WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 19 |

«Институт МГУ имени Государственный фундаментальных М.В. Ломоносова биологический музей проблем биологии РАН имени К.А. ...»

-- [ Страница 16 ] --

Видимо в биосфере мы благодаря «техническому прогрессу» уже вышли из области устойчивости с «гладкими режимами» (а-б) и прибли жаемся к хаосу. А этот режим (заметим, сугубо эндогенный) характери зуется сильной зависимостью от начальный условий и поэтому непред  Потенциальные динамические режимы поведения биомассы (В) и органического вещества почвы (Х): а - устойчивый узел, б устойчивый фокус, в - предельный цикл, г - двухточечный предельный цикл, д - хаос (странный аттрактор) сказуемостью и чреват «случайным» выходом на критическое значение (например, минимальная биомасса), тождественное гибели. Значит вмес то размытого «устойчивого развития» сегодня нужны жесткие ограни чения «табу», свойственные даже самым примитивным с точки зрения современной цивилизации обществам, и уж тем более известные самой «цивилизации» в виде духовных законов мироздания. Одной «ноосфе ры» для управления миром оказывается недостаточно. Для этого нужно знание, духовная зрелость и мудрость, всеобщее стремление человечест ва и организованное, согласованное Творчество.

В заключении постараемся сформулировать основной закон совре менной экологии: «живущее в настоящем обязано условиями жиз ни прошлым поколениям и готовит таковые для будущих». Закон справедлив для всех классов объектов биосферы, включая социальные.

При этом неверно было бы понимать под условиями лишь материаль но-энергетические факторы, обеспечивающие существование и эволю цию Жизни на планете во всем ее разнообразии и на различных уровнях организации. Условия Жизни – это прежде всего свод законов, правил, от фундаментальных законов физического бытия, до нравственно-духов ных заповедей, открытых человечеству, соблюдение которых гарантиру ет жизнь и благосостояние, гармонию человека, природы и их Творца.

Голубев В.С. Термодинамические критерии эволюции и развитие биосистем // ЖОБ. 1991. Т. 52, №2. С. 149–162.

Никонов А. Апгрейд обезьяны. М.: НЦ ЭНАС, 2005. 52 с.

Пайтген Х-О., Рихтер П.Х. Красота фракталов. М.: Мир,199.176 с.

Федоров В.Г., Гильманов Т.Г. Экология. М.: МГУ, 1980. 464 с.

Smagin A.V. New hypothesis of an origin laterits and loess // 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World, 1–6 August 2010, Brisbane, Australia.

Published on CDROM, 4NSA67DNA.

ЗАКОНЫ РАЗВИТИЯ БИОСФЕРЫ

Институт фундаментальных проблем биологии РАН, г. Пущино, Музей Землеведения МГУ им. М.В. Ломоносова 1. Жизнь есть развитие. Устойчивость систем противостоит разви тию. Поэтому концепция так называемого устойчивого развития лише на смысла даже в терминологическом отношении. Уточнение перевода «sustainable development» на русский язык как «поддерживаемое разви тие» оправдывает лозунг лишь частично, поскольку предполагает знание законов развития, чтобы не противодействовать эволюции. Незнание за конов развития биосферы и мироздания в целом приводит к сомнитель ным концепциям типа концепции глобального потепления в результате антропогенной деятельности или образования «озоновых дыр» вследс твие воздействия фреонов. Ложная концепция порождает ложные уси лия, обходящиеся налогоплательщикам в миллиарды долларов.

2. Избежать ошибок и ложных концепций позволяет знание зако нов развития природы. Необходимо заметить, что в экологии историз му, анализу закономерностей эволюции экосистем и биосферы в целом уделяется крайнее малое внимание, что позволяет манипулировать результатами краткосрочных наблюдений. «Экология практически не рассматривает эволюционные проблемы, потому из системной триады – история, структура, функция – практически выпало историческое звено» (Красилов, 1992). В то же время «Чтобы сделать шаг вперед, человечеству следует пустить своих ученых-разведчиков прощупать почву под ногами и понять, как она жила в череде, по крайней мере, семи поколений» (Тюрюканов, Фёдоров, 1989, с. 279).

. Эволюция – это закономерный процесс развития живой приро ды в сторону усложнения ее организации и прогрессивно нарастающей независимости от внешних условий (Бауэр, 195;

Гленсдорф, Приго жин, 197;

Альбертс и др., 1989). Более высокая форма проявления за  кона эволюции в живой природе – образование сообществ, воздействие которых на среду их обитания приводит к глубоким и необратимым ее изменениям. Так, растительные сообщества, преобразуя неорганичес кую природу (породы, продукты выветривания и их переотложения) формируют особое естественноисторическое тело – почву, которая обеспечивает существование растительных сообществ и эволюцио нирует вместе с ними (Бойко, 1997). «Увеличение независимости от прежних условий существования, освоение новых, более разнообраз ных условий (новых, более широких адаптивных зон), более широкая степень автономизации развития, возникновение все более совершен ных регуляторов, все более полное овладение средой – вот возможные критерии для сравнения групп по пути неограниченного прогресса»

(Тимофеев-Ресовский, Воронцов, Яблоков, 1977).

4. Вполне естественно, что под воздействием человека, происхо дят необратимые изменения в биосфере. Всякий доминирующий вид существенным образом изменяет облик своего местообитания. Чело вечество преобразило «лик Земли», и нет ничего в этом необычного:

так дуб обусловливает своеобразие дубравы, динозавры в свое время создали неповторимые картины юрского периода. Как всякая система, современная цивилизация и обусловленная ею биосфера видоизменя ется, эволюционирует, а скорость эволюции и направление во многом заданы самой природой, а в чем-то зависят от нас: от того, насколько чётко и научно обосновано мы будем решать встающие перед челове чеством экологические, ресурсные, биомедицинские, социально-эко номические проблемы;

насколько научимся контролировать последс твия собственной деятельности, а в дальнейшем минимизировать и природой обусловленные кризисы.

5. Скорость эволюции биосферы увеличивается. Об этом свиде тельствует сжатие исторических (геологических) периодов развития жизни на Земле (если протерозой охватывает период 600–800 млн лет, то кайнозой – уже 56–66 млн лет). О сжатии исторического времени пишет и С.П. Капица (1999), анализируя периоды развития челове чества. Возможно, что увеличивающаяся скорость эволюции и вос принимается нашими современниками как негативные для биосферы последствия деятельности человека и даже как начало «конца Света».

Хотя мы, конечно же, не знаем к каким последствиям приведёт это ус корение эволюции.

6. Увеличивается и активная энергия живых организмов на Земле в ходе геологического времени при примерно одной и той же актив ности Солнца. Концентрация внутренней энергии живого вещества обеспечивает способность производить работу по преобразованию внешней среды, а не только на адаптацию к ней. По мнению С.В. Бойко (1997) гигантские ящеры вымерли (а процесс их якобы «мгновенного»

вымирания длился миллионы лет) не от того, что изменились внешние, географические условия, а от того, что они не выдержали конкурен тной борьбы с более работоспособными и более высокоорганизован ными животными, способными изолировать себя и своё потомство от неблагоприятных климатических условий созданием жилища и запа сов продовольствия. Эволюция заключается не столько в накоплении массы тела, сколько в ускорении реакции на внешние раздражители и концентрации энергии.

7. Человечество достигло значительной концентрации энергии.

Согласно В.И. Вернадскому, ноосферогенез – совместная эволюция (коэволюция) биосферы и человечества – составляет главную черту современной геологической стадии эволюции биосферы.

8. Эволюция биосферы взаимоувязана с эволюцией форм живого вещества (организмов и их сообществ – биогеоценозов) и усложнени ем их биогеохимических функций. Эволюция биосферы, обусловлен ная биогеохимической работой живого вещества, в свою очередь, сти мулировала и направляла эволюцию конкретных видов организмов (обратная связь в эволюции – Тюрюканов, 2001).

9. Развитие систем происходит в различных условиях: 1) автоном ное (аутогенное, или прогрессивное) развитие, или саморазвитие, ког да влияние внешних факторов минимально;

2) аллогенное развитие, или кризисное развитие под доминирующим воздействием внешних для системы сил. Закономерности этих двух процессов различны, чаще всего противоположны.

