Різниця між екосистемою та біосферою. Природні та антропогенні екосистеми

План

1. Введення.

2. Жива речовина-компонент біосфери.

3. Абіотичні (неживі) компоненти біосфери.

4. Грунт - унікальний компонент біосфери.

5. Біосфера та космос.

6. Екологічні взаємодії живої речовини: хто як харчується.

7. Біогенна міграція атомів-екосистемна властивість біосфери.

8. Як розвивалася біосфера: п'ять екологічних катастроф.

9. Стійкість біосфери.

10. Біосфера та людина: екологічна небезпека.

12. Висновок.

1. Вступ

Сьогодні на весь зріст піднімається перед людьми одна із найскладніших проблем, незалежно від того, чи живуть вони в Африці чи Європі, у великих містах чи джунглях. Вона стосується кожного з нас і уникнути її нікому не дано. Це проблема збереження життя на планеті, виживання людини, як одного з унікальних видів живих істот.

Вирішення цієї проблеми залежить від того, наскільки кожен з нас і все людство разом усвідомлюють «заборонену рису», переступити через яку людство не повинно за жодних обставин. Такою "забороненою рисою" є закони життя на планеті.

Людина - мешканець біосфери. Саме біосфера та оболонка Землі, в межах якої протікає життя людства в цілому і кожного з нас.

Термін "біосфера" ввів австралійський геолог Едуард Зюсс (1881-1914). Сучасна концепція біосфери пов'язані з ім'ям академіка В.І. Вернадського.

Біосфера- сфера проживання живих організмів; оболонка Землі, склад, структура та енергетика якої визначається сукупною діяльністю живих організмів. Верхня межа тягнеться до висоти озонового екрану (20-25 км), нижня опускається на 1-2км нижче дна океану і в середньому 2-3 км на суші. Біосфера охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу, педосферу (ґрунт), і верхню частину літосфери (гірські породи) ).

2. Жива речовина-компонент біосфери

Біосфера включає всі частини планети, освоєні життям. Це і атмосфера, і океан, і всі частини земної поверхні, де утвердилося життя у будь-яких її формах. Головний компонент біосфери-це її жива речовина.

«…На земної поверхні немає хімічної сили постійно діючої, тому й більш могутньої за своїми кінцевим наслідкам, ніж живі організми, узяті загалом» (В.І. Вернадський).

У якій формі представлена ​​жива речовина у біосфері? Жива речовина в біосфері представлена ​​у вигляді окремих тіл-індивідуальних організмів.

Жива речовина представлена ​​організмами різних розмірів. Найбільші з них - кити. Довжина тіла сучасних китів від 1,1 до 33 м, маса від 30 кг до 150 т. До найвищих дерев відноситься секвойя вічнозелена, яка досягає висоти 110-112 м і має діаметр 6-10 м.

За приблизною оцінкою, за час існування життя на Землі в біосфері існувало більше мільярда видів.

Серед живих істот переважають комахи (близько мільйонів видів). Хребетні становлять лише 2%. . Відомий нам світ життя більш ніж на 70% складається з тварин, 225 – це рослини та гриби, 5% – одноклітинні організми.

Жива речовина розподілена в біосфері нерівномірно, вона утворює згущення на межах розділу літосфера-гідросфера - атмосфера: у водоймах поблизу поверхні, дні морів і океанів, лежить на поверхні суші. На материках спостерігаються берегові, заплавні, озерні, тропічні, субтропічні згущення життя. На суші переважають рослини, а океані - тварини.

Маса живої речовини називається біомасою. Вона виражається в одиницях маси сухої або сирої речовини, віднесеної до одиниць площі або об'єму місця проживання. Відомо, що тривалість життя кожного окремого організму має межі, він смертний. Як підтримується безперервність життя в біосфері? Безперервно розмножуючись, живі організми утворюють потік поколінь, що чергуються: на зміну гинуть з'являються нові істоти. Тим самим сучасна жива істота за походженням пов'язана з живою речовиною минулих геологічних епох.

Міріади живих істот населяють біосферу, становлять живу речовину біосфери. Хімічний склад живої речовини подібний до складу зірок і Сонця, що підтверджує єдність природи. У живої речовини сучасними методами можуть бути виміряні маса, кількість укладеної в ній енергії, характер простору, що відповідає його. Сучасній живій речовині притаманне велика хімічна різноманітність.

3. Абіотичні (неживі) компоненти біосфери

Вода, повітря, грунти, їх хімічний склад, фізичні властивості, насамперед температура, космічне випромінювання, гравітація, магнетизм- такі абіотичні компоненти біосфери.

До біосфери відносять передусім ті ділянки планети, де є умови як для виживання, але й розмноження живих істот- це полі життя. До нього прилягають території, у яких живі істоти страждають і лише виживають, але з можуть розмножуватися- полі стійкості життя.

Земні абіотичні умови, що визначають поле існування життя:

Достатня кількість кисню та вуглекислого газу,

Достатня кількість рідкої води, а не льоду чи пари,

Сприятливі температури: не надто високі, щоб не згортався білок, і не надто низькі, щоб нормально працювали ферменти-прискорювачі біохімічних реакцій,

Живому суті необхідний прожитковий мінімум мінеральних речовин.

Біосфера - глобальна екосистема, особлива оболонка Землі, сфера поширення життя, межі якої визначаються наявністю придатних для організмів абіотичних умов: температури, рідкої води, складу газів, елементів мінерального живлення.

4. Грунт - унікальний компонент біосфери

Наприкінці ХІХ ст. великий російський дослідник природи В. В. Докучаєв своїми дослідженнями чорнозему та інших грунтів Російської долини і Кавказу встановив, що грунти являють собою природні тіла і за своїми зовнішніми особливостям і властивостям сильно від гірських порід, у яких вони утворилися. Їх розподіл лежить на поверхні Землі підпорядкований суворим географічним закономірностям.

Різноманітність ґрунтів величезна. Це з різноманіттям поєднання чинників грунтоутворення: гірських порід, віку поверхні, рослинного і тваринного населення, рельєфу.

Ґрунт-це особливе природне тіло та середовище життя, що виникає в результаті перетворення гірських порід поверхні суші спільною діяльністю живих організмів, води та повітря.

Грунтоосвітні процеси на Землі - це грандіозні за своїми планетарними масштабами та тривалістю процеси створення органічної речовини ґрунтів, їх біологічного накопичення та виникнення родючості.

5. Біосфера та космос

Земля - ​​унікальна планета, вона знаходиться на єдино можливій відстані від Сонця, що визначає таку температуру поверхні Землі, коли вода може перебувати в рідкому стані.

Земля отримує від сонця величезну кількість енергії та зберігає при цьому приблизно постійну температуру. Значить, наша планета випромінює в космос майже таку ж кількість енергії, яку отримує з космос: прихід і витрата повинні бути збалансовані, інакше система одного разу втратить стійкість. Земля або нагріється, або замерзне і перетвориться на неживе тіло.

Біосфера тісно пов'язана із космосом. Потоки енергії, що до Землі, створюють умови, що забезпечують життя. Магнітне поле та озоновий екран захищають планету від зайвих космічних випромінювань та інтенсивної сонячної радіації. Космічні випромінювання, що досягають біосфери, забезпечують фотосинтез та впливають на активність живих істот.

6. Екологічні взаємодії живої речовини: хто як харчується

Планета Земля відрізняється з інших планет тим, що її біосфера містить речовину, чутливе до потоку сонячного випромінювання- хлорофіл. Саме хлорофіл забезпечує перетворення електромагнітної енергії сонячного випромінювання в хімічну енергію, за допомогою якої йде процес відновлення оксидів вуглецю та азоту в реакціях біосинтезу.

У зеленій рослині відбувається фотосинтез - процес утворення вуглеводів із води та двоокису кисню (яка знаходиться у повітрі чи воді). При цьому як побічний продукт виділяється кисень. Зелені рослини відносять до автотрофам- організмам, які беруть всі необхідні їм життя хімічні елементи з оточуючої їх відсталої матерії і вимагають побудови свого тіла готових органічних сполук іншого організму. Основне джерело енергії, що використовується автотрофами-Сонце. Гетеротрофи це організми, які потребують свого харчування в органічній речовині, утвореній іншими організмами. Гетеротрофи поступово перетворюють органічну речовину, утворену автотрофами, доводячи її до початкового-мінерального стану.

Деструктивна (руйнівна) функція відбувається представниками кожного з царств живої речовини. Розпад, розкладання – невід'ємна властивість обміну речовин кожного живого організму. Рослини утворюють органічні речовини і є найбільшими виробниками вуглеводів Землі; але вони виділяють і необхідний життя кисень як побічний продукт фотосинтезу.

У процесі дихання у тілах всіх видів живого утворюється вуглекислий газ, який рослини знову використовують для фотосинтезу. Існують і такі види живого, для яких руйнування відмерлої органічної речовини є способом харчування. Існують організми із змішаним типом харчування, їх називають міксотрофами.

У біосфері відбуваються процеси перетворення неорганічної, відсталої речовини в органічну та зворотну перебудову органічних речовин у мінеральні. Рух та перетворення речовин у біосфері здійснюється за безпосередньою участю живої речовини, всі види якої спеціалізувалися на різних способах харчування.

7. Біогенна міграція атомів-екосистемна властивість біосфери

Кінцева кількість речовини, яка є в біосфері, набула властивості нескінченності через кругообіг речовин.

Образ кругообігу речовини в біосфері створює колесо водяного млина. Однак, щоб колесо крутилося, потрібен постійний приплив води. Подібно до цього, потік сонячної енергії, що надходить з космосу, крутить «колесо життя» на нашій планеті. Наскільки швидко крутиться колесо? Під час біогеохімічних циклів атоми більшості хімічних елементів проходили незліченну кількість разів через живу істоту. Наприклад, весь кисень атмосфери «обертається» через живу речовину за 2000 років, вуглекислий газ - за 200-300 років, а вся вода біосфери - за 2 млн років.

