Виступаючи як найважливіший агент зв'язування і перерозподілу на поверхні Землі космічної енергії, жива речовина виконує тим самим функцію космічного значення.

Однак у даний час на Землі з'явилася нова сила, по потужності впливу не уступає сумарній дії живих організмів - людство з його соціальними законами розвитку і могутньою технікою, що дозволяє впливати на віковий хід біосферних процесів. Сучасне людство використовує не тільки величезні енергетичні ресурси біосфери, але і не біосферні джерела енергії (наприклад, атомної), прискорюючи геохімічні перетворення природи. Деякі процеси, викликані технічною діяльністю людини, спрямовані протилежно стосовно природного ходу їх у біосфері (розсіювання металів, руд, вуглецю й ін. біогенних елементів, гальмування мінералізації і гуміфікації, звільнення законсервованого вуглецю і його окислювання, порушення великомасштабних процесів в атмосфері, що впливають на клімат і т.п.).

Вернадський вважав за можливе говорити навіть про автотрофну роль людини, розуміючи під цим зростаючі масштаби штучного синтезу органічних речовин, часто навіть що не мають аналогів у живій природі.

Сучасна діяльність людини багато в чому завдала непередбаченої шкоди навколишньому середовищу, що в остаточному підсумку загрожує подальшому розвитку самого людства. Ці зміни на даному етапі ще не є непоправними. Тому одна з задач сучасної екології - це вивчення регуляторних процесів у біосфері, створення наукового фундаменту її раціонального використання. Основні закони функціонування біосфери уже вимальовуються, але має бути ще багато що зроблене об'єднаними зусиллями екологів усіх країн світу.

5. Біопродуктивність екосистем.

Швидкість, з яким продуценти екосистеми фіксують сонячну енергію в хімічних зв'язках синтезованої органічної речовини, визначає продуктивність співтовариств. Органічну масу, створювану рослинами за одиницю часу, називають первинною продукцією співтовариства. Продукцію виражають кількісно в сирій чи сухій масі рослин або в енергетичних одиницях - еквівалентному числі джоулів.

Валова первинна продукція - кількість речовини, створюваного рослинами за одиницю часу при даній швидкості фотосинтезу. Частина цієї продукції йде на підтримку життєдіяльності самих рослин (витрати на подих). Ця частина може бути досить великою, вона складає від 40 до 70% валової продукції. Частина створеної органічної, що залишилася, маси характеризує чисту первинну продукцію, що являє собою величину приросту рослин, енергетичний резерв для консументів і редуцентів. Переробляючи в ланцюгах харчування, вона йде на поповнення маси гетеротрофних організмів. Приріст за одиницю часу маси консументів - це вторинна продукція співтовариства. Її обчислюють окремо для кожного трофічного рівня, тому що приріст маси на кожнім з них відбувається за рахунок енергії, що надходить з попереднього. Гетеротрофи, включаючи в трофічні ланцюги, живуть в остаточному підсумку за рахунок чистої первинної продукції співтовариства. У різних екосистемах вони витрачають її з різною повнотою. Якщо швидкість первинної продукції в ланцюгах харчування відстає від темпів приросту рослин, то це веде до поступового збільшення загальної біомаси продуцентів. Під біомасою розуміють сумарну масу організмів даної чи групи всього співтовариства в цілому. Часто біомасу виражають в еквівалентних енергетичних одиницях.

Недостатня утилізація продуктів життєдіяльності в ланцюгах розкладання має як наслідок нагромадження органічної речовини, що відбувається, наприклад, при заростанні мілководних водойм. Біомаса співтовариства з урівноваженим кругообігом речовин залишається щодо постійної, тому що практично вся первинна продукція витрачається з метою харчування і розмноження.

Найважливішим практичним результатом енергетичного підходу до вивчення екосистем з'явилося здійснення досліджень по Міжнародній біологічній програмі, що проводилися вченими різних країн світу починаючи з 1969 року з метою вивчення потенційної біологічної продуктивності Землі.

Світовий розподіл первинної біологічної продукції вкрай нерівномірний. Найбільший абсолютний приріст рослинного світу досягає в середньому 25 м у день у дуже сприятливих умовах. На великих площах продуктивність не перевищує 0,1 г/м (жаркі пустелі і полярні пустелі). Загальна річна продукція сухої органічної речовини на Землі складає 150-200 млрд. тонн. Біля третини його утвориться в океанах, біля двох третин - на суші. Майже вся чиста первинна продукція Землі служить для підтримки життя всіх гетеротрофних організмів. Енергія, недовикористана консументами, запасається в їхніх тілах, органічних опадах водойм і гумосі ґрунтів.

Ефективність зв'язування рослинністю сонячної радіації знижується при недоліку тепла і вологи, при несприятливих фізичних і хімічних властивостях ґрунту і т.п. Продуктивність рослинності змінюється не тільки при переході від однієї кліматичної зони до іншу, але й у межах кожної зони.

Для п'яти континентів світу середня продуктивність розрізняється порівняно мало. Виключенням є Південна Америка, на більшій частині якої умови для розвитку рослинності дуже сприятливі.

Харчування людей забезпечується в основному сільськогосподарськими культурами, що займають приблизно 10% площі суші (близько 1,4 млрд. га). Загальний річний приріст культурних рослин складає близько 16% від усієї продуктивності суші, велика частина якої приходиться на ліси. Приблизно 1/2 врожаю йде безпосередньо на харчування людей, інша частина - на корм домашніх тварин, використовується в промисловості і губиться в смітниках. Усього людина споживає близько 0,2% первинної продукції Землі.

Рослинна їжа обходиться для людей енергетично дешевше, ніж тваринна. Сільськогосподарські площі при раціональному використанні і розподілі продукції могли б забезпечити приблизно вдвічі більше населення Землі, чим існуюче. Але це вимагає великих витрат праці і капіталовкладень. Особливо важко забезпечити населення вторинною продукцією. У раціон людини повинне входити не менш 30 м білків у день. Наявні на Землі ресурси, включаючи продукцію тваринництва і результати промислу на суші й в океані, можуть забезпечити щорічно близько 50% потреб сучасного населення Землі. Велика частина населення Землі знаходиться, таким чином, у стані білкового голодування, а значна частина людей страждає також і