1.11. Живое вещество

Итак, живое вещество – совокупность всей массы орга­низмов, населяющих нашу планету в тот или иной мо­мент. Живое вещество суши делится на фитобиомассу (леса – 10¹¹–10¹² т; травы – 10¹⁰–10¹¹ т), зообиомассу (n·10⁹ т) и микробиомассу (n·10⁸ – n·10⁹ т).

Оценивая геологическую и почвообразующую роль живого вещества, В.И. Вернадский различал следующие формы воздействия организмов на окружающую среду.

1. Медленный, но непрерывный процесс развития жизни на Земле, образование новых видов и их исчезновение (в среднем каждый самостоятельный вид живет примерно 1 геологический период, т.е. около 30 млн. лет).

2. Смена типов растительных и животных ценозов в связи с их размножением и захватом поверхности, из­менениями рельефа, климата, почвы. Таковы взаимоот­ношения лесов и тундры, степей и лесов, пустынь и сте­пей. Эта смена носит ритмический характер и охваты­вает 3–5 тыс. лет.

3. Последовательная смена поколений определенных видов растений и животных и связанных с ними цик­лов миграции веществ. Благодаря исключительному разнообразию видов наблюдается и разнообразие про­должительности циклов: от 20 минут до 20 лет на 1 поколение.

4. Прижизненный обмен веществом между организ­мами и средой. Этот обмен затрагивает твердую, жидкую и газообразную фазы и играет огромную геологи­ческую и почвообразующую роль.

5. Посмертное влияние продуктов распада органичес­ких веществ на минеральные образования и процессы в природе.

Биогеохимическая роль организмов зависит от их раз­меров, быстроты размножения и энергии взаимодействия с окружающей средой. Чем меньше величина организма, тем быстрее идет размножение (и в большем количестве), тем быстрее смена поколений, тем больше их роль в гео­логических, геохимических, почвенных процессах.

Роль живого вещества и биосферы в процессах вы­ветривания и почвообразования непрерывно возрас­тает, т.к. количество возникающих в единицу време­ни организмов непрерывно растет. Возрастает и раз­нообразие форм организмов. Расширяются границы биосферы. Тесная взаимозависимость различных жи­вотных и растений и связанных с ними низших орга­низмов приводит к тому, что минеральные соединения, выхваченные живым веществом из геологического круговорота, имеют тенденцию удерживаться в биоло­гическом круговороте, что защищает их от выноса в мировой океан.

О соответствии химического состава растительного покрова и почв, на которых он формируется, говорилось выше. По данным А.П. Виноградова (1957), наиболь­шая доля в составе живого вещества приходится на кис­лород и водород (около 80 %). Остальная часть пред­ставлена большим числом элементов, среди которых со­держание С, N, Ca находится в пределах от 1 до 10 %, содержание S, Р, K измеряется величинами порядка 0,1–1,0 %, а содержание Fе, Nа, Мg, Al составляет 0,01–0,1 %. Важно, что потенциально токсичные химические элемен­ты в живом веществе представлены ничтожно малыми величинами Zn, Мn, Сu – 10^–2–10^–3 %; Аs, F, Рb, Сr – 10^–3–10^–4 %; Со, Ba – 10^–4–10^–5 %; Нg, U, Rа – 10^–6– 10^–12 %.

В биомассе животных также господствуют С, N, H, О, заметная доля принадлежит Р и S — компонентам бел­ка. Анализируя мировую информацию о химическом составе биомассы, В.А. Ковда (1980) пришел к заклю­чению, что относительное значение химических факто­ров в формировании свежей биомассы можно выразить величинами, приведенными в табл. 4.

Как подчеркивал сам В.А. Ковда, эти отношения крайне приблизитель­ны, но они отражают роль ведущих биофильных элемен­тов в биосфере и показывают, как велико значение оп­тимизации водного, углеродного, азотного, кислородно­го, минерального режимов в продуктивности биосферы.

Таблица 4

Относительное значение химических факторов в формировании биомассы

Факторы	Относительные величины
Минерального питания (Ме) Азотного питания (Н) Углеродного питания (С) Водного режима (Н2О)	1 100–1 000 10 000 100 000

Вместе с тем, ведущая роль принадлежит все-таки по­ступлению, преобразованию, накоплению и многократ­ному использованию космической энергии, т.е., солнечному свету и теплу. Таким образом, многие свойства земной коры и почв находятся под прямым и косвенным влиянием биологического круговорота веществ. Направление почвообразователь­ных процессов, формирование определенных типов почв и почвенного плодородия в значительной мере опреде­ляются влиянием живого вещества.