Ю. Колесник - Современное состояние биосферы и экологическая политика
♦ в то время как в Санкт-Петербурге оно равно 82 ккал/см2;
♦ в Карадаге (Крым) – 124 ккал/см2;
♦ в Ташкенте – 134 ккал/см2.
За год на широте Приморья приход солнечной радиации равен 140–160 ккал/см2. Согласно оценкам Н. А. Ефимовой (1966, с. 7077), в муссонных областях Дальнего Востока ФАР уменьшается, по сравнению с другими районами, до 6 ккал/см2 в месяц. Примем эту величину равной 6-7ккал/см2 в месяц. Калорийность сухого вещества фитомассы по данным В. Лархер (1978, с. 133–134) следующая:
♦ листопадные растения (средняя из данных калорийности листьев, древесных стволов и корней) – 4,4 ккал/г;
♦ хвойных (хвоя и ствол) – 4,85 ккал/г.
Мы взяли для расчетов величину, равную 4,5 ккал/г. Тогда, в соответствии с формулой (16), имеем
Таким образом, при всех прочих оптимальных условиях, леса Приморья способны продуцировать максимально возможную фитомассу в абсолютно сухом измерении 216–252 ц/га в месяц. Если перевести эти величины в сырой вес (влажность 90–95 %), то цифра увеличится до 1971–4104 (при ФАР 6 ккал/см2) и 22684788 ц/га (при ФАР 7 ккал/см2) в месяц. Такой выход продукции в реальных условиях не достижим в силу того, что существуют объективные факторы, влияющие на снижение интенсивности продуцирования растений:
♦ не всегда оптимальная в кронах концентрация СО2;
♦ фактор влагообеспеченности растений;
♦ колебание ФАР (облачность и др.);
♦ неустойчивость температурного режима (сумма активных температур);
♦ эдафическиее условия (лимит NPK) и другие причины.
Примем за среднюю фитомассу леса величину из трех величин пород деревьев, исчисленную нами выше (хвойные, кедр, твердолиственные) – 889 ц/га. Видно, что максимально возможный урожай превышает ее в 2–5 раз. Способов увеличить продуктивность леса, как это практикуется в отношении сельскохозяйственных культур, нет. Поэтому ее величина была предопределена всей историей воспроизводства растений на этой широте. Исходя из этих данных, можно утверждать, что неразумные эксперименты с лесом чреваты серьезными последствиями для его дальнейшей судьбы. Пожары, вырубки и другие вмешательства в жизнь леса, исходя из не очень высокой его воспроизводительной способности быстро наращивать фитомассу, – очень опасны.
Эти факты специалистам известны.
Но можно поставить еще один вопрос: сколько кислорода выделил бы лес, если бы он произрастал на изъятой территории в 119 тыс. га? (Здесь мы округлили приведенную выше цифру.)
Проделаем ряд ориентировочных расчетов. По отношению к общей площади, занятой лесом, изъятая часть составит 0,011 (119 тыс. га/11373,4 тыс. га). Можно полагать, что запас леса должен составить на данной площади (округленно) около 2 млн м3 (0,011 1752,41 млн м3) или 11 108кг (2 106м3 540 кг/м3).
Допустим, что в условиях климата Приморья на площади 1 га леса выделялось бы 25–30 кг О2 в день. Тогда за вегетационный период с данной площади в атмосферу выделилось бы за день 119 0 00 (25 – 30) = 3 1 06 – 3,65 1 06кг О2.
Согласно литературным данным (Лархер, 1978, с. 64):
♦ листопадные растения поглощают за один час до 15–25 мг СО2 на 1 г сухого веса;
♦ хвойные деревья – 3-18 мг СО2.
В среднем по всем породам, растения поглощают 15, 4 мг СО2 на 1 г сухого их веса. Отсюда, за световой день, равный в летний период 15–16 часам исчисленная фитомасса (в сухом весе, принятой нами 5 % влажности) смогла бы связать примерно 8 108 л СО2, а за вегетационный период – 13 1010 л (8 108 150).
Таким образом, даже приблизительные оценки свидетельствует, что потери леса ведут к снижению их регулирующей роли газового состава атмосферы, причем потери этого процесса могут быть значительны.
Анализ данных по состоянию окружающей среды Приморья указывает на то, что она находится в измененном состоянии. Исходя из этого экологическая политика, формируемая по отношению к странам АТР, должна строиться с учетом данного факта. Какие здесь возможны подходы?
