Поняття географічна оболонка, ландшафтний простір, ландшафтна оболонка, природний територіальний комплекс, біосфера, ноосфера, вітасфера. Роль Вернадського у вивченні біосфери

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Вплив діяльності людини на біосферу та ландшафти Землі

1. Особливості біосфери та роль в екосфері

3. Сучасні ландшафти світу

4. Проблеми опустелювання, обезліснення, збереження біорізноманіття Землі

Література

екосфера ландшафт біорізноманіття

1. Особливості біосфери та її роль в екосфері

У науковій літературі зустрічаються кілька понять, що позначаються словом біосфера. Особливо поширені два поняття. Згідно з одним, більш широким, біосфера це область існування живої речовини разом із середовищем її проживання. У цьому сенсі біосферу розумів В. І. Вернадський, і в цьому сенсі воно часто зустрічається в літературі. У вужчому сенсі біосфера - одне з геосфер Землі, область поширення живої речовини. Біосфера сконцентрована переважно у вигляді відносно тонкої плівки на поверхні суші і переважно (але не виключно) у верхніх шарах океану. Вона не може функціонувати без тісної взаємодії з атмосферою, гідросферою та літосферою, а педосфера без живих організмів просто не існувала б.

Наявність біосфери відрізняє Землю з інших планет Сонячної системи. Особливо слід наголосити, що саме біота, тобто. сукупність живих організмів світу, створила екосферу в тому вигляді, як вона є (або, точніше, якою вона була на початок активної діяльності людини), і саме біота відіграє найважливішу роль у стабілізації екосфери. Киснева атмосфера, глобальний кругообіг води, ключова роль вуглецю та його сполук пов'язані з діяльністю біоти і характерні лише для Землі. Біота грає значну, а то й визначальну роль переважають у всіх глобальних біогеохімічних циклах. Здебільшого завдяки біоті забезпечується гомеостазис екосфери, тобто. здатність системи підтримувати її основні параметри, незважаючи на зовнішні впливи, як природні, так і зростаючою мірою антропогенні.

Основним процесом утворення органічної речовини є фотосинтез. Процес фотосинтезу, тобто. створення живої речовини з неживої, забезпечує стійке утворення найважливішого із природних ресурсів – первинної біологічної продукції.

2. Біотичне управління екосферою та роль діяльності людини

p align="justify"> Величина первинної біологічної продукції - це загальна кількість органічної речовини, створюваного в ході фотосинтезу за одиницю часу (зазвичай за рік) на певній площі. Очікується, що у 2050 році, внаслідок зміни клімату, «чиста» первинна продукція біосфери збільшиться та становитиме 82,5 млрд. т/рік при екосистемній продукції, що дорівнює 8,1 млрд. т/р. Таким чином, ступінь розімкненості процесів збільшиться до 10%, що вказує на прогресуюче неблагополуччя екосфери, якщо стратегія людства щодо проблем геоекології не буде докорінно змінена.

Процес фотосинтезу - основа життєзабезпечення Землі, яке результат, біологічна продукція - найважливіший відновний ресурс. Ці 220 млрд. т органічної речовини на рік - найголовніший відновний ресурс екосфери, що забезпечує сільське господарство, лісництво, рибне господарство та інші сектори економіки, пов'язані з використанням відновних природних ресурсів.

Ще більш важлива роль біологічної продукції та біоти загалом у забезпеченні сталого функціонування екосфери. Про цю найважливішу, стабілізуючу роль біоти часто забувають. Синтез і відповідна деструкція органічної речовини лежать в основі глобального біогеохімічного циклу вуглецю, а в локальному плані - в основі стійкості екосистем. При цьому, на глобальному рівні синтез та деструкція балансуються з точністю 104 для проміжків часу тривалістю близько 10 тис. років.

Значна роль біоти у глобальному гідрологічному циклі. Оскільки жива речовина приблизно на 90% складається з води, то щорічно біота пов'язує у новоствореній фотосинтезованій органічній речовині 60 млрд. т вуглецю і близько 500 км! води. У процесі синтезу органічної речовини рослинність пропускає крізь себе на два порядки більше води, ніж та кількість, яка виявилася пов'язаною в органічній речовині. Ця вода забирається рослинами із ґрунтової вологи, бере участь у функціонуванні рослин, а потім надходить в атмосферу. Таким шляхом у біологічній ланці глобального кругообігу води (гідрологічного циклу) бере участь близько 30 тис. км3 води на рік. Це близько 25% сумарної кількості опадів, що випадають поверхню суші.

Розмір сонячної енергії, що використовується для побудови органічної речовини в процесі фотосинтезу, становить 133 х 1012 Вт. Це в 13 разів більше загальносвітового споживання енергії людиною, але лише 0,16% сонячної радіації, що приходить до поверхні Землі.

Встановлено, що у межах біосфери біота зберігає здатність контролювати умови довкілля, якщо людина у процесі своєї діяльності використовує трохи більше 1% чистої первинної продукції біоти. Решта продукції має розподілятися між видами, що виконують функції стабілізації довкілля. Отже, з погляду людства, біота є механізм, що забезпечує людини харчуванням (енергією) з коефіцієнтом корисної дії 1%, а 99% йде підтримку стійкості довкілля.

Якщо розглядати людину як біологічний вид, що знаходиться на вершині екологічної піраміди, то йому, за законами біологічної екології, покладалося б на харчування лише кілька відсотків виробленої на суші первинної біологічної продукції, тобто. близько 10 млрд. т на рік. Фактично, завдяки використанню ріллі, пасовищ та лісів, людина поглинає сільськогосподарські та лісові продукти загальною масою 31 млрд. т. Зрозуміло, що споживання первинної біологічної продукції людиною перевершує всі мислимі межі вже зараз. При подальшому зростанні населення світу його потреби можна буде задовольняти тільки за рахунок потреб інших живих організмів, а це неминуче, рано чи пізно, призведе до катастрофічної деградації біосфери і, отже, екосфери загалом.

У проблемах деградації біосфери є два найбільш серйозні аспекти:

по-перше, як ми щойно бачили, надмірне, що не відповідає встановленому природою рівню антропогенне поглинання та руйнування відновних біологічних ресурсів;

по-друге, зниження ролі біосфери у стабілізації стану екосфери. Обидві проблеми надзвичайно серйозні, але, ймовірно, друга проблема важливіша, тому що вона торкається основних, глибинних, системних процесів функціонування екосфери. Можна вважати, що величина антропогенної частки поглинання та руйнування первинної біологічної продукції суші – найважливіший геоекологічний індекс надзвичайно несприятливого, кризового стану екосфери.

3. Сучасні ландшафти світу

Величина біологічної продуктивності кожної ділянки земної поверхні залежить від співвідношення тепла та вологи, що надходять до цієї ділянки. Чим більше величина сонячної енергії, що поглинається поверхнею Землі, краще умови для синтезу первинної біологічної продукції. Однак це правильно тільки в тому випадку, якщо ця ділянка отримує оптимальну кількість води. Найбільша величина первинної продуктивності й у вологих лісів екваторіального пояса (близько 4000 т/км2 на рік). Субтропічні ліси виробляють 2000 т/км2, а тайга – 700 т/км2. У цьому низці різних типів лісових ландшафтів визначальним чинником є тепло, тобто. радіаційний баланс.

Закон географічної зональності дозволяє описати просторовий розподіл основних рис зональних процесів, за їх поєднань у вигляді природно-територіальних комплексів, або ландшафтів, у тому вигляді, які зараз існували б на Землі, якби на ній не діяла людина.

Діяльність людини дуже значно перетворила первинні, чи потенційні, ландшафти Землі. На 20-30% площі суші людина перетворила ландшафти практично повністю. На територіях із високою густотою населення природні екосистеми майже не збереглися. Натомість їхні території на 40-80% зайняті сільськогосподарськими землями, населеними пунктами, дорогами, промисловими спорудами та іншими результатами діяльності людини. На решті частини зустрічаються вторинні або спеціально вирощувані ліси, що деградували землі та водогосподарські системи, що перебувають, як правило, далеко не ідеальному стані. При цьому зовні такі території можуть виглядати благополучно (що й спостерігається, наприклад, у Західній Європі чи США), але фактично це сфера дестабілізації екосфери.

В результаті деякі зональні типи ландшафтів зникли, інші були трансформовані, тому виникли антропогенні модифікації природних ландшафтів. З 96 зональних типів ландшафтів, виділених на рівнинах світу, 40 типів зникли або були докорінно перетворені. Усього близько 60% території світу тією чи іншою мірою перетворено людиною.

Територій, зовсім незмінених людиною, у світі не лишилося. Навіть у віддалених від центрів економічної діяльності областях, таких як Антарктида чи північний схід нашої країни, випадання хімічних речовин з атмосфери змінили, хоча й малою мірою початковий доантропогенний стан ландшафтів Землі. Діяльність племен мисливців-збирачів, які мешкають у слабо змінених ландшафтах, проте, також зробила свій внесок у антропогенне перетворення світу.

І все ж таки великі території на Землі залишаються майже незайманими. Вони грають величезну, загальнопланетарну роль збереженні гомеостазису екосфери і тому мають розглядатися як найцінніший надбання всього людства.

