Вопрос 7:

В чем сущность принципа Ле Шателье –Брауна? Почему он нарушается в современной биосфере?

Ответ:

Ле Шателье - Брауна принцип - принцип смещения равновесия - устанавливает, что внешнее воздействие, выводящее систему из состояния термодинамического равновесия, вызывает в системе процессы, стремящиеся ослабить эффект воздействия. Так, при нагревании равновесной системы в ней происходят изменения (например, химические реакции), идущие с поглощением теплоты, а при охлаждении - изменения, протекающие с выделением теплоты. При увеличении давления смещение равновесия связано с уменьшением общего объёма системы, а уменьшению давления сопутствуют физические или химические процессы, приводящие к увеличению объема.

В настоящее время большинство исследователей концептуально рассматривают биосферу как единое, глобальное образование, обще планетарную экосистему, функционирование которой служит основным регулятором общеземных процессов.

Экологический баланс на планете поддерживается на основе действия принципа Ле Шателье - Брауна: при внешнем воздействии, выводящем планетарную экосистему из состояния устойчивого равновесия, это равновесия смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. В противном случае не происходит достаточного самовосстановления или даже процесс оказывается само разрушающим. Как показано в ряде работ, действие принципа Ле Шателье - Брауна в рамках биосферы в наши дни глубоко нарушено и началась ее самодеструкция.

В частности, если в конце прошлого века еще происходило увеличение биологической продуктивности и биомассы в ответ на возрастание концентрации углекислого газа в атмосфере, то с началом XX века наблюдается обратный процесс - биота выбрасывает углекислый газ, а биомасса ее автоматически снижается. Если этот процесс не приостановить, то умирание биосферы приведет к исчезновению человечества. Поскольку биосфера имеет лишь одно устойчивое состояние, единственным способом восстановить действие принципа Ле Шателье - Брауна является сокращение площадей антропогенно нарушенных земель (Реймерс, 1992).

Категорический вывод о незаменимости естественной биоты в поддержании экологического равновесия планеты сделан в обобщающей монографии В.Г. Горшкова: "Нет никаких оснований для надежд построения искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же степенью точности, что и естественные сообщества. Поэтому сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает устойчивости окружающую среду, которая не может быть восстановлена за счет создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству… Биосфера… представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях… Необходимо сохранить естественную природу на большей части поверхности Земли, а не в генных банках и ничтожных по своей площади резерватах, заповедниках и зоопарках" (Горшков, 19990; с. 221-222). Сотрудниками Лаборатории экологии растительных сообществ Ботанического института РАН на основе результатов двадцатилетних исследований современного состояния лесных сообществ и его изменения под действием природных и антропогенных факторов пришли к выводу, что "для поддержания приемлемых для человека условий окружающей среды необходимо сохранение естественных сообществ (с давностью последнего нарушения более 100 лет) на территории равной 60% от общей территории России