Поняття про біосферу

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

1. Поняття, склад і структура біосфери
Біосфера - глобальна екологічна система планети, що включає в себе всі живі організми разом із середовищем їхнього проживання.
Біосфера є сукупність частин земних оболонок (літо-, гідро-та атмосфери), яка заселена живими організмами, перебуває під їхнім впливом і зайнята продуктами їх життєдіяльності.
У 20-ті роки XX - го століття вчення про біосферу було розвинене і перетворено видатним натуралістом академіком В.І. Вернадським. Він вперше підкреслив виняткову роль живих організмів в утворенні біосфери. За його визначенням, біосфера - структурна оболонка Землі, створена самим життям, де не тільки живуть, але яка перетворена живими організмами і пов'язана з їх життєдіяльністю. Таким чином, біосфера - це і середовище життя, і результат життєдіяльності організмів.
Розміри б іосфери. За вченням В.І. Вернадського, біосфера - це область нашої планети, у якій існує чи коли-небудь існувало життя і яка постійно піддається впливу живих організмів. Тому біосфера уявляє собою область існування не тільки сучасних екосистем, але і включає області, де знаходяться речовини, що виникли в результаті життєдіяльності живих організмів. Такі речовини називають біогенними. Майже весь кисень атмосфери має біогенне походження. Біогенними є також багато корисних копалини (нафта, вугілля, газ та ін.)
Завдяки такому підходу В.І. Вернадський істотно розширив межі біосфери, включивши в неї всю гідросферу (глибиною до 11 км), нижні шари атмосфери (до озонового шару, висотою 25-35 км), де зосереджений практично весь кисень, і частина літосфери до глибини залягання корисних копалин біогенного походження ( 8-10 м, рідше 3 км).
Структура біосфери. Біосфера має ієрархічну структуру. Традиційно в структурі біосфери виділяють атмосферу, гідросферу і літосферу. Атмосфера поділяється на шари в залежності від температури повітря: нижче 0 ° С-альтобіосфера, вище 0 о С - тропобіосфера. Гідросфера включає в себе океанобіосферу і аквабіосферу, тобто солоно-і прісноводну середу, і також ділиться на шари в залежності від освітленості: фото-, дісфото-і афотосфери. Гео (біо) сфера складається з террабіосфери (твердо-водного середовища) і літобіосфери (твердо-повітряного середовища). Виділені подсфери включають екосистеми різного ієрархічного рівня.
Склад біосфери включає 7 глибоко різнорідних частин:
1) жива речовина;
2) биогенное речовина:
3) відсталу речовину:
4) биокосное речовина;
5) речовина в радіоактивному розпаді:
6) речовина розсіяних атомів, не пов'язаних хімічними реакціями;
7) речовина космічного походження.
Жива речовина сукупність організмів на планеті (рослинний і тваринний світ, мікроорганізми).
Биогенное речовина - сукупність речовин, що виникли в результаті життєдіяльності організмів (торф, нафта, крейда, природний газ та ін.)
Відсталу речовину - сукупність речовин, в утворенні яких живі організми не беруть участь, тобто гірські породи магматичного, неорганічного походження, вода,
Биокосное речовина - продукти розпаду і переробки гірських і осадових порід живими організмами (грунт, природні води).
2. Основні функції біосфери
Завдяки здатності трансформувати сонячну енергію в енергію хімічних зв'язків, рослини та інші організми виконують ряд фундаментальних біологічних функцій планетарного масштабу.
Газів а функція. Живі істоти постійно обмінюються киснем і вуглекислим газом з навколишнім середовищем у процесах фотосинтезу і дихання. Рослини зіграли вирішальну роль у формуванні складу сучасної атмосфери. Вони строго контролюють концентрації кисню і вуглекислого газу, оптимальні для сучасної біоти.
Концентраційна функція. У процесі еволюції організми навчилися отримувати з розбавленого водного розчину і інших компонентів природного середовища необхідні для них речовини, багаторазово збільшуючи їх концентрацію в своєму тілі.
