Контрольные вопросы

1. Что такое биосфера и чем она отличается от других обо­лочек Земли?

2. Из чего состоят абиотическая и биотическая части био­сферы как глобальной экосистемы (экосферы)?

3. Что понимал В. И. Вернадский под живым веществом и какие биохимические принципы лежат в основе биогенной миграции?

4. Как происходит большой круговорот веществ и воды в природе?

5. Как и какие важнейшие функции живого вещества обеспе­чиваются посредством малого круговорота веществ в при­роде?

6. Из каких частей состоит биогеохимический круговорот веществ?

7. В чем особенности биогеохимических циклов основных биогенных элементов?

Глава 7 природные экосистемы земли как хорологические единицы биосферы

§ 1. Классификация природных . Экосистем биосферы на ландшафтной основе

Классификации природных систем биосферы базируются на ландшафтном подходе, так как экосистемы — неотъемле­мая часть природных географических ландшафтов, образую­щих географическую (ландшафтную) оболочку Земли. Биогеоценозы (экосистемы) образуют на поверхности Земли так на­зываемую биогеосферу, являющуюся основой биосферы, кото­рую В. И. Вернадский называл «пленкой жизни», а В. Н. Сука­чев — «биогеоценотическим покровом».

«Биогеоценотический покров» В. Н. Сукачева — это не что иное, как ряд природных экосистем, представляющих собой пространственные (хорологические) единицы (части, элемен­ты) биосферы. Эти единицы, как правило, совпадают своими границами с ландшафтными элементами географической обо­лочки Земли.

Ландшафт — природный географический комплекс, в ко­тором все основные компоненты (верхние горизонты лито­сферы, рельеф, климат, воды, почвы, биота) находятся в слож­ном взаимодействии, образуя однородную по условиям раз­вития единую систему.

Ландшафтный подход в экологии имеет, прежде всего, большое значение для целей природопользования. По проис­хождению выделяют два основных типа ландшафтов — при­родный и антропогенный.

Природный ландшафт формируется исключительно под влиянием природных факторов и не преобразован хозяйствен­ной деятельностью человека. Изначально выделяли следующие природные ландшафты:

— геохимический — обозначает участок, выделенный на осно­ве единства состава и количества химических элементов и соединений. Интенсивность их накопления в ландшафте или, напротив, скорость самоочищения ландшафта могут служить показателями его устойчивости по отношению к антропо­генным воздействиям;

— элементарны и ландшафт обозначает участок, сложенный оп­ределенными породами, находящимися на одном элементе рельефа, в равных условиях залегания грунтовых вод, с оди­наковым характером растительных ассоциаций и одним ти­пом почв;

— охраняемый ландшафт, на котором в установленном поряд­ке регламентированы или запрещены все или отдельные ви­ды хозяйственной деятельности.

Однако, как считают многие ученые, сейчас на суше преоб­ладают антропогенные ландшафты или, во всяком случае, по распространенности они равны природным.

Антропогенный ландшафт — это бывший природный ландшафт, преобразованный хозяйственной деятельностью на­столько что изменена связь его природных компонентов. Сюда относятся ландшафты:

— агрокультурный (сельскохозяйственный) —растительность которого в значительной степени заменена посевами и по­садками сельскохозяйственных и садовых культур;

— техногенный, структура которого обусловлена техногенной деятельностью человека, связанной с использованием мощ­ных технических средств (нарушение земель, загрязнение промышленными выбросами и т. п.); сюда же входит ланд­шафт индустриальный, образующийся в результате воздей­ствия на среду крупных промышленных комплексов;

— городской (урбанистический) — с постройками, улицами и парками.

Границы географической (ландшафтной) оболочки Земли совпадают с границами биосферы, но поскольку в географи­ческую оболочку входят и участки, где нет жизни, можно ус­ловно принимать, что биосфера входит в ее состав. Фактически же — это неразрывное единство, о чем свидетельствует и ландшафтный подход при выделении типов природных экоси­стем. Одним из таких примеров служит классификация по Р. X. Уиттекеру, использованная им при оценке продуктивно­сти экосистем земного шара (табл. 7.1).

Главный источник энергии для ландшафтной оболочки, как и для биосферы, — солнечная радиация. Для биосферы солнечная энергия — это прежде всего «движитель» биогео­химических циклов биофильных элементов и главный ком­понент фотосинтеза — источника первичной продукции. Как видно из табл. 7.1, продуктивность биосферы складывается из продуктивности различных природных экосистем (одновре­менно и энергий ландшафтов).

Но энергия Солнца, обеспечивая эту продуктивность, со­ставляет лишь 2—3% от всей его энергии, достигшей поверх­ности Земли. Остальная солнечная энергия расходуется на абио­тическую среду, если не считать достаточно активное участие ее в процессах физико-химического разложения, спада и др. Но абиотические факторы определяют вместе с биотическими эволюционное развитие организмов и гомеостаз экосистем. В свою очередь — растительный и животный мир — столь мощ­ные природные компоненты, что могут влиять на окружаю­щую среду и «переделать ее под себя», создавая определенную микросреду (микроклимат). Все это свидетельствует о том, что Живая природа существует в едином энергетическом поле все­го ландшафта. Об этом говорит и распределение первичной про­дукции на суше и в океане (рис. 7.1; Бигон и др., 1989).

Как видно из рис. 7.1, продуктивность различных типов экосистем далеко не одинакова и занимают они разные по величине территории на планете. Различия в продуктивно­сти связаны с климатической зональностью, характером сре­ды обитания (суша, вода), с влиянием экологических факто­ров локального порядка и т. п., сведения о которых излага­ются ниже при характеристике природных экосистем как хо­рологических единиц биосферы, классифицированных на принципах так называемого биомного подхода. По Ю. Одуму (1986), биом — «крупная региональная и субконтиненталь­ная экосистема, характеризующаяся

каким-либо основным ти­пом растительности или другой характерной особенностью ландшафта».

Опираясь на эти представления, Ю. Одум предложил сле­дующую классификацию природных экосистем биосферы (на рис. 7.2 — мировое распределение биомов):

Рис. 7.1.А – пространственное распределение чистой первичной продукции (г С/м² в год) суши (по D. Reichle, 1970)

Рис. 7.1.Б – распределение чистой первичной продукции (г С/м2 в год) в Мировом океане (Koblentz – Mishke et al., 1970)

Рис. 7.2. Мировое распределение основных видов биомов для растительного покрова (Ю. Одум, 1986). Низкоши­ротные леса: 1 — тропический дождевой лес; 2 — осветленный тропический лес (полулистопадный); 4 — кустарники и колючие леса. Среднеширотные леса: 3 — средиземноморский кустарниковый лес; 5 — широколиственный и смешанный широколиственно-хвойные леса; 6 — хвойные леса. Злаковые сообщества: 7 — саванна; 8 — прерия; 9 — степь (тропические и средние широты). Пустыни: 10 — кустарниковая и полная; 11 — тундра; 12 — ледяной покров; 13 — недифференцированные высокогорья (по Воронову, 1963)