Что такое биосфера каковы ее планетарные функции?

34 ответов на вопрос “Что такое биосфера каковы ее планетарные функции?”

  1. Dobar Ответить

    БИОСФЕРА
    БИОСФЕРА
    (от био… и греч. sphaira — шар), оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Первые представления о Б. как «области жизни» и наружной оболочке Земли восходят к Ламарку. Термин «Б.» ввёл Э. Зюсс (1875), понимавший её как тонкую плёнку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую «Лик Земли». Заслуга создания целостного учения о Б. принадлежит В. И. Вернадскому (на формирование его биосферного мышления большое влияние оказали работы В. В. Докучаева о почве как о естественноисторическом теле). Основы этого учения, изложенные Вернадским в 1926 в книге «Биосфера» и разрабатывавшиеся им до конца жизни, сохраняют своё значение в совр. науке.
    Б. охватывает часть атмосферы до вые. озонового экрана (20—25 км), часть литосферы, особенно кору выветривания, и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2—3 км на суше и на 1—2 км ниже дна океана. Вернадский рассматривал Б. как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в Б. 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ: живое вещество, биогенное вещество (горючие ископаемые, известняки и т. д., т. е. вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами), косное вещество (образуется процессами, в к-рых живые организмы не участвуют, напр. изверженные горные породы), биокосное вещество (создаётся одновременно живыми организмами и процессами неорганич. природы, напр. почва), радиоактивное вещество, рассеянные атомы и вещество космического происхождения (метеориты, космич. пыль).
    Центральное звено в концепции Вернадского о Б.— представление о живом веществе. «Живые организмы — писал Вернадский — являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, её определяющей. Для того, чтобы в этом убедиться, мы должны выразить живые организмы как нечто целое и единое. Так выраженные организмы представляют живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением»
    Живое вещество распределено в Б. крайне неравномерно. Максимум его приходится на приповерхностные участки суши (особенно велика биомасса тропич. лесов) и гидросферы, где в массе развиваются зелёные растения и живущие за их счёт гетеротрофные организмы. Более 90% всего живого вещества Б., образованного гл. обр. углеродом, кислородом, азотом и водородом, приходится на наземную растительность (97— 98% биомассы суши). Общая масса живого вещества в Б. оценивается в 1,8— 2,5-1018 г (в пересчёте на сухое вещество) и составляет лишь незначительную часть массы Б. (3-1024 г). Тем не менее Вернадский, опираясь на многочисленные данные, считал живое вещество наиболее мощным геохимическим и энергетическим фактором, ведущей силой планетарного развития.
    Осн. источник биогеохимич. активности организмов — солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелёными растениями и нек-рыми микроорганизмами для создания органич. вещества, обеспечивающего пищей и энергией все остальные организмы. Благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов ок. 2 млрд. лет назад началось накопление в атмосфере свободного кислорода, затем образовался озоновый экран, защищающий живые организмы от жёсткого космич. излучения; фотосинтез и дыхание зелёных растений поддерживают совр. газовый состав атмосферы.

  2. Thoge Ответить

    В.И.Вернадский
    считал, что термин биосфера в биологии был впервые применен Ж.Б.Ламарком. В
    1875 г в геологии его обосновал Э. Зюсс. Основоположником учения о биосфере
    считается В. И. Вернадский, который его разработал в 1916-1926гг и его книга
    “Биосфера” вышла в свет в 1926 г.
    Согласно
    его учению биосфера-это верхняя, наружная оболочка земной коры, охваченная
    жизнью и качественно переработанная ею и космическими излучениями, прежде всего
    излучениями Солнца.
    В
    состав биосферы по В.И.Вернадскому включается тропосфера-воздушная оболочка
    Земли, обогащенная биогенными газами и пронизанная световыми и тепловыми излучениями, включая нижнюю часть стратосферы, гидросфера -весь Мировой океан со
    всеми непосредственно связанными с ним морями и наружная часть литосферы-коры
    выветривания с твердым состоянием вещества осадочных и отчасти других пород.
    Важнейшими чертами биосферы В.И.Вернадский считал:
    – постоянный
    материально-энергетический обмен е! с космосом
    – существование
    живого вещества в форме растений, животных и микроорганизмов
    – тесную
    связь живого вещества с окружающей средой
    – подвижное
    динамическое равновесие, организованность и слаженность биосферы.
    Одной
    из характерных особенностей жизни в биосфере является по выражению Вернадского
    “всюдность” жизни – наличие её во всех геосферах, где возможно
    распространение жизни, где отсутствует температуры выше 100°С и коротковолновые
    лучи солнечной радиации: тропосфере до 22 км, гидросфере-до самых максимальных
    глубин, литосфере в среднем до 10 м, максимально до 5 км. Мощность биосферы, таким
    образом составляет на континетах около 25 км, а в океанических оластях-26-27, 5
    км, а если сюда включить бывшие биосферы прошлых геологических эпох, то эти
    пределы увеличатся до 38-40 км. Вместе с тем в этих пределах существуют две
    формы распределения живых существ:
    – одиночные
    или немногочисленные нахождения организмов среди основного субстрата биосферы
    – многочисленные
    сообщества организмов (биоценозы), образующие пленки, или сгущения жизни, где
    сосредоточена основная масса живых существ. Вернадский выделял следующие
    слои(пленки)концентрации жизни(или сгущения, области):
    А.
    В Мировом океане
    Водная
    планктонная пленка
    Донная
    пленка
    Прибрежные
    сгущения
    Саргассовые
    сгущения
    Б.
    На суше Наземная пленка Почвенные сгущения Водные сгущения озер и других
    стоячих водоемов
    Мощность
    таких сгущений и пленок жизни измеряются от нескольких дециметров и метров до
    десятков метров, редко до одной-полутора сотн метров. Несмотря на это как
    указывал Вернадский эффект этих пленок и сгущений колоссален.
    В.И.Вернадский
    вкладывал в понятие биосферы в основном биогеохимический смысл. Живое вещество
    биосферы играет роль как бы посредники между космосом и нашей планетой и
    одновременно является главным агентом биогеохимической деятельности.
    Биосфера
    представляет собой целостную планетарную структуру состоящую из живого
    вещества. Биосферные функции живого вещества тесно связаны со свойствами живых
    организмов, проявляющихся в их геохимической работе, а также с отправлениями и
    процессами, связанными с переносом химических веществ по пищевым цепям, в ходе
    которых идет преобразование органических соединений, разложение и отмирание их
    во внешней среде. Исходя из этого В.И.Вернадский считал, что жизнь это не
    случайное явление на Земле. Она связана со строением и эволюцией химических
    элементов в земной коре, входит в её механизм, выполдняя важнейшие планетарные
    функции.
    По
    В.И.Вернадскому каждый организм обладает своим собственным термодинамическим
    полем. Находясь в окружении косной среды организмы, хотя и резко от неё обособлены, весьма
    тесно взаимосвязаны с ней, поддерживая свое внутреннее термодинамическое
    равновесие. В результате жинедеятельности организмов возникают
    термодинамические поля других уровней-популяционное, видовое, биоценотическое и
    наконец биосферное. Возникновение биосферного термодинамического поля -это не
    простой суммарный эффект. Это сложный процесс, происходящий на основе
    радиационного баланса земной поверхности, её энергетического баланса,
    климатических условий, водного баланса, географической зональности, баланса
    органического вещества икруговорота вещества глобального типа, основанного на
    устойчивости экологических систем всех уровней и человеческой деятельности.
    Деятельность
    живых организмов на этом термодинамическом поле имеет особое значение. Живые
    организмы аккумулируют солнечную энергию, преобразуют, трансформируют и
    транспортируют её по пищевым цепям. На основании этого образуются новые формы и
    состояния энергии, новые формы круговорота веществ как на поверхности планетыдак
    и в её недрах. В.И.Вернадский впервые подчеркнул, что деятельность живых
    организмов в масштабах планеты формируется в могучую геологическую силу по
    конечным последствиям которой несравнимы никакие другие геологические факторы.
    Так, например В.И.Вернадский считал, живое вещество определило не только состав
    атмосферы, гидросферы, углей и диатомитов, но и способствовало образованию
    глин, всех известняков и других осадочных пород. Даже гранитную оболочку Земли
    образовавшуюся за счет переплавления осадочных пород В.И.Вернадский относит в “область
    былых биосфер”. В последнее время появилось много сторонников вторичного
    происхождения гранитов.
    Интересную
    гипотезу выдвинули геологи- проф. В.И.Лебедев и академик Н.В.Белов. Речь идет о
    гипотезе геохимических аккумуляторов, согласно которой солнечная энергия может
    аккумулироваться не только в органических соединениях в ходе фотосинтеза, но и в
    глинистых минералах. Эта аккумулированная энергия при погружении поверхностных
    глин в геосинклинальных зонах может интенсивно освобождаться и наряду с
    энергией радиактивного распада может служить одним из источников магматических
    и других эндогенных процессов, происходящих в глубине Земного шара. Проф.
    Б.Б.Полынов показал, что глинистые минералы могут возникать в процессе
    разложения растительных остатков. Так, после смерти растений из
    углерода, азота, водорода и кислорода образуется гумус, а из кремния, алюминия, железа
    и других элементов образуются глинистые минералы. Эти представления вполне
    связываются с механизмами аккумуляции солнечной энергии в глинах.
    Весьма
    важным положением является то, что в ходе геологического времени живое вещество
    непрерывно и закономерно изменяется и морфологически совершенствуется, постоянно
    эволюционирует.
    Жизнь
    определяет и подчиняет себе все другие планетарные процессы. Биосфера является
    областью, где происходит превращение космической энергии в земную.При этом через
    живые существапроисходит  регуляция химических
    проявлений земной коры
    с образованием энергетического биосферного поля.
    Биосферные
    функции живого вещества тесно связаны со свойствами живых
    организмов, проявляющихся в их геохимической работе, с отправлениями и
    процессами, связанными с переносом химических элементов по пищевым цепям.
    В.И.Вернадский различает следующие функции живого вещества:
    Функция
    синтеза и разрушения органического вещества    . Поверхность Земли ежегодно
    получает 5×1020 ккал лучистой энергии, из которой на испарение воды
    тратится половина, а на создание биотического круговорота всего 0,1-0, 2%. Но
    однако эта небольшая по количеству энергия делает огромную работу. Ежегодно под
    воздействием этой части энергии продуцируется 42 млрд тонн органического углерода.
    Образующаяся при этом углекислота имеет массу 170 млрд тонн и она связывает 68
    млрд тонн воды, образуя 115 млрд тонн сухого органического в-ва. При этом
    освобождается 123 млрд тонн кислорода и усваивается 44х1016 ккал
    ФАР (фотосинтетически активной солнечной радиации). В ходе фотосинтеза в
    биотический круговорот вовлекается 6 млрд тонн азота, 2 млрд тонн фосфора и
    других веществ.
    Газовая
    функция    . В ходе метаболизма организмов проходит обширная совокупность
    разнообразных газовых реакций, ведущих к выделению кислорода, углеркислого
    газа, парообразной воды и т.д. В конечном счете вся атмосфера и гидросфера и все
    почвы оказываются связаны с газовой функцией организмов. По подсчетам
    американского ученого Е.Рабиновича весь кислород атмосферы обращаете через организмы
    за 2000 лет, углекислота-за 300 лет, вся вода планеты за 2 млн лет. Иначе
    говоря многие биофильные элементы за всю историю органического мира многократно
    прошли через организмы.Некоторые элементы не одну тысячу раз.
    Окислительная
    функция    . Выполняется древними бактериями большей частью автотрофного типа. В
    ходе это функции образуется развивается почвенный слой, идут процессы
    выветривания, седиментации (осаждения) и миграции веществ.
    Восстановительная
    функция    . Выполняется главным образом грибами и бактериями и ведет к развитию
    реакций десульфирования и дениторификации с образованием сероводорода, окислов
    азота, сернистых металлов, метана и водорода.
    Функция
    концентрирования веществ из их рассеянного состояния    . В результате
    избирательного поглощения организмами ряд элементов в резко выраженных
    концентрациях аккумулируютсяи непрерывно накапливаются в биогенных осадочных
    породах и гумусовых горизонтах, илах и сапропелях.
    По
    данным В.И.Вернадского масса живого вещества составляет всего лишь О, 25 от
    массы всей биосферы (1012 тонн). На 1 кв м поверхности планеты в
    среднем приходится 2 кг живого вещества. В его составе значительно преобладают
    растительные организмы, суммарная биомасса которых в 100 тыс раз превышает
    биомассу животных. В составе зоомассы 99-99, 5% приходится на беспозвоночных
    организмов.
    В
    настоящее время под «биосферой понимают сложную многокомпонентую
    общепланетарную термодинамически открытую саморегулирующуюся систему живого
    вещества и живой материи, аккумулуирующуюи перерабатывающую огромные ресурсы
    энергии, определяющую состав и динамику земной коры, атмосферы и
    гидросферы»(В.А.Ковда).
    Современные
    исследования признают организованность биосферы по типу иерархии. Вс её части
    живые и косные взаимопроникают друг в друга, образуя единое целое
    взаимодействуют между собой. При этом ни одна из составных частей биосферы не
    может быть от неё отделена без уничтожения самого «целого» т.е. биосферы.
    Организованность биосферы -это основное свойство её как системы. Она
    рассматривается как целостная система, обладающая подвижно-динамическим, все
    время колеблющимся равновесием, непрерывно стремящимся к устойчивости. В этой
    системе движущим фактором, играющим ведущую роль в развитии и эволюции биосферы
    является противоречие, возникающее между живым веществом и неорганическим
    условиями существования Конкретным выражением этого противоречия является
    основной для всей биосферы процесс превращения неорганического вещества в
    органическое, с одной стороны, и разложение органического вещества до
    минеральных веществ -с другой.
    Вместе
    с тем биосфера как всякое целостное образование обладает определенной
    автономностью, обособленностью по отношению к внешней среде.
    Компонентами т.е. составными
    частями биосферы в настоящее время принято считать живое вещество, выражаемое
    его биомассой и биокосные среды, к которым относят атмосферу, почвы, природные
    воды, и также органогенные горные породы литосферы -биолиты. В последжние годы
    наблюдаются многие процессы, связанные сдеятельностью человека, нарушающие
    сложившиеся биосферные равновесные процессы. Поэтому современный этап развитияи
    непрерывно накапливаются в биогенных осадочных породах и гумусовых
    горизонтах, илах и сапропелях.
    По данным В.И.Вернадского масса живого вещества составляет всего лишь 0,25 от
    массы всей биосферы (1012 тонн). На 1 кв м поверхности планеты в
    среднем приходится 2 кг живого вещества. В его составе значительно преобладают
    растительные организмы, суммарная биомасса которых в 100 тыс раз превышает
    биомассу животных. В составе зоомассы 99-99, 5% приходится на беспозвоночных организмов.
    ?