Розподіл ландшафтів за рівнем антропогенної трансформації. 1. Корінні (первинні) ландшафти - це зональні типи ландшафту, які не зазнали прямого впливу господарську діяльність, тобто. практично не трансформовані.

Ця категорія включає ландшафти льодовикових пустель, деяких тропічних пустель, переважну частину високогірних районів, а також значні частини ландшафтів бореальних лісів (тобто лісів помірного поясу Північної півкулі) та тундри. Сюди відносяться також заповідники та інші території, що строго охороняються. Ряд дослідників розглядає первинні (корінні) ландшафти як найважливіший природний ресурс, що відіграє важливу роль в екологічній стабілізації екосфери.

2. Вторично-похідні ландшафти - це природно-антропогенні ландшафти, сформовані дома первинних внаслідок господарську діяльність у теперішньому чи минулому, які у відносно стійкому стані протягом десятиліть чи перших століть завдяки природним процесам саморегулирования. Такі ландшафти відрізняються господарською діяльністю середньої інтенсивності, або ж у малозміненому ландшафті зустрічаються окремі плями високо інтенсивної діяльності.

3. До категорії антропогенно-модифікованих ландшафтів належать ландшафти з досить високим ступенем трансформації. Вони антропогенні зміни відрізнялися більшою швидкістю, ніж природні варіації географічних умов. Ці ландшафти управляються, з одного боку, як природні системи, з другого -- вони дуже залежить від діяльності.

У цю категорію входять, насамперед, сільськогосподарські модифікації ландшафтів: поля (зрошувані та неорошані), городи, сади, плантації та пасовища різного типу. Сюди належать також території інтенсивного, цілеспрямованого вирощування деревини. До категорії антропогенно-модифікованих ландшафтів відносяться також рекреаційні області, що охороняються, насамперед парки.

4.Техногенні ландшафти – це природні системи, керовані переважно діяльністю людини. Це міські системи з усією міською та приміською інфраструктурою: житлові квартали, вулиці та площі, місця відпочинку, промислові зони, шляхи сполучення, системи життєзабезпечення (водопостачання та каналізація, збір та переробка сміття, енергопостачання та опалення) та ін. Це місця видобутку та переробки мінеральних ресурсів (кар'єри, шахти, нафтові промисли та ін.). Це ландшафти гідротехнічних споруд (греблі, водосховища, канали, насосні станції тощо) з прилеглими акваторіями та територіями.

За типами діяльності людини антропогенні ландшафти можуть бути поділені на наступні категорії: ландшафти районів землеробства зрошуваного, ландшафти районів зрошуваного землеробства, пасовищні ландшафти, лісогосподарські ландшафти, гірничопромислові ландшафти, урбанізовані ландшафти, рекреаційні ландшафти.

Особливості антропогенної трансформації ландшафтів та екосистем

1. Система майже повністю замкнутої перетворюється на розімкнену (відкриту) головним чином внаслідок відчуження біомаси у вигляді продукції, що використовується! людиною. Ступінь відкритості системи є, мабуть, індикатором ступеня її антропогенного перетворення.

2. Збільшується одноманітність ландшафтів. Зниження внутрішньоландшафтного розмаїття також може бути індикатором антропогенної трансформації.

3. Продуктивність ландшафтів знижується у прямій (можливо, нелінійній) залежності від інтегрального антропогенного тиску за певний проміжок часу.

4. Чим вищий інтегральний антропогенний тиск, тим більшою мірою порушено еволюційний розвиток ландшафтів та екосистем.

5. Хімічна рівновага, що склалася в ландшафтах та екосистемах у процесі їх еволюції в доантропогенну епоху, порушено. Антропогенні потоки хімічних елементів та їх сполук часто один - два порядки перевищують рівень природних потоків хімічних речовин.

6. Особливо інтенсифікувалися потоки біогенних речовин.

7. Відбувається безперервна трансформація земельного фонду.

Загальною особливістю ландшафтів світу є погіршення їхнього стану (деградація), що виражається, перш за все, у зниженні їхньої природної біологічної продуктивності. При цьому головні процеси - це обезліснення у порівняно вологих ландшафтах та опустелювання у відносно сухих ландшафтах. Природні умови, сприятливі у розвиток цих двох процесів, є більш ніж 90% території суші без льодовиків, а антропогенні впливу перетворюють цю можливість на реальність.

4. Проблеми знеліснення, опустелювання, збереження біологічного розмаїття Землі

Проблема обезліснення. Ми вже обговорювали вище виняткову роль, яку відіграє біота загалом у стабілізації екосфери Землі. У тому числі висока роль лісів. Якщо надзвичайно важливим є вплив рослинності на стан екосфери, то зрозуміло, що вплив лісів, що становлять близько 85% фітомаси світу, не може не бути визначальним. Справді, ліси відіграють найважливішу роль формуванні як глобального циклу води, і глобальних біогеохімічних циклів таких елементів, як вуглець і кисень. Ліси світу регулюють важливі особливості клімату та водного режиму світу. Екваторіальні ліси є особливо важливим резервуаром біологічної різноманітності, зберігаючи 50% видів тварин і рослин світу на 6% площі суші. Вклад лісів у світові ресурси не тільки значний кількісно, а й унікальний, оскільки ліси є джерелом деревини, паперу, ліків, фарб, каучуку, плодів та ін.

Згідно з Міжнародною організацією з продовольства та сільського господарства (ФАО), у 1995 р. природні та саджені ліси покривали 26,6% вільної від льоду суші, або приблизно 35 млн. км2.

Внаслідок своєї діяльності людина знищила не менше 10 млн. км2 лісів, що містили 36% фітомаси суші. Головною причиною знищення лісів була потреба збільшити площі ріллі та пасовища внаслідок зростання чисельності населення.

Заселення та антропогенне перетворення зони вологих тропічних лісів відбувалися поступово. Вперше в зоні вологих тропічних лісів люди з'явилися 25-40 тис. років тому у південно-східній Азії та Океанії, 10 тис. років тому – в Амазонії, 3 тис. років тому – в Африці та ще пізніше на Мадагаскарі та у Новій Зеландії. У всіх випадках антропогенні зміни лісів були незначними, оскільки племена мисливців-збирачів, які там живуть, надають мінімальний вплив на стан лісів. Водночас протягом останніх 200 років у цій зоні з'явилося плантаційне сільське господарство, яке вирощує продукцію на продаж (цукрова тростина, тютюн, кава, какао, чай, каучук, кокосова та олійна пальми). Експорт тропічної деревини з 1950 р. збільшився у 16 разів. Поряд з цим різко зросло населення, що і призвело врешті-решт до суттєвого знеліснення та деградації лісів.

Щорічна втрата площі тропічних лісів становить 13,7-15,5 млн. га на рік. У розвинених країнах площі лісів змінювалися незначно, у середньому збільшуючись на 1,8 млн. га на рік. У деяких країнах, що розвиваються (наприклад, в Малайзії, Таїланді) скорочення площі лісів відбувається особливо швидко.

Основні причини обезліснення у тропічній зоні.

1. Освоєння нових земель під поля, плантації та пасовища як селянами-переселенцями, і великими фірмами (переважно тваринницькими). Нові дороги, що прокладаються в районах освоєння, є опорою подальшої колонізації території. У багатьох районах основна складність у сільськогосподарському освоєнні - швидке заростання розчищених ділянок лісовою рослинністю. На деяких територіях Бразильської Амазонії через 5-10 років після розчищення виростають дерева 50-75 видів заввишки до 8 м. Тому площа фактичного знеліснення буває помітно меншою, ніж площі щорічної вирубки. Часто під поля та плантації селяни вважають за краще розчищати відносно молодий вторинний ліс. Що утворився після суцільної вирубки в процесі лісозаготівель. Це особливо притаманно країн південно-східної Азії.

Якщо ліс уже зведений, то проблема полягає у розробці методів сталого сільського господарства на розчищених від лісу ділянках. Ця проблема поки що не знаходить успішних рішень у поліводстві.

2. Розширення площі землі, що використовується під підсічне землеробство, внаслідок зростання чисельності населення племен, які практикують цей метод землекористування.

3. Видобуток деревини. На відміну від лісів помірного пояса, у тропічних лісах часто виробляється не суцільна, а вибіркова рубка окремих цінних видів дерев. При їх транспортуванні з хащі до дороги гине значна кількість лісу (відповідно до одного з досліджень, на одне зрубане дерево припадає два загиблі або серйозно пошкоджені; за іншими відомостями, ця пропорція ще більша). Тому найчастіше основний геоекологічний результат лісозаготівель - деградація лісів, а чи не скорочення їх площі.

4. Крім потреб у цінній деревині, тропічні ліси задовольняють потреби місцевого населення дровах. (У більшості африканських країн від 70 до 95% домашніх потреб енергії, головним чином для приготування їжі, задовольняються за рахунок дров.)