10. Обобщение закономерностей аутогенной эволюции приведено в таблице на основании обобщения работ (Красилов, 1992;

Любищев, 1950;

Одум, 1986;

Снакин, 2008 и мн. др.).

11. Сопоставляя направленность наблюдаемых в настоящее время глобальных процессов в биосфере с закономерностями, изложенными в приведенной таблице, можно попытаться определить, в каком на правлении развивается наша биосфера. В случае соответствия можно говорить о преобладании в нашей биосфере аутогенной эволюции, т.е.

развития в результате внутренних причин. Несоответствие даёт осно вание говорить об аллогенной эволюции, т.е. о кризисном развитии, ведущем к глобальной катастрофе.

12. Анализ первопричины многих экологических проблем – рос та численности человечества – показывает, что на сегодняшний день экспоненциальный рост народонаселения планеты сменился так на зываемым демографическим переходом, когда кривая численности на селения принципиально изменилась и вышла на стадию насыщения.

Объяснение феномена демографического перехода, очевидно, нужно искать в закономерностях эволюционного развития: общая тенденция снижения энтропии с неизбежностью ведёт от расточительной высо кой репродуктивной способности (r-стратегии) к более экономной и эффективной К-стратегии, когда количественные показатели уступа ют качественному воспитанию меньшего числа более приспособлен ных, лучше обученных и потому более перспективных потомков. В демографическом переходе заложена возможность ускорения передачи информации не только на генетическом, но и на социальном уровнях.

Тем самым достигается ускорение эволюции при нерасточительной репродуктивной стратегии.

1. Проблема биоразнообразия – одна из приоритетно рассматри ваемых глобальных экологических проблем. Человек систематически воздействует на биологические виды – частью целенаправленно, унич тожая «вредные» виды, но главным образом в результате чрезмерной эксплуатации природных ресурсов и нарушения местообитаний. Не которые предположения (точные расчеты провести невозможно даже из-за незаконченности инвентаризации биоты1) утверждают, что за последние десятилетия исчезла примерно пятая часть представителей растительного и животного мира – цифра, сопоставимая с массовыми вымираниями геологического прошлого (Красилов, 1992;

Никитин и др., 1997). Если это действительно так, то речь идет о несоответствии закономерностям аутогенной эволюции. В таком случае возможны противоположные суждения: 1) биосфера благодаря человечеству на ходится в стадии кризисного развития;

2) имеющиеся оценки потери биоразнообразия и тенденций в этой области не точны. В пользу вто рого вывода то обстоятельство, что, уничтожая многие естественные местообитания, человек создает новые техногенные территории и ус ловия, т.е. новые местообитания, давая толчок видообразованию;

к это му нужно добавить достижения селекции, создавшей многочисленные (под)виды сельскохозяйственных и домашних растений и животных, а также новые возможности генной инженерии.

14. При анализе биокультурного разнообразия (части феномена биоразнообразия), с одной стороны, отмечается стремительное сокра щается разнообразия жизненных укладов и культурных традиций. Ко ренное население тундры, тропических стран, пустынь безвозвратно утрачивает навыки традиционного природопользования. В то же вре Некоторые виды исчезают, так и не будучи описанными человеком. Число видов оценивается величиной примерно 14 млн, а описаны лишь 1,5 млн (ГЕО-4, 2007). На таком фоне количественные оценки в потере биоразнообразия весьма дискуссионны.

мя растет сложность мироустройства, народного хозяйства, приемов и методов использования природных ресурсов, резко возросла инфор мационная компонента, что в целом делает картину цивилизационного разнообразия всё более сложной и насыщенной.

15. Наблюдаемое потепление климата и повышение концентра ции углекислого газа в атмосфере должно стать причиной изменения биопродуктивности экосистем в сторону повышения в тех районах, где позволяют условия увлажнения2. Такая тенденция находится в русле аутогенной эволюции (см. таблицу). К сожалению, мы пока не располагаем обобщением экспериментальных данных на этот счёт в глобальном масштабе, чтобы сделать конкретные выводы о динами ке этого процесса. При этом, несмотря на значительные, нарушившие биопродукционный процесс в естественных ландшафтах действия человека (сведение лесов, опустынивание, «запечатывание» почв ан тропогенными объектами, создание огромных водохранилищ и т.п.), можно говорить о высокой продуктивности культивируемых видов растений и животных благодаря направленной селекционной работе, об отвоёвывании всё новых высокопродуктивных территорий у морей, пустынь и т.п. В целом продуктивность сельскохозяйственных терри торий, занимающих огромные территории, неуклонно увеличивается:

например, урожайность пашни в 80-е годы прошлого века составляла 1,8 т/га, а через 20 лет – 2,5 т/га (ГЕО 4, 2007). Проблема с лесными угодьями также имеет тенденцию к положительному решению. Так, степень лесистости Европейской территории России возрастает (Ле систость, 2007). Отмечается также рост лесистости в целом для тер ритории Европы и Северной Америки: по 0,1 % прироста в год, хотя среднемировые данные пока свидетельствуют о потерях 0,24 % за год (ГЕО-4, 2007). Таким образом, в отношении биопродуктивности ланд шафтов нет никаких количественных подтверждений тому, что разви тие по этому процессу идёт в кризисном направлении.

16. Сквозная тенденция аутогенного развития – снижение ус тойчивости и увеличение стабильности экосистем – помогает понять ситуацию со всё увеличивающимися убытками народного хозяйства от стихийных бедствий. С ростом сложности природно-техногенных систем, уменьшается их устойчивость к внешнему воздействию. Кро ме того, на рост стоимости ущерба в мировом масштабе от стихийных бедствий в денежном выражении, несомненно, сказывается также При упоминавшемся повышении температуры для территории России отмечается также увеличение водности её рек: в целом на преобладающей части страны годовой сток в последние два десятилетия ХХ века существенно превысили норму (Георгиевский, Шикломанов, 1996). Отмечается также рост увлажнения атмосферы в целом для земного шара (ГЕО-4, 2007).

неуклонно увеличивающаяся стоимость антропогенных элементов в ландшафте. При этом количество людей, пострадавших в природных катастрофах, имеет тенденцию к увеличению (в большой степени за счет наблюдающегося еще роста населения) лишь для развивающих ся стран, а в развитых странах находится на неизмеримо более низком уровне (ГЕО-4, 2007).

17. В целом проведенный нами ранее (Снакин, 2010) анализ сов ременных глобальных экологических процессов с позиции эволюциониз ма позволяет утверждать, что, несмотря на значительное воздействие человека на биосферу, нет достаточных оснований утверждать, что сегодняшнее состояние взаимодействия биосферы и техносферы в гло бальном масштабе описывается закономерностями кризисного разви тия. К сожалению, в этом отношении для более убедительного анализа еще не всегда хватает достаточного экспериментального научного ма териала. Необходимо развивать фундаментальные основы экологии, расширять наши знания о тонких механизмах функционирования экосистем, чтобы иметь возможность понять причину происходящих природных процессов и предсказать их изменения в результате тех или иных антропогенных воздействий.

18. Природные глобальные процессы имеют циклический характер, и нет оснований утверждать, что роль человека в них носит определяю щий характер. Человек, как и всякий доминирующий в системе вид, из меняет её, приспосабливает соответственно своим природным (а других нет) потребностям. И это происходит в рамках аутогенного развития (саморазвития). В этом смысле антропогенный фактор в биосфере не льзя рассматривать как чужеродный (аллогенный) фактор, ибо человек сам есть часть природы, пусть и очень мощная. В бессмысленности при родных катастроф и социальных потрясений (войны, эпидемии, револю ции), как бы ни были они трагичны для огромной массы людей, заключён великий смысл выбора направления дальнейшего развития, обеспечива ющего лучшее будущее для последующих поколений.

19. Таким образом, для распространившегося, особенно после работ Римского клуба, алармизма4 нет достаточных оснований в глобальном смысле. Как правило, неоправданный алармизм можно признать по Даже стремление человека выйти на космический уровень – всего лишь проявление феномена «давления жизни».

Алармизм экологический [от фр. alarme – тревога, беспокойство] – научное течение, акцентирующее внимание на катастрофичность последствий воздействия человека на природу и необходимость принятия немедленных решительных мер для оптимизации системы «природа–общество». Манифестом А.э. стал первый доклад Римскому клубу «Пределы роста».