  3. AXYLA Ответить

    В ходе эволюции регуляция газового состава осуществлялась как в результате жизнедеятельности организмов и при разложении их остатков, так и при процессах метаморфизации и вулканизма. Выделяемый диоксид углерода живыми организмами и образующийся в ходе различных превращений в неживой природе (например, сжигание топлива) в ходе фотосинтеза СО2 связывается наземными и водными растениями, с образованием кислорода. Так, например, зеленая масса насаждений на площади 1 га способна производить до 70 т кислорода за вегетационный период. Вернадский считал, что большинство газов, выделяемых при метаморфизме горных пород и извержении вулканов, по своему происхождению биогенны, т.к. являются преобразованными продуктами жизнедеятельности организмов.
    Энергетическая функция. Эта функция определяется свойствами светочувствительного вещества – хлорофилла зеленых растений, благодаря которому растения способны улавливать, ассимилировать, трансформировать и аккумулировать солнечную энергию, преобразуя ее в энергию химических связей молекул органических веществ. Органические вещества, созданные зелеными растениями, служат источником энергии для представителей иных царств живых существ.
    С энергетической точки зрения образова­ние живого вещества – это процесс поглощения солнечной энергии, которая в потенциальной форме аккумулируется в свободном кисло­роде и органических соединениях. Фотосинтез является первичным источником всей биомассы планеты, в том числе органических ископаемых. Наземная и водная растительность планеты способна аккумулировать в течение 1 года 31021 Ккал. энергии Солнца (примерно в 100 раз больше, чем вырабатывается во всем мире). Минерализация органических со­единений как внутри живых организмов, так и во внешней среде со­провождается освобождением энергии, поглощенной при фотосинтезе. Энергия освобождается не только в тепловой, но и химической форме, носителями которой служат природные воды: обогащаясь СО2, Н2S и другими продуктами минерализации, воды становятся химически вы­сокоактивными, преобразуя компоненты неживой природы. Бла­годаря автотрофам солнечная энергия не просто отражается от по­верхности Земли, а глубоко проникает вглубь земной коры.
    Окислительно-восстановительная функция. Функция связана с интенсификацией под влиянием живого вещества таких процессов как окисление (благодаря обогащению среды кислородом), так и восстановление элементовс переменной валентностью, таких как азот, сера, железо, марганец и др., и прежде всего в тех случаях, когда идет разложение органических веществ при дефиците кислорода. Восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черном море).
    Микроорганизмы-восстановители гетеротрофны и используют в качестве источника энергии готовые органические вещества. К ним относятся, например,
    – денитрифицирующие бактерии, восстанавливающие из окисленных форм азот до элементарного состояния;
    – сульфатредуцирующие бактерии, восстанавливающие из окисленных форм серу до сероводорода (H2S).
    Микроорганизмы-окислителимогут быть какавтотрофами,так игетеротрофами. Это бактерии, окисляющие сероводород и серу, и нитрофицирующие микроорганизмы, железные и марганцевые бактерии, концентрирующие эти металлы в своих клетках.
    Геологические результаты деятельности этих организмов проявляются в образовании осадочных месторождений серы, образовании залежей сульфидов металлов, возникновение железных и железомарганцевых руд.
    Концентрационная функция. Концентрационная функция есть накопление определенных веществ в живых существах. Раковины моллюсков, панцири диатомовых водорослей, скелеты животных — все это примеры проявления концентрационной функции живого вещества.
    Данная функция связана с избирательным поглоще­нием веществ из внешней среды. Это может быть концентрация в ион­ной форме из истинных растворов (так строят скелет морские беспо­звоночные) или из коллоидных растворов фильтрующими организма­ми. Организмы массами извлекают из ненасыщенных растворов угле­кислые соли кальция, магния и стронция, кремнезем, фосфаты, йод, фтор и др. Водоросли концентрируют элементы, содержащиеся в среде в концентрациях не менее 10 мг/л, более энергично действуют бакте­рии. Животные потребляют их из живого вещества автотрофов, кон­центрация многих элементов в них выше, чем в автотрофах. Некото­рые элементы сильно концентрируются в продуктах выделения жи­вотных (например, содержание урана в гуано[9] побережья Перу в 10 тыс. раз выше, чем в морской воде). Некоторые элементы концентрируются очень немногими организмами, но в значительных количествах, например редкий элемент ванадий входит в состав крови примитивных хордовых – асцидий, их культивируют в Японии. В Новой Зеландии нашли кустарник, в золе листьев которого содержится до 1% никеля.
    Для оценки степени концентрации элементов живыми организ­мами применяют коэффициент биологического поглощения. Если раз­делить содержание элементов в золе наземных растений на их процент в почве, то полученные коэффициенты составят для кальция, натрия, калия магния, стронция, цинка, бора, селена единицы и десятки, а для фосфора, серы, хлора, йода и брома десятки и сотни.
    У морских орга­низмов отношение содержания металлов на сухой вес к их содержа­нию в морской воде измеряется десятками и сотнями тысяч (для тита­на железа, марганца, никеля и кобальта), а иногда и превышают мил­лион (хром). В целом говорят о биофильности элементов биосферы: отношения их среднего содержания в живом веществе к содержанию данного элемента в литосфере. Наибольшей биофильностью характе­ризуется углерод, менее биофильны азот и водород.
    Концентрация химических элементов живым веществом может проявляться в виде морфологически оформленных минеральных обра­зований и в виде органоминеральных соединений. Минеральные обра­зования являются продуктами секреции специальных желез, мине­ральный скелет живых организмов может быть карбонатный, фосфат­ный, сульфатный, образованный гидратами, гидроокисями и силика­тами. Скелет животных может быть внутренним и наружным. Мине­ральная составляющая высших растений представлена фитолитами – продуктами выделения в виде кристаллов или округлых включений, состоящих из кремнезема или щавелевокислого кальция. Некоторые многоклеточные водоросли предпочитают подпорки из карбоната кальция. У некоторых животных скелет может быть построен из двух минералов, а иногда в их теле представлен и какой-нибудь третий ми­нерал. Например, у некоторых моллюсков раковины сложены из ара­гонита и кальцита, а жевательный аппарат инкрустирован кристаллами гетита – гидрата окиси железа.
    Наибольшее количество минералов образуют многоклеточные животные: моллюски (20 минералов) и позвоночные (17). Большинст­во минеральных образований плохо растворимо в морской воде и по­сле отмирания организмов накапливается в осадках. Органоминераль­ные образования быстро разлагаются и вновь включаются в биологи­ческий круговорот.
    Рассеивающая функция – функция живого вещества противоположная по результатам концентрационной функции. Она проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, гибели организмов при разного рода перемещениях в пространстве, смене покровов. Железо гемоглобина крови рассеивается, например, кровососущими насекомыми и т. п.
    Деструктивная функция. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Минерализация органических веществ, разложение отмершей органики до простых неорганических соединений определяет деструктивную функцию живого вещества. За счет жизнедеятельности огромного числа гетеротрофов, в основном грибов, животных и микроорганизмов, происходит гигантская в масштабах всей Земли, работа по разложению органических остатков. С учетом потребности в кислороде выделяют 2 основных типа процессов разложения: аэробное дыхание[10] и анаэробное[11] дыхание.
    Аэробное дыхание – это процесс обратный “нормальному фотосинтезу”. В этом процессе синтезированное органическое вещество {СН2O}n вновь разлагается с образованием СО2 и H2О и с высвобождением энергии. Все высшие растения и животные и большинство микроорганизмов получают энергию для поддержания жизнедеятельности и построения клеток именно с помощью этого процесса.
    Анаэробное (бескислородное) дыхание служит основой жизнедеятельности главным образом у сапрофагов (бактерии, дрожжи, плесневые грибы, простейшие), хотя, как звено метаболизма, оно может встречаться и в некоторых тканях высших животных. Хороший пример облигатных анаэробов – метановые бактерии, которые разлагают органические соединения, образуя метан путем восстановления, либо органического углерода, либо углерода карбонатов. К общеизвестным организмам, использующим брожение, относятся дрожжи, в изобилии встречаются в почве, где играют ключевую роль в разложении растительных остатков.
    Многие группы бактерий (например, факультативные анаэробы) способны и к аэробному и к анаэробному дыханию. Однако конечные продукты этих двух процессов различны, и количество высвобождающейся энергии при анаэробном дыхании значительно меньше. Итак, при деструкции органической массы протекают два параллельных процесса разложение органических соединений:
    – в конечном счете до углекислого газа, аммиака и воды в аэробных условиях, а
    – в анаэробных условиях еще и до водорода и углеводородов, что представляет собой процесс минерализации. Продукты минерализации вновь используются автотрофами.
    Процесс разложения органических веществ, характерен для всех частей биосферы, где есть живые организмы. Часть органического вещества, попадая в условия, неблагоприятные для деятельности деструкторов, захоранивается и консервируется в составе осадочных пород, именно эта некоторая несбалансированность процессов синтеза и разложения органических веществ в биосфере определила кислородный режим современной воздушной оболочки Земли.
    Однако процесс разложения имеет место не только для органического вещества, разлагается также и неорганическое вещество. Например, “сверлящие’’ цианобактерии и некоторые водоросли селятся на карбонатных породах, возвращая в биологический круговорот каль­ций, магний, фосфор. Коралловые рифы разгрызаются некоторыми рыбами и морскими ежами, которые поглощают карбонаты кальция, а извергают известковый ил. Алюмосиликаты разлагаются при химиче­ском воздействии: цианобактерии, бактерии, грибы, лишайники воз­действуют на горные породы растворами угольной, азотной, серной кислот (с концентрацией до 10%). Корни елей на бедных почвах также выделяют сильные кислоты. Химически разлагаются в биосфере као­лин, апатит и многие другие минералы. Разлагая минералы, организмы избирательно поглощают из них макро- и микроэлементы. Так, слоновая трава в африканских сава­нах извлекает с 1 га за год 250 кг кремния и 80 кг щелочных и щелоч­ноземельных элементов, а растительность джунглей – даже 8 т крем­ния.
    Транспортная функция. Транспортная функция связана с переносом вещества и энергии в результате активной формы движения организмов. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочевках животных. С транспортной функцией в значительной мере связана концентрационная роль сообществ организмов, например, в местах их скопления (птичьи базары и другие колониальные поселения). Пищевые взаимодействия живого вещества приводят к перемещению огромных масс химических элементов и веществ как против сил тяжести, так и в горизонтальном направлении, в то время как не­живое вещество в биосфере перемещается только под действием силы тяже­сти, исключительно сверху вниз. Живое вещество – единственный (помимо поверхностного натяжения) фактор, обусловливающий обратное перемещение вещества – снизу вверх (например, растения перемещают растворы из подземных органов в надземные), против уклона местности, из океана – на континент, реализующий, восходящую ветвь биохимических циклов. В горизонтальном перемещении веществ главную роль играют птицы, крылатые насекомые, а также стаи морских рыб, поднимающихся на нерест вверх по рекам. Перенос вещества при этом сопоставим с дей­ствием смерчей и ураганов.
    В обобщающем виде роль живого вещества сформулирована законом биогенной миграции атомов (А.И. Перельман предложил назвать «законом Вернадского»): «Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция) или же она протекает в среде, геохимические особенности которой преимущественно обусловлены живым веществом как тем, которое в настоящее время населяет данную систему, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории».
    Средообразующая функция. Эта функция является в значительной мере результатом совместного действия других функций (интегративной). В конечном счете именно с ней связано преобразование живым веществом физико-химических параметров среды.
    Эту функцию можно рассматривать как глобально – вся природная среда создана живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии ее параметры практически во всех геосферах, так и в более узком смысле. В более узком плане средообразующая функция живого вещества проявляется, например, в образовании почв или в том, что леса регулируют поверхностный сток, увеличивая при этом влажность воздуха и обогащая атмосферу кислородом. В. И. Вернадский, как отмечалось выше, почву называл биокосным телом, подчеркивая тем самым большую роль живых организмов в ее создании и существовании.
    Локальная средообразующая деятельность живых организмов и особенно их сообществ проявляется также в трансформации ими метеорологических параметров среды. Известно, что в лесных сообществах микроклимат существенно отличается от открытых (полевых) пространств. Например, здесь меньше суточные и годовые колебания температур.
    Наиболее очевидное проявление средообразующей функции– механическое воздействие, или второй род геологической деятельности живого. Многоклеточные животные, строя свои норы в грунте, сильно изменяют его свойства (при рыхле­нии червями объем воздуха увеличивается в 2,5 раза). Изменяют меха­нические свойства почвы и корни высших растений, скрепляют, пре­дохраняют от эрозии. Например лес способен удерживать почву на склоне 20-40°. Подобно дейст­вуют нитчатые цианобактерии, создающие подобие сети, которая за­щищает почву от эрозии (например в горных почвах Таджикистана содержится иногда более 100 м нитчатых цианобактерий в 1 г почвы – это уже не почва, а войлок).
    К основным параметрам, характеризующим физико-химическое состояние среды, относится водородный показатель[12] и окислительно-восстановительный потенциал[13]. Биогенное вещество, образующееся после отмирания живого, попадая на дно водоемов, в болотные почвы, разлагается, и в условиях недостатка кислорода формируется резко восстановительная среда.
    Основные газы атмосферы образуются биогенно: кислород и азот, кроме того, доказано, что 50% водорода возникает в результате деятельности живых организмов. Окись углерода также биогенна, в водах океана ее содержание в сотни раз превышает концентрацию, равновесную с атмосферой.
    Через биогенное вещество меняется состав природных вод. Продукты разложения степных трав образуют растворы нейтральной и слабобощелочной реакции, полыни и опад саксаула – щелочной, а масса отмершей хвои, вереска, лишайников и сфагнума – кислой.
    В донных осадках физико-химическая обстановка опре­деляется наличием органического вещества: восстановительная созда­ется при разложении органики сульфатвосстанавливающими бакте­риями с образованием сероводорода (при наличии сульфатов). Если не удаляется сероводород идет самоотравление системы (сероводородная зона Черного моря).
    Наибольшее средообразующее влияние оказывают микроорга­низмы, они изменяют среду в соответствии с потребностями. В силь­нокислой среде выделяют нейтральные продукты, в щелочной – ки­слоты. По мнению некоторых ученых, эволюция микроорганизмов шла по пути развития способности изменять среду.
    Недавно установлено, что живое вещество изменяет не только химические, но и физические параметры среды, ее термические, элек­трические и механические характеристики. Например, в Черном и Белом морях обнаружен “биоэлектрический эффект”: фитопланктон создает электрическое поле с отрицательным зарядом, а скопление отмершего планктона – с положительным зарядом.
    Наука получает все новые данные о средообразующей роли жи­вого, при этом растения воздействуют на газовый состав атмосферы и ионный состав океанической воды, а животные почти не влияют на атмосферу, но изменяют катионный состав морской воды.

