Raft Master » Научная библиотека » Биоэкология » Обитание в воде и на суше в масштабе биосферы


  • 5-01-2013, 08:39
  • | Views: 929


Обитание в воде и на суше в масштабе биосферы

Обитание в воде и на суше в масштабе биосферы

Здесь показано соотношение между индивидуальным объемом V и площадью внешней поверхности S в разменных рядах островов (точки и тренд сплошной линией) и водоемов (штриховая линия). Как видим, регрессии почти параллельны. (Рисунок взят из книги, названной в подписи к рис.4.4).

В предыдущем разделе масса живого вещества обитателей оказалась единообразно, по уравнению (1), связанной в одном случае с объемом жидких тел, а в другом случае с объемом твердых тел. Нет ли в таком сравнении методологической ошибки, подмены субстрата - носителя жизни? Такой ошибки нет, и вот почему.

У всех тел, твердых и жидких, косных и живых, между их индивидуальным геометрическим объемом V* и площадью их внешней поверхности S существует закономерное соотношение, соблюдаемое в размерных рядах. В какой мере различается это соотношение в группе косных твердых и косных жидких тел?

Рис. 4.6. Существует ли связь между морфологией косных тел Земли и морфологией организмов? График на этом рисунке показывает, что главные морфологические параметры (V и S) организмов, островов и водоемов скоррелированы одинаковым образом, что они в этом отношении подобны, а не "принципиально различны". Ничего парадоксального такой вывод не содержит. Все природные объекты подчиняются общим законам природы, в том числе законам эвклидовой геометрии. Забегая перед, скажем, что их геометрическое подобие подтверждается также и современной фрактальной геометрией. Понятно, что по большинству других численных характеристик и качественных признаков организмы и косные водоемы различны. "Принципиально различны"?

На рис. 4.5 это соотношение показано на большой выборке островов* , где V - объем острова выше уровня воды, a S - площадь картографической поверхности

Поскольку далее в этой теме речь пойдет преимущественно о надтелесном пространстве, обозначающий его нижний индекс п+1 при символах V и других будет в целях разгрузки символики опускаться, а использоваться лишь в отдельных случаях.

* Сведения о размерах объектов географического ранга имеются в различных справочниках. В Морском атласе (1980) приводятся табличные данные о площади поверхности и максимальной высоте всех континентов и изученных островов Земли, что позволяет вычислить приблизительные значения их индивидуального объема над уровнем воды. В том же издании можно острова. Единообразное соотношение V и S соблюдается, а частные отклонения выражает дисперсия. Пунктирной линией на рисунке показано аналогичное соотношение в большой группе водоемов. При одинаковых значениях V, значения S у водоемов значительно выше, чем у островов, но закономерность та же.

На рис. 4.6 показано соотношение объема (V) и площади поверхности (S) в глобальном размерном ряду, включающем острова, водоемы и организмы. Из рисунка можно заключить, что в широчайшем диапазоне размеров (37 порядков величин по V и 20 по S) все три группы объектов единообразно следуют известному геометрическому закону о связи объема и площади поверхности тел. Для всего ряда можно записать, что:

S = a Vb. (2)

Закономерная связь геометрического объема и площади внешней поверхности тел позволяет иллюстрировать обитание, соотнося общую массу организмов как с S, так и с V. Перейдем поэтому к связи массы обитателей с занятой ими поверхностью на Земле, S0. Здесь нижний индекс (0) отличает горизонтальную обитаемую поверхность Земли от внешней поверхности (S) обсуждавшихся ранее телесных объектов.

На рис. 4.7 показано соотношение площади зеркала водоемов (S) и общей массы (W) водорослей в них. В кластер 1 входят экосистемы разных геоморфологических зон Мирового океана. Кластер 2 образуют озера Польши и Белоруссии с фитопланктоном, водохранилища Украины с высшими водными растениями. В кластер 3 вошли литоральные ванны с водорослями и их рукотворные аналоги. Как видим, на рисунке охвачены типичные для биосферы водные объекты в диапазоне 19 порядков по их индивидуальной площади поверхности, и в диапазоне 17 порядков по общей массе растений в соответствующих объектах. Соотношение площади SD показанных на рис. 4.7 экологических объектов и общей массы обитающих на ней организмов описывается уравнением, аналогичным (2):

W = a(SD)b. (3)

Уравнение (3) соблюдается как в отдельных кластерах водоемов, так и в их генеральной совокупности.

В учебниках по биологии обитание на Земле рассматривается как расселение организмов по географической поверхности, по разным природным средам и локальным биотопам. В качестве основного закона обитания выступают адаптации к среде обитания на основе сугубо биологического закона - естественного отбора.

Между тем, не может быть сомнения в том, что все твердые и жидкие тела биосферы, а также и организмы, подчиняются законам геометрии. Вопрос заключается лишь в том, в какой мере общие законы природы (в данном случае только геометрические) определяют один из главных биологических параметров - общую массу организмов на данной территории или в данном объеме и, напротив - в какой мере разные обиталища, да и сами организмы, могут отклоняться от строгих геометрических форм. В теме, посвященной методологии науки (лекция 2.3) , соотношение закономерных трендов и дисперсии по отношению к ним ("морфологического шума") обсуждалось подробно.

найти объем и площадь поверхности зеркала всех океанов, морей, а также основных озер Земли. Приводимые ниже графики основываются на данных из Морского атласа.

Рассматривая обитание на разных типах земных объектов, в качестве важнейшего биологического параметра, мы использовали абсолютные значения массы организмов, тогда как в биологии и экологии чаще используются разные относительные оценки плотности обитания (W/S и W/V).




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Сравнима ли морфология жидких, твёрдых и живых тел?


    Обитание на любых косных дискретных телах


    Геоморфология, биоморфология и биогеоморфология


    Соотношение сухого вещества золы и фосфора в составе косных и живых тел био ...


    Распределение численности косных и живых тел биосферы по их размерам

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры