在今后几十年，我们的栖息地会发生重大变化吗？假如有变化，又是什么样的变化呢？

无疑，行星经济地理学将变得更复杂，从而具有更大的经济活力。根据一些科学家的预测，到下世纪中叶，世界气候将变暖，自然条件将发生根本的变化。

M. 布迪柯（M. Budyko）在“生物圈开发”研究中的假说得到了科学的支持。作者采用的地质生态学方法是基于作者本人对过去和现在地球生物圈的广泛研究。书中包含许多新数据，并且给出很多独创性的结论，因而，在有关环境问题的世界出版物中，该书占有显著的位置。

该研究的主要价值在于它的适时性和广泛性。

生物圈理论的先驱者是V. 凡尔纳茨基（V. Vernadsky）。伟大的俄国科学家说过：没有一种力量比生物圈更持久了，生物圈的作用比生物更有活力（此处说的生物是指所有存在的有机物约总和）。消耗太阳能后，生物可变成化学上的化合物，这种化合物能做化学功。

按苏联地球化学家A. 帕列尔曼（A. Perelman）估算，在生物地质史中，涉及到生物的总量超过地壳的无机物的总量。地球上的植物生长茂盛。地球上植物的总量为1.3×10¹²吨（以干质量为准）。在大陆上，已发现的大部分植物，其分布是不平衡的。热带森林约650吨/公顷，西伯利亚森林地带约300吨/公顷，西伯利亚等处的草原有20吨/公顷，沙漠中约有2.5吨/公顷。因此，森林包含有大部分生物（植物占82%）。海洋植物仅占植物总量的0.007%。

实际上，周期表上的每个元素都可在生物中找到。最普通的是O₂（70%），C（18%）和H₂（10.5%），三者加起来为98.5%。该研究调查了生物圈及其单一组分自然开发的重要情况。有关地球上生命的起源，布迪柯注意到“没有任何证据支持或排除这样的可能性——地球上存在的生命来自其他天体，行星上有生命的第一个征兆是在38亿年前发现的。”在大多数行星的地质史中，陆地是有机物的居住地。大约在4.8亿年前，曾出现过导管较少的植物，就是这些植物构成了陆地——生物圈的一部分。

在近代地质时代，已不再形成铁的沉积物、黑色金属沉泥、白垩以及一些其他过去常出现的物质。在前寒武地层，没有典型的炭化纪（20亿年前）。从泥盆纪开始（3.9亿年前）出现树木繁茂的山水，现在出现了更多的草原和苔原。在整个地质史中，累积的太阳能在增加。

在开发过程中，有生命的物质，生物信息的载体，在急速的变化着。很多属种在急剧的增加和减少，有很多属种绝种而被更多新的物种所代替。

在研究的深度上，正在探过有机开发和无机自然界物种变化的依赖性，这就是非生物的因素。例如，已经证明，陆地动物区系组成的变化与大气中O₂的含量变化有关，这将引起地壳中矿物结合的O₂和由于生物合成放出O₂之间比例的变化。

在开发生物圈过程中，它有其特殊的周期性。目前，已经确定，气候变化的周期性循环是：400，000±50，000年；200，000±50，000年；45，000±25，000年和11，000±8，000年。

按照苏联地球化学家A. 洛诺夫（A. Ronov）的意见，在生物圈开发的每一个主要循环中，在其最初和最后阶段的特点是：海水退去，形成山脉和不毛的山地，生物量和有机沉积物中C含量减少，以及海水中积蓄碳酸盐。

干燥气候的扩展影响到生物数量的下降，地壳构造上的隆起，造成风化的地壳，浸蚀露出的板岩（这种板岩含有Ca，Mg和Na，同时还有重金属和放射性金属）。矿物营养条件的显著变化对开发过程是有作用的，在以前地质时代条件下，适应的物种类和属，一部分绝灭，另一部分则重新适应新的条件。

由于CO₂浓度和大气中灰尘的变化而引起的气候波动，强烈地影响到物种的多样化。在地质时代当时发生的大批物种的绝种主要是空间物体降落造成的。爆炸造成大气中尘埃浓度的急剧增加，氨候的变冷可持续几年，布迪柯把这些灾难性的大变动事件与在开发过程中发生的引人注目的变化联系在一起，他指出，研究的沉积物中微动物志位于中生代和新生代（6500万年前）之间边界上，这表明，在这两个时代开始的时候，很多foraminifera（一类原生动物）物种在200年后绝种。其他数据表明，上述范围有一个终止阶段，存在很多有机物，其中包括很多种有二尖头的软体动物。