Таким чином, пропускаючи через своє тіло великі об'єми повітря та природних розчинів, живі організми здійснюють біогенну міграцію і концентрування хімічних елементів і їх сполук.
Окислювально-відновна функція. Багато речовин у природі украй стійкі і не піддаються окисленню при звичайних умовах. Живі клітини мають настільки ефективним каталізатором - ферментами, що здатні здійснювати багато окислювально-відновні реакції в мільйони разів швидше, ніж це може відбуватися в абіотичним середовищі. Завдяки цьому живі організми істотно прискорюють процеси міграції хімічних елементів у біосфері.
Інформаційна функція. З появою перших живих істот на планеті з'явилася і активна ("жива") інформація, що відрізняється від тієї "мертвої" інформації, яка є простим відображенням структури. Організми виявилися здатними до отримання інформації шляхом з'єднання потоку енергії з активною молекулярною структурою, що грає роль програми. Здатність сприймати, зберігати і передавати молекулярну інформацію зробила випереджальну еволюцію в природі і стала найважливішим екологічним системоутворюючим фактором.
Перераховані функції живої речовини утворюють потужну средообразующую функцію біосфери. Діяльність живих організмів зумовила сучасний склад атмосфери. Рослинний покрив істотно визначає водний баланс, розподіл вологи і кліматичні особливості великих просторів. Живі організми відіграють провідну роль у самоочищенні повітряного і водного середовищ. Завдяки рослинам, тваринам і мікроорганізмам створюється грунт і підтримується її родючість. Таким чином, біота біосфери формує і контролює стан навколишнього середовища.
Слід чітко уявляти, що навколишнє середовище - це не виникла колись фіксована і неминуща фізична посаду, а живе дихання природи, кожну мить створюване роботою безлічі живих істот.
3. Біогеохімічні кругообіги речовин у біосфері
Кругообіг ве речовин - закономірний процес багаторазового участі речовин в явищах, які протікають у біосфері планети. Речовина, залучена у вир, не тільки переміщається, але і відчуває трансформацію і нерідко змінює свій фізичний і хімічний стану. Особливо активну роль у прискоренні кругообігу і трансформації грають живі організми.
Сонячна енергія на Землі викликає два види кругообігів речовин:
1) великий (біогеохімічний) - в межах біосфери;
2) малий (біотичний) - в межах елементарних екологічних систем.
Великій кругообіг речовин - це невпинний планетарний процес закономірного циклічного, нерівномірного в часі і просторі перерозподілу речовини, енергії та інформації, багаторазово входять до безперервно оновлюються екологічні системи біосфери.
Малий кругообіг речовин розвивається на основі великого і полягає в кругової циркуляції речовин між грунтом, рослинами, мікроорганізмами та тваринами.
Обидва кругообігу взаємопов'язані і являють собою єдиний процес, який забезпечує відтворення живої речовини і робить активний вплив на вигляд біосфери.
На нашій планеті завжди існував геохімічний кругообіг речовин, але з появою життя на Землі геохімічні зв'язки стали біогеохімічними - більш складними і різноманітними. Тому говорять про біогеохімічному кругообігу речовин або біогеохімічному циклі.
Розрізняють три основних типи біогеохімічних кругообігів:
1) кругообіг води;
2) кругообіг елементів переважно у газовій фазі (кисню, вуглецю, азоту та ін);
3) кругообіг елементів переважно в твердій і рідкій фазах (фосфору та ін.)
Кругообіг вуглецю на суші починається з фіксації вуглекислого газу рослинами в процесі фотосинтезу.
З СО2 і НзО утворюються вуглеводи і вивільняється кисень, Фіксований в рослинах вуглець в деякій мірі споживається тваринами. Віджилі тварини та рослини розкладаються мікроорганізмами, в результаті чого вуглець мертвої органічної речовини окислюється до вуглекислого газу і знову потрапляє в атмосферу. Крім того, вуглець частково виділяється на всіх стадіях кругообігу у складі CO 2 під час дихання рослин і тварин. Подібний кругообіг вуглецю відбувається і в океані.
