Опис

Перехід суспільства XXI ст. до збалансованого розвитку потребує наукового забезпечення з позицій біогеохімії, яка методологічно формує вектор усіх сучасних екологічних та природоохоронних заходів — збереження біологічного та ландшафтного різноманіття. У пропонованому навчальному посібнику розглянуто теоретичні і прикладні аспекти цієї науки, хімічний склад живих організмів, участь живої речовини і продуктів її розкладу в процесах міграції, розподілу, розсіювання та накопичення хімічних елементів у біосфері, основні біогеохімічні закони, принципи, теорії і категорії, біогеохімічні колообіги біогенних елементів, закономірності міграції радіонуклідів та пестицидів, принципи біогеохімічного районування ландшафтів, причини деградаційних процесів екосистем України, особливості біогеохімічних процесів в умовах техногенезу, методологію подолання екологічної кризи.
Для студентів вищих навчальних закладів. Прислужиться всім, хто цікавиться питаннями біогеохімії та геохімічної екології.

Зміст

1. Теоретико-методологічні засади біогеохімії

1.1. Біогеохімія як наука
В. Вернадський — фундатор біогеохімії
Сутність, предмет і завдання біогеохімії
1.2. Особливості методології біогеохімії
1.3. Основні біогеохімічні закони, принципи і теорії

2. Походження, розвиток, стабільність біосфери. Геохімічна робота живої речовини

2.1. Походження біосфери та місце людини в ній 28
Походження і розвиток біосфери
Походження людини та її роль у біосфері
2.2. Будова, склад та межі біосфери
2.3. Жива речовина. Геохімічна робота живої речовини
2.4. Біогеохімічні процеси в біосфері у контексті термодинаміки і синергетики. Стабільність біосфери

3. Хімічні елементи в біосфері. Поширеність, систематика, закономірності накопичення

3.1. Кларки хімічних елементів. Органогени живої речовини
3.2. Особливості Карбону як елементу життя
3.3. Геохімічна класифікація хімічних елементів
3.4. Закономірності поширення і накопичення хімічних елементів живою речовиною
Геохімічні бар’єри

4. Біогенна міграція хімічних елементів і речовин

4.1. Роль біогенної міграції у колообігу хімічних елементів і речовин
4.2. Великий (геологічний) і малий (біологічний) колообіги
4.3. Біогеохімічний колообіг
4.4. Біогеохімічний колообіг органогенів
Біогеохімічний колообіг Карбону (С)
Біогеохімічний колообіг Нітрогену (N)
Біогеохімічний колообіг Оксигену (O)
Колообіги Гідрогену (H) і води (H2O)
4.5. Особливості біогеохімічних циклів деяких макро- і мікроелементів
Біогеохімічний цикл Сульфуру (S)
Біогеохімічний цикл Фосфору (P)
Біогеохімічні цикли Натрію (Na) і Калію (K)
Біогеохімічний цикл Кальцію (Ca)
Біогеохімічний цикл Магнію (Mg)
Біогеохімічні цикли Алюмінію (Al), Феруму (Fe), Мангану (Mn)
Біогеохімічний цикл Купруму (Cu)
Біогеохімічний цикл Цинку (Zn)
Біогеохімічний цикл Іоду (I)
Біогеохімічний цикл Силіцію (Si)
4.6. Закономірності біогеохімічної міграції радіонуклідів Стронцію (Sr) і Цезію (Cs)
4.7. Особливості біогенної міграції пестицидів

5. Техногенна міграція атомів і речовин. Біогеохімічне районування ландшафтів

5.1. Загальні особливості техногенної міграції. Техногенні геохімічні аномалії
Біогеохімічне оцінювання техногенних аномалій
5.2. Техногенні системи. Еколого-геохімічний аналіз
5.3. Особливості біогеохімічного районування ландшафтів, біогеохімічні провінції та ендемії
Принципи біогеохімічного районування ландшафтів
Біогеохімічні ендемії
Важкі метали як екотоксиканти
5.4. Біоіндикація

6. Методологія подолання екологічної кризи

6.1. Екологічна криза як загроза людству
6.2. Основні причини деградаційних процесів екосистем України
6.3. Коеволюційна стратегія існування людства і біосфери
6.4. Екомережа як оптимальна соціально-природна система
6.5. Ідея ноосфери. Реальність і перспективи виходу з екологічної кризи

Тестові завдання
Термінологічний словник
Література

Уривок із навчального посібника (“Основи біогеохімії” Рудишин С. Д.) надано виключно для ознайомлення.
Копіювання будь-якої частини без погодження з видавництвами заборонено.