лезным лишь в малой степени5. Гораздо важнее знать и предвидеть ре альную ситуацию, реальные процессы и тенденции. Без этого огромные средства, затрачиваемые на охрану природы, не принесут желаемых ре зультатов. Особенно неконструктивны прогнозы о неминуемой гибели человечества и даже биосферы. Конечно, в нашем неустойчивом мире катастрофы (особенно локальные) вполне реальны. Но обвинять чело вечество в некоей злонамеренности, по меньшей мере, несправедливо. В связи с этим актуально замечательное высказывание В.И. Вернадского:

«В настоящее время под влиянием окружающих ужасов жизни наряду с небывалым расцветом научной мысли, приходится слышать о прибли жении варварства, о крушении цивилизации, о самоистреблении челове чества. Мне представляются эти настроения и эти суждения следствием недостаточно глубокого проникновения в окружающее. Не вошла еще в жизнь научная мысль…» (Вернадский, 1991).

20. Неприятие необоснованного алармизма вовсе не означает при зыв покорять природу любой ценой. Очевидно, что экологическая си туация во многих регионах Земли существенно ухудшена человеком.

Слишком часто мы становимся свидетелями по сути региональных экологических катастроф. Для того чтобы региональные катастрофы не стали глобальными необходимо, чтобы деятельность по восстанов лению ландшафтов, деградированных по вине человека или в резуль тате техногенных катастроф, приобретала всё более расширяющиеся масштабы. Необходимо продолжать обширные мероприятия по охра не и восстановлению экосистем (расширение охраняемых природных территорий, ведение Красных книг и др.). Важно развивать научные основы этой деятельности в рамках конструктивной экологии, или экологии природовозрождения (Дёжкин и др., 2007).

21. Концепция устойчивого развития – это попытка анализа сов ременной ситуации с позиции наблюдаемых в последнее время дина мических изменений в обществе. В этом заключается односторонность подхода, поскольку цикличность процессов, лежащих в основе разви тия, существенно ограничивают точность прогноза. Так, несмотря на тридцатилетнее господство концепции, не удалось предугадать на ступление мирового экономического кризиса. Поэтому следует при знать концепцию устойчивого развития в полной мере исчерпавшей себя и начать разработку новой концепции, основанной на глубинном Можно признать некую полезность алармизма в воспитательном аспекте. В то же время преувеличение кризисных явлений ведет, во-первых, к негативным настроениям, а, во-вторых, снижает интерес к экологической проблематике в обществе, поскольку в реальности уровень жизни растет, продолжительность жизни растет, следовательно в целом растет и качество жизни.

понимании законов развития биосферы и общества. Очевидно, что од ним из главных этических принципов взаимоотношения человечества и биосферы при этом должен стать развиваемый многими религиями, особенно в христианстве, принцип минимизации, самоограничения потребностей человека.

22. Для того, чтобы осознание необходимости самоограничения потребностей вошло «в плоть и кровь» современного человека и осо бенно наших потомков, необходимо расширять экологическое обра зование как в средней, так и в высшей школе. К сожалению, в нашей стране наблюдается обратная картина.

Альбертс Б., Брей Д. и др. Молекулярная биология клетки. Т. 1-. М.: Мир, 1995.

Бауэр Э.С. Теоретическая биология- М.-Л.: ВИЭМ, 195. 206 с.

Бойко С.В. Физика и эволюция. Часть 1. Физическое обоснование процессов эво люции природы. – Пущино, 1997. – 112 с.

Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967. 67 с.

Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М., 1991. 270 с.

ГЕО-4. Глобальная экологическая перспектива. Окружающая среда для разви тия. – Найроби (Кения): ЮНЕП, 2007. 540 с.

Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 197. 280 с.

Дёжкин В.В., Снакин В.В., Попова Л.В. Экология природовозрождения // Исполь зование и охрана природных ресурсов России. 2007. № 4. С. –11.

Капица С.П. Общая теория роста человечества: Сколько людей жило, живёт и будет жить на Земле. М.: Наука, 1999. 190 с.

Красилов В.А. Охрана природы: принципы, проблемы, приоритеты. М.: ВНИИ природа, 1992. 17 с.

Лесистость // Национальный атлас России. Т. 2 «Природа. Экология». М.:

Роскартография, 2007. С. 41–4.

Любищев А.А. в письме Холодному Н.Г. 1950. Цит. по: Шрейдер Ю.А., Мейен С.В., Соколов Б.С. Классическая и неклассическая биология. Феномен Любищева // Вест ник РАН. 1977. C. 112.

Никитин А.Т. и др. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. М.:

МНЭПУ–Новь, 1997. 744 с.

Одум Ю. Экология. В 2 томах. М.: Мир, 1986. Т.I. 28 с. Т. 2.76 с.

Снакин В.В. Экология и природопользование: Энциклопедический словарь. М.:

Academia, 2008. 816 с.

Снакин В.В. Глобальный экологический кризис: ресурсный и эволюционный ас пекты // Век глобалистики. 2010. № 2. С. 105–114.

Тимофеев-Ресовскй Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эво люции. М.: Наука, 1977. 02 с.

Тюрюканов А.Н. Избранные труды: К 70-летию со дня рождения. М.: Изд-во РЭ ФИА, 2001. 08 с.

Тюрюканов А.Н., Федоров В.М. «Биосфера и человечество» и биосферное естест вознание // Онтогенез, эволюция, биосфера. М.: Наука, 1989. С. 265–280.

БИОСФЕРА И ПОЧВЫ – КОЛЫБЕЛЬ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

И ОСНОВА ЕГО РАЗВИТИЯ. ЧТО ЖЕ ДАЛЬШЕ?

Биосфера – колыбель человечества. Это среда, которая взрастила человека в эпоху голоцена – современного отрезка четвертичного, антро погенового периода, начавшегося около 11000 лет назад. Такое утверж дение, обогащённое палеонтологическими и антропологическими наход ками, очевидно ни у кого не должно вызывать сомнений. Это не просто факт, но одно из важнейших эмпирических обобщений ХХ века.

«Благодаря земледелию он |человек| себя в своём питании освобо дил от стихийной зависимости от живой окружающей природы, тогда как все другие организованные существа в этом отношении являются её бессильными придатками» (Вернадский, 199, с. 298).

Какой станет биосфера на новой стадии своего развития? – По добной той, какую прогнозировал В.И.Вернадский в работе «Несколь ко слов о ноосфере» (1944)? – Сферой, где происходит синтез естест венных и социогуманитарных знаний, где культура и наука выполняют исключительно важную роль и создаются новые, сугубо мирные, а не направленные на разрушение технологии и где осуществляется созна тельная деятельность людей как организованного единства челове ческого бытия? Насколько усилится круговорот духа в биосфере и не преобразуется ли она в «пневматосферу» (согласно П.А.Флоренскому, 1927)? Или же на новом этапе геокосмической эволюции ещё ярче проявится ноосферная природа самой планеты Земля? Многое из это го прояснится уже в ХХI веке.

Что же касается проблемы сохранения плодородия почв как осно вы для получения продуктов питания и выживания в будущем, то она, по-видимому, станет яснее в зависимости от решения выше поставлен ных вопросов. При этом важно, чтобы исследования проблем биологи ческой геологии, геологической химии, биогеохимии, всего комплекса биосферных наук и новейших технологий не зависели от диктатуры современной рыночной экономики.

В 1925 г. в Сорбонне (Париж) В.И. Вернадский прочёл лекцию «Автотрофность человечества», которая у нас публиковалась и переиз давалась значительно позже (1940, 1980, 199). Идея учёного о том, что «непосредственный синтез пищи, без посредничества организованных существ, … коренным образом изменит будущее человека» (там же), дала у нас толчок обильным дискуссиям в научных и околонаучных кругах. В начале 90-х гг. случались семинары, на которых обсуждалась тема «автотрофности человека». Этот процесс у человека (а не у чело вечества, – хотя и ссылались на В.И. Вернадского!) преподносили, как подобный фотосинтезу в листьях зелёного растения. Однако идея учё ного заключалась вовсе не в этом.