Жива речовина є ідеальним приймачем сонячної енергії.

Енергія, поглинена та використана в реакції фотосинтезу, а потім запасена у вигляді хімічної енергії вуглеводів, дуже велика, є відомості, що вона порівнянна з енергією, яку споживають 100 тисяч великих міст протягом 100 років. Гетеротрофи використовують органічну речовину рослин, як їжу: органіка окислюється киснем, який доставляють в організм органи дихання, з утворенням вуглекислого газу; реакція йде у зворотному напрямку. Таким чином, «вічне» робить життя одночасне існування автотрофів і гетеротрофів.

Факти та міркування про «колі життя» в біосфері дають право говорити про закон біогенної міграції атомів, який сформулював В.І. Вернадський: міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється або за безпосередньою участю живої речовини або ж вона протікає в середовищі, геохімічні особливості якого обумовлені живою речовиною, як тим, що зараз населяє біосферу, так і тим, що діяло на Землі протягом усієї геологічної історії.

Жива речовина різних царств і різного роду забезпечує безперервний кругообіг речовин і перетворення енергії. Тим самим виявляється закон біогенної міграції атомів В.І. Вернадського: у біосфері міграція хімічних елементів відбувається за обов'язкової безпосередньої участі живих організмів. Біогенна міграція атомів забезпечує безперервність життя в біосфері при кінцевій кількості речовини та постійному припливі енергії.

8. Як розвивалася біосфера: п'ять екологічних катастроф

З того часу, як засновники сучасної палеонтології відкрили, що скам'янілі опади дозволяють прочитати шлях розвитку життя, ми дізналися, що органічний світ Землі неодноразово переживав трагічні події, що призводили до повного знищення життя планети. За останні 500 млн років Земля кілька разів несподівано виявлялася тяжко хворою, а одного разу - це було 250 млн років тому - життя на Землі майже припинилося.

Фахівці виділяють п'ять найбільших катастроф, які пережила біосфера: кам'яно-вугільний період, пермський період, тріас, юрський період, крейдяний період. Кожна з катастроф призводила до розвитку живої речовини: повнішого пристосування до навколишнього середовища; появі більшої кількості видів; проникненню їх у нові умови проживання.

При кожній катастрофі, що відбувалася в біосфері, поряд із масою повалених видів ми бачимо і переможців. Спочатку їх дуже мало, і вони вміли «пожинати» плоди своєї перемоги, заповнюючи собі подібними простір, що звільнився. Однак жоден новий вид не можна дорікнути в тому, що він причетний до катастрофи заради процвітання свого виду або сімейства. Катаклізми відбувалися з космічних або суто земних причин внаслідок особливостей розвитку живої матерії, коли одні її частини пригнічували або зовсім стирали з лиця планети інші, які не зуміли пристосуватися до природних умов, що змінилися.

Розвиток живої речовини біосфери-підвищення рівня її організації та ступеня пристосованості до навколишнього середовища відбувалося через катастрофи-різкі зміни абіотичного середовища. Суперечності між абіотичними і біотичними компонентами біосфери, що склалися, при різких для геологічного часу змінах середовища дозволялося щоразу за рахунок різноманітності і мінливості живої речовини біосфери. Жива речовина щоразу зберігала життя в біосфері за рахунок виживання більш пристосованих видів.

9.Стійкість біосфери

Багатство живого світу з давніх-давен захоплювало і захоплювало людину. Мореплавці та купці місіонери та авантюристи, мандрівники та лікарі, а потім і вчені привозили додому зразки дивовижних рослин та тварин з усіх країн світу. Чималим був обсяг природничих знань вже в найдавніших цивілізаціях Нілу, Дворіччя, Індії та Китаю.

Різноманітність видів не вичерпує всієї біологічної різноманітності. У межах кожного виду його популяції і особини, зокрема й люди, різняться генетично значно більшою мірою, ніж думали раніше. Дві випадково обрані люди будуть відрізнятися по сотнях, а можливо, і тисячам відмінностей у хромосомах. Подібні відмінності дуже важливі, багато хто з них пов'язаний із чутливістю до зміни параметрів середовища, визначають пристосовність або навіть можливість виживання окремих організмів, нагадуючи, що природний відбір продовжується.

Яким чином біологічна різноманітність забезпечує стійкість біосфери? Відповідь проста: через безліч взаємозв'язків та взаємодій, як між собою, так і з непрямою речовиною. У біосфері є великий набір процесів регулювання зі зворотним зв'язком і, як наслідок, набір циклічних процесів, що дозволяють їй компенсувати умови, що змінюються. Тому біосфера порівняно легко справляється із завданнями автоматичного регулювання необхідних їй умов життя.

Стабільність глобальної екосистеми забезпечується надмірністю її функціональних компонентів. Якщо екосистемі є кілька видів автотрофів, кожен із яких має оптимальні температурні умови фотосинтезу, то сумарна швидкість фотосинтезу може залишитися незмінною при коливаннях температури.

Пристосованість біосфери до зміни зовнішніх умов-упорядкований процес, в якому один вид може заміщатися іншим, і водночас це потік динамічних рівноваг, що зрушуються. Біологічна різноманітність біосфери забезпечує безперервний біохімічний кругообіг речовини та потоки енергії, підтримуючи зв'язки всіх геосфер: атмосфери, літосфери, гідросфери, створюючи цілісність природного середовища.

10. Біосфера та людина: екологічна небезпека

Світ уже знає про небезпеку, що загрожує йому. І цього разу відома жива істота, яка винна в катастрофі, що наближається, - африканський примат, який за 5 млн років сильно розмножився і тепер порушує рівновагу в біосфері. Цей порушник- людина . Його появі передував тривалий період, у якому виникали, еволюціонували, поступалися місцем одним предкам Homo sapiens-гомініди. Вони розвивалися і жили в загальному потоці життя, були його учасниками і мали цілу низку потреб та інстинктів, абсолютно необхідних для життя та еволюції. Все це робило потік життя, з одного боку, цілісним, легко вразливим в окремих ланках, а з іншого - добре самозахищеним і системою, що захищається.

Пройшли тисячоліття, виникали та гинули великі цивілізації, створені людиною. Вся пишнота сучасної цивілізації - велика кількість і різноманітність товарів, транспорт, космічні польоти, можливість величезної кількості людей займатися наукою, мистецтвом, нарешті, забезпечена старість - все це наслідок тієї величезної кількості штучної енергії, яка стала тепер виробляти людство. Ми живемо не енергією Сонця, як рослини та тварини, а витрачаємо запаси вуглецю-нафти, вугілля, газу, сланців, які накопичені минулими біосферами за сотні мільйонів років.

Але що при цьому відбувається із тепловим балансом планети? Штучна енергія розсіюється і йде нагрівання Землі, її тверді, океану, атмосфери. Настане час, коли штучна енергія почне впливати на структуру теплового балансу планети.

Таким чином, поширене уявлення про те, що збільшення кількості енергії, що виробляється людьми, завжди благо, також вимагає перегляду: збільшення середніх температур планети на 4-5 градусів загрожує людству екологічною катастрофою. І тут є риса, переступати яку не можна.

Передбачити заздалегідь навіть у загальних рисах результати такого потепління непросто. При підвищенні середньої температури зменшується перепад температур між екватором та полюсом. А це головний двигун, завдяки якому відбувається рух атмосфери, що переносить тепло від екваторіальних зон до полярних. Якщо збільшується перепад температур, то інтенсивність атмосферної циркуляції збільшується. Якщо зменшується-циркуляція атмосфери робиться більш млявою, зменшується вологопронос. Отже, посушливі зони стають ще посушливішими, продуктивність біоти падає.

Ще минулого століття відомий географ, кліматолог, геофізик професор А. І. Войков, засновник першої геофізичної обсерваторії в Росії, сформулював відомий закон: тепло на Півночі-сухо на Півдні. Цей закон, який має назву закону Воєйкова, підсумовує багаторічні спостереження. Щоразу, коли під час циклічного зміни середніх температур Півночі починає тепліти, у Заволжя, Казахстані та інших районах південно - сходу Євразії збільшується кількість посушливих років. Особливо чуйно відгукується на зміну кількості опадів рослинність пустель та напівстистинь.

Людина шукає способи обмежити свій згубний вплив на природу, тому що усвідомила свою залежність від стану біосфери. Люди зрозуміли, що їхня діяльність має докорінно змінитись і відповідати природним законам біосфери, в межах яких тільки й може протікати будь-яка життєдіяльність.

Ми простежили лише одне явище, яке підтверджує, що людина тепер здатна дуже легко переступити ту «фатальну межу», ту межу, за якою почнуться незворотні процеси зміни умов її існування. Біосфера почне переходити в новий стан, і місця для людини в її новому стані не може виявитися. Ось чому людство має бути здатним передбачати результати своїх дій і знати, де проходить «заборонена риса», що відокремлює можливість подальшого розвитку цивілізації від більш-менш швидкого згасання.

Кожен біологічний вид (і людина тут не виняток) може жити в досить вузьких рамках того середовища, до якого він генетично пристосований. Якщо середовище життя змінюється швидше, ніж може наступити адаптація чи переформування виду на нову освіту, організм неминуче вимирає.

Покрив живої речовини планети різко змінюється. Він стискається подібно до бальзаківської крокреневої шкіри. Та й сама шкіра стоншується, навіть у чисто механічному сенсі-зникають ліси, йде деградація чорноземів і т. п. З-під ніг людства йде фундамент як безпосереднього середовища його життя, так і економічного розвитку.

В даний час процес збіднення живої речовини, зникнення видів живої йде в десять, а в деяких випадках і в сто разів інтенсивніше, ніж 65 мільйонів років тому вимирання динозаврів. Види не просто зникають, змінюється вся структура живої речовини. Великі тварини та рослини змінюються дрібнішими: копитні-гризунами, гризуни-рослинноядними комахами.