Кругообіг азоту (мал. 5). Азот, якого дуже багато в атмосфері, засвоюється рослинами лише після з'єднання його з воднем або киснем. Це, як правило, відбувається в результаті різних фізичних явищ, що протікають в атмосфері (атмосферна фіксація) і виробництві (промислова фіксація), а також у результаті дії азотфіксуючих бактерій або водоростей (біофіксація). Сполуки азоту використовуються рослинами і через них по харчових ланцюгах потрапляють до тварин. Рослинні і тваринні відходи, мертві організми розкладаються, і за допомогою денитрифицирующих бактерій відбувається відновлення азоту і повернення його в атмосферу.

Рис. 5 - Кругообіг азоту
В даний час сільське господарство і промисловість дають майже на 60% більше фіксованого азоту, ніж природні наземні екосистеми, що призводить до накопичення нітратів у грунті і далі в трофічних ланцюгах.
Біогеохімічні кругообіги речовин та пов'язані з ними перетворення енергії є основою динамічної рівноваги і стійкості біосфери. Нормальні, непорушені біогеохімічні цикли мають майже круговій, майже замкнутий характер. Цим підтримується відоме сталість і рівновагу складу, кількості та концентрації компонентів у біосфері, наприклад складу атмосферного повітря, концентрації солей у воді океанів і т.п. У свою чергу, подібне сталість обумовлює генетичну і фізіологічну пристосованість живих організмів до існування на Землі,

4. Еволюція біосфери. Поняття ноосфери. Поняття техносфери
Виникнення та існування всіх екологічних систем у біосфері обумовлено еволюцією. Самопідтримуються динамічні системи еволюціонують в бік ускладнення організації та виникнення системної ієрархії, Першопричиною, джерелом рушійної сили послідовних якісних змін екологічних систем служить потік енергії через систему і відбір найбільш ефективних перетворювачів енергії, речовини та інформації.
Еволюція біосфери складається з добіотіческой фази, в ході якої хімічна еволюція підготувала виникнення життя і, власне, біотичної еволюції.
Добіотіческая еволюція.
1. Освіта планети (близько 4,5 млрд. років тому). Первинна атмосфера мала високу температуру і містила водень, азот, пари води, метан, аміак, інертні гази та інші прості з'єднання.
2. Виникнення абіотичного кругообігу речовин в атмосфері за рахунок її поступового охолодження і енергії сонячного випромінювання. З'являється рідка вода, формуються гідросфера, кругообіг води, водна міграція елементів і багатофазні хімічні реакції в розчинах. Відбувається відбір і зростання молекул.
3. Освіта органічних сполук у процесах конденсації і полімеризації простих сполук С, Н, О, N за рахунок енергії ультрафіолетового випромінювання Сонця, радіоактивності, електричних розрядів та інших енергетичних імпульсів. Акумуляція променистої енергії в органічних речовинах.
4. Виникнення кругообігу органічних сполук вуглецю. Дал'нейшее ускладнення органічних речовин і поява стійких комплексів макромолекул; виникнення молекулярних систем самовідтворення.
Біотична еволюція.
Виникнення життя (близько 3,5 млрд. років тому). Структуризація білків і нуклеїнових кислот за участю біомембран призводить до появи вірусоподібних тіл і первинних клітин, здатних до поділу. Виникає біотичний кругообіг, і формуються функції живої речовини.
5. Розвиток фотосинтезу і обумовлене ним зміна складу середовища: збільшення кількості кисню. Прискорюється біогенна міграція елементів.
6. Поява багатоклітинних організмів, наземних рослин і тварин призводить до подальшого ускладнення біогеохімічного кругообігу. Виникають складні екологічні системи, що містять всі рівні трофічної організації. Досягається висока ступінь замкнутості біогеохімічного кругообігу.
7.Увеліченіе біотичного різноманіття і ускладнення будови і функціональної організації живих істот і біосфери в цілому. Організмами зайняті всі екологічні ніші на планеті.