Ефективне використання територій вологих екваторіальних лісів приносить чималі труднощі. Переважна більшість біогенних речовин перебуває переважно у деревах і за вирубці видаляється разом із нею, а грунту залишаються мало родючими. Після вирубування лісів грунту схильні також до несприятливого впливу прямих променів сонця і сильних дощів. У ґрунтах вологих тропіків відзначається дефіцит фосфору та калію, а в сухих тропіках – азоту. Родючі ґрунти зустрічаються лише у специфічних місцях, таких як схили вулканів або заплави та дельти річок. Загалом чим більше величина опадів за рік і триваліший сезон дощів, тим складніше вести сільське господарство.

Внаслідок дуже складних зв'язків в екосистемах невеликі зміни в них можуть призвести до непередбачених наслідків. За Д. По і Д. Сейєрс (Англія) основні принципи управління територіями вологих тропічних лісів виглядають наступним чином:

1) ухвалення до уваги геоекологічних обмежень на всіх стадіях здійснення господарських проектів;

2) надання тропічного лісу для задоволення потреб, не пов'язаних із функціонуванням лісу, допускається лише після всебічної (економічної, соціальної та екологічної) оцінки проекту та у діалозі з місцевими жителями;

3) тропічний ліс може бути перетворений на інші види використання земель тільки в тому випадку, якщо доведено, що це вигідніше та доцільніше, ніж використання лісу;

5) спеціальна увага має приділятися тим лісовим територіям, основне завдання яких - збереження біологічного розмаїття або здійснення ґрунто- та водозахисних функцій на водозборах;

6) населення тропічних лісів повинно мати можливість брати участь у управлінні ними.

При управлінні тропічними лісами часто не береться до уваги, що вигоди від використання лісів у їхньому стійкому стані можуть приносити більше доходу, ніж вигоди, пов'язані з розчищенням лісів та використанням деревини. Показано, наприклад, що збирання плодів, ягід, лікарських рослин, каучуку тощо приносить не менший, а часто й більший дохід, ніж вирубування лісу, а при цьому ліс зберігається.

У лісах помірного поясу найбільші проблеми трапляються у Російській Федерації. Росія відрізняється найбільшою площею лісів Землі, що сягає 7,7 млн км2, що становить 46% всіх нетропічних лісів світу. Розрахункова лісосіка країни (тобто щорічний приріст деревини) використовується лише частково. У 1996 р. вирубка лісу становила лише 21,4% від розрахункової лісосіки, але у деяких районах Європейської Росії, наприклад, у Татарстані, Комі та Чувашії, вона перевищує 100%, тобто. площа лісів скорочується. У багатьох районах Росії первинні ліси заміщені вторинними. Частина лісів страждає від кислотних опадів, особливо навколо міст. Ліси Росії зазнають великих втрат від пожеж та шкідників, що поширюються на площах близько 1 млн. га на рік.

Внаслідок загальносвітової ролі лісів у стабілізації екосфери потрібний глобальний підхід до управління ними. Необхідно розробити та прийняти міжнародну конвенцію щодо лісів, яка б визначила основні принципи та механізми міжнародного співробітництва в цій галузі з метою підтримки сталого стану лісів та його поліпшення.

Один із компонентів цієї співпраці успішно функціонує. Це Міжнародна Організація з деревини, що поєднує як країни-споживачі, так і країни-власники лісових ресурсів (не тільки тропічного, а й помірного поясу).

Проблеми опустелювання. Існує неправильне уявлення про те, що опустелювання це настання пустель на більш продуктивні території. Насправді Міжнародна Конвенція боротьби з опустелюванням, укладена у 1994 р., дає таке визначення процесу опустелювання: «Опустелювання означає деградацію земель у посушливих районах, що відбувається внаслідок різних чинників, включаючи коливання клімату та діяльність людини». Ґрунти районів опустелювання відрізняються низькою родючістю, що у поєднанні з малими та мінливими опадами призводить до того, що біологічна продуктивність у районах значного опустелювання не перевищує 400 кг/га на рік сухої речовини.

Відповідно до кліматичних умов пустелі повинні займати у світі площу близько 48 млн. км2 (включаючи льодовикові покриви, тобто крижані пустелі). Фактично, відповідно до ґрунтово-ботанічними даними, їх площа сягає 57 млн. км2. Різниця між цими двома цифрами, що дорівнює 9 млн. км2, представляє антропогенні пустелі. Опустелювання різного ступеня розвивається ще на 25 млн. км2. Одна шоста частина населення світу живе у зоні загрози опустелювання. Світові економічні втрати від опустелювання станом на 1990 р. оцінюються в 42 млрд. доларів щорічно.

Ознаками опустелювання є: скорочення ступеня покритості грунту рослинністю, збільшення відбивної здатності (альбедо) поверхні грунту, значна втрата багаторічних рослин, особливо дерев і чагарників, деградація та ерозія грунту, настання пісків та засолення грунтів. Всі ці природні процеси є типовими для аридних ландшафтів, і вони регулюються природним чином. Але коли вони взаємопов'язані з діями людини, багато змін стають незворотними.

приклад. Сахель, велика територія на південь від Сахари, найбільше страждає від опустелювання. У Сахелі густота населення і худоби явно перевищила потенційну ємність цієї території. У 1968 р. там почалася багаторічна посуха (період зі зниженою кількістю опадів), що тривала двома хвилями протягом приблизно 20 років. Це призвело до зниження продуктивності полів та пасовищ, висихання колодязів, зменшення річкового стоку, падіння рівня озера Чад та інших катастрофічних наслідків. Під час першої хвилі посухи (1968-1973 рр.) загинуло від голоду понад 250 тис. жителів та 40% худоби. У Малі та Мавританії загинуло понад 90% худоби.

Клімат - найважливіший природний чинник формування територій різного ступеня опустелювання. Особливо це добре видно на прикладі Сахеля, де у напрямі з півночі на південь є різкі гідрокліматичні та геоекологічні градієнти, що визначають просторові зміни основних типів господарства. З півночі на південь збільшуються опади, знижується їх мінливість рік у рік, збільшується тривалість вологого сезону, покращується водний баланс за сезон дощів. Відповідно роль землеробства сільському господарстві на південь посилюється, а скотарства, навпаки, скорочується.

Рівень 600 мм опадів на рік поділяє райони із стійким та нестійким землеробством. Однак ця середня багаторічна величина не є цілком показовою. Мала тривалість вологого сезону та його варіації у час від року в рік роблять землеробство ризикованим навіть за більшої кількості опадів. Стислість сезону дощів різко обмежує можливості землеробства, змушуючи селянина вирощувати лише культури з коротким вегетаційним періодом. Відповідно й у скотарстві велика мінливість опадів рік у рік змінює умови існування худоби та її господарів, від майже достатку до крайнього дефіциту води та їжі.

Неприємна додаткова агрокліматична особливість Сахеля в тому, що як вологі, так і сухі роки зазвичай складаються в серії років, утворюючи посушливі або вологі періоди. Як землероби, так і скотарі зазвичай мають досвід виживання в межах одного сухого року, але вони не в змозі пережити серію посушливих років, що призводить їх до катастрофи.

У Сахелі завдяки кліматичним умовам при переміщенні на південь збільшується біологічна продуктивність території, а тому щільність населення. При цьому у всіх типах ландшафтів та відповідних їм типах господарства густота населення перевищує потенційну ємність території. Особливо складна ситуація складається в зоні нестійкого землеробства з опадами 400-600 мм, де висока щільність населення поєднується з конфліктними інтересами скотарства та землеробства, що викликає, зрештою, посилення опустелювання.

З цієї точки зору, територію Сахеля можна розділити на переважно землеробську та скотарську зони. У першій, внаслідок зростання населення, скорочуються площі залежних земель. Вони перетворюються на ріллю, досить швидко деградують, що знову призводить до необхідності відправити частину ріллі в поклад і до необхідності нової оранки, тоді як площі покладу і час «відпочинку» землі скорочуються, що викликає подальшу деградацію цих територій. Так виникають нові вогнища опустелювання у цій зоні, дуже далеко від Сахари.

У скотарській зоні, незважаючи на невисоку біологічну продуктивність на одиницю площі, природна рослинність краща, ніж у землеробській зоні. Продуктивність пасовищ у Сахелі (на одиницю площі) у 1,5-10 разів вища, ніж у сучасних господарствах Техасу чи Австралії, тому що різноманітна худоба у стадах населення Сахелю поїдає всю рослинність: корови – траву, вівці – чагарник, кози – гілки дерев . До того ж у Сахелі на 1 км2 припадає 10-пастухів, а в сучасних господарствах США – один пастух на 100 км2, тобто. у Сахелі у 1000 разів вище. Ці обставини роблять, здавалося б, примітивну систему скотарства фактично дуже ефективною, пристосованою до агроекологічних умов району та практично не загрожує екологічному стану скотарської зони. Однак система скотарства, створена досвідом багатьох поколінь, не витримує антропогенного тиску, що підвищується.

У процесі циклічного відгінного тваринництва в межах скотарської зони худобу взимку переганяють на південь, а влітку (у сезон опадів) - на північ, у напрямку Сахари. На півдні зони кількість та якість пасовищ гірша, ніж на півночі, внаслідок високої щільності населення та конфлікту інтересів скотарів та землеробів. В результаті ці землі піддаються надексплуатації та деградують.

Сахель - лише типовий і найвідоміший приклад, але процеси опустелювання та управління ним багато в чому схожі у всіх аридних районах світу.