1. Теоретико-методологічні засади біогеохімії

1.1. Біогеохімія як наука

Біогеохімія як наука виникла на межі біології, геології і хімії; вона поєднує напрацювання дослідників минулого і сьогодення. Спочатку це був новий науковий напрям геохімії, основні положення якої сформулював творець і перший президент Української академії наук Володимир Іванович Вернадський (1863—1945). Учений створив дещо більше, ніж нові науки (геохімію, біогеохімію, космохімію, гідрохімію), — він сприяв формуванню нового погляду на природу загалом.

В. Вернадський — фундатор біогеохімії

Володимир Іванович Вернадський народився 12 березня 1863 року у Петербурзі, а дитинство провів у Харкові. У 1876 р. родина повернулася до Петербурга, але глибокий зв’язок з Україною В. Вернадський відчував завжди.
Уже в перших наукових студентських рефератах і доповідях В. Вернадський поставив питання, які потім стали ключовими в його науковій діяльності, почав
розмірковувати про людство в ролі природного чинника планетарного масштабу.
У щоденнику за 1884 р. він написав, що мінерали є пам’ятками реакцій, які відбувалися на Землі, а історію планети можна розглядати як низку інтенсивних змін матерії в одному місці світового простору. Згодом В. Вернадський розвинув свою еволюційну теорію походження мінералів — генетичну мінералогію, що методологічно допомогло успішно розв’язати науково-практичні проблеми геохімії: з’ясування будови силікатів та алюмосилікатів, походження та розподілу рідкісних і розсіяних елементів, пошуку радіоактивних мінералів, визначення абсолютного віку гірських порід, ролі живих організмів у геохімічних процесах та ін. Його вчення про роль каолінового ядра і будови алюмосилікатів започаткувало основи сучасної кристалографії, а уявлення про парагенезис і ізоморфні ряди — один із наукових методів пошуків корисних копалин.
За В. Вернадським, мінералогія із традиційно описової науки поступово перетворилася на нову динамічну галузь — геохімію — науку про геологічну історію планети, перетворення і колообіг хімічних елементів на Землі. Він також поглибив думку Василя Докучаєва (1846—1903) щодо ролі живої речовини в геологічній історії планети.
До відкриттів В. Вернадського основні процеси, які відбувалися і відбуваються на земній поверхні, традиційно пояснювали роботою річок, вітру, моря, вулканів, льодовиків тощо (за рахунок розливу, перенесення, осадження, гідролізу, адсорбції, десорбції, коагуляції та ін.); з цим і пов’язували утворення більшості осадових порід (глини, піски, солі тощо). Саме В. Вернадський довів, що живі організми своїм диханням, живленням, метаболізмом, розкладанням створили планетарний процес — міграцію хімічних елементів. Про космічну роль живих організмів як перетворювачів сонячної енергії В. Вернадський доповідав у своїх лекціях у Карловому університеті (Прага) та Сорбонні (Париж) у 1923—1924 рр. Це стало яскравим прикладом застосування нової методології пояснення інтенсивної геологічної роботи живої речовини на земній поверхні упродовж мільярдів років.
Усю сукупність живих організмів у біосфері він назвав «живою речовиною», довів, що живі організми є не лише одним із геологічних чинників, а найінтенсивнішою геологічною силою, яка діяла й діє на земній поверхні упродовж чотирьох мільярдів років. Власні думки, теорії та філософськи роздуми він оформив як основу нової науки — біогеохімії. Остаточно її основні положення В. Вернадський сформулював у працях «Біосфера» (1926), «Нариси геохімії» (1927).
Отже, час народження припадає на 1908—1920 рр.; місце народження — кафедра мінералогії Московського університету, якою з 1891 р. керував В. Вернадський. Він створив школу талановитих молодих учених. З 1927 р. і до смерті Володимир Іванович обіймав посаду директора Біогеохімічної лабораторії при Академії наук СРСР, що згодом стала Інститутом геохімії та аналітичної хімії ім. В. І. Вернадського. Його послідовники О. Виноградов, О. Ферсман, А. Шкляревський, Я. Самойлов, В. Ковальский, К. Ненадкевич, В. Хлопін, Г. Вульф, Л. Іванов, І. Іловайський, Б. Полинов, О. Перельман, М. Школьник, Я. Пейве та ін. сформували ядро біогеохімічної школи В. Вернадського. Ідеї вченого стали основою уявлень про великий геологічний і малий біологічний колообіги, розроблені академіком В. Вільямсом та розвинуті в дослідженнях В. Ковди, С. Зонна, Н. Базилевича, В. Добровольского, О. Саукова, О. Безуглової, О. Ковалевського, М. Бєлова, В. Алексієнко та ін.