  4. Raider Ответить

    Около 60 лет назад выдающийся русский ученый академик В.И. Вернадский разработал учение о биосфере – оболочке Земли, населенной живыми организмами. В.И. Вернадский распространил понятие биосферы не только на организмы, но и на среду обитания. Он выявил геологическую роль живых организмов и показал, что их деятельность представляет собой важнейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты. Он писал: “На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а поэтому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом”. Более правильно, поэтому определять биосферу как оболочку Земли, которая населена и преобразуется живыми существами.
    В составе биосферы различают:
    живое вещество, образованное совокупностью организмов;
    биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др. );
    косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты);
    биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).
    Эволюция биосферы обусловлена тесно взаимосвязанными между собой тремя группами факторов: развитием нашей планеты как космического тела и протекающих в ее недрах химических преобразований, биологической эволюции живых организмов и развитием человеческого общества.
    Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и отграничена слоем озона, который задерживает губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана – до 10-11км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии.
    Атмосфера . Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,003 %) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза.

  5. Hurin Ответить

    Литосфера.Основная масса организмов литосферы находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва состоит из неорганических веществ (песок, глина, минеральные соли), образующихся при разрушении горных пород, и органических веществ – продуктов жизнедеятельности организмов.
    Живое вещество в биосфере выполняет следующие важные функции:
    1. Энергетическую функцию – поглощение солнечной энергии и энергии при хемосинтезе, дальнейшая передача энергии по пищевой цепи.
    2. Концентрационную функцию – избирательное накопление определенных химических веществ.
    3. Средообразующую функцию – преобразование физико-химических параметров среды.
    4. Транспортную функцию – перенос веществ в вертикальном и горизонтальном направлениях.
    5. Деструктивную функцию – минерализация необиогенного вещества, разложение неживого неорганического вещества.
    Вопрос №2
    Существование живого организма невозможно без восприятия и обработки информации с внешней и внутренней среды. Оба эти процессы осуществляются на основе функционирования сенсорных систем. Сенсорные системы превращают адекватные раздражения в нервные импульсы и передают их в центральную нервную систему. На разных уровнях головного мозга эти сигналы фильтруются, обрабатываются и преобразуются. Этот процесс завершается осознанными ощущениями, представлениями, узнаванием образов и т.д..
    На основе сенсорной информации организуется работа всех внутренних органов. Сенсорная информация является важным фактором поведения, приспособление человека к условиям существования. Она также является важным условием активной деятельности человека и условием формирования и развития человека как личности. Сенсорная система состоит из трех взаимосвязанных отделов: периферического, проводникового и центрального.
    Периферический отдел сенсорной системы (анализатора) образуют рецепторы. Рецепторы – это нервные окончания или специализированные нервные клетки, которые реагируют на изменения во внешней или внутреннем мире и превращают их в нервные импульсы. По строению рецепторы могут быть простыми (рецепторы общей чувствительности – прикосновения, давления, боли, температуры – их в организме больше) и сложными (отвечают на специфические раздражители, действующие на ограниченные участки тела человека – рецепторы вкуса, обоняния, зрения, слуха, равновесия ).
    Проводной отдел сенсорной системы образуют нервные клетки, которые передают информацию от рецепторов к коре больших полушарий головного мозга.
    Центральный отдел сенсорной системы образуют различные подкорковые области головного мозга которые подчиняются участкам коры больших полушарий (корковым отделам), которые воспринимают информацию от рецепторов.
    Все части анализатора действуют как единое целое, нарушение деятельности любой из частей приводит к нарушению функций анализатора.
    В организме человека различают зрительную, слуховую, обонятельную, вкусовую, вестибулярную сенсорные системы, а также соматосенсорной систему, (рецепторы которой расположены преимущественно в коже и воспринимают прикосновение, давление, тепло, холод, боль, вибрацию, движения в суставах и мышцах) и висцеральную сенсорную систему, которая воспринимает информацию от рецепторов, расположенных на внутренних органах (т.е. изменения внутренней среды организма).
    Каждая сенсорная система имеет чувствительность и порог раздражения. Она может адаптироваться к действию постоянного раздражителя. Первичный анализ информации она осуществляет на уровне рецепторов, отбирая значимые раздражения. Последующие анализы информации, проверено в нервные импульсы, осуществляемых центральными отделами (подкорковыми зонами и корой больших полушарий головного мозга). По мере приближения к коре количество информации резко уменьшается – предупреждается ссылки в мозг ложных или неважных сигналов).
    Для нормального восприятия внешнего мира необходимо, чтобы информация поступала во все типы сенсорных систем. Изменение одной сенсорной системы может изменить деятельность других сенсорных систем.
    Различные сенсорные системы начинают функционировать в разные периоды развития. Как правило, на момент рождения полностью сформированным является периферический отдел. После рождения меняется проводных отдел (миелинизации нервных волокон происходит в течение первых месяцев жизни). Позже созревают корковые отделы сенсорных систем. Именно их созревания и определяет особенности функционирования органов чувств.
    Часть 2
    Понятие об анализаторе
    Представлен воспринимающим отделом – рецепторами сетчатой оболочки глаза, зрительными нервами, проводящей системой и соответствующими участками коры в затылочных долях мозга.
    Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.
    Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв “правую часть” изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения – правую и левую – головной мозг соединяет воедино.
    Так как каждый глаз воспринимает “свою” картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаза может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.

    Строение глаза
    Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача – “передать” правильное изображение зрительному нерву.
    Основные функции глаза:
    · оптическая система, проецирующая изображение;
    · система, воспринимающая и “кодирующая” полученную информацию для головного мозга;
    · “обслуживающая” система жизнеобеспечения.
    Роговица – прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза – склерой.
    Передняя камера глаза – это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.
    Радужка – по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой – значит, в ней мало пигментных клеток, если карий – много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.
    Зрачок – отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.
    Хрусталик – “естественная линза” глаза. Он прозрачен, эластичен – может менять свою форму, почти мгновенно “наводя фокус”, за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.
    Стекловидное тело – гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.
    Сетчатка – состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т.е. фотохимическая реакция.
    Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.
    Склера – непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.
    Сосудистая оболочка – выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.
    Зрительный нерв – при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.
    Глаза — орган зрения — можно сравнить с окном в окружающий мир. Примерно 70% всей информации мы получаем с помощью зрения, например о форме, размерах, цвете предметов, расстоянии до них и др. Зрительный анализатор контролирует двигательную и трудовую деятельность человека; благодаря зрению мы можем по книгам и экранам компьютеров изучать опыт, накопленный человечеством.

    Орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. Вспомогательный аппарат — это брови, веки и ресницы, слезная железа, слезные канальцы, глазодвигательные мышцы, нервы и кровеносные сосуды
    Брови и ресницы защищают глаза от пыли. Кроме того, брови отводят стекающий со лба пот. Все знают, что человек постоянно моргает (2—5 движений веками в 1 мин). Но знают ли зачем? Оказывается, поверхность глаза в момент моргания смачивается слезной жидкостью, предохраняющей ее от высыхания, заодно при этом очищаясь от пыли. Слезную жидкость вырабатывает слезная железа. Она содержит 99% воды и 1 % соли. В сутки выделяется до I г слезной жидкости, она собирается во внутреннем углу глаза, а затем попадает в слезные канальцы, которые выводят ее в носовую полость. Если человек плачет, слезная жидкость не успевает уйти по канальцам в носовую полость. Тогда слезы перетекают через нижнее веко и каплями стекают по лицу.
    Глазное яблоко располагается в углублении черепа — глазнице. Оно имеет шаровидную форму и состоит из внутреннего ядра, покрытого тремя оболочками: наружной — фиброзной, средней — сосудистой и внутренней — сетчатой. Фиброзная оболочка подразделяется на заднюю непрозрачную часть — белочную оболочку, или склеру, и переднюю прозрачную — роговицу. Роговица представляет собой выпукло-вогнутую линзу, через которую свет проникает внутрь глаза. Сосудистая оболочка расположена под склерой. Ее передняя часть называется радужкой, в ней содержится пигмент, определяющий цвет глаз. В центре радужной оболочки находится небольшое отверстие — зрачок, который рефлекторно с помощью гладких мышц может расширяться или сужаться, пропуская в глаз необходимое количество света.
    Собственно сосудистая оболочка пронизана густой сетью кровеносных сосудов, питающих глазное яблоко. Изнутри к сосудистой оболочке прилежит слой пигментных клеток, поглощающих свет, поэтому внутри глазного яблока свет не рассеивается, не отражается.

    Непосредственно за зрачком находится двояковыпуклый прозрачный хрусталик. Он может рефлекторно менять свою кривизну, обеспечивая четкое изображение на сетчатке — внутренней оболочке глаза. В сетчатке располагаются рецепторы: палочки (рецепторы сумеречного света, которые отличают светлое от темного) и колбочки (они обладают меньшей светочувствительностью, но различают цвета). Большинство колбочек размещается на сетчатке напротив зрачка, в желтом пятне. Рядом с этим пятном находится место выхода зрительного нерва, здесь нет рецепторов, поэтому его называют слепым пятном.
    Внутри глаз заполнен прозрачным и бесцветным стекловидным телом.
    Восприятие зрительных раздражений. Свет попадает в глазное яблоко через зрачок. Хрусталик и стекловидное тело служат для проведения и фокусирования световых лучей на сетчатку. Шесть глазодвигательных мышц обеспечивают такое положение глазного яблока, чтобы изображение предмета попадало бы точно на сетчатку, на ее желтое пятно.

    В рецепторах сетчатки происходит преобразование света в нервные импульсы, которые по зрительному нерву передаются в головной мозг через ядра среднего мозга (верхние бугры четверохолмия) и промежуточного мозга (зрительные ядра таламуса) — в зрительную зону коры больших полушарий, расположенную в затылочной области. Начавшееся в сетчатке восприятие цвета, формы, освещенности предмета, его деталей, заканчивается анализом в зрительной зоне коры. Здесь собирается вся информация, она расшифровывается и обобщается. В результате этого складывается представление о предмете.
    Нарушения зрения. Зрение людей меняется с возрастом, так как хрусталик теряет эластичность, способность менять свою кривизну. В этом случае изображение близко расположенных предметов расплывается — развивается дальнозоркость. Другой дефект зрения — близорукость, когда люди, наоборот, плохо видят удаленные предметы; она развивается после длительного напряжения, неправильного освещения. Близорукость часто возникает у детей школьного возраста из-за неправильного режима труда, плохой освещенности рабочего места. При близорукости изображение предмета фокусируется перед сетчаткой, а при дальнозоркости — позади сетчатки и поэтому воспринимается как расплывчатое. Причиной этих дефектов зрения могут быть и врожденные изменения глазного яблока.