Ефективна боротьба з опустелюванням повинна ґрунтуватися на глибокому розумінні системи взаємодіючих природних та соціально-економічних факторів і, зрештою, на стратегії соціально-економічного перетворення країн, які страждають від опустелювання. Міжнародна Конвенція боротьби з опустелюванням - один з основних механізмів участі всіх країн світу у вирішенні цієї проблеми.

Проблеми збереження біологічної різноманітності Землі

Біологічна різноманітність (БР) - це сукупність усіх форм життя, що населяє нашу планету. Це те, що робить Землю не схожою на інші планети Сонячної системи. БР - це багатство та різноманіття життя та його процесів, що включають різноманітність живих організмів та їх генетичних відмінностей, так само як і різноманітність місць існування, спільнот, екосистем та ландшафтів, в яких організми існують. БР ділиться на три ієрархічні категорії: різноманітність серед представників тих самих видів (тобто на рівні генів), між різними видами та між екосистемами.

Генетична різноманітність надзвичайно велика. Під ним розуміються варіації генів усередині видів. Донедавна зміни генетичного розмаїття досліджувалися переважно на породах свійських рослин і тварин, і навіть на популяціях окремих видів, що у ботанічних садах і зоопарках. Очевидно, дослідження глобальних проблем БР лише на рівні генів - справа майбутнього.

Що ж до видового розмаїття, то досі підрахунки числа видів Землі, виконані різними авторами, різняться на порядок. Серед рослин і хордових тварин описано 85-90% видів, але у всіх інших таксонах описано набагато менше половини видів. Оцінки загальної кількості видів, за даними різних авторів, перебувають у межах між 3,6 млн. і 112 млн. Така велика різниця пов'язано переважно з тим, що кількість видів комах оцінюється в межах від 2 до 100 млн. видів, але навіть якщо не брати до уваги такі розбіжні дані з комах, однаково рівень знання біологічного розмаїття залишається невисоким. Найбільш авторитетна оцінка видової різноманітності, яка залучила до цієї роботи близько 1500 фахівців, виконана в ЮНЕП у 1995 р. Згідно з цією оцінкою, найбільш ймовірна кількість видів - 13-14 млн., з яких описано лише 1,75 млн. або менше 13 %.

Найвищий ієрархічний рівень біологічного розмаїття – екосистемний чи ландшафтний. Дрібномасштабні карти зональних типів ландшафтів світу чи континентів, власне, відбивають це біологічне розмаїтість вищого ієрархічного рівня.

Найбільшою видовою різноманітністю відрізняються нижченаведені ландшафти (у спадному порядку): вологі екваторіальні ліси, коралові рифи, сухі тропічні ліси, вологі ліси помірного пояса, океанічні острови, ландшафти середземноморського клімату, безлісні (совані, степові) ландшафти. Багатство вологих екваторіальних лісів особливо велике: наприклад, на 200 га лісу в Індонезії росте стільки ж видів дерев, скільки їх є у всій позатропічній Північній Америці. Не меншою видовою різноманітністю відрізняються коралові рифи.

Внаслідок цього відзначаються глобальні центри максимумів біорізноманіття та інші центри високої біорізноманіття. Багато центрів були спочатку виділені М. І. Вавіловим у 1920-і роки.

1. Чоко (Коста-Ріка);

2. Тропічні Східні Анди;

3. Пріатлантична Бразилія;

4. Східні Гімалаї (провінція Юннань у Китаї);

5. Північний Борнео;

6. Нова Гвінея.

Крім глобальних центрів, виділяються ще 16 центрів високої біорізноманіття (3000 видів та більше на 10 000 км2), у яких зустрічаються плями найвищого розмаїття. До таких центрів високої біорізноманіття відносяться, наприклад, Середземномор'я (включно з Кавказом), Східно-Африканська рифтова долина, Капський центр (південь Африки), Мадагаскар, Гвіанське нагір'я та ін.

В останні два десятиліття біологічна різноманітність почала привертати увагу не лише фахівців-біологів, а й економістів, політиків, а також громадськість у зв'язку з очевидною загрозою антропогенної деградації біорізноманіття, що набагато перевищує нормальну, природну деградацію.

Останні 500 млн. років Землі було п'ять періодів масового зникнення видів. З них останній був приблизно 65 млн років тому. Для відновлення біологічного багатства щоразу потрібно було приблизно 10 млн. років. В даний час, внаслідок діяльності людини, є реальна небезпека ще одного періоду масового скорочення біологічного розмаїття, але зі швидкістю, що значно перевищує швидкість у попередні періоди масового знищення, так і сучасну природну швидкість знищення і заміщення видів.

Згідно з «Глобальною оцінкою біологічної різноманітності» (Global Biodiversity Assessment, UNEP, 1995), перед загрозою знищення стоять понад 30 тис. видів тварин і рослин. Швидкість зникнення видів ссавців у XX столітті у 40 разів перевищувала максимальні швидкості, зафіксовані у геологічному минулому. За останні 400 років зникли 484 види тварин та 654 види рослин.

Причини сучасного прискореного зниження біологічної різноманітності.

1. Швидке зростання населення та економічного розвитку, що вносять величезні зміни в умови життя всіх організмів та екологічних систем Землі;

2. Не беруться до уваги довгострокові наслідки дій, що руйнують умови існування живих організмів, експлуатують природні ресурси та інтродукують немісцеві види;

3. Ринкова економіка неспроможна оцінити справжню вартість біологічного розмаїття та її втрат;

4. Збільшення міграції людей, зростання міжнародної торгівлі та туризму;

5. Забруднення природних вод, ґрунту і повітря, що посилюється і поширюється.

За останні 400 років основними безпосередніми причинами зникнення видів тварин були:

1) інтродукція нових видів, що супроводжувалася витісненням чи винищенням місцевих видів (39% усіх втрачених видів тварин);

2) руйнування умов існування, таких як втрата територій, заселених тваринами, та їх деградація, фрагментація, посилення крайового ефекту (36% від усіх втрачених видів);

3) неконтрольоване полювання (23%);

4) інші причини (2%).

Причини необхідності збереження генетичної різноманітності.

Етична: всі види (хоч би шкідливими чи неприємними вони були) мають право існування. Це положення записано у «Всесвітній хартії природи», ухваленій Генеральною Асамблеєю ООН.

Насолода природою, її красою та різноманітністю також має найвищу цінність, що не виражається в кількісних показниках.

Різноманітність – це основа еволюції життєвих форм. Зниження видового та генетичного розмаїття підриває, отже, подальше вдосконалення форм життя Землі.

Існує серйозна економічна доцільність збереження біорізноманіття принаймні внаслідок двох головних причин: а) дика жива природа - джерело селекції свійських рослин і тварин, а також і генетичний резервуар, необхідний для оновлення та підтримки стійкості сортів; б) дика природа - джерело ліків: від 25 до 40% ліків містять природні біологічні компоненти.

Економічна цінність біологічної різноманітності.

1. Безпосередня цінність. Вартість компонентів біорізноманіття, які задовольняють потреби суспільства. Споживче використання генів, видів, екологічних спільнот або біологічних процесів для забезпечення таких потреб, як продовольство, паливо, медицина, енергія та деревина. Неспоживче використання компонентів біорізноманіття для відпочинку, туризму, науки чи освіти.

2. Опосередкована цінність. Використання біорізноманіття для забезпечення економічної чи іншої діяльності суспільства. Ця цінність випливає з ролі біорізноманіття у збереженні тих «послуг» екосистем, які підтримують біологічну продуктивність, стабілізують клімат, підтримують родючість ґрунтів та очищують природні води та повітря.

Ціни, що не використовуються, або пасивні,

Цінність для блага інших членів сучасного суспільства. Це те, що

що люди готові платити, щоб інші члени цього покоління могли використовувати певні компоненти біорізноманіття. Цінність заповіту для майбутніх поколінь: Це те, за що люди готові платити (або вигоди, від яких вони згодні відмовитися) для того, щоб майбутні покоління могли використовувати певні компоненти біорізноманіття. Цінність існування біорізноманіття: Це те, за що люди готові платити (або вигоди, від яких вони згодні відмовитися) для того, щоб забезпечити безперервне існування біорізноманіття або його певних компонентів. Іноді її називають справжньою цінністю.

Способи захисту біологічної різноманітності.

а) Захист біологічного розмаїття лише на рівні видів.

Стратегія у місці проживання – основна. При ній окремі види чи популяції охороняються законом, регулюється полювання на них та торгівля ними (у тому числі міжнародна), розробляються та здійснюються стратегії з охорони окремих, найбільш цінних та рідкісних видів (наприклад, носоріг, уссурійський тигр) або щодо реінтродукції видів у дику природу (кінь Пржевальського, бізон, зубр). На рівні країн ухвалюються закони, що регулюють питання охорони диких тварин та рослин.

При стратегії поза місцем проживання для збереження обмеженої кількості особин диких тварин використовуються зоопарки, ботанічні сади, акваріуми, колекції насіння та мікроорганізмів. Випускаються також Червоні книги, що містять перелік видів, що знаходяться під загрозою зникнення.

Охорона біорізноманіття лише на рівні видів - дорогий і трудомісткий шлях, можливий лише обраних видів, але недосяжний охорони всього багатства життя Землі.