Идея автотрофности заключает в себе глубокую веру в интеллек туальные способности человека разумного и в безграничные возмож ности науки. Величайшие мыслители, и среди них – наш В.И. Вернад ский были уверены в возможности создать такие научно обоснованные разработки, с помощью которых человечество становилось бы всё более независимым от потребляемых им природных материалов и веществ.

Человеческий разум таким «автотрофным» путём не только создал бы новое большое социальное достижение, но ввёл бы в механизм биосфе ры новое большое геологическое явление. «Непосредственный синтез пищи, без посредничества организованных существ, … коренным образом изменит будущее человека. … Из существа социально ге теротрофного он сделался бы существом социально автотрофным»

(Вернадский, 199, с. 01–02).

Выдающийся советский физик, авиаконструктор и философ Р.Л. Бартини («русский итальянец», которого С.П. Королёв считал своим учителем) высказывался в ключе подобных интеллектуальных идей следующим образом: всё, что открывает человечество в техносфе ре, т.е. в технологиях, существует в природе самого живого вещества.

«Эволюция машины – действующая модель эволюции живой приро ды. Техносфера повторяет тот же путь, но ускоренно» (цит. по: Бузи новский, Бузиновская, 1994). Быть может, поэтому взгляд на автотроф ность человека – видение аналогии с фотосинтезом зелёных растений не кажется теперь столь наивным, а идея автотрофности человечества могла бы уже в ближайшее время опираться на соответствующие син тетические, возможно, геокосмические технологии.

Добавлю несколько строк к употребляемым здесь созвучным, но раз личающимся понятиям: «Человек» и «Человечество» – принципиально разные категории. Человек – это прижизненное явление, человечество – историческое и космическое. Человечество – не простая арифмети ческая совокупность всех людей, обитающих на планете. Человечество состоит из этносов, которые нарождаются, живут и уходят в небытие.

Человечеству достаётся энергетика «былых человечеств», экологическая грязь предшественников и очередное поле трудностей, которые нередко приводят к гибели так называемых народов (в науке обозначаемых как популяции вида Homo sapiens)» (Тюрюканов, Фёдоров, 1996).

Сейчас в интернете легко отыскать статью академика АМН, д.м.н.

В.П. Казначеева «Ноосфера В.И. Вернадского это автотрофность че ловечества» (200). Статья эта – краткий, в виде тезисов обзор лек ций, прочитанный в 2001–2002 гг. на собрании валеологов, экологов и психологов. Автор ссылается на фундаментальные работы в области экологии, теоретической биологии, практической медицины и начина ет свою статью с известной цитаты: В.И. Вернадского (1994): сущест вует «какое-то коренное различие живого от мёртвого, а это различие должно свестись к какому-то различию материи или энергии, находя щимися в живом организме, по сравнению с теми их формами, кото рые изучаются в физике и химии, т.е. в обычной косной, безжизнен ной материи, или оно указывает на недостаточность наших обычных представлений о материи и энергии, выведенных из изучения косной природы, для объяснения всех процессов живого».

В работе «Научная мысль как планетное явление» (гл. IX, 1991) В.И. Вернадский приводит чёткие различия между живыми и косны ми естественными телами – по их проявлениям в биосфере. К обсуж дению вопросов об автотрофности особое внимание уделяется таким из этих проявлений как диссимметрия органических молекул живого, способность живых естественных тел создавать ими самими из окру жающей среды свой химический статус и менять состав изотопов.

Учёный предвидит, что для синтеза пищевых продуктов необходимо не просто научиться синтезировать углеводы, полипептиды и т.д., но иметь среди них такие ресурсы, которые были бы адекватны по изото пическим смесям живому веществу. Возможно, для этой цели нужны будут чистые изотопические фракции всех изотопических элементов – кислорода, углерода, калия и т.д. – и нужно будет научиться сочетать их при синтезе.

В указанной выше обзорной статье В.П. Казначеев с сожалением подчёркивает, что темы исследований, связанных с проблемой автот рофности человечества, до сих пор не развёрнуты у нас в стране (мы имеем достаточные для этого ресурсы и теоретическую базу) и что современные научные исследования подчинены диктату рыночной экономики. Имеется в статье и такая печальная констатация: «Строи тельство ноосферы за счёт продуктов питания и почвенных покровов биосферы, а также водных ресурсов оказывается невозможным».

Трудно судить о перспективах победы разума над стихийным про цессом эволюции, который никогда не прекращался на нашей планете, но со временем подвергся всё усиливающемуся влиянию новой для неё геологической силы – того же разума и окрылённого им челове чества. Мне, как неспециалисту, остаётся лишь констатировать новую волну интереса научной общественности к сложнейшей для решения в реалиях нашей жизни проблеме автотрофности. Но не будем ни на ми нуту забывать, что «Почва – наш самый драгоценный капитал. Жизнь и благополучие всего комплекса наземных биоценозов, естественных и искусственных, зависят в конечном итоге от тонкого слоя, образующе го самый верхний покров Земли». Такую высокую оценку можно дать той теме, которую призвана осветить наша научная конференция.

Почерпнула я эту оценку – высказывание одного из ведущих эко логов мира, бельгийца, работающего во Франции, Жана Дорста (1968) – из хорошо известной в этой аудитории книги А.Н. Тюрюканова «О чём говорят и молчат почвы» (1990, с. 110). Ещё раз просматривая, перечитывая книгу Анатолия Никифоровича – это имя, уверена, объ единяет сегодня всех собравшихся – подумала накануне нашей здесь встречи, что эта небольшая, умная, с особой любовью к почве – матери кормилице написанная книга существует нам во спасение. В ней есть ответы на все вопросы, которые ставит наша российская действитель ность относительно главного нашего богатства – почв. Только читай, думай и делай (!).

Тема «Биосфера и почвы» до последнего времени была неизменно сопряжена с темами «Биосфера и ноосфера», «Биосфера и человечес тво», «Устойчивость и развитие», наконец, с вопросами об эволюции планеты и биосферы в целом и её почвенного покрова, в частности.

При этом понятие «развитие» с научной точки зрения остаётся недо статочно ясным. Можно ли считать развитие прогрессивным, регрес сивным или волнообразным?... Более того, развитие предполагает ход, движение, скачки и, таким образом, не может быть устойчивым. Оно неустойчиво в ходе времени, как и всё в природе (Моисеев, 1998;

Каз начеев, 200).

В связи с затронутыми темами сегодня нельзя исключить из об суждения также проблему, которая связана с ухудшением качества среды обитания и разрушения структуры почв. Ухудшение происхо дит, как в среде, окружающей самого человека, так и для большинства биологических видов дикой природы, и прежде всего из-за лавинооб разно нарастающего загрязнения окружающей среды отходами техно генной цивилизации и роста доминанты потребительства во многих странах мира.

Приведу только некоторые примеры из книги «50 простых сове тов, которые спасут планету» (The Earth…, 1989), а также, параллельно – примеры из нашей открытой печати.

В конце 80-х гг. прошлого столетия одна среднеамериканская се мья выбрасывала около 100 фунтов отходов еженедельно. Это – более 2 т отходов в год. Тогда же подсчитано, что 14 млн фунтов, то есть более 6 млн т мусора тонет ежегодно в морях.

Недавно в научном проекте ТВ канала «Культура» прозвучала фраза о том, что на одного россиянина приходится в последнее время 1 т отходов в год – и это главная угроза наступления катастрофическо го экологического неблагополучия (Короновский, 2011).

Наш повседневный комфорт создают такие продукты химических производств, как пластики, детергенты, аэрозоли. Они же неизбежно со временем попадают в воду и в землю через свалки, канализацию, сточные воды. Потребитель редко улавливает связь покупок в плас тиковых упаковках и предметов из пластика с угрозой токсического загрязнения почв и водоёмов. В перечне химических соединений, про изводство которых является источником самых вредных отходов, пять из шести первых мест занимают вещества, обычно используемые при производстве пластмасс (The Earth…, 1989).

Применение пестицидов на полях приводит к гибели в почвенном слое полезной микрофлоры, к отравлению множества её мелких обита телей, которые в норме обеспечивают превращение продуктов распада органических остатков в гумус. Тем самым нарушается естественная организованность почвы и её бесценное качество – плодородие. Более того, попадая с пищей в организм животных и человека, пестициды способны вызывать генетические, мутагенные воздействия, наруша ют нормальное развитие (уродства) зародышей. Огромное количество пестицидов, исчисляемое тысячами тонн, хранилось на складах совет ского агропромышленного комплекса. Своевременная нейтрализация этой «Ядовитой приправы» оставалась бесконтрольной (Яблоков, 1990). Более 200 млн т пестицидов используется ежегодно одним толь ко штатом Калифорния в США (The Earth…, 1989).

