Продуктивность биологической системы – ее способность производить подобное себе вещество. Все биосистемы обладают продуктивностью, а системы одного типа сравнивают по уровню продуктивности (скорости продуцирования), о чем судят по величинам продукционных показателей. К основным продукционным показателям относятся продукция и удельная продукция.
Продукция (Р) есть все произведенное данной биосистемой за рассматриваемое время вещество с вычетом трат на обмен независимо от того, находится ли оно в конце исследуемого периода в системе или элиминировано. Обычно подразумевается органическое вещество, синтезированное системой, но оценка продукции чаще всего производится в терминах «живой» массы, включая скелетные и другие подобные образования. Следовательно, к продукции относят все образовавшееся в ней вещество, входящее в «живую» массу системы.
Поскольку любая реальная биосистема воспроизводит себя непрерывно, то при количественной оценке продукции возникает вопрос о рассматриваемом отрезке времени, для которого оценивается продукция биосистемы. Причем этот период времени должен выбираться так, чтобы была возможность оценить особенности функционирования системы во времени и сравнить ее с другими системами.
Для детального изучения продукционного процесса в биосистеме необходимо получить информацию в масштабе времени (сутки, месяц или год), характерном для индивидуального существования системы и ее основных компонентов. Для видов с коротким жизненным циклом (1-2 года) с целью сравнения наиболее удобно использовать в качестве основной единицы времени сутки. Поскольку продукция измеряется или вычисляется за определенный период времени, принимаемый за единицу, она может одновременно рассматриваться и как скорость продукции (скорость продуцирования). Хотя эти определения можно рассматривать как синонимы, но в ряде случаев, например, когда изучается зависимость месячной продукции от изменчивости суточной, удобнее пользоваться понятием скорость продукции.
Помимо временных продукция имеет также пространственные границы. Она оценивается для биосистем либо в естественных границах, либо в расчете на единицу пространства (объема или площади). Так изучают продукцию популяций в их ареалах, сообществ в границах их биотопов, на квадратном метре поверхности, в кубометре воды.
Удельная продукция – продукция за единицу времени в пересчете на единицу биомассы продуцирующей биосистемы. Причем расчет удельной продукции производится обязательно на единицу средней биомассы. В зависимости от выбранной единицы времени получают часовую, суточную, месячную удельную продукцию. Наиболее приемлемым сравнительным показателем является суточная удельная продукция, причем сравниваться могут только системы одного типа: особи с особями, популяции с популяциями.
В нынешних условиях деятельность человечества, к сожалению, нередко нарушает эволюционно сложившееся экологическое равновесие. Объясняется это двойственностью современного положения человека в биосфере. С одной стороны, как биологический объект человечество всеми проявлениями своей жизнедеятельности связано с окружающей средой, включается в сложную систему трофических, биоэнергетических и пространственных отношений. С другой стороны, как социальная система человечество обладает широким кругом потребностей культурного, бытового и иного небиологического характера, высокоразвитой технологией. Оно изымает из окружающей среды биологические ресурсы, вводит в эксплуатацию ресурсы небиологического происхождения, не вовлекаемые в биогенный круговорот и потому невозобновляемые. В окружающую среду выводится большое количество веществ, не участвующих в циклах биологического разложения. Возникает ситуация переэксплуатации природных ресурсов, загрязнения окружающей среды, нарушения естественных гомеостазирующих механизмов биосферы. Последнее приводит к тому, что ситуация уже не может быть изменена естественным биологическим путем.
Современное состояние биосферы характеризуется как критическое. В международном масштабе в наши дни формулируется проблема экологической безопасности, включающая разработку принципиально новых основ взаимодействия различных сфер деятельности человека с естественными биосферными процессами. Решение этой проблемы предусматривает активное регулирующее вмешательство человека в биологические процессы, в частности, направленное регулирование численности и биологической активности экономически важных видов и формирование искусственных биологических систем с заданными свойствами. Это — задача современной экологии, и в основе ее решения должны лежать глубокие знания естественных законов формирования и функционирования биологических систем разного уровня организации.