Прежде всего, это переход к (в перспективе) построению ноосферы. В обязательном порядке необходимо следовать тем рекомендациям, которые были обнародованы нашими учеными на международных конференциях в Стокгольме (1972) и Рио-де-Жанейро (1992).
Прежде чем перейти к освещению вопросов ноосферы, акцентируем внимание еще на одной проблеме, касающейся природных и живых систем, – это наличие у них волновых процессов.
Глава 11
Волновые процессы в природных и живых биосистемах
11.1. Виды космических воздействий на земные процессы
Известно, что природные и экологические факторы, влияющие на динамику биосистем, представлены сложным набором параметров. В свою очередь, каждый из этих факторов (температура, влажность, количество осадков и т. д.) испытывает периодические колебания, вызванные другими причинами. Все это приводит к тому, что видовые биологические популяции формируют сложный спектр ответных на них реакций.
Каковы механизмы, приводящие к возникновению у популяций животных циклических колебаний их численности?
К основным космическим источникам, порождающим энергоинформационные потоки и оказывающим возмущающее воздействие на динамику природных явлений и биосистем, следует отнести активные процессы на Солнце, приливообразующие силы Луны и Солнца, а также расположение планет. Вкратце мы уже упоминали об этом выше. Рассмотрим здесь конкретную роль каждого источника, значимость того вклада, который они вносят в динамику земных процессов.
Совокупность процессов, обуславливающих обмен веществ, а также энергоинформационные потоки в природных и биологических системах объединяют абиотические и биотические компоненты среды в единое целое. Поэтому изменения, происходящие в природных явлениях, должны адекватно проявляться в динамике биосистем. В силу поливекторности и многофакторности их взаимодействий формируется разнообразие связей между явлениями и сложным спектром порождаемых ими ответных реакций.
Солнце влияет на планетарные процессы и биоту посредством гравитационных, энергетических и информационных воздействий. Его энергетическая роль в природных явлениях Земли и их изменениях, включая саму жизнь, изучена достаточно полно.
Например, солнечная радиация является основным источником энергии почти для всех природных процессов, происходящих в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере нашей планеты. Особенно велика роль фотосинтетической активной радиации (ФАР) в жизнедеятельности растений, которая, в конечном итоге, определяет будущий их урожай. Кроме энергетической, велика роль звезды как физического фактора, способствующего формированию приливных явлений на Земле.
Гравитационный эффект выражается в огромной массе светила, способной «дисциплинировать» движение 9 планет на своих орбитах.
Роль солнечной активности в динамике земных процессов детально исследована многими учеными
Основной вывод, вытекающий из результатов исследований, заключается в том, что в любых физических явлениях солнечная активность может играть роль внешнего генератора возмущений, выводящих их из устойчивого состояния. Например, с ростом солнечной активности происходит усиление потока вод на север в Фареро-Шетландском проливе (Максимов и др., 1970, с. 128). В Тихоокеанском регионе обнаружено влияние солнечной активности на режим Куросио. Характерно, что когда происходит спад солнечной активности, ось Куросио проходит вблизи южных берегов о. Хонсю и меандр почти не наблюдается, как это было в периоды 1955–1957 и 1967–1968 гг. (Покудов, 1978, с 149–156).
Предполагается, что солнечная активность определяет изменение погоды в среднем на 10–20 % (Багров и др., 1985, с. 52–53). И все же, несмотря на предпринятые многочисленные исследования, посвященные выяснению механизмов влияния солнечной активности на погоду и климат, до настоящего времени не дан надежный ответ на вопрос: зависят ли погода и климат от солнечной активности? (Бялко, 1989, с. 238). Аргументация же большинства авторов в пользу сильной зависимости биосферы от уровня солнечной активности и вариаций земного магнитного поля пока, увы, не всегда выдерживает строгую критику (Бялко, 1983, с. 44). Ахиллесовой пятой в исследованиях влияния солнечной активности на погоду и климат остается до сих пор нерешенный вопрос о физическом механизме такого влияния (Лосев, 1985, с. 108).
Несмотря на противоречивость многих данных о влиянии солнечной активности на земные процессы, многие исследователи считают, что солнечная активность является основным генератором изменений многих природных и биосферных процессов на Земле. Современные публикации однозначно свидетельствуют об этом (Владимирский, 1997, с. 27; Чистяков, 1997, с. 8–137; Дергачев, 1998, с. 58–71; Friis-Christensen, Lassen, 1991, p. 698–700).