8. Поява людини - лідера еволюції. Виникнення і розвиток людського суспільства, залучення в техногенез непропорційно великих потоків речовини та енергії порушують замкнутість біогеохімічних кругообігів, викликають антропогенні екологічні кризи і стають негативним чинником еволюції біосфери.
Господарська діяльність людини викликала поява на Землі якісно нового середовища існування - техносфери. Техносфера - частина біосфери, перетвореної людьми за допомогою прямого або непрямого дії технічних засобів і зайнята продуктами його діяльності. Деякі вчені вважають техносферу синонімом ноосфери, інші - визнають техносферу як перехідний стан від біосфери до ноосфери.
У перекладі з грецької "ноосфера" - це сфера розуму, З наукової точки зору, ноосфера - це колективна свідомість, яке стане контролювати напрямок майбутньої еволюції планети. Розвиваючи концепцію ноосфери, В.І, Вернадський визначив її як етап еволюції біосфери, який характеризується провідною роллю розумною і свідомої діяльності людського суспільства у розвитку біосфери. Розумна діяльність людини має стати головним чинником розвитку біосфери.
Ноосфера, але В.І. Вернадського, - це біосфера, розумно керована людиною. "... Все людство, разом узяте, представляє мізерну масу речовини планети, Міць його пов'язана не з його матерією, але з його мозком, розумом і спрямованим цим розумом його працею". Людина повинна зрозуміти, "що він не є випадкове, незалежне від навколишнього вільно діюча природне явище. Він складає неминучий прояв великого природного процесу, що закономірно триває протягом, принаймні, 2-х мільйонів років.
Відповідно до закону ноосфери B.І. Вернадського: біосфера неминуче перетвориться на ноосферу, тобто сферу, де розум людини буде грати домінуючу роль у розвитку системи людина-природа. Іншими словами, хаотичне саморозвиток, засноване на процесах природної саморегуляції, буде замінено розумною стратегією, що базується на прогнозно-планових засадах, регулюванні процесів природного розвитку.
Якщо ноосфера - це майбутнє гармонійне єдність людини і природи при чільному становищі в цій системі людського розуму, то техносфера - це те оточення, в якому ми зараз живемо.

Літертатура
1. Шимова, О.С. Основи екології та економіка природокористування: Підручник / О.С. Шимова, Н.К. Соколовський. - Мн.: БГЕУ, 2001 -367 с.
2. Акімова, Т.А. Екологія: Підручник для вузів / Т.А. Акімова, Влз. Хаскин. - М: ЮНИТИ, 1998, - 445 с.
З. Мавріщев, В.В. Основи загальної екології: Навч. посібник / В.В. Мавріщев. - Мн. Обчислюємо. шк., 2000, - 317 с.
4. Екологія: Навчальний посібник / Загальна ред. С.А. Боголюбова. - М: Знання, 1997.-288 с.
4. Екологія і безпека життєдіяльності: Учеб. посібник для вузів / Під ред. Л.А. Мурахи. - М. ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.
5.Корміліцін, В.І. Основи екології: Навч, посібник / В.Ц. Кормілідін. - М.: Інтерстиль. 1997. - 368 с.
6. Реймерс, Н.Ф. Охорона природи і навколишнього середовища людини: Словник-довідник / Н.Ф. Реймерс. - М: Освіта, 1992. - 320 с.
7. Охорона навколишнього середовища: Учеб, для техн. спец, вузів / За ред. С.З. Бєлова. - М.: Вища школа, 1991. - 319 с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Екологія та охорона природи | Контрольна робота
34.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Вчення про біосферу
Вчення ВІ Вернадського про біосферу
Вчення В І Вернадського про біосферу
Поняття по біосферу Роль живої речовини в біосфері
Вчення В І Вернадського про біосферу та ноосферу
Вчення В І Вернадського про біосферу та ноосферу
Вчення В І Вернадського про біосферу та ноосферу 2
Космологічний зміст вчення про біосферу та ноосферу В І Вернадського
Поняття про вимірювальних шкалах їх види Поняття про шкалировании
© Усі права захищені
написати до нас