Структура біосфери. Ієрархія біосфери

7.3. Структура біосфери
7.3.1. Ієрархія біосфери

Структуру біосфери слід розглядати з позиції ієрархії систем. М.Ф. Реймерс (1994) пропонує такі принципи формування ієрархії: 1) дублювання відносно різноякісних структур, які становлять у своїй організованій сукупності щось нове, тобто наявність властивостей емерджентності (древні говорили: ціле більше окремих його частин); і 2) визначення функціональної мети організації у рамках зв'язків зі середовищем і внутрішніми можливостями системи. Розміри системи або характер розмірів – це просторова її протяжність (об'єм, площа) або маса, а також мінімальна (максимальна) кількість підсистем, яка дає змогу системі існувати і функціонувати зі здійсненням саморегуляції і самовідновлення в межах свого характерного часу. Дослідник залежно від потреб і можливостей сам визначає, які ієрархічні рівні і в якому обсязі буде вивчати.
Наприклад, чи можна було б в один і той же час, користуючись різними технічними можливостями (міжпланетний корабель, супутник, літак, автомобіль), виділити і дати коротку характеристику окремим ієрархічним одиницям системи "біосфера Землі"? Космонавт з міжпланетного корабля зафіксував би овал нашої планети зі серпанком атмосфери, тобто всю біосферу. Космонавт розрізнив би окремі материки (Європа – Африка), суходоли і акваторії, атмосферну хмарність тощо, і лише його бортові оптичні системи могли б виділити окремі біогеоценози (листяного чи хвойного лісу, озера чи лугу). Льотчик побачить менше – окремі біогеоценози, але водночас декілька десятків (поля, сади, виноградники, лісосмуги і т.п.), і лише його дистанційні оптичні прилади можуть встановити видовий склад і його рясність, густоту і якість рослинного покриву. Автомобіліст, в свою чергу, може детальніше оглянути лише один біогеоценоз, який він пересікає, головним чином його видову і просторову структуру. Пішохід, а більше того, якщо він спеціаліст, може охарактеризувати конкретний біогеоценоз, в якому він знаходиться в даний момент, зокрема його структуру (в цілому), структуру фітоценозу (видову, просторову, екологічну), головні трофічні зв'язки тощо.
Варто, розглядаючи цей приклад, навести слідом за М.Р. Реймерсом аналогію з людським організмом: "в поле зору попадає передусім індивід як ціле, найкрупніші його блоки і окремі клітини, а складені з них тканини, органи і системи органів – вся внутрішня ієрархія систем – виявляється поза полем пильної уваги дослідників. У вивченні людського організму, яким займаються вже сотні років спеціалісти різного профілю, ще надзвичайно багато "білих плям". Ще більше їх у такого велетенського організму, який називається біосферою".

В наведеному прикладі ми розглянули просторову ієрархію біосфери. Однак кожна із наведених ієрархічних систем (глобальна, регіональна чи локальна екосистеми) має не лише просторові, але й часові виміри. Згадаймо у Т.Г.Шевченка ("Сон"):

Летим. Дивлюся, аж світає,
Край неба палає,
Соловейко в темнім гаї
Сонце зустрічає.
Тихесенько вітер віє,
Степи, лани мріють,
Між ярами над ставами
Верби зеленіють.
Сади рясні похилились,
Тополі поволі
Стоять собі, мов сторожа,
Розмовляють з полем.
І все то те, вся країна,
Повита красою,
Зеленіє, вмивається
Дрібною росою,
Споконвіку вмивається,
Сонце зустрічає...
І нема тому почину
І краю немає!
Ніхто його не додбає
І не розруйнує...

Це картина ранкового лісостепового ландшафту батьківщини поетової, а також його компоненти – степи, лани, сади, стави. Поет розглядає світ (краєвид, ландшафт) у просторі і часі (минулому, сучасному і майбутньому).
Таким чином, системний час – це час, який ми розглядаємо в аспектах періоду існування даної системи, або процесів, які в ній відбуваються. Поєднання мети системи, її характерного часу і простору створюють передумови для дії закону оптимальності. Відомо, що обновлення усієї живої речовини біосфери Землі здійснюється в середньому за вісім років. Водночас речовина наземних рослин (фітомаса суші) відновлюється приблизно за 14 років. В океанах циркуляція речовин відбувається набагато швидше – вся маса живої речовини відновлюється за 33 дні, тоді як фітомаса океану – кожний день.