Закономерности географического распространения экосистем

По мере продвижения с севера на юг увеличивается удельное количество энергии Солнца, попадающей на единицу поверхности Земли, что позволяет жить большему количеству видов, накапливаться более значительной биомассе, повышаться продуктивности экосистем суши. Средняя интенсивность биохимических процессов на севере и в тропиках различается существенно. С учетом правил формирования экосистем и взаимодействия видов живого в биоценозах в каждом случае видов столько, сколько необходимо для усвоения и переработки приходящей от Солнца энергии. Количество экосистем в естественной природе невелико. Для тропиков характерно однообразие биоценозов. Пёстрый растительный покров тянется на десятки и сотни километров, хотя два одинаковых дерева рядом увидеть трудно. Огромные пространства тундры также однородны, хотя не отличаются разнообразием видов. Однообразна и естественная тайга, хотя здесь формируется большее количество экосистем. В степях и пустынях число экосистем не выше, чем в таёжной полосе.

В морских экосистемах иная ситуация, чем на суше. Число видов здесь также максимально в тропиках и минимально на Крайнем Севере, но биомасса выше всего в субарктике, бореальной и суббореальной полосах. Тропики богаты видами, но сравнительно мало продуктивны.

Именно в северных и крайних южных широтах развивается бурная океаническая жизнь, дающая массу криля – пищу крупнейших морских млекопитающих – китов и обильную рыбную продукцию. Высока продуктивность и тех районов юга океана, где из его глубин поступают холодные воды, богатые кислородом и биогенами. В тёплой воде кислород растворяется хуже и мало биогенов. Жизнь обильна там, где их много, например, на рифах, а в открытом океане она бедна.

А.А. Григорьев и М.И. Будыко сформулировали периодический закон географической зональности: со сменой природных поясов аналогичные ландшафтные зоны и их некоторые общие свойства периодически повторяются.

2. Учение о биосфере

2.1. Биосфера Земли

Биосфера – это наружная оболочка Земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых существ.

Или можно сказать проще: Биосфера – это «область жизни», пространство на поверхности земного шара в котором распространены живые существа.

Учение о биосфере создано и разработано академиком В.И. Вернадским. Он рассматривает биосферу как оболочку Земли в которой существует жизнь. В.И. Вернадский, изучая геосферы Земли, вскрыл огромную роль живого вещества в истории земной коры и установил наличие особой живой оболочки Земли. Та часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно называют современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к былым биосферам, или палеобиосферам или мегабиосферам. Примеры последних – безжизненные скопления органических веществ (залежи нефти, угля, газа) или запасы иных соединений образовавшихся при непосредственном участии живых организмов (известняки, ракушечники, мел, ряд руд… Биосфера включает в себя нижнюю часть атмосферы – аэробиосферу, всю гидросферу (моря, океаны, поверхностные воды суши), литосферу – верхние горизонты твёрдой земной оболочки.

Верхней границей биосферы является так называемый озоновый экран (или слой). Озоновый экран (озоносфера) – это слой атмосферы расположенный на разной высоте от поверхности земли и имеющий наибольшую плотность озона на высоте 22 – 26 км. Выше озонового экрана существование жизни без специальной защиты невозможно из-за жёсткого ультрафиолетового излучения. Практически же максимальная высота над уровнем моря, на которой может существовать живой организм, ограничена уровнем, до которого сохраняются положительные температуры и могут жить хлорофилосодержащие растения продуценты (6200 м в Гималаях). Выше линии снегов обитают лишь некоторые насекомые и клещи. Вся толща мирового океана полностью занята жизнью. На высотах 7500 – 8000 м критически низкого для абсолютного большинства организмов значения достигает такой абиотический фактор как абсолютное атмосферное давление. Наиболее зависимы от него птицы и насекомые.

Нижняя граница существования жизни традиционно определяется дном мирового океана 11022 м (Мариинская впадина), и глубиной литосферы характеризующейся температурой 100 ^оС (около 6000 м по данным бурения на Кольском полуострове) В основном же жизнь распространена лишь на несколько метров в глубь, ограничиваясь почвенным слоем. По отдельным трещинам и пещерам она распространяется до глубин 3000 – 4000 м.

Вернадский подчёркивает, что биосфера – не просто пространство, в котором обитают живые организмы, её состав определяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат их совокупной химической активности в настоящем и прошлом. Всю совокупность живых организмов он обозначает термином живое вещество, противопоставляя его косному веществу, к которому относятся все геологические образования, не входящие в состав живых организмов. Третья категория вещества в биосфере – это биокосное вещество. Сюда он причислял все компоненты взаимодействия живого и косного веществ (океанская вода, нефть, почва.) Наконец существует биогенное вещество – геологические породы, созданные деятельностью живого вещества (известняки, каменный уголь…).