б) Захист біологічної різноманітності на екосистемному рівні.

Найбільш ефективний і відносно економічний спосіб охорони БР на екосистемному рівні - території, що охороняються. Відповідно до класифікації Світового союзу охорони природи (IUCN) виділяються 8 видів територій, що охороняються:

1. Заповідники. Мета - збереження природи та природних процесів у непорушеному стані.

2. Національні парки. Мета - збереження природних областей національного та міжнародного значення для наукових досліджень, освіти та відпочинку. Зазвичай це значні території, де використання природних ресурсів та інші матеріальні впливу людини не допускаються.

3. Пам'ятники природи. Це зазвичай невеликі території, які потребують охорони: валуни, дуби, джерела.

4. Керовані природні резервати. Збір деяких природних ресурсів дозволяється під контролем адміністрації.

5. Охоронювані ландшафти та приморські види. Це мальовничі змішані природні та окультурені території із збереженням традиційного використання земель.

6. Ресурсні резервати, що створюються, щоб запобігти передчасному використанню території.

7. Антропологічні резервати (резервація), створюваний задля збереження традиційного життя корінного населення.

8. Території багатоцільового використання природних ресурсів, орієнтована на стійке використання вод, лісу, тваринного та рослинного світу, пасовищ та для туризму.

Є ще дві додаткові категорії, що накладаються на перелічені вище вісім:

9. Біосферні заповідники. Створюються з метою збереження БР. Включають кілька концентричних зон різного ступеня використання: від зони повної недоступності (зазвичай у центральній частині заповідника) до зони розумної, але досить інтенсивної експлуатації.

10. Місця всесвітньої спадщини. Створюються охорони унікальних природних особливостей світового значення. Управління здійснюється відповідно до Конвенції щодо всесвітньої спадщини.

Всього у світі в 1994 р. було 9793 охоронювані території категорій 1-5 за класифікацією IUCN загальною площею 9,6 млн. км2, або 7,1% від загальної площі суші (без льодовиків). Мета, яку ставить перед світовою громадськістю Світовий Союз охорони природи, - домогтися розширення територій, що охороняються, до розмірів, що становлять 10% площі кожної великої рослинної формації (біома) і, отже, світу в цілому. Це сприяло б як охороні біорізноманіття, а й підвищенню стійкості екосфери загалом.

У Північній і Центральній Америці є 2549 територій, що охороняються, що займають 10,2% площі континенту.

Стратегія розширення числа і площі територій, що охороняються, знаходиться в суперечності з використанням землі для інших цілей, особливо маючи на увазі зростаюче населення світу. Тому для охорони біологічного розмаїття необхідно, поряд з територіями, що охороняються, у зростаючій мірі вдосконалювати використання «звичайних», заселених земель і управління популяціями диких видів, причому не тільки зникаючих, і місцями їх проживання на таких землях.

До ефективних засобів захисту біологічного розмаїття відносяться і міжнародні угоди, загальна кількість яких у галузі охорони БР дуже значна. Конференція ООН з навколишнього середовища та розвитку (1992 р.) прийняла Міжнародну конвенцію з охорони біологічного розмаїття, яка є центральною та найважливішою у цій галузі. Цей всеосяжний документ, обов'язковий для виконання учасниками Конвенції, орієнтований на питання використання та охорони біорізноманіття. Він вимагає, щоб країни-учасниці розробили та здійснювали стратегію сталого використання та захисту біорізноманіття. Конвенція забезпечує форум для продовження дискусій з питань біорізноманіття.

Важливою угодою є Конвенція про міжнародну торгівлю видами дикої фауни та флори, які перебувають під загрозою знищення (CITES). До Конвенції приєдналося понад сто держав. Існує також низка інших конвенцій, що охороняють різні аспекти біологічних ресурсів та біорізноманіття: Конвенція з охорони мігруючих видів диких тварин, Конвенція з охорони водно-болотних угідь, Конвенція захисту китів та ін. Поряд з глобальними конвенціями існують і численні регіональні та двосторонні угоди, конкретні питання біорізноманіття.

На жаль, поки що можна констатувати, що, незважаючи на численні заходи, прискорена ерозія біологічного розмаїття світу продовжується. Однак без цих заходів захисту ступінь втрати біорізноманіття був би ще вищим.

Література

Основна література

1. Голубєв Г.М. Геоекологія: Підручник для студентів вузів/Г.М. Голубєв. 2-ге вид. випр. та дод. М.: Аспект Прес, 2006. 288с.

2. Петров К.М. Геоекологія: Навч. допомога. Спб.: Вид-во С.-Петерб. ун-ту, 2004. 274 с.

3. Єгоренко Л.І., Кочуров Б.І. Геоекологія: Навч. допомога. М.: Фінанси та статистика, 2005. 320 с.

4. Братков В.В. Геоекологія: Навч. посібник для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за екологічними спеціальностями/В.В. Братков, Н.І. Овдієнко. М: Вища школа, 2006. 271 с.

додаткова література

1. Орлятко В.В., Федоров Г.М. Регіональна географія Росії. Калінінградська область: Навч. сел. для студ., 2005. – 259с. НА (377 прим.)

2. Географічний атлас Калінінградської області, 2002. – 275с. НА (52 екз.)

3. Географія Калінінградського регіону. Польова загальногеографічна практика: учеб.посібник. 2007. -261 с. НА (152 екз.)

4. Лопатін К.І. Проблеми геоекології/К.І.Лопатін, С.А. Солодкопівців. М: МВС, 2008. 259 с.

5. Екологія та геоекологія надрокористування: Підручник для студентів вузів, які навчаються за напрямом підготовки бакалаврів, магістрів та дипломованих спеціалістів «Геологія, розвідка та розробка корисних копалин» / О.Г. Мілютін та ін; за ред. А.Г.Мілютіна. М.: Вищ.шк., 2007. 439 с.

6. Комарова Н.Г. Геоекологія та природокористування: Навч. посібник для вищих. пед. навч. закладів/Н.Г. Комарова. М: Видавничий центр «Академія», 2003. 192 с.

7. Родзевич Н.М. Геоекологія та природокористування: Навч. для вузів/Н.М. Родзевич. М: Дрофа, 2003. 256 с. Ч.З. №1 (1 екз).

8. Ємельянов А.Г. Основи регіональної геоеклогії: Навч. посібник/А.Г. Ємельянов, О.А. Тихомиров; М-во освіти Ріс. Федерації. Твер держ. ун-т. Твер: Твер.держ. ун-т, 2000. 154 с. НА (13 екз.).

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Тиск людини на біосферу. Активізація господарсько-виробничої діяльності. Забруднення світового океану. Надходження кисню в атмосферу Землі внаслідок фотосинтетичної діяльності. Хімічні та радіаційні забруднення.

контрольна робота , доданий 16.12.2011

Розгляд особливостей екології людини у сільській місцевості. Вплив сільськогосподарських культур на наземні екосистеми. Впровадження у ХХ столітті інтенсивних технологій (монокультур, незахищених сортів, хімізація ґрунтів) та їх вплив на біосферу Землі.

контрольна робота , доданий 29.03.2011

Роль рослинного світу у створенні органічної речовини. Розподіл органічної речовини планетою. Просторова неоднорідність біосфери. Вплив людини на Флору Землі. Зникнення та охорона рослинного світу. Біологічний кругообіг.

курсова робота , доданий 13.07.2013

Сутність та причини виникнення глобальних екологічних проблем. Поширення забруднюючих речовин, у атмосфері. Руйнування озонового шару Землі. Забруднення гідросфери та літосфери. Вплив антропогенної діяльності на тваринний та рослинний світ.

презентація , додано 19.12.2013

Вплив господарської діяльності на появу ландшафтів, близьких до пустельних, з рідкісним рослинним покривом. Основні причини деградації земель у всьому світі. Аналіз динаміки обмілення Аральського моря та опустелювання територій Кавказу.

презентація , додано 18.11.2012

Біологічна різноманітність біосфери. Збереження біологічного розмаїття та генофонду біосфери під впливом діяльності людини, що надає негативний вплив. Завдання селекції, акліматизація видів. Охоронювані території та природні об'єкти.

курсова робота , доданий 12.03.2016

Загальна характеристика забруднення природного довкілля. Екологічні проблеми біосфери. Атмосфера – зовнішня оболонка біосфери. Вплив людини на рослинний та тваринний світ. Шляхи вирішення проблем екології. Раціональне природокористування.

реферат, доданий 24.01.2007

Зміна видового та популяційного складу фауни та флори, викликані діяльністю людини. Червоні книги. Технологічні форми впливу людини на біосферу. Екологічні форми впливу людини на біосферу.

контрольна робота , доданий 07.12.2006

Біосоціальна природа людини та її популяційна характеристика. Природні ресурси Землі як фактор, що лімітує виживання людини. Вплив антропогенних чинників на довкілля живих організмів. Шляхи вирішення основних екологічних проблем.

реферат, доданий 21.02.2012

Вивчення причин, що спричинили кризи на різних етапах розвитку біосфери. Оцінка негативної діяльності, що призвела до деградації глобальної екологічної системи. Райони гострих екологічних ситуацій у Росії. Переробка промислових відходів.

