Cтраница 2
Таким образом, устойчивое состояние биосферы достигается, когда мощность валовой продукции биосферы совпадает с метаболической мощностью всех организмов Земли с высокой точностью. При этом энергетические потоки как синтеза, так и разложения поддерживаются огромным числом разнообразных нескоррелированных сообществ, конкретно взаимодействующих между собой. [16]
Средняя метаболическая мощность существования для большинсгиа организмов б йоты составляет около l 5 - g0, где gu основная метаболическая мощность организма. Максимальная метаболическая мощность, развиваемая организмом на единшгу своей массы, определяется пределом скоростей биохимических реакций в клетке и должна быть универсальной для всех живых организмов. [17]
Возникновение внегенетических потребностей привело к тому, что человек не мог удовлетворить их энергией только за счет своей метаболической мощности и был вынужден использовать другие источники энергии. [18]
Функционирование живых организмов, в т.ч. и биохимические реакции синтеза, осуществляются за счет энергии выделяющегося при разложении органического вещества в процессе дыхания, поэтому метаболическая мощность экосистемы представляет собой сумму мощностей дыхательных процессов всей совокупности живых организмов экосистемы, как автотрофов так и гетеротрофов. [19]
Скорость потребления энергии организмом изменяется в довольно широких пределах, но даже в состоянии полного покоя не может опускаться ниже некоторого минимального, разного для различных организмов, значения, называемого основной метаболической мощностью организма. [20]
Метаболическая мощность 1 Вт соответствует приблизительно скорости обмена 1 3 кг С / год или 13 кг пищи / год. [21]
Максимальная метаболическая мощность при конкретных физико-химических параметрах внешней среды достигается в зрелых природных экосистемах, когда достигается полное равновесие между биологическим синтезом и разложением органического вещества. [22]
Средняя метаболическая мощность существования для большинсгиа организмов б йоты составляет около l 5 - g0, где gu основная метаболическая мощность организма. Максимальная метаболическая мощность, развиваемая организмом на единшгу своей массы, определяется пределом скоростей биохимических реакций в клетке и должна быть универсальной для всех живых организмов. [23]
Фактором, ограничивающим предельную метаболическую мощность биосферы, является внешняя энергия - энергия радиации Солнца, на значение которой биота Земли не может оказать воздействия и должна приспосабливаться. Какая доля от внешней энергии будет составлять метаболическую мощность биосферы, определяется ее биотой. В соответствии с законом максимизации энергии биота Земли стремится достигнуть максимально возможной метаболической мощности при постоянном значении внешней энергии, доведя до возможного максимума валовую продукцию биосферы. Достигается это за счет оптимизации состава продуцентов - растительного царства биоты. При определенной, постоянной в целом для биосферы, доступности биогенов и воды, валовая продукция биоты составляет постоянную величину. Постоянство продукции биоты Земли во времени может быть обеспечено только при постоянстве количества биогенов в окружающей среде. При отсутствии мощных потоков биогенов извне такое постоянство количества биогенов в биосфере может поддерживаться только при постоянной их. Такая регенерация биогенов осуществляется в результате разложения образующихся органических продуктов фотосинтеза в процессе дыхания всех организмов биосферы. [24]
Прирост массы растения составляет его чистую продукцию. Разность между валовой и чистой продукцией растения, выраженная в энергетических единицах, представляет собой его метаболическую мощность, затрачиваемую на поддержание жизни растения. [25]
Фактором, ограничивающим предельную метаболическую мощность биосферы, является внешняя энергия - энергия радиации Солнца, на значение которой биота Земли не может оказать воздействия и должна приспосабливаться. Какая доля от внешней энергии будет составлять метаболическую мощность биосферы, определяется ее биотой. В соответствии с законом максимизации энергии биота Земли стремится достигнуть максимально возможной метаболической мощности при постоянном значении внешней энергии, доведя до возможного максимума валовую продукцию биосферы. Достигается это за счет оптимизации состава продуцентов - растительного царства биоты. При определенной, постоянной в целом для биосферы, доступности биогенов и воды, валовая продукция биоты составляет постоянную величину. Постоянство продукции биоты Земли во времени может быть обеспечено только при постоянстве количества биогенов в окружающей среде. При отсутствии мощных потоков биогенов извне такое постоянство количества биогенов в биосфере может поддерживаться только при постоянной их. Такая регенерация биогенов осуществляется в результате разложения образующихся органических продуктов фотосинтеза в процессе дыхания всех организмов биосферы. [26]
Масштабы воздействия организмов на, окружающую среду определяются их видовыми потребностями. У всех кидов организмов биосферы весь объем потребностей, необходимый для их жизнедеятельности. Скорость изменения потребностей этих видов определяется скоростью эволюции, т.е. скоростью накопления генетической информации. Поэтому потребности всех этих организмов существенно изменяются лишь за времена, сопоставимые с временем существования видов порядка миллионов лет и за тысячи и сотни тысяч лет остаются практически неизменными. У всех этих видов удовлетворение энергией всего объема потребностей обеспечивается метаболической мощностью, поэтому численность их согласуется с экологической едкостью территорий функционирование их не наносит урон окружающей среде. [27]
Как видно из схемы, круговорот биогенов в локальных экосистемах может замкнуто осуществляться с участием рассмотренных групп организмов: продуцентов, консументов, формирующих детрит-ные цепи, и редуцентов. Эти организмы, практически прописанные в локальной экосистеме и функционирующие только в пределах, способны обеспечивать протекание всех процессов необходимых для существования круговорота биогенов в пределах локальной экосистемы. При такой ситуации можно предположить, что консументы, формирующие пастбищные цепи, выполняют в круговороте биогенов в локальных экосистемах, по-видимому, какие-то необходимые, но вторичные, подчиненные функции. Такими функциями, как было допущено ранее, могут быть функции стабилизации круговорота веществ в случае различных флуктуации продукции продуцентов. Флуктуации продуцентов могут возникать из-за колебания масштабов потоков внешней энергии: солнечной радиации, количества осадков, концентрации диоксида углерода в атмосфере и др. В случае гашения таких нерегулярных колебаний метаболической мощности локальных экосистем консумента-ми пастбищных цепей устраняется необходимость соответствующих колебаний в функционировании основных групп организмов, осуществляющих процессы круговорота, что обеспечивает стабилизацию биохимических циклов биогенов. [28]