Некоторые ученые считают своеобразной крышей биосферы озоновый экран. Он находится на высоте 20–25 километров и защищает все живое от жесткого ультрафиолетового излучения.
В биосферных делах экологическая бухгалтерия, услугами которой мы пользовались при подсчетах численности животных в отдельных популяциях, чувствует себя менее уверенно. Нет у нее ни достаточно надежных методов, чтобы подсчитать все организмы биосферы, ни подходящих весов для определения их веса. Но все же некоторые цифры имеются.
Живое вещество биосферы представлено примерно полутора миллионами видов различных организмов. Особое положение, естественно, занимают производители органического вещества — зеленые растения. Их около 300 тысяч видов. Общий вес сухого вещества фитомассы оценивается в 2,42·1012 тонн. Это составляет 99 процентов всего живого вещества на Земле. Оставшийся процент приходится на гетеротрофные организмы.
Вторая составная часть биосферы — биогенное вещество, обязанное своим происхождением живым организмам. Это каменный уголь, битумы, горючие газы, торф, озерный ил сапропель, лесная подстилка и почвенный гумус. Некоторые ученые относят к этим веществам и нефть. Удивительно, но до сих пор не разгадана до конца тайна ее рождения. В пользу биогенного происхождения столько же убедительных доводов, сколько и против.
И, наконец, третий компонент биосферы — «биокосное» вещество. В его создании участвовали и организмы, и неживая природа. Это вода, приземная часть атмосферы, осадочные породы, глинистые минералы.
Мы назвали основные компоненты биосферы. Конечно же, разделение их носит в значительной мере условный характер, все они так или иначе связаны один с другим. Но для биосферы как особой оболочки земного шара характерны еще три особенности. Во-первых, в ней много воды в жидком состоянии. Затем на нее все время падает мощный поток солнечной энергии. Плюс к этому в биосфере между жидкими, твердыми и газообразными веществами имеются поверхности раздела. Все эти особенности жизненно важны для нормального функционирования «живой оболочки» Земли.
Биосфера — арена великих круговоротов вещества и энергии
— В биогеоценозах мы видим организмы и среду их обитания. В биосфере главное значение также придают живому веществу, биогенное и биокосное вещество — результат жизнедеятельности организмов. Не очень ясна граница между двумя этими понятиями.
— Биогеоценоз, или экосистема, — элементарная единица биосферы. Сходство между ними почти такое же, как между частным и общим. Но есть и существенные различия, определяемые колоссальными масштабами, сложностью «живой оболочки».
Недавно в США вышла книга эколога X. Одума «Окружающая среда, энергия и общество». В ней на схемах и рисунках изображен непривычный мир. Треугольники, прямоугольники, многоугольники, круги, овалы и геометрические фигуры неправильной формы соединены между собой сплошными и пунктирными линиями со стрелками. Иногда фигур и линий несколько, а иногда они образуют сложную мозаику. Присмотревшись, можно увидеть один или несколько «входов» в системы и «выходов» из них. Они не замкнуты, циклы в них имеют внутренний характер.
При помощи таких схем X. Одум показывает путь и судьбу энергии органического вещества в отдельных экосистемах, естественных и искусственных. Например, простейший случай в… корове. Да, да, в обычной живой корове. Энергия на входе, энергия на выходе, продукция…
Или на участке поля, в морском заливе, в населенном пункте. Непривычно здесь то, что все формы жизнедеятельности, все виды производства сведены к калориям — единицам энергии. Не килограммы съеденного корма, центнеры или тонны сожженного топлива, вложенных удобрений, не центнеры полученной продукции, число прокормленных людей и т. д. Калории, калории… Удивительный портрет мира, его каркас, скрытый обычно плотью и одеждой, домами, машинами и прочим реквизитом.
Несколько лет назад знакомство с такой работой — а они становятся все более обычными для энергетического направления в экологии — не произвело бы большого впечатления. Однако последние события изменили положение. Слова с корнем «энерг» стали привлекать особое внимание. Симптомы энергетического кризиса в капиталистическом мире сделали и для нас более ясным важнейшее значение энергии в жизни современного общества. «…Именно энергия, а не деньги станут мерой богатства человечества в ближайшие десятилетия», — предрекает крупный американский ученый Кеннет Уатт.