Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2023
Идентификатор DOI: 10.31857/S0869587323090049
Ключевые слова: closure of the biosphere, models of the biosphere, closed ecological systems, problems of ecology, paradoxes of ecology, замкнутость биосферы, модели биосферы, замкнутые экологические системы, проблемы экологии, парадоксы экологии
Аннотация: В статье приводится краткий обзор современных представлений о природе климатических изменений. Рассмотрены обостряющиеся проблемы биосферных исследований, которые касаются, в частности, дефицита данных и уникальности экосистем. Определено ключевое отличие биосферы от природных экосистем, обеспечивающее длительное, в пределе бесконеПоказать полностьючное, существование биосферы – сбалансированность круговорота биогенов или замкнутость потоков веществ. Охарактеризованы достоинства лабораторных замкнутых экологических систем (ЗЭС) как инструментов экспериментально-теоретического изучения биосферы. Обсуждается вклад наиболее известных ЗЭС (БИОС-3, микрокосмы Фолсома, Биосфера-2, микро-ЗЭС) в понимание биосферных процессов. Обсуждаются выявленные при математическом моделировании ЗЭС проблемы и парадоксы (парадокс Вернадского–Дарвина, ограничения моделей жёсткого метаболизма), имеющие отношение к известным экологическим парадоксам Мэя и Хатчинсона. Предлагается подход на основе гибкого метаболизма, позволяющий снизить остроту этих парадоксов. С позиции “биосфера как ЗЭС” обсуждаются меры, предлагаемые в рамках так называемой зелёной инициативы, в том числе сокращение углеродного следа домашних животных, переход на электромобили и возобновляемые источники энергии, связывание углерода деревьями. Подчёркивается серьёзность проблемы биосферно-климатических изменений, которая не может быть разрешена без учёта замкнутости веществ в биосфере. The paper provides a brief overview of the available facts and ideas about the nature of climate change. The problems of ecological research, which are becoming more acute in relation to biosphere research, are considered: this is the problem of data deficit and the problem of the uniqueness of ecosystems. The key difference between the biosphere and natural ecosystems is highlighted, which ensures the long-term, in the ultimate perspective infinite, existence of the biosphere – the existence of a balance of biogen cycles or the closure of the flows of substances. The advantages of laboratory closed ecological systems (CES) as tools for experimental and theoretical study of the biosphere are considered. The contribution of the most well-known CES (BIOS-3, Folsom microcosms, Biosphere-2, micro-CES) to the understanding of biospheric processes is discussed. The problems and paradoxes identified in the mathematical modeling of CESs (Vernadsky-Darwin paradox, limitations of models of rigid metabolism), which are closely related to the well-known ecological paradoxes of May and Hutchinson, are discussed. A flexible metabolism approach is proposed to reduce the severity of these paradoxes. The measures proposed within the framework of so-called “green initiative” are discussed from the position of “biosphere as a CES”. Among these measures are reducing the carbon footprint of pets, migration to electric vehicles and renewable energy sourcesб and carbon sequestration by trees. The seriousness of biosphere-climatic changes problem is emphasized, which cannot be resolved without accounting the closure of substance flows in the biosphere.
Журнал: Вестник Российской академии наук
Выпуск журнала: Т. 93, № 9
Номера страниц: 876-885
ISSN журнала: 08695873
Место издания: Москва
Издатель: Российская академия наук