Биогенные механизмы регуляции кругооборота воды

Современные запасы воды в океане намного порядков превосходят запасы органического вещества. Испарение воды в океане не может регулироваться биологически. Время оборота атмосферной влаги — 10 дней (отношение атмосферного запаса влаги к величине испаряемости). В океане величина испаряемости превышает величину осадков. Разница в потоках воды переносится на сушу, где потоки осаждаются и стекают в океан в виде речного стока, эта часть также в среднем не может регулироваться биологически. Однако на суше есть собственный замкнутый оборот воды.

Рис. 17. Экогоризонты, концентрации и разряжения жизни мирового океана (по А. В. Лапо, 1987):

I — планктонная форма жизни; II — донная форма жизни; III — сгущения жизни: 1 — прибрежное, 2 — саргассовое, 3 — рифовое, 4 — анвеллинговое, 5 — абиссальное рифтовое; IV — подъем глубинных вод Образование растительного покрова и почв увеличивает испарение с суши. Вода на суше является биологически накапливаемой. Согласно измерениям, в настоящее время осадки в среднем втрое превышают речной сток, 1/3 из них переносится с океана, а 2/3 обеспечиваются замкнутым круговоротом воды суши. По В. Г. Горшкову (1995), эта главная часть водного режима суши формируется и регулируется живыми организмами.

Считается, что водный режим континентов полностью определяется регулярными циркуляционными воздушными потоками в атмосфере, которые зависят от широтного и сезонного распределения солнечной радиации, рельефа материков, относительного расположения материков и океанов. Данные о распределении солнечной энергии показывают, что мощность регулируемого растениями испарения (транспирации) превосходит мощность диссипации ветровой энергии всей Земли.

Рис. 12. Распределение различных типов пелагических донных отложений океанов:

• 1 — суша; 2 — терригенные осадки; 3 — красные глины; 4, 5 — известковые илы (4 — глобигериновый; 5 — птероподовый);
• 6,7 — кремнистые илы (6 — радиоляриевый; 7 — диатомовый)

Циркуляционные потоки в атмосфере типа циклонов и смерчей вызываются энергией скрытой теплоты парообразования при конденсации атмосферной влаги. Таким образом, с энергетической точки зрения изменение режима транспирации у растений может изменить режим циркуляции воздуха и связанный с ними режим осадков на Земле.

Суммарная поверхность листьев растений превосходит поверхность почв в несколько раз (в лесах — в 10 раз, на суше — в среднем в 5 раз). В природных лесных экосистемах 90% солнечной энергии затрачивается на транспирацию, а в преобразованных человеком агросистемах всего 40%. Воздействие человека на естественные леса в глобальных масштабах за всю историю уменьшило испарение влаги на континентах в 2 раза. Это могло существенно изменить циркуляцию потоков в атмосфере и уменьшить в несколько раз величину осадков на значительной части суши.