Сутність, предмет і завдання біогеохімії

Дві найважливіші сучасні проблеми — продовольча та екологічної безпеки — пов’язані з біогеохімічною тематикою, оскільки нормальне функціонування екосистем та виробництво продуктів харчування забезпечує геохімічна робота живої речовини в біосфері. Перехід суспільства до збалансованого розвитку потребує наукового забезпечення з позицій біогеохімії.
Біогеохімія (грец. bios — життя, gВ — земля і хімія) — системна наука, що вивчає хімічний склад живих організмів, участь живої речовини і продуктів її розкладу в процесах міграції, розподілу, розсіювання та накопичення хімічних елементів у земній корі, тобто геохімічні процеси в біосфері за участі живої речовини.
Отже, біогеохімія розглядає не окремі особини чи види організмів, а їх сукупність — живу речовину, яка характеризується масою, хімічним складом, енергією та інформацією, що забезпечує їй можливість здійснювати геохімічну роботу в біосфері.
Біогеохімія має власну понятійно-категоріальну базу, предметне поле і закономірності.Об’єктом вивчення біогеохімії є жива та нежива природа, їхній хімічний склад і структурно-функціональні взаємовпливи. Предмет сучасної біогеохімії охоплює: хімічний склад біосфери; геохімічні процеси, які відбуваються в біосфері за участю живої речовини; закономірності міграції, розподілу й нагромадження хімічних елементів у біосфері; закономірності біоіндикації довкілля; форми і механізми антропогенної деградації біосфери.
Біохімія покликана розв’язати багато завдань, що сприятимуть пізнанню навколишнього світу, головними з них є:
1) вивчення хімічного складу живих організмів і ролі хімічних елементів у їх розвитку;
2) дослідження шляхів і механізмів біогенної та техногенної міграції хімічних елементів;
3) побудова кількісних моделей геохімічних циклів біогенних елементів;
4) визначення ролі живих організмів різних таксономічних груп у біологічному колообігу хімічних елементів і речовин;
5) з’ясування природи і встановлення закономірностей фракціонування ізотопів живими організмами;
6) виявлення ролі живої речовини в геохімічних процесах зони гіпергенезу та в процесах вивітрювання;
7) з’ясування особливостей біогеохімічного районування та причин біогеохімічних ендемій;
8) встановлення закономірностей біоіндикації довкілля;
9) розроблення теоретичних знань і практичних рекомендацій для запобігання екологічно небезпечним наслідкам господарської діяльності людини та нейтралізації вже існуючих екологічних проблем.
Процесуальний складник біогеохімічних досліджень передбачає:
— відбір проб різних природних об’єктів для визначення їх хімічного складу;
— аналітичні дослідження по визначенню вмісту хімічних елементів та форм їх знаходження;
— математичне опрацювання результатів аналітичних досліджень: визначення статистичних параметрів, побудова графіків і діаграм, факторний та інші види математичного аналізу;
— науковий аналіз і синтез одержаних результатів: вивчення закономірностей розподілу хімічних елементів у природі, процесів їх міграції, концентрації та роз-
сіювання, формування біогеохімічних провінцій, ролі хімічних елементів у розвитку живих організмів та ін.
Біогеохімічним знанням властиві міждисциплінарність, інтегративність та системність, що охоплює різні ієрархічні рівні організування матерії — від атомарного до біосферного. Вони відображають природничо-наукову картину світу і водночас є засобом пізнання та перетворення дійсності, сприяють формуванню розуміння проблем і механізмів функціонування біосфери в умовах антропогенного тиску, методів біогеохімічного аналізу природних об’єктів, контролю якості навколишнього середовища.

