План
1. Введення.2. Жива речовина-компонент біосфери.
3. Абіотичні (неживі) компоненти біосфери.
4. Грунт-унікальний компонент біосфери.
5. Біосфера і космос.
6. Екологічні взаємодії живої речовини: хто як харчується.
7. Біогенна міграція атомів-Екосистемне властивість біосфери.
8. Як розвивалася біосфера: п'ять екологічних катастроф.
9. Стійкість біосфери.
10. Біосфера і людина: екологічна небезпека.
11. Людина повинна зберегти різноманітність біосфери.
12. Висновок.
1. Введення
Сьогодні на весь зріст піднімається перед людьми одна з найскладніших проблем, незалежно від того, чи живуть вони в Африці чи в Європі, у великих містах або в 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 межу», переступити через яку людство не має ні за яких обставин. Такий «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'язана з ім'ям академіка В. І. Вернадського.
Біосфера-область існування живих організмів; оболонка Землі, склад, структура і енергетика якої визначається сукупною діяльністю живих організмів. Верхня межа простягається до висоти озонового екрану (20 -
2. Жива речовина-компонент біосфери
Біосфера включає в себе всі частини планети, освоєні життям. Це і атмосфера, і океан, і всі частини земної поверхні, де утвердилася життя в будь-яких її формах. Головний компонент біосфери-це її живу речовину.
«... На земній поверхні немає хімічної сили більш постійно діючої, а тому і більш могутньою по своїм кінцевим наслідків, ніж живі організми, взяті в цілому» (В. І. Вернадський).
У якій формі представлено жива речовина в біосфері? Жива речовина в біосфері представлено у вигляді окремих тіл-індивідуальних організмів.
Живе речовина представлено організмами різних розмірів. Найбільші з них-кити. Довжина тіла сучасних китів від 1,1 до
За приблизною оцінкою, за час існування життя на Землі в біосфері існувало більше мільярда видів ..
Серед живих істот переважають комахи (їх близько мільйона видів). Хребетні становлять лише 2%. . Відомий нам світ життя більш ніж на 70% складається з тварин, 225 - це рослини і гриби, 5% - одноклітинні організми.
Жива речовина розподілена в біосфері нерівномірно, воно утворює згущення на межах розділу літосфера-гідросфера - атмосфера: у водоймах поблизу поверхні, на дні морів і океанів, на поверхні суші. На материках спостерігаються берегові, заплавні, озерні, тропічні, субтропічні згущення життя. На суші переважають рослини, а в океані - тварини.
Маса живої речовини називається біомасою. Вона виражається в одиницях маси сухого або сирого речовини, віднесеної до одиниць площі або обсягу місця обітанія.Ізвестно, що тривалість життя кожного окремого організму має межі, вона смертна. Як же підтримується безперервність життя в біосфері? Безперервно розмножуючись, живі організми утворюють потік чергуються поколінь: на зміну погибающим з'являються нові істоти. Тим самим сучасне жива істота за походженням пов'язані з живим речовиною минулих геологічних епох.
Міріади живих істот населяють біосферу, складають жива речовина біосфери. Хімічний склад живої речовини подібний зі складом зірок і Сонця, що підтверджує єдність природи. У живого речовини сучасними методами можуть бути виміряні маса, кількість укладеної в ньому енергії, характер відповідає його простору. Сучасному живому речовини властиве велике хімічне різноманітність.
3. Абіотичні (неживі) компоненти біосфери
Вода, повітря, грунту, їх хімічний склад, фізичні властивості, в першу чергу температура, космічне випромінювання, гравітація, магнетизм-такі абіотичні компоненти біосфери.До біосфері відносять перш за все ті ділянки планети, де є умови не тільки для виживання, але і для розмноження живих істот-це поле існування життя. До нього прилягають території, в яких живі істоти страждають і лише виживають, але не можуть розмножуватися-поле стійкості життя.