Окислы серы и азота, которые выбрасывают работающие на угле электростанции и двигатели моторов, претерпевают химические пре вращения в атмосфере и выпадают на землю кислотным дождём или снегом. Они нарушают жизнь флоры и фауны в водоёмах, повреждают леса и иногда строения (The Earth…, 1989).

Относительно же выброса в атмосферу углекислого газа вопрос о пользе-вреде не решатся однозначно. Ежегодно человечество добавля ет в атмосферу 6–7 млрд т углекислого газа – в основном, за счёт сжи гания ископаемого топлива и уничтожения лесов. За последние два столетия содержание этого газа в атмосфере увеличилось более чем на 25 %. Накопление углекислоты и метана связывают с изменением кли мата планеты. При этом следует отметить, что природные газы, усили вая «парниковый эффект» и сохраняя тем самым тепло у поверхности земли, способствуют повышению урожайности в зонах, удалённых от экватора. Повышенное же содержание углекислоты компенсируется ростом её потребления зелёными растениями в соответствии с при нципом Ле Шателье, особенно если увеличивать зелёный покров пла неты (Арманд, 2008).

В прошлом, в определённые периоды истории Земли, её атмосфе ра содержала и более высокие (десятикратные) концентрации углекис лого газа, чем теперь. И в этой области исследований остаётся немало спорных вопросов (Будыко, Ронов, Яншин,1985). Однако для нынеш него времени характерны и новые угрозы. На планете Земля сконцент рировано около 2-х тыс. т радиоактивного вещества. Оружейного ура на только в атомных бомбах ядерных держав мира содержится около 1400 т, оружейного плутония 00 т. Эти элементы получены в ядерных реакторах искусственным путём и не являются продуктами природы (Максимов,1996). Разрастаются города, растёт население Земли и, особенно заметно, технократическая его часть. Жители США созна ются, что на их территории выбрасывается такое количество железа и стали, которое могло бы полностью обеспечить всё автомобилестрое ние Америки… Из-за сокращения естественного почвенного покрова, общей площади болот, вырубки лесов и т.д. исчезают места обитания диких животных. Необходимо бороться за сохранение не только «от меченных перстом удачи», известных видов крупных млекопитающих, но также за насекомых, рыб, амфибий, не говоря уже о каждом зелёном кусочке Земли. В противном случае исчезнут ключевые звенья тех ме ханизмов, которые поддерживают целостность экологических систем (The Earth…, 1989).

На рубеже веков стало ясно, что государственные ведомства не способны решать проблемы, которые создаются действиями милли онов людей. Жители Земли, даже объединяясь в группы и направляя сознательно свои усилия на преодоление уже шагающего по Земле экологического кризиса, могут осуществить лишь отдельные, такти ческие шаги по его преодолению.

Учёные, профессиональная деятельность которых пронизана «ло гикой разума», в последние годы призывают прислушаться к «логике жизни» и подойти к решению стратегии выживания не «золотого мил лиарда», а постараться предотвратить вымирание большей, бедной части населения планеты. «Золотой» миллиард – организатор нынешней ры ночной экономики. Его интересы отнюдь не совпадают с тем направле нием, в котором движется мировая естественнонаучная мысль, т.е. – к сохранению определённого биосферного баланса пищевых ресурсов для обитателей «Нашего дома – планеты Земля» (Одум, 1975;

Смит, 1982).

Наш дом стоит на Земле. Баланс пищевых ресурсов для жителей дома многие миллионы лет обеспечивался её тончайшим, плодонос ным слоем – почвой. В нём и поныне генетически сохраняется главное наше богатство. Но с каждым прожитым днём сокращается, подобно шагреневой коже, этот бесценный слой. Так что же дальше?

Арманд А.Д. Эксперимент «Гея» – проблема живой Земли. – Электронный ре сурс. 2008.

Бартини Р.Л. – Цит. по: Бузиновский С.Б, Бузиновская О.И. РО. Барнаул: ОРАН ТА. 1994.

Будыко М.И, Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

Вернадский В.И. Биогеохимические очерки. М., 1940.

Вернадский В.И. Несколько слов о ноосфере // Успехи современной биологии.

Т. 18. Вып. 2. 1944.

Вернадский В.И. Автотрофность человечества // Проблемы биогеохимии. Тр.

биогеохимической лаборатории. Вып. ХVI. М.: Наука, 1980.

Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М.: Наука, 1991.

Вернадский В.И. Автотрофность человечества // Русский космизм: Антология философской мысли. М.: Педагогика-Пресс, 199.

Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. М.: Наука, 1994.

Дорст Ж. До того как умрёт природа. М.: Прогресс, 1968.

Казначеев В.П. Ноосфера В.И.Вернадского это автотрофность человечества. 200.

Электронный ресурс.

Короновский Н.В. Земля вчера, сегодня, завтра: Лекция на телеканале «Культура»

07.02.2011. в цикле ACADEMIA. (Фраза о количестве отходов – по результатам иссле дований экологов университета «Дубна»).

Максимов Л.Н. Обращение в связи с «Соглашением между Правительством Россий ской Федерации и Правительством США об использовании высокообогащённого урана, извлечённого из ядерного оружия и Договором СНВ-2. – Новосибирск, 08.05.1996.

Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь разума. М.: Изд-во МНЭПУ, 1998.

Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975.

Смит Р.Л. Наш дом планета Земля. М.: Мысль, 1982.

Тюрюканов А.Н. О чём говорят и молчат почвы. М.: Агропромиздат, 1990.

Тюрюканов А.Н., Фёдоров В.М. Н.В. Тимофеев-Ресовский: Биосферные раздумья.

М., 1996.

Яблоков А.В. Ядовитая приправа. М.: Мысль, 1990.

The Earth Works Group. 50 simple things you can do to save the Earth. – Berkeley:

Earthworks Press. CA, 1989.

МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЧВЕННЫХ

АГРЕГАТОВ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИХ

МУЛЬТИУСТОЙЧИВОСТИ

Приокско-Террасный государственный природный биосферный заповедник Институт фундаментальных проблем биологии РАН, г. Пущино Введение. Фундаментальная проблема физико-химической механики – это кинетика и энергетика образования, деформации и разрушения структурных связей в дисперсных структурах, к кото рым относятся также горные породы и почвы. Следует отметить, что данная проблема до сих пор не нашла должного отклика при иссле довании почвенных агрегатов – природной дисперсной структуры, характеризующейся высоким уровнем организации. Как известно, только фундаментальные исследования позволяют понять природу и сущность биологических и биокосных органоминеральных структур.

Почвенные агрегаты определяет практически все процессы, протека ющие в почвах. Утверждение Е.В. Шеина (2008), о том, что «…У на шей науки …. есть неразгаданные тайны, специфические механизмы, загадки (чего стоит загадка почвенной структуры!)», подчеркивает тот факт, что природа почвенных агрегатов, несмотря на многочис ленные работы до сих пор остается не выясненной.

К настоящему времени не установлено строение почвенных мак роагрегатов и микроагрегатов, основанное на теоретических пред ставлениях о структурных связях, которые формируются в почвен ных агрегатах с момента их зарождения, которые затем развиваются и «адаптируются» к условиям окружающей их среды, локализуясь в различных контактах – коагуляционных, переходных (точечных) и фазовых. Соотношение этих контактов в почвенных агрегатах изме няется в процессе образования почвы и определяется их генезисом.

Концепция о природе и функциях почвенных агрегатов. Почва в своем развитии переходит из неустойчивого состояния во множес тво устойчивых состояний путем образования почвенных агрегатов, различающихся уровнями структурной организации (или строени ем). Структура агрегатов очень чувствительна к изменению условий почвообразования. Между устойчивостью и строением почвенных агрегатов существует структурно-функциональная связь.