Втрати у складі живої речовини можуть призвести до аврального руйнування біогеохімічної системи планети. Глобальне спотворення біогеохімічних циклів загрожує тим, що природа стане іншою, не тією, до якої пристосовано сучасне господарство. Знадобиться грандіозна перебудова. Нащадкам внаслідок нинішніх впливів людини загрожує природно-ресурсна убогість, виснаження природних ресурсів.

фічним змін умов життя на планеті.

12. Висновок

Людство усвідомило, як мала наша Земля, зрозуміло, що втручатися у процеси, які у природі, потрібно вкрай обережно.

Наша планета є унікальною, тому що на ній є життя. Життя пронизує як водну і повітряну стихії, а й земну твердь. Життя на Землі представлена ​​живою речовиною, яка утворена мільйонами видів та мільярдами особин. Жива речовина, вся біологічна різноманітність Землі захищена від космічних променів геомагнітним полем та озоновим екраном. Всі форми та прояви життя не існують самі по собі, вони пов'язані складними взаєминами в єдиний комплекс життя. глобальну екосистему (біосферу) . Ці взаємини та зв'язки у живій природі дивовижні! Кожна група споріднених видів, що утворюють царство, виконує певну роль у кругообігу речовин: створення, перетворення, руйнування органічних речовин.

Основним джерелом енергії у біосфері є Сонце. Біогенний кругообіг речовин не дає перерватися життю на планеті Земля. Живі істоти біосфери перетворили хімічний склад повітря, води, грунту, визначили та його сучасний склад, вплинули формування мінералів і гірських порід, на рельєф Землі. Біосфера - середовище життя та результат життєдіяльності.

Одне з головних завдань ХХ1 століття, у вирішення якого істотний внесок має зробити екологія, - це досягнення гармонії між людиною і природою.

Література

1. Бродський А.К. Короткий курс загальної екології: Навчальний посібник.-СПб., 2001.

2. Володимиров В.А., Ізмалков В.І. Катастрофи та екологія. - М.,2000.

3. Данилов-Данільян В.І., Лосєв К.С. Екологічний виклик та сталий розвиток. - М., 2000.

4. Мамедов Н.М. Основи загальної екології: Підручник.-М., 1998.

панівських/.- М., 2001.

6. Навколишнє середовище: енциклопедичний словник-довідник:-Т.1.-М.,1999.

7. Хван Т.А., Хван П.А. Безпека життєдіяльності.-

Ростов н/Д., 2001

Подібні документи

Визначення біосфери як загальнопланетної оболонки. Маса біосфери. Географічні оболонки. Утворення живих речовин та їх розпад. Кругообіг кисню, вуглецю, азоту, фосфору та води. Замкнене коло взаємозалежних та взаємопристосованих організмів.

реферат, доданий 09.03.2009


Вчення В.І. Вернадського про біосферу - оболонку Землі, населену живими організмами. Кордони та відсталу речовину біосфери. Характеристика основних оболонок Землі: атмосфери, гідросфери та літосфери. Аналіз закономірностей у розподілі живих організмів.

презентація , доданий 20.11.2014


Утворення екосистем живими істотами. Освіта планетарної екосистеми. Сукупність живих організмів планети. Склад та будова біосфери. Втручання людини у природні процеси. Властивість саморегуляції біосфери. Переважна більшість живої речовини.

презентація , доданий 21.05.2012


Основа організації та стійкості біосфери, розподіл та класифікація живої речовини. Міграція живих організмів, сталість їхньої біомаси. Фотосинтез – основна ланка біохімічного круговороту в природі. Функції живої речовини у біосфері Землі.

реферат, доданий 25.11.2010


Сукупність всіх живих організмів Землі. Відновлювальний, слабоокислювальний та окислювальний етапи в еволюції біосфери. Вихід життя на сушу, вимирання динозаврів, поява гомінідів. Поява людини, опанування вогнем та поява цивілізації.

реферат, доданий 01.02.2013


Внесок В. Вернадського у розвиток науки про біосферу. Структура біосфери (жива, біогенна, відкісна та біокісна речовина) та її межі. Ступінь зосередження маси живої речовини в атмосфері, гідросфері та літосфері, що переважають види живих організмів.

презентація , додано 07.11.2011


Поняття біосфери, її сутність та особливості, склад та елементи. Істрії я виникнення та формування угруповань живих організмів, шлях їх становлення та еволюції. Поняття біогеоценозу, його структура, на відміну від біоценозу. Чинники середовища та його інтенсивність.

реферат, доданий 09.02.2009


Клітинні та неклітинні форми живих організмів, їх основні відмінності. Тварини та рослинні тканини. Біоценоз - живі організми, що мають спільне місце проживання. Біосфера Землі та її оболонки. Таксон – група організмів, об'єднаних певними ознаками.

презентація , додано 01.07.2011


Концепція біосфери. Структура та межі біосфери. Загальна маса живих організмів. Розподіл біомаси планетою. Кругообіг речовин у природі як основна функція біосфери. Вплив людини на біосферу. Вплив забруднення середовища для здоров'я людини.

презентація , доданий 07.04.2012


Поняття біосфери як оболонки Землі, її склад та структура. Особливості вчення про біосферу В.І. Вернадського. Взаємозв'язок еволюції біосфери з еволюцією форм живої речовини. Ресурси біосфери – особливий компонент природного середовища. Межі стійкості біосфери.

Додати в закладки:

Біосфера є глобальною екосистемою. Як було зазначено раніше, біосфера розчленована на геобіосферу, гідробіосферу та аеробіосферу. Гео біосфера має підрозділи відповідно до основних середоутворюючих факторів: терра - біосфера і літобіосфера-в межах геобіосфери, маринобіосфера (океа-нобіосфера) і водна - біосфера - у складі гідро біосфери. Ці освіти називають підсферами. Провідним середоутворюючим фактором в їх освіті є фізична фаза середовища життя: повітряно-водна в аеробіосфері, водна (прісноводна і солено-водна) в гідробіосфері, твердо-повітряна в терабіосфері і твердоводна в літобіосфері.

У свою чергу всі вони розпадаються на шари: аеробіосфера — на тропобіосферу та альтобіосферу; гідробіосфера - на фотосферу, дисфотосферу та афотосферу.

Структурообразующие чинники тут, крім фізичного середовища, енергетика (світло і тепло), особливі умови формування та еволюції життя — еволюційні напрями проникнення біоти на сушу, у її глибини, у простори над землею, безодні океану, безсумнівно, різні. Разом з апобіос-ферою, парабіосферою та іншими під- та надбіосферними шарами вони складають так званий «шаровий пиріг життя» та геосфери (екосфери) її існування в межах меж мегабіосфери.

Протяжність біосфери по вертикалі та співвідношення поверхонь, зайнятих основними структурними одиницями (за Ф. Рамад, 1981)

Перелічені освіти у системному відношенні - це великі функціональні частини фактично загальноземної чи субпланетарної розмірності. Загальна ієрархія підсистем біосфери представлена ​​на рис.

Ієрархія екосистем біосфери (за Н. Ф. Реймерсом, 1994

Вчені рахують; що в біосфері є вісім - дев'ять рівнів щодо самостійних кругообігів речовин у межах взаємозв'язків семи основних речовинно-енергетичних екологічних компонентів і восьмого - інформаційного

Екологічні компоненти (за Н. Ф. Реймерсом, 1994)

Глобальні, регіональні та місцеві кругообіги речовин незамкнуті і в рамках ієрархії екосистем частково «перетинаються». Це речовинно-енергетичне, а частково й інформаційне «зчеплення» забезпечує цілісність екологічних надсистем до біосфери загалом.

Загальні закономірності організації біосфери.

Біосферу формують переважно не зовнішні чинники, а внутрішні закономірності. Найважливішою властивістю біосфери є взаємодія живого та неживого, що знайшло відображення у законі біогенної міграції атомів В. І. Вернадського, та розглянуто нами у розділі 12.6.

Закон біогенної міграції атомів дає можливість людству свідомо управляти біогеохімічними процесами як загалом Землі, і у її регіонах.

Кількість живої речовини в біосфері, як відомо, не схильна до помітних змін. Ця закономірність була сформульована як закону константності кількості живої речовини В. І. Вернадського: кількість живої речовини біосфери для даного геологічного періоду є константа. Фактично цей закон є кількісним наслідком закону внутрішньої динамічної рівноваги для глобальної екосистеми — біосфери. Оскільки жива речовина відповідно до закону біогенної міграції атомів є енергетичним посередником між Сонцем і Землею, то або його кількість має бути постійною, або повинні змінюватися її енергетичні характеристики. Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (вся жива речовина Землі фізико-хімічно єдина) виключає значні зміни в останній властивості. Звідси живої речовини планети неминуча кількісна стабільність. Вона характерна повною мірою й у кількості видів.

Жива речовина як акумулятор сонячної енергії повинна одночасно реагувати як на зовнішні (космічні) дії, так і на внутрішні зміни. Зниження або збільшення кількості живої речовини в одному місці біосфери повинно призводити до процесу з точністю навпаки в іншому місці, тому що біогени, що звільнилися, можуть бути асимільовані рештою живої речовини або буде спостерігатися їх недолік. Тут слід враховувати швидкість процесу у разі антропогенної зміни набагато нижчу, ніж пряме порушення природи людиною.