    Близорукость и дальнозоркость исправляются специально подобранными очками или линзами.
    Вопрос №3
    Приспособленность к среде обитания носит от­носительный характер, полезна только в тех усло­виях, в которых она исторически сформировалась : во время линьки речной рак беспомощен, с ним может справиться далее жук-плавунец. Речной рак имеет твердый хитиновый покров, служащий в основном в качестве наружного скелета.
    На брюшке речного рака присутствует пять пар двуветвистых конечностей, служащих для плавания.
    Самцы раков значительно крупнее самок и оснащены более громоздкими клешнями. Если вдруг происходит потеря конечности,
    у рака отрастает новая – сразу же по прошествии линьки. Клешни предназначены для нападения и защиты.
    Билет №23
    Вопрос №1
    Рациональное использование природных ресурсов
    Большое значение для будущего республики имеют огромные запасы природных ресурсов. Однако, как известно, их освоению препятствуют сложные природные условия. Проблема освоения природных ресурсов выдвигает на первый план вопросы охраны природы. Ошибки, допущенные в освоении природных ресурсов, связаны с неразумным использованием подземных недр и ресурсов, преобладанием ошибочного мнения о том, что природные ресурсы неисчерпаемы. Все это вместе взятое привело к нарушению природного равновесия. Возьмем, к примеру, водные ресурсы. Для республики рациональное использование природных ресурсов имеет огромное значение, так как новые предприятия и орошаемые посевные территории требуют значительных запасов водных ресурсов. Загрязнение рек, неразумное использование водных ресурсов, изменение гидрологического режима рек в результате хозяйственной деятельности человека привели к изменению и других компонентов природы. Так, на орошаемых рисовых полях Южного Казахстана почва теряет свой плодородный слой и становится сильно засоленной. Изменения в почве повлияли на разнообразие и распространение растительного покрова. Это превратило целый регион в зону экологического бедствия. В ходе освоения целинных и залежных земель почва подверглась ветровой и водной эрозии.
    Ранее продуктивность почв была намного больше, но в последние годы этот показатель снизился. В результате ветровой эрозии выносится плодородный слой почвы. Не учтены особенности почвенной структуры целинных территорий. На песчаных и глинистых землях после 4-5-летнего использования, почвы становятся засоленными и выходят из сельхозоборота. Уменьшается плодородный гумусный слой. Пустыни и полупустыни республики занимают 167 млн. га. В результате орошения эти площади можно использовать в качестве пастбищ. В последние годы в результате лиманного орошения здесь были достигнуты неплохие показатели. Большое будущее принадлежит использованию артезианских вод для обводнения пастбищ.
    Природные богатства нашей республики немалые. Они дают всё необходимое для удовле-творения потребностей населения и развития хозяйства. Но как бы велики они не были, если не заботиться об их сохранении и правильном использовании, они с течением времени могут истощиться. Поэтому охрана природных богатств имеет весьма великое значение.По решению Международного союза охраны природы и природных ресурсов в каждой стране ведётся учёт редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и рас-тений. В нашей стране “Красная книга” учреждена в 1974 году. В ней значится 21 вид и под-вид редких зверей и 8 видов редких птиц, которых надо не только сохранить, но и принять все меры к увеличению их численности. Восстановленные виды животных и растений из “Красной книги” исключаются. Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов имеет два направления – государственное и общенародное. Государственное опре-деляется соответствующими знаками правительственными постановлениями, общенародное – осуществляется личным участием и через общественные организации.Сейчас нельзя рационально вести то или иное хозяйство, не учитывая взаимосвязей всех компонентов, существующих в природе, так как нарушение этой связи часто приводит к пе-чальным последствиям. Разработан ряд мероприятий по восстановлению и обогащению при-родных богатств. Самой массовой природоохранительной организацией является республи-канское Общество охраны природы, которое насчитывает в своих рядах около 2 млн. членов и имеет свои отделения во всех областях Казахстана. Одним из важных мероприятий по охране природы является создание государственных заповедников. В них охраняется природа, ведутся большие научно-исследовательские рабо-ты по изучению, восстановлению и обогащению природы.В Казахстане в настоящее время имеется семь заповедников: Аксу-Джабаглинский, Наур-зумский, Алматинский, Барсакельмесский, Кургальджинский, Маркакольский, Устюртский. Началась разработка проекта первого в Казахстане Национального природного парка. Он разместится в Баянаульских горах, одного из красивейших мест республики. Там находятся замечательные озёра, сосновые леса, богатый животный и растительный мир. На территории будущего национального парка обитает свыше 40 видов животных и 50 видов птиц, некото-рые из которых занесены в “Красную книгу”. Центральная часть парка будет заповедной зоной. На берегах озёр Джасыбай и Сабындыкуль разместятся туристско-оздоровительные комплексы, пансионаты, пионерские лагеря.Аксу-Джабаглинский заповедник организован в 1962 г. Это самый старый заповедник в Казахстане. Он раскинулся на площади свыше74 тыс. га на склонах Таласского Алатау, Угамского хребта в Тюлькубасском и Сайрамском районах Чимкентской области. Заповед-ник охватывает 4 высотных ландшафтных пояса. Самый нижний пояс до высоты 1500 м представляет собой степь со своеобразной степной растительностью и животным миром. На высоте 1500 – 2300 м расположен пояс лугостепной и древесно- кустарниковой растительно-сти. Здесь произрастают древовидная арча, кусты миндаля, дикий виноград, дикие яблони и другие представители южных растений. Из животных здесь обитают косули, барсуки, дико-бразы, завезённые сюда маралы и другие.
    Выше 2000 и 2300 м простираются субальпийские и альпийские луга. Древесной расти-тельности в этом поясе нет, за исключением стелющейся арчи туркестанской. Живут там горные козлы, снежные барсы, сурки, пищухи, а из птиц – улары, вьюрки, альпийские галки, бородач-ягнятник. На территории заповедника зарегистрировано 238 видов птиц и 42 вида млекопитающих. Наиболее ценными охраняемыми млекопитающими являются: архар, си-бирский горный козёл (тау-теке), марал, ксуля, хищные – снежный барс, пятнистая кошка, барсук.
    Самый верхний пояс – высокогорный со снежными вершинами и ледниками. От туда на-чинаются бурные горные реки с пенистыми водопадами, каскадами, низвергающимися в до-лину.
    организован в 1934 году. Он раскинулся на низменности в Се-миозёрном районе Кустанайской области. Его территория занимает 83 тыс. га. В заповеднике сохраняется и изучается целинная ковыльная степь с множеством озёр, на берегах которых сохранились сосновые боры. В него входит и островной сосновый бор Наурзум-Карагай. Это самый южный участок распространения редкой сосны солончаковой формы. В заповеднике есть разновидность берёзы, растущей на зелёных почвах. Растет яблоня “мамус баката”, встречающаяся в диком виде лишь на Дальнем Востоке.
    Вопрос №2
    Высшие растения – это новый этап эволюционного развития растительного мира Высшие растения, в отличие от низших, имеют расчленения тела на вегетативные органы: корень, листья и стебель В основе строения вегетат ных органов лежат разнообразные тканейни.
    Все высшие растения, как правило, жители суши, но среди них есть и обитатели водоемов По способу питания большинство высших растений – автотрофы
    Для развития высших растений характерны две фазы, которые чередуются друг с другом: гаметофит и спорофит гаметофит – половое поколение, на котором образуются многоклеточные половые органы – антеридии ‘и архегонии антеридиев – овальные или шаровидные тельца, внешняя стенка которых покрыта одним или несколькими рядами стерильной них клеток В антеридии развиваются сперма-генные клетки, из которых затем возникают мужские гаметы – подвижные сперма-тозооны Во время созревания антеридии разрываются, и тогда сперматозоиды выходят наружу и Они активно двигаются в воде и подплывают к архегонииіїв. архегонии – колбообразные тельца, состоящие из нижней расширенной части – брюшка и верхней суженной – шейки Внешне архегоний окружают стерильные клетки, защищающие его от высыхания В брюшке архегония находится неподвижная женская гамета – яйцеклетка Над яйцеклеткой расположена брюшистый канальцевая клетка Во время созревания яйцеклетки канальцах клетки ослизняются, архегоний на верхушке откры ется По слизи сперматозоиды проходит в брюшко архегония, где сливается с яйцеклеткой, происходит оплодотворениенення.
    В процессе эволюции высших растений произошло постепенное упрощение (редукция) антеридиев и архегонии Например, у покрытосеменных (цветковых) от архегония осталась только яйцеклетка, которая развивается у в зародышевом мешке (женский гаметофит).
    Спорофит – бесполое поколение, на котором образуются органы бесполого размножения – спорогонии, в которых путем редукционного деления образуются гаплоидные споры Споры в высших растений могут быть морфологически в одинаковые или разные мелкие по размерам споры называют микроспоры, а большие – мегаспоры С микроспоры развивается мужской гаметофит, а с мегаспоры – женский гаметофит гаплоидный Переход от г аплоидного состояния к диплоидного происходит во время оплодотворения и образования диплоидной зиготы, из которой развивается спорофитерофіт.
    Для эволюции высших растений, кроме мохообразных, характерна тенденция к преобладанию и совершенствование спорофита при одновременной редукции гаметофита
    Высшие растения разделяют на:
    Высшие споровые растения (рис50):
    o отдел Мохообразные, или Мхи (25 тыс. видов; в Украине – около 800 видов);
    o отдел Плауновидные или Плауны (400 видов);
    o отдел Хвощевидные или Хвощи (32 вида);
    o отдел Папоротникообразные, или Папоротники (10 тыс. видов) Высшие семенные растения:
    o отдел Голосеменные (700 видов);
    o отдел Цветковые, или Цветочные (250 тыс. видов)
    Характеристика высших споровых растений. Прогуливаясь по лесу, вы, несомненно, наблюдали прикорневые розетки из крупных листьев папоротников, а на поверхности влажной почвы – нежные зеленые стебельки мхов. На огородах среди других сорняков часто растет похожий на маленькие сосенки хвощ полевой. Вблизи водоемов или на болотах среди трав можно найти ползучие стебли плаунов, покрытые мелкими листочками.
    Если посмотреть на листья папоротника снизу, то можно заметить маленькие коричневые бугорки. В них расположены органы бесполого размножения – спорангии (от греч. спора и ангейон – вместилище). Там образуются и дозревают споры. У мхов споры образуются в коробочке на ножке, а у хвощей и плаунов спорангии расположены на видоизмененных листьях особых спороносных побегов, напоминающих колоски. Способность этих растений размножаться спорами и определила их название – «высшие споровые растения» (вы помните, что водоросли также могут размножаться спорами). К высшим споровым растениям относятся представители отделов Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные и Папоротниковидные.
    Особенности размножения и распространения. В жизненном цикле высших споровых растений, как и некоторых групп водорослей, наблюдается чередование представителей разных поколений, размножающихся бесполым и половым способами. Жизненный цикл – это период между одинаковыми фазами развития двух или большего количества одинаковых поколений. Жизненный цикл обеспечивает непрерывность существования определенного вида организмов.
    Особи бесполого поколения формируют споры. Из спор, в свою очередь, развиваются особи полового поколения, которые образуют женские и мужские половые органы. В них развиваются соответственно женские и мужские гаметы – яйцеклетки и сперматозоиды. При оплодотворении у высших споровых растений подвижные сперматозоиды проникают в неподвижные яйцеклетки. При этом сперматозоиды выходят во внешнюю среду. Они перемещаются, используя для этого воду, и проникают внутрь женского полового органа, где расположена яйцеклетка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш. Он прорастает и превращается в особь бесполого поколения, размножающуюся спорами. Посмотрите на рисунки 37 и 41. Как вы можете убедиться, особи полового и бесполого поколений значительно отличаются между собой.
    Таким образом, мхи, папоротники, хвощи и плауны, называемые высшими споровыми растениями, расселяются с помощью спор и характеризуются чередованием в их жизненном цикле бесполого и полового поколений.
    Высшие споровые растения распространены в разных климатических условиях, но большинство произрастает на влажных участках суши, поскольку для полового размножения им необходима вода. Однако некоторые виды этих растений встречаются даже в пустынях.
    Подцарство высших растений объединяет многоклеточные растительные организмы, тело которых расчленено на органы – корень, стебель, листья. Их клетки дифференцированы на ткани, специализированы и выполняют определенные функции.
    По способу размножения высшие растения разделяют на споровые и семенные. К споровым растениям относят мхи, плауны, хвощи, папоротники.
    Мхи – это одна из самых древних групп высших растений. Представители этой группы наиболее просто устроены, их тело расчленено на стебель и листья. Они не имеют корней, а у наиболее простых – печеночных мхов даже отсутствует деление на стебель и листья, тело имеет вид слоевища. Прикрепляются мхи к субстрату и всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами с помощью ризоидов – выростов наружного слоя клеток. Это в основном многолетние растения небольших размеров: от нескольких миллиметров до десятка сантиметров (рис. 74).