2. Вторично-похідні ландшафти - це природно-антропогенні ландшафти, сформовані дома первинних внаслідок господарську діяльність у теперішньому чи минулому, які у відносно стійкому стані протягом десятиліть чи перших століть завдяки природним процесам саморегулирования. Такі ландшафти відрізняються господарською діяльністю середньої інтенсивності, або ж у малозміненому ландшафті зустрічаються окремі плями високо інтенсивної діяльності.
3. До категорії антропогенно-модифікованих ландшафтів належать ландшафти з досить високим ступенем трансформації. Вони антропогенні зміни відрізнялися більшою швидкістю, ніж природні варіації географічних умов. Ці ландшафти управляються, з одного боку, як природні системи, з другого -- вони дуже залежить від діяльності.

4. Техногенні ландшафти – це природні системи, керовані переважно діяльністю людини. Це міські системи з усією міською та приміською інфраструктурою: житлові квартали, вулиці та площі, місця відпочинку, промислові зони, шляхи сполучення, системи життєзабезпечення (водопостачання та каналізація, збір та переробка сміття, енергопостачання та опалення) та ін. Це місця видобутку та переробки мінеральних ресурсів (кар'єри, шахти, нафтові промисли та ін.). Це ландшафти гідротехнічних споруд (греблі, водосховища, канали, насосні станції тощо) з прилеглими акваторіями та територіями.

Особливості антропогенної трансформації ландшафтів та екосистем

1. Система майже повністю замкнутої перетворюється на розімкнену (відкриту) головним чином внаслідок відчуження біомаси у вигляді продукції, що використовується! людиною. Ступінь відкритості системи є, мабуть, індикатором ступеня її антропогенного перетворення.
2. Збільшується одноманітність ландшафтів. Зниження внутрішньоландшафтного розмаїття також може бути індикатором антропогенної трансформації.
3. Продуктивність ландшафтів знижується у прямій (можливо, нелінійній) залежності від інтегрального антропогенного тиску за певний проміжок часу.
4. Чим вищий інтегральний антропогенний тиск, тим більшою мірою порушено еволюційний розвиток ландшафтів та екосистем.
5. Хімічна рівновага, що склалася в ландшафтах та екосистемах у процесі їх еволюції в доантропогенну епоху, порушено. Антропогенні потоки хімічних елементів та їх сполук часто один - два порядки перевищують рівень природних потоків хімічних речовин.
6. Особливо інтенсифікувалися потоки біогенних речовин.
7. Відбувається безперервна трансформація земельного фонду.

Біосфера – унікальна оболонка нашої планети. Всі попередні, розглянуті нами, оболонки в тій чи іншій мірі існують на інших планетах, але тільки, мабуть, немає на жодній з них, крім Землі. Можливо, якщо життя є на нашій планеті, воно існує і в інших куточках Всесвіту, також ймовірно, що це дуже поширене явище, але поки що вчені ще тільки шукають життя за межами нашої планети і єдиною з них, де виявлено життя залишається Земля. Хто знає, може, це єдина планета, де якимось невідомим чином зародилося життя?

Звідки вона виникла на Землі, справді ніхто поки що не має уявлення. Життя — надто складне явище, щоб воно виникло випадково, і про процеси, які можуть призвести до її появи, ми поки що нічого не знаємо. Але факт залишається фактом – на Землі існує та процвітає життя. Усю історію існування нашої планети, що триває 4,5 мільярда років, вчені розділили на дві великі частини - два еони: Криптозою та Фанерозою. Криптозойський еон — це еон «прихованого життя». У геологічних шарах цього періоду не знаходять жодних слідів життя на планеті. Це не може однозначно вказувати на те, що її не було в цей час зовсім, але жодних свідчень її наявності не відзначається, можливо, вона була довгий час надто примітивною - на рівні одноклітинних організмів, що не зберігаються у вигляді скам'янілостей. Фанерозойський еон розпочався 570 мільйонів років тому, ознаменувавшись так званим "Кембрійським вибухом". У цей час закінчується Докембрійська чи Архейська геологічна епоха і починається Палеозою. Палеозойська епоха - це епоха «давнього життя». У цей момент з'являються практично всі типи живих істот: молюски, брахіоподи, черв'яки, голкошкірі, членистоногі, хордові та інші, тому цей момент і був названий «вибухом». Вже за 100 мільйонів років з'являються перші хребетні, а 400 мільйонів років тому життя починає вибиратися на сушу — виникають земноводні. Хотілося б помітити, що життя виникло в океані і довгий час не могло вибратися на сушу, тому що поки не сформувалася киснева та озоновий шар, що захищали все живе від смертельної сонячної радіації, суша була непридатна для життя. У цей період починається розквіт наземних рослин — з'являються плауни, хвощі, папороті, за рослинами з'явився грунт. Палеозою закінчується 251 мільйон років тому найбільшим масовим вимиранням живих істот за всю її історію. Що сталося в цей період, залишається невідомим, очевидно, на планеті відбулися колосальні кліматичні зміни. Деякі палеонтологи вважають, що на Землі стався найсильніший льодовиковий період, який охопив усю планету. Однак, після Палеозою настав Мезозой, і життя на планеті відновилося знову. Мезозою став епохою динозаврів, які панували на планеті близько 200 мільйонів років. Але 65 мільйонів років тому знову відбулося масове вимирання видів. Всі динозаври зникли з планети. Імовірно, в Землю врізався великий метеорит, який радикально змінив її клімат. З цього моменту розпочалася Кайнозойська ера, яка триває до сьогодні. Кайнозою став епохою, а близько 2 мільйонів років тому серед них виділилася людина.

Сьогодні життя проникло в усі куточки Земної кулі, воно є на самому дні океанів, у гарячих джерелах, на найвищих горах, у жерлах вулканів та під льодом. Вона проникла повсюдно, там де життя зникає з якихось причин незабаром вона відновлюється знову, пристосовуючись до нових і важких умов довкілля. Різноманітність живих організмів планети величезна, воно налічує мільйони тварин, рослин, грибів і мікроорганізмів. Сама біосфера — це безперервний простір, на якому розташувалися всі ці види. Вони взаємодіють між собою з допомогою величезної кількості біологічних зв'язків, утворюючи єдину, глобальну екосистему. Очевидно, різні живі організми пристосувалися до різних природних умов, тому на Землі сформувалося кілька природних зон, що характеризуються особливими природними умовами і видами, що їх населяють.

Поверхня земної кулі у всьому її різноманітті була у минулому і є предметом вивчення багатьох природничих наук (геології, фізичної географії, біології, грунтознавства та інших.). У процесі розвитку цих наук у міру накопичення знань поверхню земної кулі стали розуміти як результат складної взаємодії чотирьох складових її сфер: літосфери(твердої, кам'яної), атмосфери(повітряної), гідросфери(водний) та біосфери(Живої речовини). У результаті з'явилося нове поняття. географічна оболонка Земліяк найбільш широке комплексне природне утворення, що складається з чотирьох взаємопроникних приватних фізико-географічних оболонок.

Планете Земля властиво оболонкову будову (оболонка - поняття тривимірне, об'ємне). Одна з оболонок - географічна - має низку відмінних рис, що вказують на її складнішу структуру в порівнянні з іншими. Відмітні особливості географічної оболонки Землі: наявність у її складі речовини у трьох агрегатних станах (твердому, рідкому та газоподібному), одночасна присутність космічних та земних джерел енергії, наявність органічної матерії – життя. Вперше на географічну оболонку Землі, що складається з чотирьох частин (оболонок, або сфер), вказав російський дослідник П. І. Броунов. Він писав, що всі ці сфери (літосфера, атмосфера, гідросфера і біосфера), проникаючи одна в одну, зумовлюють своєю взаємодією зовнішній вигляд Землі. Вивчення цих взаємодій - одне з найважливіших завдань сучасних наук природного профілю.

Головна властивість географічної оболонки 3емлі - постійний обмін речовиною та енергією не тільки між нею та зовнішнім світом - космічним простором, а й між основними частинами самої оболонки: субстратом, повітрям, водою, біомасою. Цей обмін визначає постійний розвиток географічної оболонки, а мінливість її складу та будова робить все більш високою та складною організацію природних компонентів та їх комплексів (комплекс у перекладі з латинського - сплетіння, тобто тісне поєднання частин цілого).

Географічна оболонка Землі має значну потужність, але щодо кордонів її існують різні погляди. Згідно з найпоширенішою думкою, верхня межа її проходить в атмосфері по верхній межі поширення життя на висоті приблизно 25-30 км. До цієї межі позначається теплова дія земної поверхні і атмосфера збагачена озоном (0 3). Озоновий шар перехоплює надлишок ультрафіолетової радіації Сонця, оберігаючи цим життя на земної поверхні.

До складу географічної оболонки Землі входить вся товща океанічних вод. Нижня межа проникнення життя на материках, мабуть, проходить по нижній межі шару земної кори, який знаходиться в безперервному взаємообміні речовиною та енергією з гідросферою та атмосферою, що знаходить свій вираз у тектонічних рухах, включаючи землетруси та виверження вулканів. Загальна потужність географічної оболонки Землі, охопленої життям, становить 35 – 40 км.