Крім константності та сталості кількості живої речовини, що знайшла відображення в законі фізико-хімічної єдності живої речовини, у живій природі спостерігається постійне збереження інформаційної та соматичної структури, незважаючи на те, що вона і дещо змінюється з ходом еволюції. Ця властивість була відзначена Ю. Голдсмітом (1981) і отримала назву закону збереження структури біосфери - інформаційної та соматичної, або першого закону екодинаміки. . Для збереження структури біосфери живе прагне досягнення стану зрілості чи екологічної рівноваги. Закон прагнення клімаксу — другий закон екодинаміки Ю. Голдсміта, відноситься до біосфери та інших рівнів екологічних систем, хоча і є специфіка — біосфера більш закрита система, ніж її підрозділи. Єдність живої речовини біосфери і гомологічність будови її підсистем призводять до того, що складно переплетені живі елементи різного геологічного віку і початкового географічного походження, що еволюційно виникли на ній. Переплетення різних за просторово-часовим генезисуалементів у всіх екологічних рівнях біосфери відбиває правило чи принцип гетерогенезу живої речовини. Дане складання не є хаотичним, а підпорядковане принципам екологічної додатковості (комплементарності), екологічної відповідності (конгруентності) та іншим закономірностям. У рамках екодинаміки Ю. Голдсміта це третій її закон - принцип екологічного порядку, або екологічного мутуалізму, що вказує на глобальну властивість, обумовлену впливом цілого на його частини, зворотного впливу диференційованих частин на розвиток цілого тощо, яке в сумі веде до збереження стабільності біосфери загалом.

Взаємодопомога в рамках екологічного порядку, або системний мутуалізм, стверджується законом упорядкованості заповнення простору та просторово-часової визначеності: заповнення простору всередині природної системи через взаємодію між її підсистемами впорядковано так, що дозволяє реалізуватися гомеостатичним властивостям системи з мінімальними протиріччями. З цього закону випливає неможливість тривалого існування «непотрібних» природі випадковостей, включаючи і чужі їй. створені людиною. До правил мутуалістичного системного порядку в біосфері входить і принцип системної додатковості, який говорить, що підсистеми однієї природної системи у своєму розвитку забезпечують передумову для успішного розвитку та саморегуляції інших підсистем, що входять до тієї ж системи.

До четвертого закону екодинаміки Ю. Голдсміта відносять закон самоконтролю та саморегуляції живого: живі системи та системи під керуючим впливом живого здатні до самоконтролю та саморегулювання в процесі їх адаптації до змін у навколишньому середовищі. У біосфері самоконтроль і саморегуляція відбуваються в ході каскадних і ланцюгових процесів загальної взаємодії - в ході боротьби за існування природного відбору (у найширшому значенні цього поняття), адаптації систем та підсистем, широкої коеволюції і т.д. При цьому всі ці процеси ведуть до позитивних «з погляду природи» результатів – збереження та розвитку екосистем біосфери та її як цілого.

Сполучною ланкою між узагальненнями структурного та еволюційного характеру служить правило автоматичної підтримки глобального довкілля: жива речовина в ході саморегуляції та взаємодії з абіотичними факторами автодинамічно підтримує середовище життя, придатне для її розвитку. Цей процес обмежений змінами, космічного та загальноземного екосферного масштабу і відбувається у всіх екосистемах та біосистемах планети, як каскад саморегуляції, що досягає глобального розмаху. Правило автоматичної підтримки глобального довкілля випливає з біогеохімічних принципів В. І. Вернадського, правил збереження видового довкілля, відносної внутрішньої несуперечності і служить константою наявності в біосфері консервативних механізмів і одночасно підтвердженням правила системно-динамічної комплементарності.

Про космічний вплив на біосферу свідчить закон заломлення космічних впливів: космічні фактори, впливаючи на біосферу і особливо її підрозділи, піддаються зміні з боку екосфери планети і тому за силою та часом прояви можуть бути ослаблені і зрушені або навіть повністю втратити свій ефект. Узагальнення тут має значення у зв'язку з тим, що найчастіше йде потік синхронного впливу сонячної активності та інших космічних факторів на екосистеми Землі та її організми.

Слід зазначити, що багато процесів на Землі та в її біосфері хоч і схильні до впливу космосу і передбачаються цикли сонячної активності з інтервалом у 1850, 600,400, 178, 169,88,83,33,22,16, 11,5(11) ), 6,5 та 4,3 роки, сама біосфера та її підрозділи не обов'язково в усіх випадках повинні реагувати з тією самою циклічністю. Космічні дії системи біосфери можуть блокувати націло або частково.

Шляхи космічного впливу на біосферу

Екосистеми- сукупності організмів та неживих компонентів, що взаємодіють спільно та пов'язані потоками речовини та енергії.

Усі екосистеми можна розділити за рангами:

1) мікроекосистеми (калюжа, гниючий пень, труп, що розкладається, тощо);

2) мезоекосистеми (ліс, озеро, річка, невеликий острів тощо);

3) макроекосистеми (море, океан, континент, великий острів тощо);

4) Світова екосистема (біосфера).

У складі будь-якої екосистеми зазвичай виділяють два блоки: біоценоз та екотоп. Біоценозскладається із взаємозалежних організмів різних видів, які входять до нього не окремими особинами, а популяціями. Окремий випадок біоценозу - співтовариство, воно може поєднувати лише частину видів біоценозу (наприклад, рослинна спільнота). Під екотопомрозуміють довкілля даного біоценозу. Це може бути територія даного біогеоценозу, що характеризується певним складом складових її геологічних порід. Повалене дерево, що дає життя різного роду деструкторам (комахам, грибам, мікробам та іншим організмам, що руйнують органіку аж до мінерального стану) також є екотопом екосистеми, що існує на його базі.

Особливості екосистем

1. 1. Тісний взаємозв'язок та взаємозалежність усіх ланок як біотичних (живих), так і абіотичних (неживих). Коригування зв'язків призводять до повернення у вихідний стан або загибель.
2. 2. Сильні позитивні та негативні зворотні зв'язки.

Приклад позитивного зворотного зв'язку – заболочування території після вирубки лісу. Це веде до ущільнення ґрунту, отже, до накопичення води та зростання рослин-вологонакопичувачів, що призводить до збіднення її киснем, а отже, до уповільнення розкладання рослинних залишків, накопичення торфу та подальшого посилення заболочування.

Приклад негативного (стабілізуючого) зворотний зв'язок - взаємовідносини між хижаком і жертвою, наприклад між рисями і зайцями: зростання кількості зайців сприяє зростанню чисельності рисів, але надмірна кількість рисів скорочує поголів'я зайців, після чого чисельність рисі також скорочується. У природних умовах ця система досить швидко стабілізується.

1. 3. Явно виражена емерджентність – якість, властивість системи, які притаманні її елементам окремо, а виникають завдяки об'єднанню цих елементів у систему.

Наприклад, рідкісний деревостій ще не складає лісу, тому що не створює певного середовища: ґрунтового, гідрологічного, метеорологічного і т.д.

Емерджентність підвищує стійкість екосистеми та її здатність до саморегулювання. Діяльність людини призводить до порушення прямих та зворотних зв'язків в екосистемах.

Наприклад, помірне забруднення водойм органікою призводить до інтенсифікації розмноження мікроорганізмів, що призводить до самоочищення водойми. Надмірне забруднення, зване евтрофікацією, веде до надмірного розмноження організмів, що активно розкладають органічну речовину, що рано чи пізно призводить до збіднення даної водойми киснем, а значить, до пригнічення та загибелі цих організмів, руйнування зв'язків, зміни системи та переходу її на новий вид зв'язків. зазвичай це заболочування.

Зазвичай екосистеми підвищення стійкості потребують випадкових стресових впливах типу бур, пожеж тощо. Але хронічні стреси малої інтенсивності, характерні для антропогенного на природу, не дають явних реакцій, тому їх наслідки оцінити дуже важко, але можуть виявитися згубними для екосистеми.

Природні та антропогенні екосистеми

Природні екосистеми (біоми). Залежно від природних та кліматичних умов можна виділити три групи та ряд типів природних екосистем (біомів).

Наземні екосистеми:
1. Тундра: арктична та альпійська.
2. Бореальні хвойні риштування.
3. Листопадний ліс помірної зони.
4. Степ помірної зони.
5. Тропічні злаковники та савана.
6. Чапарраль (райони з дощовою зимою та посушливим літом).
7. Пустеля: трав'яниста та чагарникова.
8. Напіввічнозелений тропічний ліс (райони з вираженими вологим та сухим сезонами).
9. Вічнозелений тропічний дощовий ліс.

Прісноводні екосистеми:
1. Лентичні (стоячі води): озера, ставки, водосховища та ін.
2. Лотичні (текучі води): річки, струмки, джерела та ін.
3. Заболочені угіддя: болота, болотисті ліси, марші (приморські луки).

Морські екосистеми:
1. Відкритий океан (пелагічна екосистема).
2. Води континентального шельфу (прибережні води).
3. Райони апвеллінга (родючі райони з продуктивним рибальством).
4. Естуарії (прибережні бухти, протоки, гирла річок, лимани, солоні марші та ін.).
5. Глибоководні рифтові зони.

Крім основних типів природних екосистем (біомів) розрізняють перехідні типи – екотони. Наприклад, лісотундра, змішані ліси помірної зони, лісостеп, напівпустелі та ін.

Антропогенні екосистеми. Агроекосистеми (сільськогосподарські екосистеми. агроценози) - штучні екосистеми, що виникають внаслідок сільськогосподарської діяльності людини (ріллі, сіножаті, пасовища). Агроекосистеми створюються людиною для отримання високої чистої продукції автотрофів (урожаю). Вони, як і, як у природних спільнотах, є продуценти (культурні рослини і бур'яни), консументи (комахи, птахи, миші тощо.) і редуценти (гриби і бактерії). Обов'язковою ланкою харчових ланцюгів в агроекосистемах є людина.

Відмінності агроценозів від природних біоценозів:
незначне видове розмаїття (агроценоз складається з небагатьох видів, мають високу чисельність);
короткі ланцюги живлення;
неповний кругообіг речовин (частина поживних елементів виноситься з урожаєм);
джерелом енергії є як сонце, а й діяльність людини (меліорація, зрошення, застосування добрив);
штучний добір (дія природного відбору ослаблена, відбір здійснює людина);
відсутність саморегуляції (регуляцію здійснює людина) та ін.

