солнца, и тем более информации, как внутренних взаимосвязей, возникающих в результате физико-химических (через обоняние) или также энергетических воздействий, воспринимаемых организмами как закодированное сообщение о возможности более мощных (часто даже смертельных) воздействий на них со стороны других организмов или факторов абиотической среды и вызывающих у организмов ответную реакцию.

Включение энергетики как экологического компонента достаточно обосновано тем, что все процессы в природе по своей основе всегда энергетические.

Это вещественно-энергетическое и отчасти информационное «сцепление» обеспечивает целостность экологических надсистем вплоть до биосферы. Видимо, наиболее биотически независимы природные системы океана и суши. Однако их геосистемы как биотопы очень тесно взимосвязаны.

Свидетельство тому климатические и другие геофизические и отчасти геохимические взаимодействия между сушей и океаном. Имеется и биотическая взаимосвязь через организмы, проходящие часть цикла своего развития в воде, а также организмы подземных и океанических вод.

Геохимический сток с суши в океан практически однонаправлен, если не считать довольно слабого возврата солей. Эволюционно гидробиосфера и геобиосфера развиваются практически независимо друг от друга.

Для биосферы в целом на ее входе имеется энергия, земное и космическое вещество, на выходе — осадочные биогенные породы и уходящие в космос газы.

Без растительности почва быстро разрушается, хотя чистые пары без высших растений (но с микроорганизмами и богатой фауной) позволяют ей восстановить плодородие. Этот факт противоречит приданию почвенным образованиям более низкого, чем экосистема, иерархического ранга (один из признаков экосистемы — саморегуляция и самовосстановление).

Однако почва всегда «надстраивается» растительностью, и если этого не происходит, возникает устойчивое опустынивание (как минерализация). Таким образом, биосфера и ее подразделения — место, где развивается жизнь (экотоп, геосфера, экосфера для биоты) и одновременно живое в своей общей совокупности.

Сложная структура биосферы и экосферы планеты требует дальнейшего изучения, так как в настоящее время активно происходят процессы антропогенного разрушения глобальных совокупностей и взаимосвязей живого и неживого, поэтому проблемы экологии приобрели жизненно важное значение.