Характерна риса географічної оболонки Землі - неоднорідність, контрастність складових її частин - сфер. Шар безпосередньої взаємодії між ними виділяється в особливу ландшафтну сферу,яка служить місцем трансформації сонячної енергії в різні види земної енергії, середовищем, найбільш сприятливим для розвитку життя. Потужність її становить від кількох десятків до 250 м над океанами та земною поверхнею (як над рівнинами, так і над горами). У цих межах формуються ландшафти на суші та в океанах в результаті прямого дотику та активної взаємодії літосфери, атмосфери, гідросфери. У ландшафтну сферу на суші входять сучасна кора вивітрювання 1 , ґрунт, рослинність, живі організми та приземні шари повітря. Іншими словами, ландшафтна сфера – це сукупність природних комплексів на земній поверхні.

У ландшафтній сфері Землі, що займає центральну частину географічної оболонки, знаходиться біологічний фокус (за В. І. Вернадським) - найбільш бурхливий прояв життя на суші та у воді. Як частина географічної оболонки, ця сфера має глобальний характер і є предметом вивчення особливої науки. ландшафтознавства.Ландшафтну сферу відрізняє від інших геосфер нашої планети виняткова складність зовнішньої та внутрішньої будови, існування та діяльність людського суспільства. Властивості геокомплексів, що становлять ландшафтну сферу, визначаються процесами, що протікають як безпосередньо в ландшафті, так і у надрах Землі та Світовому просторі.

У науковій та навчальній літературі вживають терміни, які є синонімами, або доповнюють один одного, або мають зовсім різний зміст. Так, дійсними синонімами терміна "географічна оболонка" є географічна сфера, ландшафтна оболонка, епігеосфера. Трапляються роботи, в яких ставиться знак рівності між поняттями ландшафтна оболонка та географічне середовище. Це неправильно, оскільки географічна - ландшафтна - оболонка стала географічним середовищем людського суспільства після його виникнення і те лише на тому просторі, де це суспільство працювало. Для давньої людини періоду палеоліту географічним середовищем була лише незначна частина ландшафтної оболонки. Нині діяльність людини вийшла межі географічної оболонки (польоти космонавтів, глибоке буріння). Під географічним середовищем розуміється та частина земного природного оточення людини, яка на даний момент найбільш пов'язана з його виробничою діяльністю.

Передмова

За підсумками робіт В.І. Вернадського використовується визначення біосфери як загальнопланетної оболонки, до складу якої відносяться нижні шари атмосфери, гідросфера та верхні шари літосфери. Її склад та будова обумовлені сучасною та минулою життєдіяльністю всієї сукупності живих організмів. Вона внаслідок взаємодії її живих і неживих компонентів, акумуляції та перерозподілу у ній величезної кількості енергії є термодинамічно відкритою, самоорганізованою, саморегульованою, динамічно врівноваженою, стійкою, глобальною системою.

До поняття "біосфера" близько підійшов французький біолог Ж.Б. Ламарк (1802). Але сам термін «біосфера» вперше застосував австралійський геолог Е. Зус (1875). Він виділив біосферу як окрему оболонку Землі, охоплену життям, що включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери. Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) існують на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері та верхній частині літосфери, загалом складають плівку життя (сферу) на нашій планеті. Верхня межа біосфери сягає 85 км над поверхнею Землі. На таких висотах (у стратосфері) під час запуску геофізичних ракет у пробах повітря визначено суперечки мікроорганізмів. Нижня межа біосфери сягає глибин літосфери, де температура сягає 100 0 З (у молодих складчастих областях - приблизно 1,5 - 2 км і кристалічних щитах - 7 - 8 км).

Верхня межа біосфери, за В. І. Вернадським, є променевою, а нижня - термічною. Променева межа обумовлена наявністю жорсткого короткохвильового випромінювання, від якого життя на Землі захищене озоновим шаром, термічна - наявністю високих температур і знаходиться на суші в середньому на глибині 3-3,5 км від земної поверхні. Таким чином, загальна товщина цієї земної оболонки мала б становити кілька десятків кілометрів.

1. Географічна оболонка – комплексна оболонка Землі, утворена внаслідок взаємопроникнення та взаємодії речовин окремих геосфер – літосфери, гідросфери атмосфери та біосфери. Географічна оболонка є навколишнім середовищем людського суспільства, і в свою чергу, піддається значному впливу, що перетворює від нього.

Географічна оболонка - найбільший природний комплекс, у розвитку якого є певні закономірності:

o Цілісність - всі компоненти географічної оболонки є єдиним цілим, взаємодіють між собою, а речовини і енергія перебувають у постійному кругообігу;

o Ритмічність - періодичне повторення подібних природних явищ, що тривають добу (день і ніч), рік (весна, літо, осінь, зима) або мільйони років (гороутворення) тощо;

o Зональність - зміна характеру та властивостей природних комплексів від екватора до полюса, пов'язана з нерівномірним розподілом сонячного тепла залежно від географічної широти;

o Висотна поясність - зміна рельєфу, клімату, води, рослинності залежно від абсолютної висоти місцевості, експозиції схилів та протяжності гірських країн щодо переважаючих повітряних мас.

Атмосферне повітря одна із головних джерел життя планети. Людина не може прожити без повітря більше 5 хвилин. Потреба людини у повітрі залежить від її стану, умов роботи та лежить у межах від 15 до 150 тис. Л на добу.

Атмосфера є зовнішньою газовою оболонкою Землі, що досягає від її поверхні в космічний простір приблизно на 3000 км і ділиться на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу та екзосферу.

Вона оточує землю і поводиться разом з нею під дією сили тяжіння. До складу атмосфери входить азот – 78%, кисень – 21%, аргон, гелій, криптон та деякі інші постійні компоненти. Вважається, що склад та властивості атмосфери протягом останніх 50 млн. років стабілізувалася. Серед мінливих складових атмосфери - водяна пара, озон, вуглекислий газ мають велике значення для атмосферних процесів. Основна маса водяної пари зосереджена в нижніх шарах атмосфери (від 0,1 – 0,2 % у полярних широтах до 3 % – в екваторіальних), з висотою її кількість значно зменшується – на 90 % на висоті близько 5 км. Зміст водяної пари в атмосфері визначається співвідношенням процесів випаровування, конденсації та горизонтального перенесення. Шар озону поглинає основну частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, захищаючи життя Землі. У цьому полягає основне екологічне значення атмосфери.

Літосфера - зовнішня тверда оболонка землі, що включає всю земну кору з частиною верхньої мантії Землі, і складається з осадових, магматичних і метаморфічних порід.

Людина впливає найбільше земну кору - тонку верхню оболонку Землі, товщиною на континентах 40 - 80 км, під океанами - 5 - 10 км і як близько 1 % маси Землі. Елементи літосфери – кисень, кремній, водень, алюміній, залізо, магній, кальцій, натрій – утворюють 99,5 % земної кори.

Земна окра заселена живими організмами тільки у верхніх шарах ґрунту (педосфера) до глибини 5 м. Гірські породи, з яких складається літосфера, піддаються циклічним процесам, під дією екзогенних та ендогенних сил. Ендогенні сили діють через вивітрювання, відкладають вивітрюваний матеріал у глибші шари або переносять їх у нові місця покладів (седиментація).

Завдяки цементації або тиску відкладення можуть тверднути (діагенез). 8% відкладень покривають 75% поверхні Землі. Після тривалого (з погляду геології) часу осадовий покрив, який стає дуже товстим і дуже важким, може опуститися, і тоді він підлягає дії ендогенних сил. Вони призводять до утворення складок, причому завдяки тиску та високим температурам породи можуть змінитися, розплавитись і знову затвердіти.

Гідросфера – це водна сфера нашої планети, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покривів. Наша планета містить близько 16 млрд куб. м води, що становить 0,25 % її маси. Основна частина цієї води (понад 80%) перебуває у глибинних зонах Землі – її мантії. Підземна частина гідросфери охоплює грунтові, підґрунтові, міжпластові, безнапірні та напірні води, тріщинні води та води карстових порожнин у легкорозчинних гірських породах (вапняк, гіпс).

Для величезної кількості живих організмів, особливо у різних етапах розвитку біосфери, вода була середовищем народження та розвитку. Вода в біосфері перебуває у безупинному русі, бере свій початок у геологічному та біологічному кругообігах речовин. Вода є основою життя на Землі. Без води не може існувати людська цивілізація, тому що вода використовується людьми не лише для пиття, а й для забезпечення санітарно-гігієнічних та господарсько-побутових потреб.

2.1. Біосфера (простір, населений живими організмами) охоплює лише тоненький пояс Землі, шар завтовшки близько 20 км. У земному просторі глибина проникнення живих організмів (педосфера) залежить від клімату, ступеня вивітрювання гірських порід тощо.

Через труднощі транспортування води внаслідок дії гравітаційного поля Землі рослини рідко піднімаються над землею понад 50 м. Найважливішими факторами, що обмежують поширення живих організмів в атмосфері та гідросфері, є вміст кисню та температури умов.

В атмосфері через пасивне перенесення вітром пилку та суперечку бактерій органічна матерія досягає висоти до 10 км.