Таким чином, агроценози є нестійкими системами та здатні існувати лише за підтримки людини. Урбосистеми(Урбаністичні системи) - штучні системи (екосистеми), що виникають в результаті розвитку міст, і являють собою осередок населення, житлових будівель, промислових, побутових, культурних об'єктів і т.д.

Абіотичні компоненти екосистеми включають різні фізичні (сонячне світло, тінь, випаровування, вітер, температура, водні течії.) та хімічні фактори (макроелементи -С, О, Н, N, P, S, Ca, Mg, K, Na, та мікроелементи - Fe , Cu, Zn, Cl).

Біотичні компоненти екосистеми поділяються за способом харчування на продуцентів(організми, що виробляють органічні сполуки з неорганічних (зелені рослини) - створюють органічні речовини в процесі фотосинтезу), консументів(організми, які отримують поживні речовини і необхідну енергію, живлячись живими організмами - продуцентами або іншими консументами. Консументи поділяються на: фітофаги - 1-го порядку, що живляться виключно живими рослинами; 3-го порядку, що харчуються тільки м'ясоїдними тваринами, еврифаги, які можуть поїдати як рослинну, так і тваринну їжу, і редуцентів(організми, які одержують поживні речовини та необхідну енергію харчуючись останками мертвих організмів). Редуценти поділяються на: детритофаги – безпосередньо споживають мертві організми чи органічні залишки. та деструктори – розкладають мертву органічну матерію на прості неорганічні сполуки (процес гниття та розкладання).

Біосфера

Під біосфероюрозуміють сферу єдності живого і неживого, весь простір літосфери, гідросфери та атмосфери, де існує або коли-небудь існувало життя, тобто де зустрічаються організми або продукти їх життєдіяльності і яке має властивості ускладнення структури та концентрації енергії та має механізми, що забезпечують кругообіг речовин.Властивість саморегуляції (гомеостазу) біосфери - здатність гасити обурення, що виникають, і приходити у вихідний стан включенням ряду механізмів. Механізми, що забезпечують кругообіг речовин, гарантують невичерпність окремих хімічних сполук у біосфері. За відсутності круговороту, наприклад, за короткий час було б вичерпано весь вуглець. Тільки завдяки кругообігам забезпечується безперервність процесів. Обмежені кількості живої матерії відтворюються, перетворюються та розкладаються. Щорічно, завдяки життєдіяльності рослин та тварин, відтворюється близько 10% біомаси.

Основні властивості біосфери

Центральне ланка біосфери - все живі організми (живе речовина), зокрема і людина, існування біосфери немислимо без надходження енергії ззовні, передусім Сонця.

До складу біосферивходять верхні шари літосфери, нижній шар атмосфери (тропосфера) і вся гідросфера, пов'язані між собою складними кругообігами речовин та енергії.

Нижня межа життя на Землі (3 км) обмежена високою температурою земних надр, верхня межа (20 км) – жорстким випромінюванням ультрафіолетових променів (все, що знаходиться нижче, захищене озоновим шаром). Тим не менш, на межах біосфери можна знайти лише мікроорганізми, найбільша концентрація біомаси спостерігається біля поверхні суші та океану, у місцях зіткнення оболонок. Організми, що становлять біосферу, мають здатність до розмноження та поширення по планеті.

Сукупна біомаса Землі складає близько 0,01% усієї біосфери. 97% із цієї кількості займають рослини, 3% – тварини. Біомаса організмів, що мешкають на суші, на 99,2% представлена ​​зеленими рослинами та 0,8% - тваринами та мікроорганізмами. Навпаки, в океані частку рослин припадає 6,3%, але в частку тварин і мікроорганізмів - 93,7% всієї біомаси. Сумарна біомаса океану становить лише 0,13% біомаси всіх істот, що мешкають на Землі.

Вирізняють кілька рівнів організації живої матерії:

• Молекулярні. Будь-яка жива система проявляється на рівні взаємодії біологічних макромолекул: нуклеїнових кислот, полісахаридів та інших важливих органічних речовин.
• Клітинний. Клітина - структурна та функціональна одиниця розмноження та розвитку всіх живих організмів, що мешкають на Землі. Неклітинних форм життя немає, а існування вірусів лише підтверджує це правило, т.к. вони можуть виявляти властивості живих систем лише у клітинах.
• Організмальний. Організм є цілісну одноклітинну або багатоклітинну живу систему, здатну до самостійного існування. Багатоклітинний організм утворений сукупністю тканин та органів, спеціалізованих для виконання різних функцій.
• Популяційно-видовий. Під виглядом розуміють сукупність особин, подібних по структурно-функціональної організації, що мають однаковий каріотип і єдине походження і займають певний ареал проживання, що вільно схрещуються між собою і дають плідне потомство, характеризуються подібною поведінкою та певними взаєминами з іншими видами та факторами неживої.
• Сукупність організмів однієї й тієї ж виду, об'єднана загальним місцем проживання, створює населення як систему надорганізмного порядку. У цій системі здійснюються найпростіші, елементарніші еволюційні перетворення.
• Біогеоценотичний. Біогеоценоз - співтовариство, сукупність організмів різних видів та різної складності організації з усіма факторами конкретного середовища їх проживання - компонентами атмосфери, гідросфери та літосфери.
• Біосферний. Біосфера – найвищий рівень організації життя на нашій планеті. У ній виділяють живу речовину - сукупність всіх живих організмів, неживу чи відсталу речовину та біокісна речовина (ґрунт).

У організмах містяться всі відомі сьогодні хімічні елементи.

Поняття про населення

Населення-сукупністьособей одного виду, здатних до самовідтворення, яка тривалий час існує в певній частині ареалу відносно відокремлено від інших популяцій того ж виду. Контакти між особинами однієї популяції найчастіше, ніж між особинами різних популяцій. Наприклад, рівень панлшксії (вільного схрещування) всередині популяції вищий, ніж між особами різних популяцій. Населення є структурної одиницею виду і одиницею еволюції.

Ареал. Простір, у якому населення чи вид загалом зустрічається протягом всієї своєї життєдіяльності, називається ареалом - областю поширення.
Популяції, будучи груповими об'єднаннями, мають низку специфічних властивостей, які нс властиві кожної окремої особини. Кількісні показники (характеристики) популяції можна поділити на статичні та динамічні. Статичні показники характеризують стан популяції нині. Основні їх: чисельність, щільність, і навіть показники структури. Динамічні показники популяції відбивають процеси, які у популяції за певний проміжок часу. Основні з них: народжуваність, смертність, швидкість зростання популяції.

Статичні показники популяції

Чисельність- Число особин у популяції. Чисельність популяції може значно змінюватись у часі. Вона залежить від біотичного потенціалу вигляду та зовнішніх умов.

густина- Число особин або біомаса популяції, що припадає на одиницю площі або обсягу.

Популяція характеризується певної структурної організацією - співвідношенням груп особин за статтю, віком, розміром, генотипом, розподілом особин територією тощо. У зв'язку з цим виділяють різні структури популяції: статеву, вікову, розмірну, генетичну, просторово-етологічну та ін.

Статева структура (статевий склад)- Співвідношення особин чоловічої та жіночої статі у популяції. Статева структура властива лише популяціям роздільностатевих організмів. Розрізняють первинне, вторинне та третинне співвідношення. Первинне співвідношення - співвідношення, яке спостерігається при формуванні статевих клітин (гамет). Зазвичай воно дорівнює 1:1. Таке співвідношення обумовлено генетичним механізмом визначення статі. Вторинне співвідношення - співвідношення, яке спостерігається при народженні. Третинне співвідношення - співвідношення, яке спостерігається у дорослих статевозрілих особин.

Вікова структура (віковий склад) -співвідношення у популяції особин різних вікових груп. Віковий склад визначається низкою властивостей та особливостей виду: час досягнення статевої зрілості, тривалість життя, тривалість періоду розмноження, смертність та ін.

Залежно від здатності особин до розмноження розрізняють три групи: предрепродуктивну (особі ще здатні розмножуватися), репродуктивну (особі здатні розмножуватися) і пострепродуктивную (особі не здатні розмножуватися).

Просторова н о-етологічна структура - характер розподілу особин у межах ареалу. Вона залежить від особливостей довкілля та етології (особливостей поведінки) виду. Розрізняють три основні типи розподілу особин у просторі: рівномірний (регулярний), нерівномірний (агрегований, груповий, мозаїчний) і випадковий (дифузний).

Динамічні показники популяції

Народжуваність (швидкість народжуваності)- Число нових особин, що з'явилися в популяції за одиницю часу в результаті розмноження.
Смертність (швидкість смертності)- Число особин, які загинули в популяції за одиницю часу (від хижаків, хвороб, старості та інших причин). Смертність – величина зворотна народжуваності.

Швидкість зростання популяції- Зміна чисельності популяції в одиницю часу. Швидкість зростання популяції може бути позитивною, нульовою та негативною. Вона залежить від показників народжуваності, смертності та міграції (вселення імміграції та виселення – еміграції). Збільшення (прибуток) чисельності відбувається внаслідок народжуваності та імміграції особин, а зменшення (убуток) чисельності – в результаті, смертності та еміграції особин.

Регулювання чисельності популяції

Гомеостаз популяції- Підтримка певної чисельності (щільності). Зміна чисельності залежить від цілого ряду факторів середовища – абіотичних, біотичних та антропогенних. Однак завжди можна виділити ключовий фактор, що найбільше впливає на народжуваність, смертність, міграцію особин і т.д.

Розуміння механізмів регуляції чисельності популяцій є надзвичайно важливим для можливості управління цими процесами. Діяльність людини часто
супроводжується скороченням чисельності популяцій багатьох видів. Причини цього у надмірному винищенні особин, погіршенні умов життя внаслідок забруднення навколишнього середовища, занепокоєння тварин, особливо в період розмноження, скорочення ареалу тощо. У природі немає і не може бути «хороших» та «поганих» видів, всі вони необхідні для її нормального розвитку. Нині гостро постає питання збереження біологічної різноманітності. Скорочення генофонду живої природи може призвести до трагічних наслідків. Міжнародний союз охорони природи та природних ресурсів (МСОП) видає «Червону книгу», де реєструє такі види: зниклі, рідкі, скорочуються, невизначені та «чорний список» видів, що безповоротно зникли.