1.2. Особливості методології біогеохімії

Методологія біогеохімії — це система наукових положень діалектики та наукознавства, на яких базуються дослідження в цій галузі, правила мислення при створенні теорії цієї науки. У біогеохімії використовують системний, інформаційний, історичний та синергетичний підходи до вивчення геохімічних процесів за участю живих організмів. Ці підходи ґрунтуються на:
— філософських положеннях про єдність живої і неживої природи, біологічної і соціально-духовної сутності людини; про місце людини в біосфері; про ідеї ноосфери; про ціннісні орієнтири біогеохімії (В. Вернадський, Т. Гардащук, Р. Карпінська, М. Кисельов, Б. Коммонер, К. Корсак, В. Крисаченко, М. Моісеєв, Е. Смотрицький, П. Тейяр де Шарден, І. Шкловський та ін.);
— біологічних, хімічних, геохімічних, ландшафтно-морфологічних, медико-географічних та екологічних законах, теоріях, положеннях і принципах, які науково обґрунтовують:
1) можливість атомів С, Н, О в процесі фотосинтезу заряджатися енергією і ставати геохімічними акумуляторами енергії в біосфері, що дає змогу енергії Сонця проникати всередину планети (В. Вернадський, М. Бєлов, С. Мороз, О. Перельман, М. Реймерс);
2) закономірності біогенної міграції хімічних елементів, їх накопичення та розсіювання живою речовиною у просторі та часі (В. Вернадський, О. Виноградов, В. Докучаєв, Ф. Кларк, В. Ковальський, В. Кучерявий, Ю. Одум, О. Перельман, Б. Полинов, А. Потіш, М. Реймерс, О. Ферсман);
3) необхідність коеволюціного існування системи «біосфера-суспільство» (В. Вернадський, М. Голубець, М. Моісеєв, М. Реймерс, Ю. Шеляг-Сосонко);
4) можливість об’єктивного дослідження еколого-геохімічного стану антропогенних ландшафтів (В. Полинов, М. Солнцев, М. Глазовська, В. Добровольський, І. Волошин, В. Гетьман, В. Гуцуляк, Г. Денисик, Л. Малишева, В. Присакар, Л. Руденко, І. Смолянинова, Ю. Сущик, Л. Шевченко, Ю. Дмитрук).
— синергетичні засади функціонування відкритих систем (І. Пригожин, Г. Хакен, І. Стенгерс) щодо їх можливості до самоорганізації.
Системний підхід в біогеохімії. Все, що існує довкола, можна уявити у вигляді системи, яка складається з кількох пов’язаних між собою об’єктів. Її компоненти упорядковано взаємодіють, взаємозалежать один від одного та утворюють єдине ціле.
Біогеохімічна система — об’єкт або сукупність об’єктів, які умовно виокремлюються і піддаються теоретичному або експериментальному вивченню.
Специфіка біогеохімії полягає у вивченні міграції хімічних елементів в природних системах за участі живої речовини на атомарному та молекулярному рівнях. Внаслідок міграції відбувається концентрація та розсіювання елементів. Системи, що вивчає біогеохімія, поділяють на такі типи:
— абіогенні системи, в яких відбуваються тільки процеси механічної та фізико-хімічної міграції (наприклад, виверження вулкану, торнадо, шторм, землетрус, припливи, відпливи, танення льодовиків та ін.);
— живі організми та їх асоціації, які здійснюють біогенну міграцію хімічних елементів і речовин (наприклад, бактерії, рослини, гриби, тварини);
— біокосні системи (ґрунти, мули, ландшафти, природні води та ін.), для яких характерне взаємопроникнення живої і неживої матерії (за В. Вернадським). Найбільша біокосна система — це біосфера;
— техногенні системи (міста, підприємства, транспортні комунікації тощо), у яких відбувається неприродна (техногенна) міграція.
Структуру біогеохімічної системи утворюють її складові частини і спосіб зв’язку між ними.
Ціле у вигляді системи має емерджентні властивості, які відсутні в частинах-підсистемах і не дорівнюють сумі властивостей елементів-компонентів. Наприклад, молекула кисню (О2) — система, що складається з двох атомів Оксигену; молекула озону (О3) — з трьох атомів, і це якісно різнить озон за властивостями від кисню. У свою чергу, атомарний Оксиген — це система, що складається з ядра і електронів, і теж має відповідні специфічні властивості.
Прикладом феномену емерджентності є також група дерев, чагарників, трав, тварин, грибів, мікроорганізмів, які разом формують нову якість — ліс. Рушійним механізмом слугує можливість досягнення більшої надійності при об’єднанні — діє правило конструктивної емерджентності, за яким надійна система може бути сформована з ненадійних елементів або підсистем, не здатних до індивідуального існування. «Кооперативний ефект» виявляється на усіх рівнях організації матерії, оскільки забезпечує значні речовинно-енергетичні та інформаційні переваги. Прикладами емерджентності є органи людини (серце, легені, нирки та ін.), колоніальні організми (корали), суспільні комахи (мурахи, бджоли, терміти) тощо.