Земні абіотичні умови, які визначають поле існування життя:
- Достатня кількість кисню і вуглекислого газу,
- Достатня кількість рідкої води, а не льоду або пара,
- Сприятливі температури: не надто високі, щоб не скручувався білок, і не занадто низькі, щоб нормально працювали ферменти-прискорювачі біохімічних реакцій,
- Живій істоті 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
У кінці Х1Х ст. великий російський природознавець 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 властивостями сильно відрізняються від гірських порід, на яких вони утворилися. Їх розподіл на поверхні Землі підпорядковане суворим географічним закономірностям.Різноманітність грунтів величезна. Це пов'язано з різноманіттям поєднання факторів грунтоутворення: гірських порід, віку поверхні, рослинного і тваринного населення, рельєфу.
Грунт-це особливе природне тіло і середовище життя, що виникає в результаті перетворення гірських порід поверхні суші спільною діяльністю живих організмів, води і повітря.
Грунтоутворювального процеси на Землі-це грандіозні за своїми масштабами планетарним і тривалості процеси створення органічної речовини грунтів, їх біологічного накопичення та виникнення родючості.
5. Біосфера і космос
Земля - унікальна планета, вона знаходиться на єдино можливій відстані від Сонця, яке визначає таку температуру поверхні Землі, при якій вода може знаходитися в рідкому стані.
Земля отримує від сонця величезна кількість енергії і зберігає при цьому приблизно постійну температуру. Значить наша планета випромінює в космос майже така ж кількість енергії, яке отримує з космос: прихід і витрата повинні бути збалансовані, інакше система одного разу втратить стійкість. Земля або нагріється, або замерзне і перетвориться на мертве тіло.
Біосфера тісно пов'язана з космосом. Потоки енергії, що надходять до Землі, створюють умови, що забезпечують життя. Магнітне поле і озоновий екран захищають планету від зайвих космічних випромінювань та інтенсивної сонячної радіації. Космічні випромінювання, що досягають біосфери, забезпечують фотосинтез і впливають на активність живих істот.
6. Екологічні взаємодії живої речовини: хто як харчується
Планета Земля відрізняється від 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 відбувається процес відновлення оксидів вуглецю та азоту в реакціях біосинтезу.
У зеленому рослині відбувається фотосинтез - процес утворення вуглеводів з води та двоокису кисню (яка знаходиться в повітрі або воді). При цьому в якості побічного продукту виділяється кисень. Зелені рослини відносять до автотрофів-організмам, які беруть всі потрібні їм для життя хімічні елементи з навколишнього відсталої матерії і не вимагають для побудови свого тіла готових органічних сполук іншого організму. Основний використовуваний автотрофами джерело енергії-Сонце. Гетеротрофи-це організми, які потребують для свого харчування в органічній речовині, утвореному іншими організмами. Гетеротрофи поступово перетворюють органічна речовина, утворене автотрофами, доводячи його до первісного-мінерального-стану.
Деструктивна (руйнівне) функція здійснюється представниками кожного з царств живої речовини. Розпад, розкладання - невід'ємне властивість обміну речовин кожного живого організму. Рослини утворюють органічні речовини і є найбільшими виробниками вуглеводів на Землі, але вони ж виділяють і необхідний для життя кисень як побічний продукт фотосинтезу.
У процесі дихання в тілах всіх видів живого утворюється вуглекислий газ, який рослини знову використовують для фотосинтезу. Існують і такі види живого, для яких руйнування відмерлого органічної речовини є способом харчування. Існують організми зі змішаним типом харчування, їх називають міксотрофи.
У біосфері відбуваються процеси перетворення неорганічного, відсталої речовини в органічне і зворотної перебудови органічних речовин у мінеральні. Рух і перетворення речовин у біосфері здійснюється при безпосередній участі живої речовини, всі види якого спеціалізувалися на різних способах харчування.