В биологическом подходе к проблеме экологической безопасности выделяются два аспекта. Первый предусматривает изучение механизмов влияния антропогенных факторов на биологические системы, адаптивных реакций последних на эти воздействия, диапазонов приспособляемости систем к отдельным факторам и их комплексам.
Это — проблема устойчивее биологических систем; ее решение ведет к разработке методов оценки состояния систем и нормативов антропогенной нагрузки на них в различных условиях.
Второй аспект — выяснение путей и результатов косвенного влияния антропогенной нагрузки на состав и характер функционирования биологических систем. Формы такого влияния многообразны: изменение ландшафтов и режима вод, технологические воздействия, роль транспорта и т. д. Конечной задачей является использование экологических закономерностей для активного формирования устойчивых и продуктивных экосистем в условиях антропогенно измененных ландшафтов.
Однако полное решение проблемы экологической безопасности, то есть восстановление нарушенных циклов круговорота веществ, возможно лишь на основе создания замкнутых технологических производств в промышленности и сельском хозяйстве, как бы «дополняющих» естественные формы биологического круговорота. Только циклические безотходные технологии помогут исключить опасность загрязнения биосферы.
Таким образом, решение проблемы экологической безопасности выходит за рамки чисто биологических задач. В сферу современной экологии вовлекаются все достижения науки. Комплексная проблема взаимоотношений человечества и окружающей среды выводит науку о биосфере на новую ступень развития, характеризующуюся направленным воздействием на природные комплексы с целью создания устойчивых форм гармонического взаимодействия человечества и природных систем. Разработанная В. И. Вернадским концепция ноосферы — основа поддержания разумного равновесия со средой, обеспечивающего благосостояние человечества в условиях научно-технического прогресса.
Заключение
Жизнь «своим существованием – в неразрывной связи со средой жизни — создает биосферу –определенную оболочку земной коры». Характеризуя ее биогеохимическую организованность, В.И.Вернадский писал: «Организованность обозначает, что эта среда – биосфера –имеет определенное строение, сопряженное с явлением жизни».
«Организованность среды жизни – части планеты – отвечает, прежде всего, составу жизни живых организмов». «Сама биосфера не является случайным образованием — она отвечает определенной форме организованности. Это – устойчивая динамическая система, равновесие..».«Организованность биосферы есть структурно-вещественно-энергетический результат совокупного (по законам статистического ансамбля) прохождение различными природными системами определенных отрезков времени. Организованность биосферы представляет собой высший уровень развития известных нам природных систем. Это те системы, функционирование которых определяет темп, направление и характер физических, химических, термодинамических, биологических, геологических, иначе говоря, всю совокупность самых разнообразных процессов, протекающих в биосфере».
Но организованность биосферы имеет и относительную самостоятельность: организуясь живыми организмами, она влияет на них, выбирая те, которые строго определены ее структурой.
Эволюция биосферы убедительно свидетельствует, что при любом воздействии на биосферу — природном или антропогенном — ее гомеостаз обеспечивается за счет сохранения биологического разнообразия.
При этом безостановочный экономический рост возможен лишь за счет непрерывного расширения использования ресурсов биосферы.
Человек, став мощным геологическим фактором, оказывает глобальное воздействие на биосферу.
Биосфера, со своей стороны, через свои экологические законы, которые он вынужден соблюдать, чтобы выжить, в том числе и закон о биотической регуляции окружающей среды, воздействует на человека.
Создаются условия, очень напоминающие сопряженную эволюцию или коэволюцию человек—биосфера.
Ноосфера («мыслящая оболочка», сфера разума) — высшая стадия развития биосферы.
Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов.
Список использованной литературы
1. Акимова, Т.А., Хаскин, В.В. Экология. - М.:ЮНИТИ, 2001.
2. Алексеев, В. П. Очерки экологии человека.- М.: «Наука»,1993 .
3. Вернадский, В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: Наука, 1989.
4. Вернадский, В.И. Общее понятие о биосфере. // Вернадский В.И. Начало и
5. вечность жизни./Сост., вступ. ст., коммент. М.С.Бастраковой, И.И.Мочалова,