    Рис. 74. Мхи: 1 – маршанция; 2 – кукушкин лен;
    3 – сфагнум
    Для всех мхов характерно чередование поколений полового (гаметофита) и бесполого (спорофита), причем гаплоидный гаметофит преобладает над диплоидным спорофитом. Эта черта резко отличает их от остальных высших растений.
    На листостебельном растении или слоевище в половых органах развиваются половые клетки: сперматозоиды и яйцеклетки.
    Оплодотворение происходит только в присутствии воды (после дождялибо в половодье), по которой передвигаются сперматозоиды. Из образовавшейся зиготы развивается спорофит – спорогон с коробочкой на ножке, в которой образуются споры. После созревания коробочка вскрывается, и споры распространяются ветром. При попадании во влажную почву спора прорастает и дает начало новому растению.
    Мхи – довольно распространенные растения. В настоящее время их насчитывается около 30 тыс. видов. Они неприхотливы, выдерживают сильные морозы и длительную жару, но растут только во влажных тенистых местах.
    Тело печеночных мхов редко ветвится и обычно представлено листовидным слоевищем, с тыльной стороны которого отходят ризоиды. Селятся они на скалах, камнях, стволах деревьев.
    В хвойных лесах и на болотах можно встретить мох – кукушкин лен. Его стебельки, усаженные узкими листьями, растут очень густо, образуя на почве сплошные зеленые ковры. К почве кукушкин лен прикрепляется ризоидами.
    Кукушкин лен – растение раздельнополое, т. е. у одних особей развиваются мужские, а у других – женские половые клетки.
    На женских растениях после оплодотворения образуются коробочки со спорами.
    Очень широко распространены белые, или сфагновые, мхи.
    Накапливая в своем теле большое количество воды, они способствуют заболачиванию почвы. Это связано с тем, что листья и стебель сфагнума, наряду с зелеными клетками, содержащими хлоропласты, имеют мертвые бесцветные клетки с порами.
    Именно они и поглощают воду в 20 раз больше своей массы. Ризоиды у сфагнума отсутствуют. К почве он прикрепляется нижними частями стебля, которые, постепенно отмирая, превращаются в сфагновый торф. Доступ кислорода в толщу торфа ограничен, кроме того, сфагнум выделяет специальные вещества, предотвращающие размножение бактерий. Поэтому попавшие в торфяное болото различные предметы, погибшие животные, растения часто не сгнивают, а хорошо сохраняются в торфе.
    В отличие от мхов остальные споровые имеют хорошо развитую корневую систему, стебли и листья. Более 400 млн лет назад они доминировали среди древесных организмов на Земле и образовывали густые леса. В настоящее время это немногочисленные группы в основном травянистых растений. В жизненном цикле преобладающим поколением является диплоидный спорофит, на котором образуются споры. Споры разносятся ветром и при благоприятных условиях прорастают, образуя небольшой заросток – гаметофит. Это зеленая пластинка величиной от 2 мм до 1 см. На заростке образуются мужские и женские гаметы – сперматозоиды и яйцеклетка. После оплодотворения из зиготы развивается новое взрослое растение – спорофит.
    Плауны – очень древние растения. Ученые полагают, что они появились около 350–400 млн лет назад и образовывали густые леса из деревьев высотой до 30 м. В настоящее время их осталось очень мало, и это многолетние травянистые растения. В наших широтах наиболее известен плаун булавовидный (рис. 75). Его можно встретить в хвойных и смешанных лесах. Стелющийся по земле стебель плауна крепится к почве придаточными корнями.
    Мелкие шиловидной формы листья густо покрывают стебель. Размножаются плауны вегетативно – участками побегов и корневищ.

    Рис. 75. Папоротниковидные: 1 – хвощ; 2 – плаун;
    3 – папоротник
    Спорангии развиваются на прямостоячих побегах, собранных в виде колосков. Созревшие мелкие споры разносятся ветром и обеспечивают размножение и распространение растения.
    Хвощи – небольшие многолетние травянистые растения. Они имеют хорошо развитое корневище, от которого отходят многочисленные придаточные корни.
    Членистые стебли, в отличие от стеблей плаунов, растут вертикально вверх, от главного стебля отходят боковые побеги.
    На стебле расположены мутовки очень мелких чешуйчатых листочков. Весной на зимующих корневищах вырастают бурые весенние побеги со спороносными колосками, которые после созревания спор отмирают. Летние побеги зеленые, ветвящиеся, фотосинтезируют и запасают питательные вещества в корневищах, которые перезимовывают, а весной образуют новые побеги (см. рис. 74).
    Стебли и листья хвощей жесткие, пропитаны кремнеземом, поэтому животные их не едят. Хвощи растут в основном на полях, лугах, болотах, по берегам водоемов, реже в сосновых лесах. Хвощ полевой, трудноискоренимый сорняк полевых культур, используется как лекарственное растение. Стебли разных видов хвощей за счет наличия кремнезема используют как полировочный материал. Хвощ болотный ядовит для животных.
    Папоротники, как хвощи и плауны, в каменноугольном периоде были процветающей группой растений. Сейчас их насчитывается около 10 тыс. видов, большинство которых распространено во влажных тропических лесах. Размеры современных папоротников колеблются от нескольких сантиметров (травы) до десятков метров (деревья влажных тропиков). Папоротники наших широт – травянистые растения с укороченным стеблем и перистыми листьями.
    Под землей находится корневище – подземный побег. Из его почек над поверхностью развиваются длинные, сложные перистые листья – вайи.
    Они обладают верхушечным ростом. От корневища отходят многочисленные придаточные корни.
    Вайи тропических папоротников достигают в длину 10 м.
    В наших краях наиболее распространены папоротники орляк, щитовник мужской и др. Весной, как только оттает почва, от корневища отрастает укороченный стебель с розеткой красивых листьев. Летом на нижней стороне листьев появляются бурые бугорки – сорусы, представляющие собой скопления спорангиев. В них образуются споры.
    Молодые листья мужского папоротника используются человеком в пищу, как лекарственное растение. Вайи орляка используют для оформления букетов. В тропических странах некоторые виды папоротников разводят на рисовых полях для обогащения почвы азотом. Некоторые из них стали декоративными, оранжерейными и комнатными растениями, например нефролепис.
    Вопрос №3 Ответ в Билете №5 Вопрос №3
    Билет №24
    Вопрос №1
    В книге.
    Вопрос №2
    Птицы – высокоорганизованные позвоночные животные, тело которых покрыто перьями, а передние конечности превращены в крылья. Способность передвигаться в воздухе, теплокровность и другие особенности строения и жизнедеятельности дали им возможность широко расселиться на Земле. Особенно разнообразны виды птиц в тропических лесах. Всего насчитывается около 9000 видов.
    Это высокоспециализированный и широко распространенный класс высших позвоночных, представляющий собой прогрессивную ветвь пресмыкающихся, приспособившихся к полету.
    О сходстве птиц с пресмыкающимися свидетельствуют общие признаки:
    1) тонкая, бедная железами кожа;
    2) сильное развитие на теле роговых образований;
    3) наличие клоаки и другие.
    К числу прогрессивных черт, отличающих их от пресмыкающихся, относятся:
    а) более высокий уровень развития центральной нервной системы, обуславливающий приспособительное поведение птиц;
    б) высокая (41-42 градуса) и постоянная температура тела, поддерживаемая сложной системой терморегуляции;
    в) совершенные органы размножения (гнездостроение, насиживание яиц и выкармливание птенцов).