7. Біогенна міграція атомів-Екосистемне властивість біосфери
Кінцеве кількість речовини, яка є в біосфері, набуло властивість 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? У ході біогеохімічних циклів атоми більшості хімічних елементів проходили незліченну кількість разів через жива істота. Наприклад, весь кисень атмосфери «обертається» через живе речовина за 2000 років, вуглекислий газ-за 200-300лет, а вся вода біосфери-за 2 млн років.
Жива речовина є досконалим приймачем сонячної енергії.
Енергія, поглинута і 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 органічне речовина рослин, як їжу: органіка окислюється киснем, який доставляють в організм органи дихання, з утворенням вуглекислого газу-реакція йде у зворотному напрямку. Таким чином, «вічної» робить життя одночасне існування автотрофів і гетеротрофів.
Факти і міркування про «колесі життя» в біосфері дають право говорити про закон біогенної міграції атомів, який сформулював В.І. Вернадський: міграція хімічних елементів на земній поверхні і в біосфері в цілому здійснюється або за безпосередньої участі живої речовини або ж вона протікає в середовищі, геохімічні особливості якої обумовлені живою речовиною, як тим, що зараз населяє біосферу, так і тим, яке 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 при обов'язковому безпосередньої участі живих організмів. Біогенна міграція атомів забезпечує безперервність життя в біосфері при кінцевому кількості речовини і постійному припливі енергії.
8. Як розвивалася біосфера: п'ять екологічних катастроф
З тих пір, як засновники сучасної палеонтології відкрили, що скам'янілі опади дозволяють прочитати шлях розвитку життя, ми дізналися, що органічний світ на Землі не один раз переживав трагічні події, що приводили майже до повного знищення життя на планеті. За останні 500 млн років Земля кілька разів несподівано виявлялася важко хворий, а одного разу-це було 250 млн років назад-життя на Землі майже припинилася.
Фахівці виділяють п'ять найбільших катастроф, які пережила біосфера: кам'яно-вугільний період, пермський період, тріас, юрський період, крейдяний період. Кожна з катастроф приводила до розвитку живої речовини: більш повному пристосуванню до навколишнього середовища; появи більшої кількості видів; проникнення їх в нові умови існування.
При кожній катастрофі, що відбувалася в біосфері, поряд із масою повалених видів ми бачимо і переможців. Спочатку їх дуже мало, н вони вміли «пожинати» плоди своєї перемоги, заповнюючи собі подібними простір, що звільнився. Однак жоден новий вигляд не можна дорікнути в тому, що він причетний до самої катастрофи заради процвітання свого виду або родини. Катаклізми відбувалися з космічних або суто земним причин внаслідок особливостей розвитку живої матерії, коли одні її частини гнітили або зовсім стирали з лиця планети інші, що не зуміли пристосуватися до нових природних умов.
Розвиток живої речовини біосфери-підвищення рівня його організації та ступеня пристосованості до навколишнього середовища відбувалося через катастрофи-різкі зміни абіотичного середовища. Суперечності між сформованими абіотичними і біотичними компонентами біосфери при різких для геологічного часу зміни середовища дозволялося щоразу за рахунок різноманітності і мінливості живої речовини біосфери. Жива речовина щоразу зберігало життя в біосфері за рахунок виживання більш пристосованих видів.
9. Стійкість біосфери
Багатство живого світу спрадавна захоплювало і захоплювало людини. Мореплавці і купці місіонери і авантюристи, мандрівники і лікарі, а потім і вчені привозили додому зразки дивовижних рослин і тварин з усіх країн світу. Чималою був обсяг природничо-наукових знань вже в найдавніших цивілізаціях Нілу, Дворіччя, Індії та Китаю.
Різноманітність видів не вичерпує всього біологічного різноманіття. У рамках кожного виду його популяції та особини, в тому числі і люди, різняться генетично в набагато більшому ступені, ніж думали раніше. Два випадково вибраних людини будуть відрізнятися по сотнях, а можливо, і тисячам відмінностей у хромосомах. Подібні відмінності дуже важливі, багато хто з них пов'язані з чутливістю до зміни параметрів середовища, визначають пристосовність або навіть можливість виживання окремих організмів, нагадуючи, що природний відбір триває.
