Биота и ее роль в структуре и функционировании ландшафта

Биота – совокупность растительности и животного мира. Биота – самый активный компонент ландшафта. По словам Владимира Ивановича Вернадского, живые организмы – самая мощная сила, преобразующая вещество на земной поверхности.

Влияние биоты на природные геосистемы стало существенным 570 млн. лет назад, когда начался фанерозой (эра явной жизни). Стал активно идти биохимический процесс фотосинтеза. С этого времени природные геосистемы существенным образом изменились под действием биоты: содержание кислорода в воздухе увеличилось в 1000 раз, сформировалась почва, кора выветривания и т. д.

93% всех видов растений и животных обитает на суше. Биомасса – количество живого вещества, обитающего в данном месте. Биомасса обычно измеряется в т/га. Биомасса земного шара составляет 2 трлн. т сухого живого вещества, из них 98% – биомасса наземных растений. Биопродуктивность – количество живого вещества, которое производят живые организмы (главным образом, зеленые растения) за год на единицу площади. Биопродуктивность земного шара составляет 170 млрд. т сухой массы в год. Из них 25–27% – водоросли, 35–37% леса суши, 25–30% травянистые, кустарниковые сообщества степей, саванн и пустынь.

По трофическим (пищевым) цепям биота делится на продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты – зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза преобразуют неорганическое вещество в органическое. Консументы – живые организмы, не производящие органическое вещество, но потребляющие в пищу продуцентов. Различают консументы 1, 2 и 3-го порядков. Редуценты – главным образом микроорганизмы, разлагающие отмершее органическое вещество на минеральные составляющие.

Р. Линдэман сформулировал закон пирамиды энергии, или закон трофической пирамиды (правило 10%): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень в среднем не более 10% энергии. Этом закон отражает реализацию в биоте 2-го закона термодинамики. Остальные 90% диссипируются (рассеиваются) в окружающую среду. Так или иначе, минеральные вещества снова оказываются в почве и используются растениями для питания. Таким образом, осуществляется малый биологический круговорот. Этот круговорот частично разомкнут, т. к. часть веществ выбывает из круговорота на долгое время, например, органические вещества, образующие гумус, каустобиолиты. В каустобиолитах накапливается 0,004% биологической энергии, однако за 570 млн. лет накопилось 10³² ккал. В настоящее время в год расходуется столько энергии, сколько было накоплено биотой за 370 млн. лет. При таких темпах использования полезных ископаемых биогенной энергии хватит на 4,5 тыс. лет.

Факторы жизни растений: свет; тепло; вода; воздух; элементы минерального питания.

Согласно закону незаменимости, для жизни растений необходимо наличие всех этих пяти факторов. По закону минимума (закону Либиха) биопродуктивность растений в наибольшей степени зависит от того фактора, который находится в минимуме.