布迪柯认为，白垩纪末期大量生物绝种是由于火星及木星轨道间小行星的降落，引起火山活动的增加，在短时间内造成地球上变冷的缘故，这样一个假说，是可以解释得通的。

在当今科技革命时代，在以更快的速度变化着。从目前开始的150 ~ 200年间，有关动力的工程设施释放出来的热量可与从太阳得到的热量相比（如果我们假定，产生的动力容量每年以4%速度增长）。对此，行星没有任何贡献，但这一点对气候有影响（增暖或变冷），专家们还没有得出冰河可能性的规律。

过去大冰河的成因至今还没有得出结论性的解释，无论是地面因素还是空间因素都不能说明白。在目前发展的假说中也很难弄清楚。我们必须意识到，在不久的将来，人类面临着冰河时期。一些权威人士谈到，对即将来临的气候变化要给予严重的关注。

过去的40亿年，是生物圈的物理参数和地球化学参数保护着我们的住所。目前的研究告诉我们：在地球之外，实际上没有发现有生命存在，更莫说外星文化了。

在地球地质史上，什么东西可以阻止生命的灭绝呢？布迪柯认为，答案可从太阳发光体的增加与大气中温室效应衰退之间的关系中找到。假如，这种关系遵循不同的规律，因全球范围的过热或冰河作用，生物圈将被消灭。继续维持生物圈的另一个因素是行星地壳构造上的平衡和与此有关的地幔状况。地壳内层生物遗传物的注入带来了营养物，植物的二氧化碳也有利于生物圈。在地壳构造上地壳的活动结构被确定是该过程的一部分。在整个地质史过程中，生物圈的作用是太阳动力学和地球动力学多种表示的一致结果。

在石器时代，每天一个人所消耗的能量是4000卡；在农业社会，这个数字上升到12，000卡；在工业社会为70，000卡。在很多工业化国家，这个值是230 ~ 250千卡，与石器时代相比，增加58 ~ 62倍。

人类活动（直接或间接）所产生的热量至少是太阳能分散到大气中的0.25%。在今后几十年内，这个值可达到1%，这只是个平均数，随着地区的不同而有可波动。

目前的研究已深入到：在人类不同的发展阶段，人类社会对环境的影响是怎样呢？在古代，生态危机冲击着地中海一带和一些南亚国家；在以后，生态危机是由于不分青红皂白地放牧家畜和滥伐树木造成的。在过去的100年，人们更多地注意到，经济活动引起的一些生态作用和气候变化。

从1850年到1950年的100年间，生物圈内有机物的生物总量下降了7%，目前生物圈内的纯净产物估计是史前时代的70%。

很多权威人士认为，沙漠的出现，实际上是过去几千年人类活动的结果。按联合国统计，约有911.5万平方公里的沙漠，或者说，7%的陆地是由于人类的活动而变成了沙漠。

布迪柯说，人类活动使气候变暖的原因，至今还没有完全弄明白。从十九世纪末叶到目前，接近地面的空气平均温度上升0.5℃。在人类活动导致气候迅速变暖的因素中，最重要的一个是由于燃烧矿物燃料和滥伐树木引起的大气中CO₂浓度的增加。布迪柯认为，大量CO₂存在是由于煤、石油和天然气的燃烧造成的，总计有50亿吨（以纯碳计）的东西被烧掉了。

在全球范围内，在动力工程结构上，我们还不能指望会有什么根本性的变化，或者终止砍伐森林和土壤的浸蚀。研究指出，到二十一世纪中叶，大气中CO₂浓度将占空气总量的0.07多是完全有可能的。在这种情况下，接近地面的平均空气温度将增加3°±1.5℃。在暖和时，平均纬度温度增加的预测是值得注意的。在该情况下，北极和南极的气候将大大地变暖。

如果我们假定，在今后60-70年内人类活动恢复到3 ~ 4百万年以前存在的气候条件下，考虑大气圈可能发生的变化是有趣的。布迪柯指出，从整体上说，这种变化是有利的，因为生物圈将变得更年轻。气候变暖和大气中CO₂浓度升高可提高农作物产量。这样可以改善粮食状况，对生物资源是有贡献的。然而，自然条件的变化对世界经济是不利的。

在一个地质时代，陆上风景地带将移动几百，甚至几千公里。北极将变成树木繁茂的地带。很多河流的水量状况变化将显著地影响到湖泊，大陆冰河的融化将以更快的速度进行，北极和南极海的冰块将消失。世界海平面，一年可升高几厘米。永久冻土地带的地层开始融化，并且沿着地表下的冰而分解。虽然全球范围内的降雨量增加，但两极和赤道间的温度梯度将减少，造成大陆中部地区湿度下降。

