Закон однонаправленности потока энергии

Солнце является единственным энергетическим источником жизни на Земле. Световая энергия в соединении с углекислым газом и водой рождает процесс фотосинтеза. Фотосинтезирующие растения создают органическое вещество, которым питаются травоядные животные, ими в свою очередь -плотоядные и т.д. При этом,

Энергия, получаемая сообществом (экосистемой) и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается консументами первого, второго и т.д. порядков, а затем редуцентами с падением потока на каждом из трофических уровней в результате процессов, сопровождающих дыхание.

Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) поступает ничтожное количество изначально вовлеченной энергии (не более 0,25-0,5%), говорить о «круговороте энергии» не корректно.

Если энергия при переходе на более высокий уровень экологической пирамиды десятикратно теряется, то накопление ряда веществ, в том числе токсичных и радиоактивных, в примерно такой же пропорции увеличивается. Этот факт фиксирован в правиле биологического усиления. Оно справедливо для всех биоценозов.

Закон внутреннего динамического равновесия.

Закон сформулирован русским ученым, экологом, Николаем Федоровичем Реймерсом в 70-х годах двадцатого столетия и формулируется следующим образом:

Вещество, энергия, информация и динамические качества природных систем, включая экосистемы, взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем.

Справедливость закона внутреннего динамического равновесия доказывается всей практикой ведения хозяйства и особенно характером региональных катастроф типа приаральской, азовской, Чернобыльской, и других.

Из этого закона вытекают важные для управления природопользованием четыре следствия:

1.Любое изменение среды неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых природных систем, образование которых может принять необратимый характер.

2.Взаимодействие вещественно – энергетических компонентов (энергия, газы, жидкости, организмы – продуценты, консументы и редуценты), информации и динамических качеств природных экосистем нелинейно, т.е. слабое воздействие или изменение одного из показателей может вызвать сильное отклонение других. Например, малое отклонение в составе газов атмосферы, ее загрязнение оксидами серы, азота, диоксидом углерода вызывают огромные изменения в экосистемах суши и водной среды. Именно оно привело к возникновению кислотных осадков, а с ними к деградации и гибели лесов Европы и Северной Америке. Абсолютно незначительное изменение концентраций СО₂ ведет к возникновению тепличного эффекта.

3. Производимые в крупных экосистемах изменения относительно необратимы – проходя по их иерархии снизу вверх, от места воздействия до биосферы в целом, они меняют глобальные процессы и тем самым переводят их на новый эволюционный уровень.

4. Любое местное преобразование природы вызывает в глобальной совокупности биосферы ответные реакции, приводящие к относительной неизменности эколого – экономического потенциала (правило «тришкина кафтана»), увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических вложений.