Яким чином біологічне різноманіття забезпечує стійкість біосфери? Відповідь проста: через безліч взаємозв'язків і взаємодій, як між собою, так і з непрямим речовиною. У біосфері є великий набір процесів регулювання із зворотним зв'язком і, як наслідок, набір циклічних процесів, що дозволяють їй компенсувати умови, що змінюються. Тому біосфера порівняно легко справляється з завданнями автоматичного регулювання необхідних їй умов життя.
Стабільність глобальної екосистеми забезпечується надмірністю її функціональних компонентів. Якщо в екосистемі є декілька видів автотрофів, кожен з яких має свої оптимальні температурні умови фотосинтезу, то сумарна швидкість фотосинтезу може залишитися незмінною при коливаннях температури.
Пристосовність біосфери до зміни зовнішніх умов-упорядкований процес, у якому один вид може заміщатися іншим, і сот час це потік зрушуються динамічних рівноваг. Біологічне різноманіття біосфери забезпечує безперервний біохімічний круговорот речовини і потоки енергії, підтримуючи зв'язки всіх геосфер: атмосфери, літосфери, гідросфери, створюючи цілісність природного середовища.
10. Біосфера і людина: екологічна небезпека
Світ вже знає про небезпеку, що загрожує йому небезпеки. І цього разу відомо жива істота, повинне в катастрофу, 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, в якому виникали, еволюціонували, поступалися місцем одні іншим предки Homo sapiens-гомініди. Вони розвивалися і жили в загальному потоці життя, були його учасниками і володіли цілим рядом потреб та інстинктів, абсолютно необхідних для життя і еволюції. Все це робило потік життя, з одного боку, цілісним, легко вразливим в окремих ланках, а з іншого - добре самозащіщенності і захищається системою.
Пройшли тисячоліття, виникали і гинули великі цивілізації, створені людиною. Вся пишність сучасної цивілізації-велика кількість і різноманітність товарів, транспорт, космічні польоти, можливість величезній кількості людей займатися наукою, мистецтвом, нарешті, забезпечена старість - все це наслідок тієї величезної кількості штучної енергії, яке стало тепер робити людство. Ми живемо не енергією Сонця, як рослини і тварини, а витрачаємо запаси вуглеців-нафти, вугілля, газу, сланців, які накопичені минулим біосфери за сотні мільйонів років.
Але що при цьому відбувається з тепловим балансом планети? Штучна енергія розсіюється і йде на нагрівання Землі, її тверді, океану, атмосфери. Настане час, коли штучна енергія почне позначатися на структурі теплового балансу планети.
Таким чином, поширене уявлення про те, що збільшення кількості виробленої людьми енергії завжди благо, також потребує перегляду: збільшення середніх температур планети на 4-5 градусів загрожує людству екологічною катастрофою. І тут є межа, переступати яку не можна.
Передбачити заздалегідь навіть в самих загальних рисах результати такого потепління зовсім не просто. При підвищенні середньої температури зменшується перепад температур між екватором і полюсом. А це-головний двигун, завдяки якому відбувається рух атмосфери, переносить тепло від екваторіальних зон до полярних. Якщо збільшується перепад температур, то й інтенсивність атмосферної циркуляції збільшується. Якщо зменшується-циркуляція атмосфери робиться більш млявою, зменшується вологоперенос. Значить, посушливі зони стають ще більш посушливими, продуктивність біоти падає.
Ще в минулому столітті 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 носить тепер назву закону Воєйкова, підсумовує багаторічні спостереження. Кожного разу, коли в ході циклічної зміни середніх температур на Півночі починає теплішати, в Заволжя, Казахстані та інших районах південного - сходу Євразії збільшується кількість посушливих років. Особливо чутливо відгукується на зміну кількості опадів рослинність пустель і полупистинь.
