Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Биогеоценология. Биосфера. Почвы

О «БИОХРОНЕ» И ПОНЯТИИ «ЭЛЕМЕНТАРНОГО ВРЕМЕНИ»

 

Биогеоценология

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Биология почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Криогенез почв  

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Следы былых биосфер

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Лишайники

 

Ботаника

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

 

Геоботаника

  

Общая биология

общая биология

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

Н.В. Тимофеев-Ресовский ввел понятие биохорологической единицы как выражение пространственного проявления гетерогенности биосферы, ее пространственного подразделения на различные уровни структурной организованности.

 

Учитывая разнообразные проявления времени в биосферных системах и связь собственного времени биосферных систем с их основными вещественно-энергетико- информационными аспектами, мы предлагаем ввести в науки о биосфере понятие биохронологической (хронос — время) единицы — биохроны.

 

Не следует путать понятие биохроны с представлением о биологическом времени, которое выражается в совокупности физиологических и биохимических процессов в термодинамическом поле организма.

 

Что такое биохрона — это время и возраст существования соответствующих биохор (биогеоценотических, почвенных, ландшафтных) в аспекте их вклада в геохимическое, энергетическое и другие состояния биосферы.

 

Таким образом, категория времени (являющаяся общей для всех физических процессов) в науке о биосфере дополняется и конкретизируется категорией возраста (характерной для живых организмов и для всех систем, в которых проявляется управляющая функция живого вещества), и категорией биохроны.

 

Понятие биохроны дополняет и конкретизирует понятие геологического и исторического времени. В учении о биосфере В.И. Вернадского работа живого вещества рассматривается в геологическом масштабе времени, т.е. с точки зрения всего времени существования биосферы и ее перехода из одного эволюционного состояния в другое. Теория эволюционного развития органического мира Ч. Дарвина ставит в центр внимания значительно меньшие отрезки времени — период существования того или иного вида. Учение о биогеоценозах В.Н. Сукачева еще более суживает временной «угол зрения»: время жизни биогеоценозов короче времени жизни органических видов. В эволюционной теории Ч. Дарвина речь идет о времени существования одного вида, а понятие биохроны указывает на интег- ральность времен всех событий, происходящих в той или иной биосферной системе. Ч. Дарвин ввел понятие естественного отбора как борьбы за выживание.

 

Понятие отбора Н.В. Тимофеев-Ресовский распространил и на биогеоценозы, но дал ему более широкую трактовку: во-первых, с биогеоценотической точки зрения, естественный отбор видов и популяций происходит по признаку их вклада в общий круговорот вещества в биосферной системе и, во-вторых, отбор ведется не только «по жизни», но и «по смертям» (особи того или иного вида должны выходить из «круга жизни» в соотвествущее время и в соответствующей форме, дабы не прервался общий круговорот вещества и энергии в биосферной системе). Иначе говоря, биогеоценотический подход подразумевает выявление интегрального эффекта времен всех событий, совершающихся в биогеоценозе.

 

Таким образом, в науках о биосфере можно выявить по крайней мере три основных временных ракурса («угла зрения») изучения биосферы и ее систем — геологический, эволюционно-органический и биохронологический. В своей совокупности эти ракурсы дают достаточно полное представление о динамике современных биосферных процессов в их связи с геологической и исторической «памятью» биосферы.

 

Круговорот вещества — основа основ всех временных характеристик биосферных систем. Опираясь на понятие круговорота, целесообразно ввести понятия основного и элементарного времени жизни биосферных систем, и прежде всего биогеоценозов, как элементарных биохорологических структур биосферы.

 

Под элементарным временем следует понимать время одного полного обращения вещества живых организмов, входящих в состав биогеоценоза, а за основное время принять время, которое требуется для становления и развертывания всех основных признаков и функций биогеоценоза.

 

Понятие элементарного времени дает возможность «числом и мерой», как говорил В.И. Вернадский, выразить одно из основных свойств биосферных систем — их биопродуктивность, под которой следует понимать не только произведенную биомассу, но также всю совокупность различного рода метаболитов, которые организмы выделяют в окружающую среду при отправлении жизненных функций — питании и дыхании. С точки зрения биохронологического мышления можно оценить важность различения двух понятий из сельскохозяйственной практики — понятия «урожай» и «урожайность». За основу подсчета урожая принимается астрономическая единица времени — год или сезон. А под урожайностью понимается средняя величина урожая за несколько лет. Понятие урожайности полнее выражает сущность биохронологической характеристики биосферных систем, хотя оно и не является природной категорией, а выражает производство биопродукции в условиях искусственных агросистем.