  6. Vishakar Ответить

    Гидросфера— водная оболочка Земли, представляет собой совокупность океанов, морей, озер и рек. В отличие от литосферы и атмосферы она полностью освоена живыми организмами. Даже на дне Мирового океана, на глубинах около 12 км, были обнаружены разнообразные виды живых существ (животные, бактерии). Однако основная масса видов обитает в гидросфере в пределах 150–200 м от поверхности. Это связано с тем, что до такой глубины проникает свет. А следовательно, в более низких горизонтах невозможно существование растений и многих видов, зависящих в питании от растений. Распространение организмов на больших глубинах обеспечивается за счет постоянного «дождя» экскрементов, остатков мертвых организмов, падающих из верхних слоев, а также хищничества. Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по месту обитания делятся на 3 группы:
    1) планктон — организмы, живущие на поверхности водоемов и пассивно передвигающиеся за счет движения воды;
    2) нектон — активно передвигающиеся в толще воды;
    3) бентос — организмы, обитающие на дне водоемов или зарывающиеся в ил.
    Атмосфера— газовая оболочка Земли, имеющая определенный химический состав: около 78 % азота, 21 — кислорода, 1 — аргона и 0,03 % углекислого газа. В биосферу входят лишь самые нижние слои атмосферы. Жизнь в них не может существовать без непосредственной связи с литосферой и гидросферой. Крупные древесные растения достигают нескольких десятков метров в высоту, располагая вверх свои кроны. На сотни метров поднимаются летающие животные — насекомые, птицы, летучие мыши. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3–5 км над поверхностью Земли, высматривая свою добычу. Наконец, восходящими воздушными потоками пассивно заносятся на десятки километров вверх бактерии, споры растений, грибов, семена. Однако все перечисленные летающие организмы или занесенные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Нет организмов, постоянно живущих в воздухе.
    Верхней границей биосферы принято считать озоновый слой, располагающийся на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли. Он защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной мере поглощая эти лучи. Выше озонового слоя существование жизни невозможно.
    Таким образом, основная часть видов живых организмов сосредоточена на границах атмосферы и литосферы, атмосферы и гидросферы, образуя относительно «тонкую пленку жизни» на поверхности нашей планеты.
    Строение и функционирование биосферы.Биосфера —это глобальная экологическая система, состоящая из множества экосистем более низкого ранга, биогеоценозов, взаимодействием которых друг с другом и обусловлена ее целостность. Действительно, биогеоценозы существуют не изолированно — между ними существуют непосредственные связи и отношения. Например, в водные биогеоценозы ветром, дождями, талыми водами выносятся из наземных экосистем минеральные и органические вещества. Может происходить перемещение организмов из одного биогеоценоза в другой (например, сезонные миграции животных). И наконец, всех объединяет атмосфера Земли, служащая общим резервуаром для живых существ. В нее поступают кислород (выделяемый растениями в процессе фотосинтеза) и углекислый газ (образуемый в процессе дыхания аэробных организмов). Из атмосферы же растения всех экосистем черпают углекислый газ, необходимый им в процессе фотосинтеза, а все дышащие организмы получают кислород.
    Существование биосферы базируется на непрерывно осуществляющемся круговороте веществ, энергетической основой которого является солнечный свет (рис. 2).