Людина шукає способи обмежити свій пагубний вплив на природу, тому що усвідомив свою залежність від стану біосфери. Люди зрозуміли, що їх діяльність повинна докорінно змінитися і відповідати природним законам біосфери, в межах яких тільки й може протікати всяка життєдіяльність.
Ми простежили лише одне явище, яке підтверджує, що людина тепер здатний дуже легко переступити ту «фатальну межу», ту грань, за якою почнуться незворотні процеси зміни умов його існування. Біосфера почне переходити в новий стан, і місця для людини в її новому стані може не виявитися. Ось чому людство повинно бути здатним передбачати результати своїх дій і знати, де проходить «заборонена риса», яка відокремлює можливість подальшого розвитку цивілізації від її більш-менш швидкого згасання.
11. Людина повинна зберегти різноманітність біосфери
Кожен біологічний вид (і людина тут не виняток) може жити в досить вузьких рамках того середовища, до якої він генетично пристосований. Якщо середовище життя змінюється швидше, ніж може настати адаптація або переформування виду в нове утворення, організм неминуче вимирає.
Покров живої речовини на планеті різко змінюється. Він стискається подібно бальзаковской шагреневої шкіри. Та й сама шкіра стає тонкою, навіть у чисто механічному сенсі-зникають ліси, йде деградація чорноземів і т. п. З під ніг людства йде фундамент як безпосередній середовища його життя, так і економічного розвитку.
В даний час процес збіднення живої речовини, зникнення видів живого йде в десять, а в деяких випадках і в сто разів інтенсивніше, ніж йшло 65 мільйонів років тому вимирання динозаврів. Види не просто зникають, змінюється вся структура живої речовини. Великі тварини і рослини змінюються більш дрібними: копитні-гризунами, гризуни-рослиноїдних комахами.
Втрати в складі живої речовини можуть привести до авральному 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 злидні, виснаження природних ресурсів.
Людство має зберегти біологічне різноманіття біосфери, так як його скорочення веде до порушення біосферних процесів, до катастрофи-
чних змін умов життя на планеті.
12. Висновок
Людство усвідомило, як мала наша Земля, зрозуміло, що втручатися в процеси, що протікають в природі, треба вкрай обережно.
Наша планета унікальна, тому що на ній є життя. Життя пронизує не тільки водну і повітряну стихії, але і земну твердь. Життя а Землі представлена живою речовиною, що утворене мільйонами видів і мільярдами особин. Жива речовина, все біологічне різноманіття Землі захищене від космічних променів геомагнітним полем і озоновим екраном. Всі форми і прояви життя не існують самі по собі, вони пов'язані складними взаєминами в єдиний комплекс життя-глобальну екосистему (біосферу). Ці взаємовідносини та зв'язки в живій природі дивовижні! Кожна група споріднених видів, що утворюють царство, виконує певну роль у кругообігу речовин: створення, перетворення, руйнування органічних речовин.
Основним джерелом енергії в біосфері є Сонце. Біогенний кругообіг речовин не дає перерватися життя на планеті Земля. Живі істоти біосфери перетворили хімічний склад повітря, води, грунту, визначили і їх сучасний склад, вплинули на формування мінералів та гірських порід, на рельєф Землі. Біосфера-середовище життя і результат життєдіяльності.
Одна з головних завдань ХХ1 століття, до вирішення якого істотний внесок повинна внести екологія, - це досягнення гармонії між людиною і природою.
Література
1. Бродський А.К. Короткий курс загальної екології: Учеб.пособіе.-СПб., 2001.
2. Владимиров В.А., Ізмалков В.І. Катастрофи та екологія .- М., 2000.
3. Данилов-Данільян В.І., Лосєв К.С. Екологічний виклик і стійкий розвиток. - М., 2000.
4. Мамедов М.М. Основи загальної екології: Підручник.-М., 1998.
5. Загальна екологія: Підручник для вузів / автор-упорядник А.С.Сте-
Пановскому / .- 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