З метою збереження видів людина використовує різні способи регулювання чисельності популяції: правильне ведення мисливського господарства та промислів (встановлення термінів і угідь полювання та вилову риби), заборона полювання деякі види тварин, регулювання вирубки лісу та інших.

У той самий час діяльність людини створює умови появи нових форм організмів чи розвитку старих видів, на жаль, часто шкідливі людини: хвороботворних мікроорганізмів, шкідників сільськогосподарських культур тощо.

Біосфера- Це населена частина геологічної оболонки Землі.

Біосфера- Це частина геологічної оболонки Землі, властивості якої визначається активністю живих організмів.

Друге визначення охоплює ширший простір: адже атмосферний кисень, що утворився в результаті фотосинтезу, розподілений по всій атмосфері і присутній там, де немає живих організмів. Біосфера в першому сенсі складається з літосфери, гідросфери та нижніх шарів атмосфери – тропосфери. Межі біосфери обмежені озоновим екраном, що знаходиться на висоті 20 км, та нижнім кордоном, що знаходиться на глибині близько 4 км.

Біосфера - Глобальна екосистема, оболонка Землі, населена живими організмами, що виникла з появою живих істот у результаті еволюційного розвитку планети. Вона включає верхню частину літосфери, всю гідросферу, тропосферу та нижню частину стратосфери. Вчення про біосферу створено академіком В.І. Вернадським ( 1926).

Атмосфера - газоподібна оболонка Землі та деяких інших планет, Сонця та зірок. Атмосфера Землі має довжину до 100 км і складається з тропосфери, стратосфери та іоносфери. На нижній межі стратосфери на висоті 15-35 км вільний кисень перетворюється на озон (02 -> 03), що утворює захисний екран Землі.

Гідросфера - Водна оболонка Землі, розташована між літосферою та атмосферою. Вона займає 70,8% поверхні Землі та включає океани, моря, річки, озера.

Літосфера - Зовнішня тверда оболонка Землі, земна кора, що складається з осадових та магматичних порід. На її поверхні утворюється грунт - особливе природне тіло, що виникло при взаємодії гірських порід, води, повітря і живих організмів. Літосфера – найбільш насичена живою речовиною частина біосфери.

Гумус (перегній) - органічна речовина ґрунту, що утворюється в результаті розкладання рослинних та тваринних залишків організмами-редуцентами. Кількість гумусу- Показник родючості грунту. Потужність гумусового горизонту в підзолистих ґрунтах – 5-10 см, у чорноземних – 1-1,5 м при вмісті гумусу до 30%.

Меліорація ґрунту - Поліпшення властивостей грунту з метою підвищення його родючості. Розрізняють такі види меліорації, як гідротехнічна - осушення, зрошення, промивання засолених ґрунтів; хімічна – вапнування, гіпсування, окислення; фізична – піскування, глинування; агролісомеліорація - посадка лісових смуг, та ін.

Ландшафт - загальний вигляд місцевості. Ландшафти бувають природними (озерний, гірський, лісовий) та створеними людиною (поля, сади, парки, водосховища, заводи, міста). У штучних ландшафтах велике значення має озеленення, оскільки воно впливає склад повітря, води, рівень шуму. Велике значення має збереження природного ландшафту при забудові міст, видобутку будівельного матеріалу (галька, щебінь, пісок), особливо на берегах річок та морів.

Природні ресурси - корисні копалини, джерела енергії, грунт, водні шляхи та водоймища, мінерали, ліси, дикорослі рослини, тваринний світ суші та акваторії, генофонд культурних рослин та свійських тварин, мальовничі ландшафти, оздоровчі зони тощо:

Вичерпні ресурси :

невідновні - Нафта, кам'яне вугілля, інші корисні копалини;

відновлювані - ґрунт, рослинність, тваринний світ, осадові породи (солі), темпи витрати яких повинні відповідати темпам їх відновлення, інакше вони зникнуть.

Невичерпні - це космічні, кліматичні та водні ресурси (але і вони багато в чому залежать від стану атмосфери, гідросфери та біосфери в цілому).

Вчення В.І. Вернадського про біосферу та ноосферу являє собою узагальнення природничих знань, де розглядаються компоненти біосфери, її межі, функції живої речовини та еволюція біосфери. Академік В.І. Вернадський вперше показав величезну біогеохімічну роль рослин, тварин та мікроорганізмів у формуванні біосфери. У структурі біосфери він виділяв такі компоненти :

жива речовина (Сукупність живих організмів на планеті); в усі геологічні епохи жива речовина, перетворюючи та акумулюючи сонячну енергію, впливало на хімічний склад земної кори, була потужною геохімічною силою, що формує лик Землі;

закосне (неживе) речовина (атмо-, гідро-, літосфера та їх складові - гази, тверді частинки та водяні пари, що викидаються вулканами, гейзерами);

нежива біогенна речовина , Що створюється в процесі життєдіяльності організмів сучасної та минулих геологічних епох (копалини залишки організмів, нафта, вугілля, гази атмосфери, озерний мул - сапропель, осадові породи, наприклад, вапняки);

біокісна речовина - результат життєдіяльності організмів та небіологічних процесів (ґрунт, вода живих водойм, глинисті мінерали).

Біосфера має певні Межі, які збігаються з межами поширення живих організмів в оболонках Землі, що визначається наявністю умов існування життя (сприятливий температурний режим, рівень радіації, достатня кількість води, мінеральних речовин, кисню, вуглекислого газу ). Верхня межа біосферизнаходиться на висоті 15-20 км від поверхні Землі, проходить у стратосфері та визначається озоновим екраном, що затримує згубні для живого ультрафіолетові промені сонячного світла. Основна маса живих організмів знаходиться у нижній повітряній оболонці – тропосфері. Найбільш населенанайнижча частина тропосфери (50-70 м). Нижня межа життяпроходить літосферою на глибині 3,5-7,5 км. Життя зосереджено переважно у верхню частину літосфери - у грунті та її поверхні.

У різних частинах біосфери щільність життя неоднакова. Найбільша кількість організмів знаходиться біля поверхні літосфери та гідросфери. Зміст біомаси змінюється також у зонах. Максимальну густину мають тропічні ліси, незначну – льоди Арктики, високогірні області, пустелі.

Продуктивність біосфери - загальний приріст біомаси Землі за рік. Щорічна первинна продукція рослин становить 170 109 т (суха маса) і складає близько 300-500 1021 Дж енергії. Найбільша частина цієї продукції припадає на частку рослинних угруповань суші – 117 109. Продукція тварин (вторинна) становить 3934 106 т, з них близько 909 106 т – на суші та 3025 106 т – у Світовому океані.

Біомаса Землі - Сукупність всіх живих організмів (живої речовини) планети. Виражається в одиницях маси чи енергії, віднесеної до одиниці площі чи обсягу. Біомаса Землі досягає приблизно 2,423 1012 т, з яких на біомасу зелених рослин суші припадає 97%, а на біомасу тварин та мікроорганізмів – 3%. Біомаса становить 0,01% від маси земної кулі.

Біомаса Світового океану - Сукупність всіх живих організмів, що населяють гідросферу (2/3 поверхні Землі). Біомаса їх у 1000 разів менше, ніж біомаса мешканців суші, і становить 3,9? 109 т, оскільки використання сонячної енергії у воді сягає 0,04%, але в суші - 0,1-2,0%.

Жива речовина біосфери - Сукупність живих організмів (біомаси) Землі - являє собою відкриту систему, для якої характерні зростання, розмноження, поширення, обмін речовин і енергії із зовнішнім середовищем, накопичення енергії та передача її в ланцюгах харчування. Жива речовина в біосфері виконує різні біогеохімічні функції, завдяки чому забезпечуються кругообіг речовин і перетворення енергії і в результаті цілісність, сталість біосфери, її стійке існування. Найважливіші функції :

Енергетична- накопичення та перетворення рослинами сонячної енергії в ході фотосинтезу (бактерії-хемоавтотрофи перетворюють енергію хімічних зв'язків) та передача її за харчовими ланцюгами: від продуцентів – до консументів і далі до редуцентів. При цьому енергія поступово розсіюється, але частина її разом із залишками організмів переходить у викопний стан, «консервується» в земній корі, утворюючи запаси нафти, вугілля та ін.

Газова- постійний газообмін з довкіллямв процесі дихання та фотосинтезу (зелені рослини в процесі фотосинтезу поглинають вуглекислий газ і виділяють в атмосферу кисень, водночас більшість живих організмів (і рослини в тому числі) у процесі дихання використовують кисень, виділяючи в атмосферу вуглекислий газ). Отже, беручи участь у обмінних процесах, жива речовина підтримує певному рівні газовий склад атмосфери.

Окисно-відновна- обмін речовин та енергії, фотосинтез (мікроорганізми в процесі життєдіяльності окислюють або відновлюють різні сполуки, отримуючи при цьому енергію для життєвих процесів, беручи участь в утворенні корисних копалин, наприклад, діяльність залізобактерій з окислення заліза призвела до утворення осадових порід - залізних руд; відновлюючи сульфати, утворили родовища сірки).

Концентраційнафункція - біогенна міграція атомів, які концентруються в живих організмах, а після їх відмирання переходять у неживу природу (здатність живих організмів накопичувати різні хімічні елементи, наприклад, осоки та хвощі містять багато кремнію, морська капуста та щавель - йод та кальцій, у кістяках хребетних) тварин міститься велика кількість фосфору, кальцію, магнію). Здійснення цієї функції сприяло утворенню покладів вапняку, крейди, торфу, вугілля, нафти.