Устойчивость является одним из фундаментальных свойств поч вы. Она проявляет себя через самые разные свойства почв, например, такие, как: механическая прочность (способность воздушно сухих агрегатов сопротивляться разрушению или раздавливанию под дейс твием нагрузок), водоустойчивость (способность макроагрегатов со противляться разрушающему действию воды), противоэрозионная стойкость (способность агрегатов сопротивляться смывающему и размывающему действию водного потока), устойчивость к химичес кому загрязнению (способность почвы к самоочищению). Способ ность почвы сочетать в себе разные формы устойчивости заложена в особом строении её высокодисперсных органоглинистых частиц, микроагрегатов, водоустойчивых ядер и макроагрегатов. Движущей силой, определяющей формирование мультиустойчивости в почвен ных агрегатах, является работа продукционной и деструкционной ветвей цикла органического углерода в почвах.

Теория метода. Для того чтобы понять сущность проявления фи зико-химических явлений в процессах почвообразования, необходимо рассмотреть природу образования новых поверхностей в почвах, ко торые в конечном итоге определяют образование структурных связей между взаимодействующими почвенными частицами, т.е. сил сцепле ния, являющихся интегральным результатом действия в почвенных агрегатах молекулярных, электростатических, капиллярных и магнит ных сил притяжения. В момент обнажения поверхности разрушения в почвенных частицах новые ячейки её поверхности подвергаются фи зико-химическому влиянию среды. Оно радикальным образом может изменить развитие деформации и процесс разрыва межатомных (меж молекулярных) связей в почвенных частицах.

Энергетический подход позволяет (Журков, Санфирова, 1958, 1960;

Щукин, 1981;

1985) описать кинетику разрушения структур ных связей, а, следовательно, количественно оценить силу сцепления между индивидуальными частицами почв.

Энергия U0 необходимая для разрушения связей поступает в твердое тело (независимо от того является ли оно кристаллическим или аморфным) тремя путями:

1. Эта работа механических (внешних, а также внутренних) на пряжений: Рb2b(L/b)1/2 = Р;

где Р – напряжение;

b – период решетки (т.е. b – путь, b2 – площадь приложения силы);

(L/b)1/2 – выражение фактора концентрации напряжений, L – характерный линейный па раметр, характеризующий дефектную структуру тела.

2. Эта энергия, сообщаемая телу тепловыми флуктуациями kTln(t/t0): где t – время ожидания или пребывания почвенного агре гата (или любого другого тела) под нагрузкой;

t0 – период колебаний.

Соответственно величина ln(t/t0) определяет увеличение вероятнос ти появления достаточно больших флуктуаций с течением времени, которые впоследствии могут вызывать разрушение структурных свя зей в контактах, а, следовательно, разрушение почвенного агрегата.

. Необходимо также учесть работу адсорбции U, т.е. энергию, освобождающуюся при возникновении новых связей. Это энергия, которая выделяется при физической и химической адсорбции, а так же при протекании поверхностных химических реакций. В результа те этих процессов энергия U0, необходимая для разрушения связей в твердом теле, снижается до величины U = U0 – U. При этом актива ционный объем (путь преодоления сил связи) возрастает до величи Таким образом, получаем, что Р° + kTln(t/t0) = U.

Отсюда вытекает универсальное соотношение С.Н. Журкова (Журков, Санфирова, 1958, 1960):

Основу кинетического подхода составляют представления, рассматривающие разрушение твердых тел, как процесс, развиваю щийся во времени. При этом решающая роль в процессе разрушения принадлежит тепловому движению атомов, которое активизируется до разрыва межатомные связи благодаря длительному воздействию внешней силы. Многочисленные экспериментальные данные по изу чению ползучести и релаксации, об изменении прочностных характе ристик при высоких температурах и давлении, при изменении скоро стей нагружения, характере нагружения (периодичность, вибрация) находятся в полном согласии с уравнением (2). Согласно данной теории, прочностные свойства гетерогенного материала могут быть охарактеризованы взаимосвязанными параметрами t, Р и Т (Журков, Санфирова, 1960;

Поваренных, 196). Для широкого круга дисперс ных структур их сопротивление разрушению (прочность) аддитивно складывается из прочности отдельных контактов (Ребиндер, Щукин, Марголис, 1964;

Яминский и др., 1982):

где p1 – среднее значение прочности индивидуального контакта;

– их число на единицу площади сечения;

r – радиус частиц;

n – фак тор упаковки;

p1 отражает химизм взаимодействия поверхностей час тиц между собой и со средой, тогда как – геометрию системы.

На основании анализа уравнения (2) нами разработан гидроди намический метод прочности водоустойчивых структурных связей в почвенных агрегатах (Хан, Поздняков, Сон, 2007). Установлено, что при импульсном взаимодействии падающих с определенной скоростью капель с почвенными агрегатами происходит активация структурных связей за счет напряжений, возникающих при ударе капель об агрегаты. Данный процесс связан также с диссипацией ки нетической энергии капель за счет трения, возникающего при ударе и деформации падающей капли, которая также вносит свой вклад в активацию водоустойчивых структурных связей. Решающая роль в процессе разрушения принадлежит тепловому движению атомов, локализованных в контактах, которые активизируется до разрыва межатомных связей благодаря импульсному воздействию падающих на агрегат капель. Поэтому с помощью разработанного нами спосо ба можно с высокой точностью определять прочность агрегатов Рa, что делает возможным по зависимости () определять такие важные прочностные характеристики агрегата, как силу сцепления р1 инди видуальных контактов и количество контактов, приходящихся на единицу плоскости разрушения.

Обсуждение результатов исследования. На основании анализа экспериментальных данных получена основная прочностная характе ристика макроагрегатов для автоморфных почв лесостепной, степной и сухостепной зон. Установлено, что зависимость между прочностью (Ра) влагонасыщенных макроагрегатов почв и содержанием в них гу муса (Сг) описывается уравнением (табл. 1).

В результате анализа экспериментальных данных установлено, что в макроагрегатах водоустойчивые ядра связываются между собой пе реходными (точечными) гидрофобными контактами (табл. 2). Как по казали исследования, водоустойчивые ядра покрыты слоем глинистых частиц коллоидной фракции с диметром равным 0,1 мкм (или 100 нм).

Сила сцепления между этими частицами, на боковых сколах которых адсорбированы за счет электростатических сил притяжения гуминовые кислоты, во всех исследованных почвах составляет 7,410-10 Н.

Можно считать, что эти коллоидные частицы, несущие на бо ковых сколах адсорбированные низкомолекулярные фракции гу миновых кислот, являются основными структурными элементами, которые связывает между собой ядра водоустойчивых частиц в мак роагрегатах, придавая им определенную форму и размеры.

Экспериментальные данные, характеризующие прочность почвен ных агрегатов, число контактов, приходящихся на единицу площади разрушения агрегата, а также значение фактора упаковки, определяю щего характер плотности сложения глинистых частиц на поверхности Таблица 1. Зависимость, характеризующая связь между прочностью агрегата (Р) и содержанием гумуса (СГ) в них Переменные X=СГ и Y=Р (доверительный уровень 95 %) Ра = 1/(a + b*exp(-СГ)) 0,058 1,46520211 0,975 0,951 8,18 2,1 Ниже приводятся почвы, для которых величина прочности агрегатов определена экспериментально, а также почвы*, для которых прочность рассчитана по уравнению (1): чернозем карбонатный легкоглинистый Апах (Республика Молдавия), чернозем карбонатный супесчаный Апах (Республика Молдавия), чернозем обыкновенный среднесуглинистый Апах (Республика Молдавия), каштановая легкосуглинистая Апах (Ростовская обл.), чернозем обыкновенный тяжелосуглинистый Апах (Ростовская обл.), пойменная дерновая среднесуглинистая Апах (Московская обл.), чернозем типичный среднесуглинистый Апах (Республика Молдавия), чернозем карбонатный среднесуглинистый Апах (Республика Молдавия), *дерново-подзолистые, гор. А, *дерново-слабоподзолистые гор. А, *светло-серые лесные гор. А, *серые лесные гор.

А, *темно-серые гор. А, *черноземы выщелоченные и оподзоленные гор. А, черноземы типичные гор. А (Курская обл.), черноземы обыкновенные гор. А (Республика Молдавия), черноземы южные гор. А (Ростовская обл.), темно-каштановые гор. А (Ростовская обл.), *каштановые гор. А, *светло-каштановые гор. А.