    Рис. 2.Схема биогеохимической цикличности в биосфере. Справана схеме разрез дерново-подзолистой почвы под хвойнымлесом
    Круговорот веществ в природе между живой и неживой материей — одна из наиболее характерных особенностей биосферы. Биологический круговорот — это биогенная миграция атомов из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду. Биомасса выполняет и другие функции:
    1) газовая — постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений;
    2) концентрационная — постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их отмирания — в неживую природу;
    3) окислительно-восстановительная — обмен веществом и энергией с внешней средой. При диссимиляции окисляются органические вещества, при ассимиляции используется энергия АТФ;
    4) биохимическая — химические превращения веществ, составляющие основу жизнедеятельности организма.
    14. Живое вещество биосферы (биомасса).
    Живое вещество или биомасса — совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете, борьбу организмов за пищу, воду, территорию, воздух.
    Живое вещество связано с косным веществом – атмосферой (до уровня озонового экрана), полностью с гидросферой и литосферой, главным образом в границах почвы, но не только.
    Живое вещество биосферы неоднородно и обладает тремя типами трофических взаимодействий: автотрофностью, гетеротрофностью, миксотрофностью.
    Трофические экологические взаимодействия способствуют преобразованию неорганического (косного) вещества в органическое и обратной перестройке органиче6ских веществ в минеральные. Представители каждого царства, типа и класса выполняют свои функции в экологических взаимодействиях на уровне биосферы.
    Живое вещество характеризуется определенными свойствами: это огромная свободная энергия; химические реакции, протекающие в тысячи и даже миллионы раз быстрее, чем в других веществах планеты; специфические химические соединения — белки, ферменты и другие соединения, устойчивые в составе живого; возможность произвольного движения — рост или активное перемещение; стремление заполнить все окружающее пространство; удивительное разнообразие форм, размеров, химических вариантов и т.п., значительно превышающее многие контрасты в неживом, косном веществе.
    Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.
    Вместе с тем, все живое вещество физико-химически едино. И в этом состоит один из основных законов всего органического мира — закон физико-химического единства живого вещества.
    Закон физико-химического единства живого вещества имеет принципиально важное значение для человеческой практики. Из него следует, что нет такого физического или химического агента, который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для остальных. Разница лишь количественная: одни организмы более чувствительны, другие менее, одни в ходе отбора приспосабливаются быстрее, другие медленнее. При этом приспособление идет в ходе естественного отбора, то есть за счет гибели тех индивидов, что не смогли адаптироваться к новым условиям.
    Второе наиболее важное обобщение для живого вещества планеты состоит в законе константности количества живого вещества: количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого геологического периода есть константа. Согласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество оказывается энергетическим и химическим посредником между Солнцем и поверхностью Земли. Если бы количество живого вещества колебалось, то и энергетика планеты была бы непостоянной. Действительно, такие перемены случались в эволюции жизни на Земле, но они были очень редки. Обычно количество живого вещества планеты было равномерным, как и биохимические круговороты на ней.
    Количественное постоянство характерно и для числа видов. Однако в эволюции живого одни виды образовывались, другие вымирали. Такой процесс неизбежен из-за изменения условий жизни на планете и в силу того обстоятельства, что для нормального функционирования природных систем необходима множественность видов, особенно в управляющем звене экосистемы, т.е. среди консументов. Если бы число видов резко колебалось, биосфера потеряла бы свойство надежности. Поэтому во все геологические периоды массового вымирания организмов наблюдалось и бурное видообразование. Правило константности числа видов может быть сформулировано следующим образом: число нарождающихся видов в среднем равно числу вымирающих, и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа.
    Для изучения живого вещества в экологии применяются определенные методы и подходы. Одним из основных является экосистемный подход.
    Впервые определение экосистемы, как совокупности живых организмов с их местообитанием, было дано Тэнсли в 1935 г. При экосистемном подходе в центре внимания эколога оказываются поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентами экосферы. Его больше интересуют здесь функциональные связи (такие, как цепи питания) живых организмов между собой и с окружающей средой, чем видовой состав сообществ и определение редких видов или колебаний численности. Экосистемный подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов.
    15. Круговорот веществ и энергии в биосфере.
    Круговорот веществ и превращение энергии как основа существования биосферы. Деятельность живых организмов в биосфере сопровождается извлечением из окружающей среды больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный (с участием живых организмов) круговорот веществ в природе, т. е. циркуляция веществ между литосферой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Под круговоротом веществ понимают повторяющийся процесс превращения и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее выраженный циклический характер.
    В круговороте веществ принимают участие все живые организмы, поглощающие из внешней среды одни вещества и выделяющие в нее другие. Так, растения потребляют из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные соли и выделяют в нее кислород. Животные вдыхают кислород, выделенный растениями, а поедая их, усваивают синтезированные из воды и углекислого газа органические вещества и выделяют углекислый газ, воду и вещества непереваренной части пищи. При разложении бактериями и грибами отмерших растений и животных образуется дополнительное количество углекислого газа, а органические вещества превращаются в минеральные, которые попадают в почву и снова усваиваются растениями. Таким образом, атомы основных химических элементов постоянно совершают миграцию из одного организма в другой, из почвы, атмосферы и гидросферы — в живые организмы, а из них—в окружающую среду, пополняя таким образом неживое вещество биосферы. Эти процессы повторяются бесконечное число раз. Так, например, весь атмосферный кислород проходит через живое вещество за 2 тыс. лет, весь углекислый газ — за 200—300 лет.
    Непрерывная циркуляция химических элементов в биосфере по более или менее замкнутым путям называется биогеохимическим циклом. Необходимость такой циркуляции объясняется ограниченностью их запасов на планете. Чтобы обеспечить бесконечность жизни, химические элементы должны совершать движение по кругу. Круговорот каждого химического элемента является частью общего грандиозного круговорота веществ на Земле, т. е. все круговороты тесно связаны между собой.
    Круговорот веществ, как и все происходящие в природе процессы, требует постоянного притока энергии. Основой биогенного круговорота, обеспечивающего существование жизни, является солнечная энергия. Связанная в органических веществах энергия но ступеням пищевой цепи уменьшается, потому что большая ее часть поступает в окружающую среду в виде тепла или же тратится на осуществление процессов, происходящих в организмах, Поэтому в биосфере наблюдается поток энергии и ее преобразование. Таким образом, биосфера может быть устойчивой только при условии постоянного круговорота веществ и притока солнечной энергии.
    Круговорот воды. Вода — самое распространенное вещество в биосфере. Основные ее запасы (97,1%) сосредоточены в виде солено-горькой воды морей и океанов. Остальные воды — пресные. Воды ледников и вечных снегов (т. е. вода в твердом состоянии) вместе составляют около 2,24% (70% от запасов всей пресной воды), грунтовые воды — 0,61%, воды озер и рек соответственно 0,016% и 0,0001%, атмосферная влага—0,001%.
    Вода в виде водяного пара испаряется с поверхности морей и океанов и переносится воздушными потоками на различные расстояния. Большая часть испарившейся воды возвращается в виде дождя в океан, а меньшая — на сушу. С суши вода в виде водяного пара теряется благодаря процессам испарения с ее поверхности и транспирации растениями. Вода переносится в атмосферу и в виде осадков возвращается на сушу или в океан. Одновременно с континентов в моря и океаны поступает речной сток воды.
    Как видим, основу глобального круговорота воды в биосфере обеспечивают физические процессы, происходящие с участием мирового океана. Роль живого вещества в них, казалось бы, невелика. Однако на континентах масса воды, испаряемая растениями и поверхностью почвы, играет главную роль в круговороте воды. Так, в различных лесных зонах основное количество осадков образуется из водяного пара, поступающего в атмосферу благодаря суммарному испарению, и в результате такие зоны живут как бы на собственном замкнутом водном балансе. Масса воды, транспи-рируемая растительным покровом, весьма существенна. Так, гектар леса испаряет 20—50 т воды в сутки. Роль растительного покрова заключается также в удержании воды путем замедления ее стока, в поддержании постоянства уровня грунтовых вод и др.