Еволюція біосфери . В.І. Вернадський у своїх роботах наголошував, що історія виникнення та еволюція біосфери – це історія виникнення життя на Землі. Розвиток біосфери йде разом з еволюцією органічного світу – змінюється склад її компонентів, розширюються межі тощо. буд. Вчений ще на початку XX ст. вказав на зростаючий вплив людини на хід еволюції біосфери, передбачив багато тенденцій впливу людини на природу і ввів поняття ноосфери як «розумної оболонки» Землі.

Для переходу біосфери в ноосферу необхідно пізнати закони будови та розвитку біосфери та виробити нові принципи моральності та поведінки людей для підтримки стабільного та прогресивного розвитку нашої планети.

Глобальні зміни у біосфері. Охорона рослинного та тваринного світу

Антропогенний вплив на біосферу . Людина завжди використовувала довкілля як джерело ресурсів, проте з кінця минулого століття зміни біосфери під впливом господарської діяльності створюють загрозу існуванню біосфери та самої людини. Наслідки антропогенної діяльності виявляються у виснаженні природних ресурсів, забрудненні біосфери відходами виробництва, зміні клімату та структури поверхні Землі, порушенні природних біогеохімічних циклів, руйнуванні природних екосистем.

Забрудненість - Наявність у навколишньому середовищі шкідливих речовин, що порушують функціонування екологічних систем або їх окремих елементів і знижують якість середовища. Екологічна дія забруднюючих агентів на організмовому рівні призводить до порушення окремих фізіологічних функцій організмів, зміни їх поведінки, зниження темпів зростання та розвитку, стійкості до впливів інших несприятливих факторів зовнішнього середовища. На рівні популяцій забруднення може викликати зміни їх чисельності та біомаси, народжуваності, смертності, структури, річних циклів міграцій та інших функціональних властивостей. На біоценотичному рівні забруднення позначається на структурі та функціях співтовариств, відбувається деградація екосистем.

Розрізняютьприродне та антропогенне забруднення. Природне забруднення виникає внаслідок природних причин - виверження вулканів, землетрусів, катастрофічних повеней та пожеж. Антропогенне забруднення – результат діяльності людини.

Забруднюючі речовини, що виникли внаслідок господарської діяльності людини, та їх вплив на середовище дуже різноманітні. Це сполуки вуглецю, сірки, азоту, важкі метали, різні органічні речовини, штучно створені матеріали, радіоактивні елементи та інших. Кожен забруднювач надає певний негативний вплив на природу. Законодавство встановлює для кожної забруднюючої речовини гранично допустиме скидання (ПДС) і гранично допустиму концентрацію (ГДК) у природному середовищі. Гранично допустиме скидання (ПДС) - маса забруднюючої речовини, що викидається окремими джерелами за одиницю часу, перевищення якої призводить до несприятливих наслідків у навколишньому середовищі або є небезпечним для здоров'я людини. Гранично допустима концентрація (ГДК) - кількість шкідливої ​​речовини в навколишньому середовищі, яка не має негативного впливу на здоров'я людини або її нащадків при постійному або тимчасовому контакті з нею. При визначенні ГДК враховується як ступінь впливу забруднювачів для здоров'я людини, а й вплив тварин, рослини, гриби, мікроорганізми, природне співтовариство загалом.

Крім забруднення середовища, антропогенний вплив виражається в виснаження природних ресурсів біосфери . Величезні масштаби використання природних ресурсів призвели до значної зміни ландшафтів у низці регіонів. До певного рівня біосфера здатна до саморегуляції, що дозволяє мінімізувати негативні наслідки діяльності людини. Але є межа, коли біосфера не в змозі підтримувати рівновагу. Відбувається якісна та кількісна перебудова всієї біосфери планети, виникають незворотні процеси, що призводять до екологічних катастроф.

Забруднення атмосфери. Сучасний газовий склад атмосфери - результат тривалого історичного розвитку земної кулі - газова суміш азоту (78,09%) та кисню (20,95%), а також аргону (0,93%), вуглекислого газу (0,03%), інертних газів (неон, гелій, криптон, ксенон), аміаку, метану, озону, діоксидів сірки та інших газів. Викид в атмосферу промислових газів, що включають такі сполуки, як окис вуглецю СО (чадний газ), оксиди азоту, сірки, аміаку та інших забруднювачів, призводить до пригнічення життєдіяльності рослин і тварин, порушень обмінних процесів, отруєння та загибелі живих організмів.

Збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, що супроводжується зростанням кількості аерозолю (дрібних частинок пилу, сажі, суспензій розчинів деяких хімічних сполук) та надмірним поглинанням повітрям теплового випромінювання Землі, призводить до «парниковому ефекту»- Збільшення середньої температури атмосфери планети на кілька градусів. Певну роль у створенні «парникового ефекту» відіграє тепло, що виділяється від ТЕЦ та АЕС. Потепління клімату може призвести до інтенсивного танення льодовиків полярних областей, підвищення рівня Світового океану, зміни його солоності, температури, затоплення прибережних низовин.

Кислотні дощі, що викликаються головним чином діоксидом сірки та оксидами азоту, завдають величезної шкоди лісовим біоценозам. Встановлено, що хвойні породи страждають від кислотних дощів більшою мірою, ніж широколистяні. Тільки на території нашої країни загальна площа лісів, уражених промисловими викидами, сягнула 1 млн га.

Виснаження озонового шаруатмосфера, що є захисним екраном від ультрафіолетового випромінювання, згубного для живих організмів, відбувається над полюсами планети - Антарктидою та Арктикою, де з'явилися так звані озонові дірки. Основною причиною виснаження озонового шару є застосування людьми хлорфторвуглеводнів (фреонів), що широко використовуються у виробництві та побуті як хладореагенти, піноутворювачі, розчинники та аерозолі.

Забруднення природних вод - зниження їх біосферних функцій та економічного значення в результаті надходження в них шкідливих речовин (нафта та нафтопродукти, побутові (каналізаційні) та промислові стічні води, що містять свинець, ртуть, миш'як, що мають сильну токсичну дію, синтетичні речовини, що використовуються в промисловості, на транспорті , у комунально-побутовому господарстві, сільськогосподарські стоки, що містять значні кількості залишків добрив (азоту, фосфору, калію), що вносяться на поля, отрутохімікати та ін. Але основні джерела забруднення пов'язані з людською діяльністю: нафтовидобуванням, транспортуванням, переробкою та використанням нафти як паливо та промислову сировину. Нафта на воді утворює тонку плівку, що перешкоджає газообміну між водою та повітрям. Осідаючи на дно, нафта потрапляє у донні відкладення, де порушує природні процеси життєдіяльності донних тварин та мікроорганізмів.

Запаси води виснажуються також через надмірний забір вод річок на зрошення. Одним із видів забруднення водойм є теплове забруднення. Електростанції, промислові підприємства Часто скидають підігріту воду у водойму, що призводить до підвищення в ній температури води та бурхливого розмноження хвороботворних мікроорганізмів та вірусів. Потрапивши у питну воду, вони можуть спричинити спалахи різних захворювань.

Забруднення грунту . В результаті розвитку господарської діяльності людини відбуваються забруднення, зміна складу ґрунту і навіть його знищення. Величезні площі родючих земель гинуть при гірничо-промислових роботах, будівництві підприємств та міст. Знищення лісів та природного трав'янистого покриву, багаторазове оранка землі без дотримання правил агротехніки призводять до виникнення ерозії ґрунту – руйнування та змиву родючого шару водою та вітром. У ролі основних забруднювачів грунтів виступають метали (ртуть, свинець) та його сполуки, радіоактивні елементи, і навіть добрива і отрутохімікати - стійкі органічні сполуки, що застосовуються сільському господарстві. Вони накопичуються в ґрунті, воді, донних відкладах водойм і включаються в екологічні харчові ланцюги, переходять із ґрунту та води в рослини, потім у тварин і в результаті потрапляють з їжею в організм людини.

Радіаційні забруднення мають суттєву відмінність від інших. Радіоактивні нукліди - це ядра нестабільних хімічних елементів, що випускають заряджені частинки та короткохвильові електромагнітні випромінювання. Саме ці частинки та випромінювання, потрапляючи в організм людини, руйнують клітини, внаслідок чого виникає променева хвороба.

У біосфері всюди є природні джерела радіоактивності, і людина, як і всі живі організми, завжди зазнавала природного опромінення. Зовнішнє опромінення відбувається за рахунок випромінювання космічного походження та радіоактивних нуклідів, що знаходяться у навколишньому середовищі. Внутрішнє опромінення створюється радіоактивними елементами, які потрапляють в організм людини з повітрям, водою та їжею. Нині радіоактивні елементи досить широко використовують у різних областях. Недбале ставлення до зберігання та транспортування цих елементів призводить до серйозних радіоактивних забруднення. Радіоактивне зараження біосфери пов'язане, наприклад, із випробуваннями атомної зброї, аваріями на АЕС. Велику небезпеку для довкілля становить складування та зберігання радіоактивних відходів військової промисловості та атомних електростанцій.

Масове знищення лісів спричиняє загибель найбагатших флори та фауни.

Таким чином , Через збільшення масштабів антропогенного впливу (господарської діяльності людини), особливо в останнє століття, порушується рівновага в біосфері, що може призвести до незворотних процесів і поставити питання про можливість життя на планеті. Це з розвитком промисловості, енергетики, транспорту, сільського господарства та інших видів діяльності без врахування можливостей біосфери Землі. Вже зараз перед людством постали серйозні екологічні проблеми, які потребують негайного вирішення.

Екологічний прогноз - передбачення поведінки природних систем, що визначається природними процесами та впливом на них людини. Прогнози бувають глобальні (загальнопланетарні) та локальні (для невеликої території), найближчим часом і на 100-120 років уперед. З урахуванням даних прогнозу проводяться заходи щодо охорони водойм, ґрунту, рослинності, тваринного світу від забруднення, знищення, збереження видового складу.