У глибоководних западинах анаеробні бактерії знайшли на глибині 10000 м.

З екологічного боку біосферу можна розділити на суббіосфери (Шуберт), причому атмосфера, як тільки тимчасово обжитий простір не враховуватиметься:

Геобіосфера - обжитий простір літосфери та педосфери (ґрунт та ін.);

Гідробіосфера - обжитий простір гідросфери (моря, прісноводні озера, річки);

Антропобіосфера – простір з людською домінантою (культурні ландшафти, міста).

2.2 Утворення живих речовин та його розпад - це дві сторони єдиного процесу, що називається біологічним кругообігом хімічних елементів. Життя - кругообіг елементів між організмами та середовищем.

Причина кругообігу - обмеженість елементів, у тому числі складається тіло. Біологічний кругообіг – це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, що відбуваються у біосфері. У зв'язку з цим біосферу визначають як область Землі, де відбуваються три основні процеси: кругообіг водню, азоту, сірки, в яких беруть участь п'ять елементів (H, O 2 , C, N, S), що рухаються через атмосферу, гідросферу, літосферу. У природі кругообіг здійснюють не речовини, а хімічні елементи.

Кругообіг вуглецю. У біосфері вуглецю понад 12 000 млрд. тонн. Це тим, що сполуки вуглецю постійно виникають, змінюються і розпадаються. Кругообіг вуглецю відбувається фактично між речовинами та двоокисом вуглецю. У процесі фотосинтезу, здійсненого рослинами, двоокис вуглецю вуглекислий газ і вода за допомогою енергії сонячного світла перетворюються на різні органічні сполуки. Повний цикл обміну атмосферного вуглецю відбувається за 300 років. Але частина вуглецю виключається як торфу, нафти, вугілля, мармуру тощо.

Кругообіг кисню. Щорічно ліси виробляють 55 млрд тонн кисню. Він використовується живими організмами для дихання та бере участь в окисних реакціях в атмосфері, літосфері та гідросфері. Циркулюючи через біосферу, кисень перетворюється то на органічну речовину, то на воду, то на молекулярний кисень. В наш час щорічно на згоряння вуглецю, нафтопродуктів та газу витрачається велика кількість кисню. Інтенсивність цього процесу збільшується з кожним роком.

Кругообіг азоту, фосфору, сірки. Діяльність людини прискорює кругообіг цих елементів. Головна причина прискорення – використання фосфору у добривах, що призводить до еутрифікації – наддобрення. При еутрифікації відбувається бурхливе розмноження водоростей – «цвітіння» води. Це призводить до зменшення кількості розчиненого у воді кисню. Продукти обміну водоростей знищують рибу та інші організми. Сформовані екосистеми у своїй руйнуються. Індустрія та двигуни внутрішнього згоряння викидають в атмосферу щороку багато нітратів та сульфатів. Потрапляючи на землю разом із дощем, вони засвоюються рослинами.

Кругообіг води. Вода покриває ѕ поверхні Землі. За хвилину під впливом сонячного тепла з поверхні водойм Землі випаровується 1 млрд. тонн води. Після охолодження пари утворюються хмари, що повертається на поверхню Землі у вигляді дощу та снігу. Опади частково проникають у ґрунт. Ґрунтові води повертаються на поверхню землі через коріння рослин, джерела, насоси тощо.

Швидкість циркуляції води дуже висока: вода океанів поповнюється за 2 млн. років, ґрунтові води – за 1 рік, річкові – за 12 діб, пара в атмосфері – 10 діб.

Щорічно для створення первинної продукції біосфери використовують при фотосинтезі 1% води, що потрапляє як опадів. Людина тільки для побутових та промислових потреб використовується 20 мм опадів – 2,5 % загальної їх кількості за рік. Безповоротний щорічний водозбір тепер складає 55 куб. м. щорічно він збільшується на 4 – 5 %.

А з іншого боку, живі організми пристосовуються до різного хімічного суглоба середовища, можуть переносити велику концентрацію тих елементів, які зазвичай знаходяться у великій кількості. Елементи, які рідко зустрічаються в природі і в невеликій концентрації, при накопиченні стають отруйними для живих організмів.

3. 3,5 млрд. років тому у первинному океані Землі під впливом ультрафіолетового та проникаючого випромінювання, а також електричних грозових розрядів почалося утворення перших органічних сполук – «органічного бульйону» (А. І. Опарін). Зі збільшенням концентрації цього розчину деякі органічні молекули, з'єднуючись, стали утворювати коацерватні краплі, ізольовані від навколишнього середовища і які використовували речовини, що входять до його складу, для збільшення свого розміру. Так виникли молекули, здатні до відтворення, що означало - зародження Життя.

Перші організми харчувалися навколишнім органічним розчином, але настав час, коли його запаси почали виснажуватися, а вільного кисню практично не було, і перші організми змушені були отримувати енергію завдяки процесу бродіння. Але цей процес є малоефективним і вимагав великої кількості їжі. Тому життя було приречене на голодну смерть. Єдина можливість перетворення остаточної речовини на остаточне - включити їх у кругообіг. Внаслідок природного відбору з'явилися фотосинтезуючі організми, які не харчувалися готовою органічною речовиною, а створювали її самі, використовуючи сонячне світло для перетворення вуглекислого газу, мінеральних солей та води. Відходом такого способу харчування став кисень, який, по-перше, уможливив появу багатоклітинних представників тваринного світу, які споживають енергію з готових органічних речовин шляхом їх окислення, і, по-друге, створив захист від впливу ультрафіолетового випромінювання, що губить для білкових сполук, оскільки деяка частина вільного кисню перетворилася на озон, що є сильним його поглиначем.

Так було створено замкнене коло взаємозалежних та взаємопристосованих організмів та процесів, серед яких немає жодного зайвого, оскільки кожен виконує свою функцію: відходи життєдіяльності одного є умовою життя іншого.

Тварини не могли б харчуватися та дихати без допомоги рослин. Але й рослини без тварин дуже швидко загинули б, оскільки нікому було б переробляти створену органіку у воду, вуглекислий газ та мінеральні солі, запобігаючи забруднення планети вимерлими залишками та відновлюючи запаси поживних речовин для нових поколінь рослин. Живі організми також беруть участь у загальному кругообігу речовин у природі та формуванні планети.

Отже, тварини та рослинні організми своєю діяльністю за життя та біомасою після смерті мільярди років створювали та вдосконалили умови, сприятливі для життя, тобто біосферу, перш ніж з'явилася людина, яка через кілька сотень тисяч років стала руйнувати її своєю нерозумною діяльністю.

Висновок

Приблизна маса біосфери становить 3 10 24 г, а обсяг - 10 10 24 см 3 ,в тому числі літосфери - 0,6 10 24 см 3 гідросфери - 1,4 10 24 см 3 і тропосфери - 8 10 24 см 3 . Приблизна маса біосфери становить 0,05% маси Землі, а обсяг - 0,4% обсягу Земі, включаючи до останнього атмосферу завтовшки 2000 км від рівня геоїду. Маса живої речовини становить лише (3...5) 10 -8 % маси Землі та близько (0,7 - 1,0) 10 -8 % маси біосфери.

Цікаві узагальнення щодо параметрів біосфери наводить Ф. Я. Шипунов (1980). За його даними, найбільша товщина біосфери знаходиться на тропічних широтах – 22 км, найменша – на полярних – 12 км.

Процеси, що відбуваються в біосфері і в навколишньому її планетному середовищі, зароджується і підтримується, з одного боку, космічними, а з іншого - земними факторами, пов'язаними з особливостями Землі як планети (напруга гравітаційного та магнітного полів, особливості її речовини, випромінювання та ін.) .). взаємодія цих двох чинників створює єдине творіння – систему Землі (Шипунів). Біосфера є структурною частиною цієї складної планетної системи. І якщо її жива речовина формує для себе несприятливе місце існування і розвитку - біосферу, то остання перевтілює своє планетне середовище таким чином і в таких розмірах, щоб мати максимальну стійкість своєї структурної організації. Тому біосферу слід розглядати як як область розвитку живого речовини Землі, а й як область, яка трансформує своє ближнє оточення на невід'ємну від неї екологічне планетне речовина.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Біосфера: забруднення, деградація, охорона. - Тлумачний словник. 2003 р.

Вернадський Ст І. Біосфера - Л., 1972 р.

Корсак К. В., Плаховник О. В. Основи екології. Науковий посібник – К., 2002 р.

Основи екології – за ред. Є. Н. Мішечко 2002 р.

М'якушко В. В., Вольвач Ф. В. Екологія. – К., 2000 р.

Ситник К. М., Брайон А. Ст, Гордецький А. Ст Біосфера, екологія, охорона природи. - До., 1987 р.

Дітер Гайнріх, Манфред Гергт. Екологія – під ред. В. В. Серебрякова – 2001 р.

Білявський Т. Д., Падун М. М. Основи загальної екології. Підручник – К., 1996 р.

Вернадський В. І. Біосфера та ноосфера 1989 р.

Біосфера та її ресурси - під ред. Н. Філіповського 1982 р.

Біосфера. Еволюція, простір, час. - За ред. Р. У. Сімса 1988