这个研究的内容是十分广泛的，这一评论远非完整。已经提到的结果，对这些讨论是足够的了。现在让我们考虑一下该研究中所涉及到的两个基本概念。

第一是生物圈的稳定性问题，维持生物圈的各种太阳动力学和地球动力学因素的一致性是真的吗？假如，这是真的——有生命物质的地球和地球化学作用的评论——只是被动地利用水生物遗传化合物以及在生物圈中生物活性产物随后产生的分散物的话。可以清楚地知道，有机物能够改造它们的栖息地，以满足全球范围内的需要，在这之后，是地方性的，甚至是局部性的，以确定其最佳状况。问题是它还没有得到应有的注意。让我们考虑应该如何解决这个问题。无论是在地球内部还是在地球表面，生物对全球性本质的影响是重大的。问题是物质的生物运动，对地球内部影响到何种程度，为此，让我们考虑一些与此有关的事实。

地壳大陆的隆起和海洋的下凹，相对来说，是处于平衡状态。在任何一个主要地区或同样大小的水面内，在地球表面及其中心之间，都含有大约同样的物质量。因此，行星大陆部分的升起是由于轻质花岗岩和沉积岩地层存在的缘故。凡尔纳茨基描述了花岗岩层是过去生物圈的一部分的事实。后来，A. 薛杜兰科（A. Sidorenko）和S. 薛杜兰科（S. Sidorenko）认为，大部分大陆花岗岩地层和大陆沉积岩覆盖物中的物质是由过去的生物地球化学变化产物构成的。由此可知，大陆上轻质物质是从涉及到生物的地球动力学过程来的。重要的是，比较稳定的大陆部分证实，实际上，它是行星的全部生物量。陆地占99%，其余的分布在水下大陆沿岸。由地球内部力量形成的涉及到生物的大陆是生物进化的主要史实。

大陆部分在不断地扩展，这是因为地斜构造在发展。在这里，海洋地壳变成陆地，并且在不断地变化着。这就扩大了生物的桥头堡。同时，通过地球化学转变，岩石圈的组成也在发生变化。

大陆地壳和转移层地带是生物稳定的桥头堡，同时，也是巨大的缓冲地带。大量的碳和贮存在水和氧中的其他生物遗传物，在地质时代逐步返回到生物遗传合成中去。过量的化合物影响到其活性，使得全球性的生物迁移到缓冲地带。

由于地球外动力学和内动力学研究之间有不一致的地方，因此，在当时，是假设表面和内部过程是有联系的。在地质史上，行星生物活性大大地被削弱了，并且抵消了深部位过程对天然栖息地的作用。人的进化将生物圈转化成生态学特性圈。

按布迪柯看法，在冰河威胁和生物圈消亡之前，该实体的出现是短暂的，其他一致性在哪儿？我们认为，只有研究了缓冲自身规律的机理之后，才有可能意识到生物圈消亡的威胁是燃眉的。

另一个关键性的问题是：生物圈具有明显的返老还童现象。大气中CO₂的迅速积累应该引起注意。CO₂浓度的升高，不仅证明在燃烧燃料，而且还证明植物生长得好，后者是生物学特性圈机理的关键部分，这就引导出：地球“加热”是肯定的，这样将改变大陆的湿度，并且使海平面很快升高，造成冰河的融化，上述情况特别紧急。

根据某些预测，在35 ~ 50°N · H之间，气候将变得干燥起来，在乌克兰、苏联南部、哈萨克、中亚等一些地方，水源将会枯竭；大面积的北美农田也将变得干裂起来。

冰河作用和海平面的升高是另一个引人关注的问题。海平面上升的加快，对一些具有较大面积低地的国家来说，是严重威胁。一些冰河学家认为，海平面的升高将导致不稳定的南极西部冰河保护物的迅速崩解。冰河的消失可引起海水浸入陆地（可达7米）。人类活动使大气变暖，水圈以及地表和内部形成的地壳之间的联系。遗憾的是，这种现象至今还没有弄清楚。

正如上面所提到的，人们期望气候变化将起良好作用。人类最关心的是保持全球性的平衡，这种平衡稍微变化，就会引起地球的变热。

布迪柯的研究课题“生物圈的开发”是作者重要的成功。无疑，所涉及到的很多想法将和基础教科书结合在一起，有一些是将要深入讨论的课题。很多权威都在探究整个人类环境变暖的预测。一些科学家提出了二氧化碳的“抗温室效应”，该效应可削弱由于雪和水面引起的太阳短波辐射的同化作用。这种效应对40年代开始的气候变冷（而不是变暖）是有贡献的。无疑地，这个研究工作对该领域的科学研究将给予新的动力。

[Science in USSE，1986年第4期]