Захист природного середовища від забруднення - система заходів, спрямованих на усунення негативного впливу людини, що виражається у викидах отруйних газів, забруднення води, застосування гербіцидів, пестицидів, горючих матеріалів, радіоактивних речовин, інтенсивних шумів, атомної сировини.

Охорона навколишнього середовища - охорона середовища, в якому живе людство, та природних об'єктів цього середовища. Існує Міжнародна програма, створена в 1973 р. ООН (ЮНЕП), присвячена гострим проблемам сучасного стану навколишнього середовища: боротьбі з опустелюванням, охороні Світового океану, ґрунтового покриву, дощових тропічних лісів, джерел прісної води тощо. Природоохоронні заходи щодо збереження видового складу планети пов'язані зі створенням Червоної книги та природних територій, що охороняються.

Червона книга - список рослин, що знаходяться в небезпеці, рідкісних і зникаючих видів рослин і тварин.

Чорний список - міжнародний список вимерлих видів тварин і рослин, від яких залишилися лише опудала, скелети та тушки, малюнки, гербарії, що знаходяться у музеях.

Зараз Землі швидкість вимирання видів у кілька тисяч разів перевищує ту, яка існувала в умовах незайманої природи.

Заповідники - ділянки території суші чи води, повністю виключені з усіх видів господарського використання, де природні ландшафти зберігаються у непорушеному стані.

Замовники - ділянки території суші чи води, де тимчасово забороняється використання певних видів природних ресурсів. Термін дії заказників – 5-10 років.

Національні парки - території, виключені з господарської експлуатації з метою збереження природних комплексів, що мають особливу екологічну, історичну, естетичну цінність, а також використовувані для відпочинку та культурних цілей.

Тематичні завдання

А1. Головна особливість біосфери:

1) наявність у ній живих організмів

2) наявність у ній неживих компонентів, перероблених живими організмами

3) кругообіг речовин, керований живими організмами

4) зв'язування сонячної енергії живими організмами

А2. Поклади нафти, кам'яного вугілля, торфу утворилися у процесі кругообігу:

1) кисню

2) вуглецю

4) водню

А3. Знайдіть неправильне твердження. Невідновні природні ресурси, що утворилися в процесі кругообігу вуглецю в біосфері:

2) горючий газ

3) кам'яне вугілля

4) торф та деревина

А4. Бактерії, що розщеплюють сечовину до іонів амонію та вуглекислого газу, беруть участь у кругообігу.

1) кисню та водню

2) азоту та вуглецю

3) фосфору та сірки

4) кисню та вуглецю

А5. В основі кругообігу речовин лежать такі процеси, як

1) розселення видів

3) фотосинтез та дихання

2) мутації

4) природний відбір

А6. Бульбякові бактерії включають у кругообіг

3) вуглець

4) кисень

А7. Сонячна енергія вловлюється

1) продуцентами

2) консументами першого порядку

3) консументами другого порядку

4) редуцентами

А8. Посилення парникового ефекту, на думку вчених, найбільше сприяє:

1) вуглекислий газ

3) двоокис азоту

А9. Озон, який утворює озоновий екран, формується в:

1) гідросфері

2) атмосфері

3) у земній корі

4) у мантії Землі

А10. Найбільша кількість видів знаходиться в екосистемах:

1) вічнозелених лісів помірного поясу

2) вологих тропічних лісів

3) листопадних лісів помірного поясу

А11. Найбільш небезпечною причиною збіднення біологічного розмаїття – найважливішого чинника стійкості біосфери – є

1) пряме винищення

2) хімічне забруднення середовища

3) фізичне забруднення середовища

4) руйнування місць проживання

Біологія Загальна біологія. 11 клас. Базовий рівень Сивооков Владислав Іванович

28. Біосфера – глобальна екосистема

Згадайте!

Які рівні організації живої природи вам відомі?

Що таке біосфера?

Які її межі?

Численні екосистеми нашої планети не ізольовані одна від одної. Навіть між дуже різними спільнотами відбувається постійний обмін живими організмами, органічними та неорганічними речовинами. Одні й самі види рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів можна зустріти у різних екосистемах, а деякі види, наприклад перелітні птахи, залежно від сезону мігрують між ними. Процеси, що відбуваються в одній екосистемі, неминуче торкаються подій в іншій екосистемі. Частинки ґрунту змиваються з поверхні суші та потрапляють у водоймища; пуголовок, що живе у ставку, перетворюється на жабу, яка стає здобиччю лісового їжака; бурий ведмідь під час нересту лосося повністю переходить на рибну дієту і більшість часу проводить серед бурхливих річкових потоків.

Усі екосистеми взаємопов'язані та взаємозалежні. Постійний обмін речовиною та енергією, що відбувається між ними, дозволяє нам розглядати всі живі організми Землі та середовище їхнього існування як єдину глобальну екосистему – біосферу.

Перші уявлення про біосферу як «галузі життя» належать ще Ж. Б. Ламарку. Термін «біосфера» 1875 р. запропонував австрійський учений Едуард Зюсс. Він визначав біосферу як тонку плівку життя на земній поверхні, яка значною мірою визначає вигляд усієї планети. Однак широкого поширення цей термін набув у першій третині XX ст., коли російський академік В. І. Вернадський створив вчення про біосферу.Він поширив поняття біосфери як на живі організми, а й у середовище їхнього існування, з якою вони становлять нерозривне єдність. Вернадський вперше вказав на роль живої природи у перетворенні планети.

склад біосфери. Біосфера- це особлива оболонка Землі, склад, структура та енергетика якої визначаються сукупною діяльністю всіх живих організмів.

Біосфера Землі складається з кількох взаємозалежних типів речовини:

– жива речовина- Сукупність всіх живих організмів (тварин, рослин, грибів, мікроорганізмів);

– біогенна речовина– органомінеральні продукти, створені внаслідок життєдіяльності організмів (нафта, кам'яне вугілля, газ, торф, вапняки та ін.);

– косна речовина- Речовина, яка утворюється без участі живих організмів (гірські породи, сформовані в результаті виверження вулканів);

– біокісна речовина- Створюється одночасно живими організмами та процесами неорганічної природи (ґрунт, мул).

Кордони біосфери.Межі поширення живого планети визначаються абіотичними чинниками (рис. 82). Відсутність кисню, висока чи низька температура, високий тиск та багато інших умов унеможливлюють існування життя.

Рис. 82. Межі біосфери

Верхня межа біосфери проходить на висоті близько 20 км від поверхні Землі та визначається озоновим шаром, який затримує ультрафіолетове випромінювання. На висоті 16–20 км. атмосферізустрічаються суперечки, пилок, бактерії, дрібні комахи, які піднімаються з поверхні повітряними потоками. У гідросферіжиття існує на всіх глибинах, проникаючи навіть, незважаючи на жахливий тиск, у 10–11-кілометрові западини. У літосферіжиття зустрічається до глибини 3,5 км на суші (бактерії в нафтових родовищах) і на 1-2 км нижче за дно океану, хоча результати життєдіяльності організмів у вигляді осадових порід простежуються набагато глибше. В основному в літосфері життя зосереджене у верхньому родючому шарі - грунті, товщина якого не перевищує декількох метрів і є біокосною речовиною біосфери.

Живі речовини біосфери.У межах біосфери жива речовина розподілена дуже нерівномірно. У верхніх шарах атмосфери, у глибинах океану, у багатокілометровій товщі літосфери живі організми трапляються рідко. Основне життя зосереджено на поверхні землі, у верхніх шарах морів та океанів, у ґрунті.

Біомаса на земній кулі збільшується від полюсів до екватора, що пов'язано насамперед із кліматичними факторами. Найбільш продуктивні ті екосистеми, які максимально забезпечені теплом та вологою. Місця найбільшої концентрації життя на планеті – це тропічні ліси, дельти річок у районах із спекотним кліматом, мілководні зони морів, коралові рифи. Тут спостерігається також і максимальна видова різноманітність.

В даний час загальну масу живих організмів оцінюють в 2,43-10 12 т. Біомаса організмів, що живуть на суші, на 99,2% представлена ​​рослинами, на 0,8% - тваринами, грибами та мікроорганізмами. У Світовому океані існує зворотна закономірність: 93,7 % біомаси посідає частку тварин і 6,3 % – частку рослин і мікроорганізмів. У видовому розмаїтті біосфери існує цікава закономірність: 96 % видів тварин – безхребетні, 4 % – хребетні, у тому числі лише десята частина – ссавці, т. е. переважають форми, які стоять нижчому рівні розвитку. Щорічна продукція живої речовини в біосфері становить понад 230 млрд. т сухої органічної речовини.

Маса живої речовини складає всього 0,01–0,02 % від відкісної речовини біосфери, однак у геохімічних процесах Землі живі істоти відіграють провідну роль.

Питання для повторення та завдання

1. Розкажіть про структуру біосфери.

2. Охарактеризуйте оболонки Землі, в яких живуть живі організми, – атмосферу, гідросферу та літосферу.

3. Чим визначаються межі поширення живих організмів у біосфері?

4. Як формується біокісна речовина біосфери?

5. Охарактеризуйте розподіл біомаси на земній кулі.

Подумайте! Виконайте!

1. До якого типу речовин біосфери можна віднести бурштин, скинуті роги оленя, опале листя, торф, пилок рослин, павутину? Поясніть свій вибір.

2. Охарактеризуйте організми, які мешкають поблизу меж біосфери. Як ви вважаєте, які властивості повинні мати такі організми?

3. Організуйте та проведіть дослідження ґрунту вашої місцевості. Визначте її структуру, поживні властивості, кислотність, насиченість мікроорганізмами.

4. Візьміть участь у дискусії на тему «Чи вічна біосфера?». Висловіть свою думку щодо цього питання.

Робота з комп'ютером

Зверніться до електронної програми. Вивчіть матеріал та виконайте завдання.