За усієї очевидності аксіоми емерджентності людина не завжди усвідомлює її в практичній діяльності. Техногенні системи з біогеохімічного погляду є випадковими об’єднаннями в природі, оскільки зумовлені антропогенними чинниками.
Природні екосистеми, які знищені людиною і стали сотнями тисяч гектарів сільськогосподарських угідь чи поселень, не можуть бути відновлені у первісному стані. Екосистема, втративши певні елементи, формує інші зв’язки, стає екологічно новим природним утворенням. Це відображає закон незворотності еволюції Л. Долло. Навіть якщо намагатися відновити втрачену екосистему, таку, якою вона була років 300—500 тому, то вона неминуче еволюціонуватиме інакше, оскільки генетична конструкція її популяцій вірусів, бактерій, рослин, грибів і тварин вже різниться від вихідної. Тому перенесення давно вибулих із складу екосистеми видів у процесі реакліматизації є фактично впровадженням нового виду в оновлену екосистему. Вид ніколи не щезає один, разом із його відсутністю змінюються складні харчові та інформаційні мережі, відбувається каскадна за ієрархією систем глобальна перебудова. Одні види безповоротно зникають, інші їх заміщують (з причин необхідності каскадного перетворення сонячної енергії).
Отже, біологічна система має властивість самоорганізації, саморегуляції і у разі будь-яких сторонніх втручань, змін її розвиток відбуватиметься новим шляхом.
Інформаційний підхід у біогеохімії. Прийнято вважати, що матеріальний світ складається з речовини (характеризується масою спокою), поля (йому притаманна енергія) та вакууму (властивості досліджуються і обговорюються вченими на основі побудови теоретичних моделей). Закони збереження речовини та перетворення енергії є фундаментальними узагальненнями природознавства. Однак у другій половині ХХ ст. речовинно-енергетична картина світу виявилася недостатньою і виник її новий аспект — інформаційний.
Термін «інформація» (лат. іnformatio — повідомлення, пояснення, викладення) використовували раніше на позначення будь-яких відомостей, що передаються від людини до людини, від тварини до тварини, від людини — машині, від машини — людині і т. д. Проте передавання відомостей чи знань нині трактують як поодинокий випадок інформації. Під інформацією нині розуміють вибір одного (або кількох) сигналів, параметрів, варіантів, альтернатив з багатьох можливих, що має запам’ятовуватися. Це деяке ідеальне повідомлення, яке зменшує або повністю знімає невизначеність у виборі однієї з кількох можливих альтернатив. Інформація дорівнює нулю, якщо вибір не зроблено. У широкому розумінні інформацію трактують на основі категорій різноманітності системи. Інформаційний підхід свідчить, що стабільність біогеохімічних циклів хімічних елементів в біосфері забезпечується різноманіттям (біологічним і ландшафтним), а не техногенними (навіть дуже досконалими) системами.
Інформаційні процеси охоплюють збирання, зберігання, передавання, опрацювання та видання інформації. Якщо соціальна інформація зберігається в пам’яті людей, в книжках, фотографіях, електронних носіях, а її передавання здійснюється по радіо, телебаченню, Інтернету, розмові, то жива речовина зберігає спадкову інформацію у вигляді ДНК (чи РНК) генів різних організмів.
Геохімічна робота живої речовини в інформаційному контексті все більше зацікавлює вчених. Адже космічний процес фотосинтезу запускає створення з СО2 і Н2О різноманітних складних біомолекул (вуглеводів, білків, нуклеїнових кислот та ін.). Це не лише збільшує, а й ускладнює початкову інформацію (хімічну) до виникнення якісно нового її виду — спадкової (біологічної). Під впливом зовнішніх умов (наприклад, йонізуючого випромінювання, деяких хімічних речовин) ця інформація може змінюватися у вигляді мутацій. За допомогою розмноження вона переробляється і передається потомству. Врешті, інформація може бути захована у геологічних пластах у вигляді викопної флори, фауни, горючих копалин тощо.
Інформаційний підхід пов’язаний із самоорганізацією та іншими суттєвими характеристиками систем. Зокрема, загальна теорія систем розрізняє прямі та зворотні зв’язки. Прямий зв’язок характеризується впливом причини на результат процесу, його прикладом є дія Сонця на процеси фотосинтезу рослин. Зворотний зв’язок — це вплив результату функціонування будь-якої системи на характер її подальшого функціонування. За характером впливу розрізняють позитивний та негативний зворотний зв’язок.