Рис. 1. Изменение прочности (Ра) влагонасыщенных макроагрегатов различных почв в зависимости от содержания в них гумуса (СГ): o – значения, рассчитанные по уравнению (1);

• – экспериментальные данные водоустойчивых ядер, представлены в таблице  и на рис. 2.

Параметры глинистого слоя, образованного из коллоидной фракции глинистых частиц и расположенного на поверхности водоустойчивых ядер, зависят от содержания гумуса в почвах (см. рис. 2, табл. 4).

В таблице 4 представлена схема, характеризующая закономер ности образования глинистой оболочки из коллоидной фракции гли Таблица 2. Прочность контактов для различных типов Дальние коагуляционные контакты 10-12 – 10-11 Амелина, Щукин, Ближние коагуляционные контакты 10-10 – 10-9 1970;

Полак, 1962;

Переходные (точечные) контакты: 10-8 – 10-7 Осипов, б) базис-базис Переходные (точечные) гидрофоб- 7,410-10 Хан, Сон, взаимодействии органоглинистых частиц коллоидной фракции в поч венных агрегатах Таблица 3. Характеристика прочности горизонта А автоморфных почв оподзоленные гор. А *Данные (Орлов, Бирюкова, Суханова, 1996).

Рис. 2. Изменение фактора упаковки n в зависимости от содержания гумуса в горизонте А автоморфных почв Европейской части России (обозначения те же, что и на рис. 1) Таблица 4. Изменение плотности сложения (фактора упаковки n) глинистой оболочки, покрывающей поверхность водоустойчивых ядер, Положительно заряженные боковые сколы коллоидной фракции глинис тых частиц взаимодействуют с отрицательно заряженными карбоксильны ми группами гуминовых кислот. Такие органоглинистые частицы соединя ются между собой через гидрофобизиронные боковые сколы и образуют хаотическую пористую упаковку, состоящей из расположенных по трем направлениям цепочек. Плотность такой глинистой оболочки, покрываю щей поверхность водоустойчивых ядер, определяется фактором упаковки n, который равен числу органоглинистых частиц, отсчитываемых от узла до узла в цепочках.

1. *Темно-серые, гор. А 5. *Дерново-слабоподзолис- 8. *Дерново-подзолистые, выщелоченные 6. *Светло-серые лесные 9. Светло-каштановые, типичные, гор. А 4. Черноземы обыкновенные нистых частиц на поверхности водоустойчивых ядер почв разного генезиса.

Заключение. В результате проведенных исследований впервые определена прочность почвенных макроагрегатов, установлена про чность индивидуального контакта, характеризующая силу сцепления между гидрофобными участками коллоидной фракции глинистых частиц. Показано, что в процессе эволюции почв параметры глинис той оболочки, покрывающей поверхность водоустойчивых ядер, за кономерно изменяются в зависимости от содержания гумуса. Основ ным структурным элементом, который связывает водоустойчивые ядра между собой в макроагрегатах, является коллоидная фракция глинистых частиц, несущая на боковых сколах гидрофобные фраг менты гуминовых кислот.

Амелина Е.А., Щукин Е.Д. Изучение некоторых закономерностей формирования контактов в пористых дисперсных структурах // Коллоидн. журн. 1970. Т. 2, № 6.

Ваганов В.П. Экспериментальное изучение физико-химических закономерностей формирования кристаллизационных контактов при срастании отдельных кристаллов.

Автореф. канд. дис. М., 1975.

Журкова С.Н., Санфирова Т.П. // ЖТФ. 1958. Т. 28, № 8.

Журкова С.Н., Санфирова Т.П. // ЖТФ. 1960. Т. 2, № 6.

Орлов Д.С, Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российс кой Федерации. М.: Наука, 1996. С. 191.

Поваренных А.С. Твердость минералов. Киев, 196 Полак А.Ф. О механизме структурообразования при твердении мономинераль ных вяжущих веществ // Коллоидн. журн. 1962. Т. 24, № 2.

Щукин Е.Д. О некоторых задачах физико-химической теории прочности тонко дисперсных пористых тел – катализаторов и сорбентов // Кинетика и катализ. 1965.

Т. 6, № 11.

Щукин Е.Д. и др. Оценка прочности индивидуальных контактов между кристаллика ми в пористых дисперсных телах // ДАН СССР. 1970. Т. 191, № 5.

Щукин Е.Д. Физ.-хим. механика и лиофильность дисперсных систем. Киев, 1981.

Щукин Е.Д. Физико-химическая теория прочности дисперсных структур и ма териалов // Физико-химическая механика природных дисперсных систем / Под ред.

Е.Д. Щукина и др. М.: Изд-во МГУ, 1985. 266 с.

ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ

СОВРЕМЕННЫХ И ПОДКУРГАННЫХ ПОЧВ

СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ НА ОСНОВАНИИ

СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОЛИПИДОВ

Т.Э. Хомутова, к.б.н., Н.Н. Каширская, к.б.н., Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Функционирование и устойчивое развитие почв тесно связано с функционированием почвенной микробиоты, которая является од новременно и продуктом, и одним из факторов почвообразования.

Адаптационные механизмы, позволяющие микроорганизмам при не благоприятных условиях переходить в покоящееся состояние, позво ляют микробным сообществам сохраняться в почвах неопределенно долго и при соответствующих условиях возвращаться к активному состоянию (Эль-Регистан, 2005). В почвах сухих и пустынных степей значительная часть сообществ представлена ультрамикробактерия ми, которые находятся в состоянии глубокого покоя. Это же относит ся и к палеопочвам, погребенным под разновозрастными курганными насыпями (Каширская и др., 2010). Фосфолипиды как необходимые компоненты всех живых клеток, являются надежными биоиндика торами природных экосистем и могут быть использованы в качестве показателя живой микробной биомассы в почвах (Zelles, 1999). Их содержание можно соотнести не только с численностью клеток, но и с содержанием в них органического углерода (Findlay, 1996;

Balkwill et al., 1988), что дает возможность сопоставить результаты с данными, полученными другими методами.

Анализировали содержание живой микробной биомассы в сов ременных каштановых почвах и солонцах водораздельных участков Приволжской и Ергенинской возвышенностей, в каштановой почве первой надпойменной террасы р. Иловля (левый приток Дона, При волжская возвышенность), а также палеопочв, погребенных ~ –~1800 лет назад под курганными насыпями.

Содержание фосфолипидов (ФЛ) в современных каштановых почвах и солонцах, развитых на водоразделах Приволжской и Ерге нинской возвышенностей варьировало от 26 до 192 нмоль/г. В целом прослеживалась тенденция снижения содержания фосфолипидов в направлении север – юг. В парах каштановая почва-солонец содер Исследования проводились при поддержке РФФИ (грант 09-04-00233;

09-04-00699) и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН.

жание фосфолипидов в профиле солонцов на 5–16 % ниже по срав нению с каштановыми почвами. На основании полученных данных рассчитаны средневзвешенные величины численности живых клеток в каштановых почвах и солонцах, которые варьируют от 0,7–,2 х до 7,5–1,6 х 1010.

Содержание фосфолипидов в современной каштановой почве первой надпойменной террасы значительно выше, чем таковых, рас положенных на водоразделах (рисунок): оно было максимальным в гор. А1 (450 нмоль/г) и снижалось в глубь профиля (200 и 190 нмоль/г в гор. В1 и В2, соответственно). Содержание ФЛ в подкурганных почвах эпохи бронзы (~5000–4000 лет назад) составляло 28–6 % по сравне нию с современными почвами, а в палеопочвах раннежелезного века Содержание фосфолипидов в современной бронзы (~5000–4000 лет каштановой и палеопочве, погребенных назад), содержание ФЛ под курганами разного возраста:

А – гор. А1, Б – гор. В1, В – гор. В палеопочве, погребенной ~1950 лет назад, их содержание превышало современный уровень в гор. В1 и В2. Времення динамика ФЛ в педох роноряде была однотипной в гор. В1 и В2 с относительным повышени ем уровня фосфолипидов в палеопочвах, погребенных ~5000 и ~ лет назад, т.е. в периоды с увеличением увлажненности климата.