 

С позиции биохронологического подхода чрезвычайно эффективным показателем жизнедеятельности организма и его вовлеченности в круговорот вещества в биогеоценозе может служить время, за которое организм пропускает через себя количество пищи (из расчета сухого веса), равное его сухому весу. Существует определенная корреляция (к сожалению, количественно не изученная) между временем наступления половой зрелости (и, следовательно, появлением нового поколения особей) и количеством пищи (в сухом весе), съеденным организмом с момента рождения до наступления половый зрелости. Грубая прикидка показывает, что к моменту половой зрелости организм должен пропустить через себя количество пищи, которое примерно в 400—500 раз больше его собственного веса в половозрелом состоянии. Этот показатель, таким образом, существенно дополняет представление о связи биогеохимического круговорота вещества с биологическими ритмами жизни особей, видов и их популяций (популяционные волны).

 

Чрезвычайно эффективным показателем жизни биогеоценоза может служить время круговорота отдельных химических элементов в пределах биогеоценоза.

 

Можно говорить о «биохроне углерода», «биохроне кальция», «биохроне азота» и т.д. как о времени, за которое тот или иной отдельный атом совершает полный круговорот по всем звеньям биогеоценоза ...

 

...Жаль, что изучение круговорота элементов не стало достоянием агрохимической науки. Вот и сыплем мы на поля непомерно большие дозы удобрений и тратим огромные деньги на их производство. Таким образом, изучив скорость круговорота химических элементов во всех взаимосвязанных звеньях биогеоценоза, мы получаем возможность эффективного управления жизнью биогеоценозов, как искусственно нами создаваемых, так и естественных. Здесь — огромный резерв для повышения производства необходимой человеку биомассы.

 

Очень важным показателем временной динамики жизни биогеоценоза является динамика численности популяций. К сожалению, часто прибегают к среднеарифметической оценке биомассы биогеоценоза, отбрасывая и не учитывая ту биомассу, которая образуется в момент пика численности определенной популяции. Такой подход нельзя признать правильным — ведь само возникновение пика численности популяции является вполне закономерным явлением. Появление этих пиков может быть связано с определенными космическими циклами (впервые их систематическое научное изучение предпринял А.Л. Чижевский), но может зависеть и от многих других причин. Приведем в связи с этим любопытный случай. Случилось так, что мне пришлось вместе с коллегами выбирать место для показа почв делегатам Международного конгресса почвоведов. Мы зашли в широколиственную дубраву. Летняя жара иссушила почву на полях, но в лесу ноги пошли по мокрой почве и густой траве. Местами встречались даже мелкие лужи, хотя рельеф по сравнению с полем не изменился.

 

В чем же дело? Сначала даже показалось, что идет дождь. Прислушались. Да, шуршит дождь по листве. Подняв глаза, с удивлением увидели, что кроны деревьев стоят почти без листьев. Оказалось, что на лес напал листоед — дубовый шелкопряд, который объел всю листву. Скорость поедания листвы была так велика, что экскременты сыпались на землю как дождь. Естественно, что листоед не в состоянии переварить листья. А листва сочная, азота биоорганического в ней много. И вот вся эта огромная масса азота буквально «упала с неба», через опустевшие кроны солнце беспрепятственно согрело землю, и ранее подавленные лесные травы резко пошли в рост. Из-за того, что деревья прекратили транспирацию воды, а травы создали парниковый эффект, влага стала накапливаться в почве. Вот что бывает иногда в природе. Самоудобрение почв. Но это все в рамках эволюции почв и биогеоценозов.

 

Можно заметить, что биохрона как характеристика собственного времени биосферных систем обладает двумя особенностями.

 

Во-первых, о ней можно говорить как о некоторой единице времени, имеющей определенную дискретную величину. Эта единица выражает целостность биосферной системы и поэтому не должна быть смешиваема с другими проявлениями времени. Во-вторых, в биохронную единицу включается целый комплекс статистических по своей природе феноменов: например, «больше — меньше» биомассы, «пики — спады» численности популяций и т.д. Эти статистические колебания лежат «в пределах нормы». Учитывая и прогнозируя эту вероятностно-статистическую динамику жизни биогеоценозов, можно управлять производством продукции: выбирать время, удобное для роста растений, которые ценны для нас своей биомассой (ботвой), а в другие соответствующие периоды выращивать растения, интересующие нас своими плодами и семенами.

 

Оценивая в целом пространственно-временной аспект организованности биосферы, мы должны признать, что временной аспект имеет решающее значение. Время, а не пространство является фактором формирования биосферных систем, пространство же выступает как необходимое условие развертывания и развития биосферных систем. Вот почему переход к работе с временным ресурсом биосферы, запаянным в ее организованности, составляет генеральную стратегическую линию развития взаимодействия человечества с биосферой. Мы же к освоению этого ресурса так еще толком и не приступили. Даже наоборот, опыт землепользования, накопленный многовековой практикой наших предков, оказался совершенно отброшенным в сторону.

 

 

 

К содержанию книги: Статьи Тюрюканова по биогеоценологии

 

 

Последние добавления:

 

Значение воды

 

Онежское озеро   Криогенез почв  

 

 Почвоведение - биология почвы

 

Происхождение и эволюция растений 

 

Биографии ботаников, биологов, медиков