Позитивний зворотний зв’язок впливає на систему шляхом збільшення вихідного результату її функціонування. Результат підсилює процес і система еволюціонує, тобто все більше віддаляється від вихідного стану. Наприклад, утворення льодовиків збільшує відбиття променів Сонця від їх поверхні, сприяє охолодженню та збільшенню площі зледеніння. Особливо характерний позитивний зворотний зв’язок для техногенних систем — утворення міст збільшує площі їхніх інфраструктур, які дедалі збільшують площі міст.
Негативний зворотний зв’язок зменшує вихідний результат функціонування системи. Результат процесу послаблює цей процес і стабілізує систему, тобто від-
новлює її вихідний стан. В результаті дії негативного зворотного зв’язку в системі можливе саморегулювання, що відбувається за принципом Ле Шательє — Бpayна: при зовнішній дії, що виводить систему зі стану стійкої рівноваги, ця рівновага зміщується в напрямку послаблення ефекту зовнішньої дії. Цей принцип у межах біосфери людина порушує і досі.
Отже, об’єкти біогеохімії існують в інформаційному полі теж. Тому будемо пам’ятати, що інформація живої речовини і неживої природи знаходиться у вигляді біологічного і ландшафтного різноманіття, яке необхідно зберігати.
Історичний підхід у біогеохімії. Він передбачає вивчення змін біогеохімічної міграції у часі. При цьому важливе значення має картографічний метод дослідження (вивчення просторових, географічних закономірностей накопичення та розсіювання хімічних елементів).
У минулі геологічні епохи хімічний склад оболонок планети суттєво відрізнявся від теперішнього, що впливало на міграцію хімічних елементів. Наприклад, для докембрію була характерна дія вулканізму на склад атмосфери і гідросфери. Є підстави виокремлювати історичну біогеохімію процесів (наприклад, особливості міграції хімічних елементів у минулі епохи) чи біогеохімію окремих систем (океану, кори вивітрювання та ін.).
Антропогенний вплив на довкілля руйнує природні системи і «замінює» біогенну еволюцію. Еволюція вимушена бути екстенсивною, її темп диктує трансформована природа, а не хід природних явищ. Фактично цей процес відбувається у вигляді масового розмноження окремих організмів, які змінюють усталені біогеохімічні цикли екосистем.
Синергетичний підхід в біогеохімії. Пізнавальний потенціал синергетики полягає у формуванні особливого сценарію мислення, нової логіки розуміння динаміки біогеохімічних процесів. Цей підхід спирається на п’ять основних принципів:
1) принцип становлення — головною формою буття є феномен нестійкості, тобто неспокій, рух, незавершені рівноважно-цілісні форми, перехідні, проміжні часові утворення. Становлення проявляється через дві протилежності: хаос і впорядкованість. Хаос — це основа складності, випадковості, створення — руйнування, конструкції — деконструкції; впорядкованість — основа простоти, необхідності, закону, краси, гармонії;
2) принцип впізнавання — осмислення буття як процесу становлення. При цьому параметри впорядкованості відіграють подвійну роль. З одного боку, вони повідомляють системі шляхи розвитку, а з іншого — дають змогу дослідникам вивчати її макроскопічний стан;
3) принцип згоди — комунікативності, діалогічності — пояснює, що буття як становлення формується і пізнається лише у процесі діалогу, комунікативної взаємодії суб’єктів та встановлення гармонії в результаті діалогу;
4) принцип відповідності — уможливлює перехід від досинергетичної науки до науки, що розвивається на засадах синергетики;
5) принцип доповнюваності — означає незалежність і принципову частковість, неповноту досинергетичного і синергетичного (без досинергетичного) опису реальності. Усе існуюче у цьому контексті одночасно постає і як усталене, і як таке, що усталюється.
Логіка мислення на засадах синергетики спирається на вихідне припущення про істотну нелінійність досліджуваних об’єктів — екосистем, ландшафтів. Моделювання на основі синергетичної парадигми дає змогу створити моделі самоорганізації екосистеми у вигляді біосфери, але не покликане відображати їх дрібні деталі, а лише основні ознаки системи як феноменального явища класу глобальної екосистеми.
Отже, при вивченні геохімічних процесів в біосфері за участі живої речовини необхідно аналізувати механізми саморегуляції, оцінювати системні, інформаційні та еволюційні показники.