В современной почве доля живой микробной биомассы в сум марной биомассе, включающей клетки на разных стадиях жизненно го цикла, а также мертвые клетки и метаболиты, была минимальной в ряду исследованных почв и составляла 8,5–15, %. В палеопочвах доля живой микробной биомассы в суммарной была значительно выше современного уровня. В различных горизонтах палеопочв она варьировала от 15 до 50 % и в отдельных случаях была очень высо кой. В частности, в гор. А1 палеопочвы, погребенной ~1800 лет на зад (81 %) и гор. В1 палеопочвы, погребенной ~5000 лет назад (62 %).



Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 19 |
 




Похожие материалы:

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК _ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА (ВИР) ТРУДЫ ПО ПРИКЛАДНОЙ БОТАНИКЕ, ГЕНЕТИКЕ И СЕЛЕКЦИИ том 173 Редакционная коллегия Д-р биол. наук, проф. Н. И. Дзюбенко (председатель), д-р биол. наук О. П. Митрофанова (зам. председателя), канд. с.-х. наук Н. П. Лоскутова (секретарь), д-р биол. наук С. М. Алексанян, д-р биол. наук И. Н. Анисимова, д-р биол. наук Н. Б. Брач, д-р с.-х. наук, проф. В. И. Буренин, ...»

«Федеральное государственное бюджетное учреждение Мордовский государственный природный заповедник имени П.Г. Смидовича ТРУДЫ Мордовского государственного природного заповедника имени П. Г. Смидовича Выпуск X Саранск – Пушта 2012 УДК 502.172(470.345) ББК: Е088(2Рос.Мор)л64 Т 782 Редакционная коллегия: с.н.с. О. Н. Артаев, к.б.н. К. Е. Бугаев, н.с. О. Г. Гришуткин, д.б.н. А. Б. Ручин (отв. редактор), н.с. А. А. Хапугин Т 782 Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П. Г. ...»

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Т.Ф. ГОРБАЧЕВА Администрация Кемеровской области Департамент природных ресурсов и экологии Кемеровской области Российская Экологическая Академия МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФОРУМА ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА – ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ ТОМ II 19 – 21 ноября 2013 года Кемерово УДК 504:574(471.17) ББК Е081 Материалы Международного Экологического Форума Природные ресурсы Сибири и Дальнего Востока – взгляд в будущее ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенская государственная сельскохозяйственная академия Совет молодых ученых Пензенской ГСХА Научное студенческое общество Пензенской ГСХА ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ МОЛОДЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ АПК РОССИИ Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 14…15 марта 2013 г. ТОМ II Пенза 2013 ...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ АЛТАЙСКОГО КРАЯ ДЕПАРТАМЕНТ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КРАСНАЯ КНИГА АЛТАЙСКОГО КРАЯ РЕДКИЕ И НАХОДЯЩИЕСЯ ПОД УГРОЗОЙ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ ВИДЫ РАСТЕНИЙ Том 1 БАРНАУЛ–2006 1 ББК 28.688 УДК 581.9(571.15) К 78 Красная книга Алтайского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений. – Барнаул: ОАО “ИПП “Алтай”, 2006. – 262 с. В первый том Красной книги внесены 212 видов растений, нуждающихся в первоочередной охране, в том числе 2 вида ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНАЯ НАУКА – ИННОВАЦИОННОМУ РАЗВИТИЮ АПК В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Материалы Всероссийской научно-практической конференции, 12-15 февраля 2013 года Том II Ижевск ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА 2013 УДК 631.145:001.895(06) ББК 4я43 А 25 Аграрная наука – инновационному развитию АПК в А 25 ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С.М. Кирова И.В. Григорьев доктор технических наук, доцент А.И. Жукова кандидат технических наук О.И. Григорьева кандидат сельскохозяйственных наук А.В. Иванов инженер СРЕДОЩАДЯЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ЛЕСОСЕК В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РОССИЙСКОЙ ...»

«В.И. Титова, М.В. Дабахов, Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Н. Новгород, 2009 В.И. Титова М.В. Дабахов Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Допущено УМО вузов РФ по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям Агрономия, Агрохимия и ...»

«i Космическое Послание Мишель Дэмаркэ Перевод с английского оригинала под заглавием Thiaoouba Prophecy Впервые опубликованным под заглавием Abduction to the 9-th planet ISBN 9 780646 159966 Верить недостаточно. Надо ЗНАТЬ. i ii Предисловие Я написал эту книгу как ответ на полученные распоряжения, которым я подчинился. Она – рассказ о событиях, которые произошли со мной лично – я утверждаю это. Я полностью отдаю себе отчет в том, что, до некоторой степени, эта необычная история будет воспринята ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный аграрный университет Л.М. Татаринцев ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ: ОСНОВЫ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА Учебное пособие Часть II Рекомендовано УМО по образованию в области землеустройства и кадастров в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 120300, 120301 – Землеустройство ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИЯ И ИНТЕГРАЦИЯ В АПК Учебник ПЕНЗА 2005 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 40 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет Кооперация и интеграция в АПК Допущено Учебно-методическим объединением по образованию в области производственного менеджмента в ...»

«СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Сборник статей Международной научно-практической конференции 4 марта 2014 г. Уфа РИЦ БашГУ 2014 1 УДК 00(082) ББК 65.26 С 43 Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.; СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ С 43 ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: сборник статей Международной научно-практической конференции. 4 марта 2014 г.: / отв. ред. А.А. Сукиасян. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. – 100 с. ISBN 978-5-7477-3496-8 Настоящий сборник ...»

«Белгородский государственный технологический университет имени В.Г.Шухова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени акад.М.Ф.Решетнева Харьковская государственная академия физической культуры Харьковский национальный педагогический университет имени Г.С.Сковороды Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени П.Василенко Харьковская государственная академия дизайна и искусств ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНЫХ ИГР И ЕДИНОБОРСТВ В ВЫСШИХ ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова И.А. Самофалова СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ Учебное пособие Пермь 2012 УДК 631.442 ББК Самофалова, И.А. Современные проблемы классификации почв: учебное пособие. / И.А. Самофалова; М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ...»

«1 Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен Москва 2009 2 ББК Рецензенты: доктор биологических наук профессор С.Н.Чуков доктор биологических наук профессор Д.Л.Пинский Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета почвове- дения МГУ им. М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия для сту дентов, обучающихся по специальности 020701и направлению 020700 – Почвоведение Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Южный федеральный университет Научный совет по изучению, охране и рациональному использованию животного мира opnakel{ on)bemmni gnnknchh МАТЕРИАЛЫ XVI ВСЕРОССИСКОГО СОВЕЩАНИЯ ПО ПОЧВЕННОЙ ЗООЛОГИИ (4–7 октября 2011 г., Ростов-на-Дону) Москва–Ростов-на-Дону 2011 УДК 502:591.524.21 Проблемы почвенной зоологии (Материалы XVI Всероссийского совещания по почвенной зоологии). Под ред. Б.Р. Стригановой. Мос ква: Т-во ...»

«ВВЕДЕНИЕ От пушных зверей получают как основную, так и побочную продукцию. Основной товарной продукцией является шкурка, а побочной — жир, мясо и пух-линька. Шкурки идут на пошив изделий, мясо — в корм птице и свиньям, а также зверям, пред назначенным для забоя, жир — в корм зверям и на техничес кие нужды, а пух-линька— на производство фетра и других изделий. От всех пушных зверей получают еще и навоз, кото рый после соответствующей бактериологической обработки можно с успехом использовать в ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ СИСТЕМА ВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2014-2020 ГОДЫ Ростов-на-Дону 2013 УДК 636 ББК 45/46 С 55 Система ведения животноводства Ростовской области на 2014-2020 годы разработана учеными ДонГАУ, АЧГАА, ВНИИЭиН, СКНИИМЭСХ и СКЗНИВИ по заказу Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области (государственный контракт №90 от 12.04.2013 г.). Авторский коллектив: Раздел 1. – Илларионова Н.Ф., Кайдалов ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КУЛЬТУРА, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ МАТЕРИАЛЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ Гродно УО ГГАУ 2011 УДК [008+001+37] (476) ББК 71 К 90 Редакционная коллегия: Л.Л. Мельникова, П.К. Банцевич, В.В. Барабаш, И.В. Бусько, В.В. Голубович, С.Г. Павочка, А.Г. Радюк, Н.А. Рыбак Рецензенты: доктор философских наук, профессор Ч.С. Кирвель; кандидат ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.