    Круговорот углерода. Углерод — обязательный химический элемент органических веществ всех классов. Огромная роль в круговороте углерода принадлежит зеленым растениям. В процессе фотосинтеза углекислый газ атмосферы и гидросферы ассимилируется наземными и водными растениями, а также циа-нобактериями и превращается в углеводы. В процессе же дыхания всех живых организмов происходит обратный процесс: углерод органических соединений превращается в углекислый газ. В результате ежегодно в круговорот вовлекаются многие десятки миллиардов тонн углерода. Таким образом, два фундаментальных биологических процесса — фотосинтез и дыхание — обусловливают циркуляцию углерода в биосфере.
    Еще одним мощным потребителем углерода являются морские организмы. Они используют соединения углерода для построения раковин, скелетных образований. В дальнейшем остатки отмерших морских организмов образуют на дне морей и океанов мощные отложения известняков.
    Цикл круговорота углерода замкнут не полностью. Углерод может выходить из него на довольно длительный срок в виде залежей каменного угля, известняков, торфа, сапропелей, гумуса и др.
    Человек нарушает отрегулированный круговорот углерода в ходе интенсивной хозяйственной деятельности. За счет сжигания огромного количества ископаемого топлива содержание углекислого газа в атмосфере за XX в. возросло на 25%. Последствием этого может стать усиление парникового эффекта.
    Круговорот азота. Азот — необходимый компонент важнейших органических соединений: белков, нуклеиновых кислот, АТФ и др. Основные его запасы сосредоточены в атмосфере в форме молекулярного азота, недоступного для растений, так как они способны использовать его только в виде неорганических соединений.
    Пути поступления азота в почву и водную среду различны. Так, небольшое количество азотистых соединений образуется в атмосфере во время гроз. Вместе с дождевыми водами они поступают в водную или почвенную среду. Небольшая часть азотистых соединений поступает при извержениях вулканов.
    К прямой фиксации атмосферного молекулярного азота способны лишь некоторые прокариотические организмы: бактерии и цианобактерии. Наиболее активнымиазотфиксаторами являются клубеньковые бактерии, поселяющиеся в клетках корней бобовых растений. Они переводят молекулярный азот в соединения, усваиваемые растениями. После отмирания растений и разложения клубеньков почва обогащается органическими и минеральными формами азота. Значительную роль в обогащении водной среды азотистыми соединениями играют цианобактерии.
    Азотсодержащие органические вещества отмерших растений и животных, а также мочевина и мочевая кислота, выделяемые животными и грибами, расщепляются гнилостными {аммонифицирующими) бактериями до аммиака. Основная масса образующегося аммиака окисляется нитрифицирующими бактериями до нитритов и нитратов, после чего вновь используется растениями. Некоторая часть аммиака уходит в атмосферу и вместе с углекислым газом и другими газообразными веществами выполняет функцию удержания тепла планеты.
    Различные формы азотистых соединений почвы и водной среды могут восстанавливаться некоторыми видами бактерий до оксидов и молекулярного азота. Этот процесс называется денитрификацией. Его результатом является обеднение почвы и воды соединениями азота и насыщение атмосферы молекулярным азотом.
    Процессы нитрификации и денитрификации были полностью сбалансированы вплоть до периода интенсивного использования человеком азотных минеральных удобрений в целях получения больших урожаев сельскохозяйственных растений.
    Таким образом, роль живых организмов в круговороте азота является основной.
    Эволюция биосферы. Современная структура биосферы и границы обитания современных организмов формировались постепенно. Они являются результатом долгой истории Земли, начиная с ее возникновения и до настоящего времени.
    Доказательства развития биосферы многочисленны и бесспорны. Это прежде всего ископаемые остатки древних организмов. Изучая их, ученые установили главные этапы в истории развития органической жизни планеты. Предполагают, что за всю историю биосферы ее населяли, сменяя друг друга, примерно 500 млн. видов организмов.
    Важнейший этап развития жизни на Земле тесно связан с изменением содержания кислорода в атмосфере и становлением озонового экрана. Древние фототрофные цианобактерии насытили кислородом первичный океан, благодаря которому водные организмы получили возможность осуществлять аэробное дыхание. Поступление кислорода в атмосферу обусловило образование мощного озонового слоя, поглощающего коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Формирование озонового слоя позволило организмам выйти на сушу и заселить ее разнообразные местообитания. Это стало возможным тогда, когда содержание кислорода в атмосфере достигло величины, составляющей 10% от его современной концентрации. К концу палеозоя, в пермском периоде, концентрация кислорода в атмосфере достигла современного уровня.
    Каждый период развития биосферы характеризовался свойственным ему комплексом условий среды и живых организмов. В кайнозойскую эру произошло становление человека, который в начале своей эволюции хорошо вписывался в природу. Перейдя к активной трудовой деятельности, человек вырвался из плена естественной природной зависимости. Человеческое общество с течением времени усиливало свое воздействие на природную среду. В настоящее время в эпоху НТР, совпавшей с бурным ростом численности населения планеты (демографический взрыв), деятельность человека соизмерима по своим последствиям на природную среду с действием самых мощных природных явлений.
    16. Антропогенное воздействие на биосферу и его последствия.
    Человек практически с самого начала своего существования оказывал влияние на природу. На первых этапах человек взаимодействовал с природной средой как обычный биологический вид, как животное и в целом входил в состав экосистемы, как ее составной элемент. Уже в первобытном обществе экологическое равновесие поддерживалось стихийным путем при перекочевывании сообществ людей после исчерпания растительных и животных ресурсов на месте прежнего обитания, либо удалением мест проживания людей друг от друга на расстояние, достаточное для устойчивого функционирования экологических систем. Свой негативный вклад в это устойчивое функционирование вносили болезни, низкая продолжительность жизни, небольшая численность людей.
    Этот период зарождения взаимодействия человека и природы можно отнести к стихийному. Человек в основном использовал окружавшие его ресурсы и практически не влиял ни на их количество, ни на их качество, и не мог оказать какого-либо ощутимого воздействия на природу как в силу своей малочисленности, так и наличия какого-либо значимого средства влияния на компоненты среды.
    Зачастую не было гармонии человека и природы и различие между сообществами людей по степени их развития сказывалось лишь в степени воздействия на среду. Первобытные охотники и собиратели не только приспосабливались к природе и пользовались ее “дарами” в готовом виде, но иногда постигали некоторые закономерности, создавая, например, первые антропогенные ландшафты путем “земледелия с горящей головней” (М.П. Ким, 1981). Таким способом пользовались аборигены Тасмании и Австралии, выжигавшие леса с целью повышения “удачливости” в охоте, но это в конце концов существенно изменило растительный покров, климат и вызвало активную почвенную эрозию, способствовав опустыниванию.
    Сформировавшись человеческое общество прошло следующие этапы взаимодействия с природой (по А.Н. Тетиору, 1992):
    · переход к производству и применению орудий труда как первому звену взаимоотношений людей и природы;
    · переход к искусственному производству энергии, расширившему возможности в преобразовании природы;
    · промышленная и научно-техническая революция;
    · искусственное воспроизводство и сохранение окружающей среды – протоноосфера.
    В конце второго тысячелетия рост численности населения, а главным образом качественный скачок в развитии науки и техники привели к тому, что антропогенные воздействия по своему значению для биосферы вышли на один уровень с естественными планетарного масштаба. Преобразования ландшафтов в города и иные поселения человека, в сельскохозяйственные угодья и промышленные комплексы охватили уже более 20 % территории суши. Объем перемещаемого в процессе производственной деятельности вещества в настоящее время на порядок выше вовлеченного в естественные рельефообразующие процессы. Расход кислорода в промышленности и на транспорте составляет в масштабах всей биосферы порядка 10 % планетарной продукции фотосинтеза; в некоторых странах техногенное потребление кислорода превышает его производство растениями. В наше время антропогенное воздействие становится направляющей силой дальнейшей эволюции экосистем.
    По А.Н. Тетиору (1992, с. 15), к антропогенным воздействиям относят все виды угнетающих природу воздействий, создаваемых техникой и непосредственно человеком. Антропогенные воздействия подразделяют на:
    · загрязнения – внесение в среду нехарактерных для нее новых физических, химических или биологических агентов (элементов, соединений, веществ, объектов) или превышение имеющегося естественного уровня этих агентов;
    · технические преобразования и разрушения природных систем и ландшафтов – в процессе добычи природных ресурсов, при сельскохозяйственных работах, строительстве и т. д.;
    · исчерпание природных ресурсов (полезные ископаемые, вода, воздух, биологические компоненты экосистем);
    · глобальные климатические воздействия (изменения климата в связи с хозяйственной деятельностью человека);
    · эстетические нарушения (изменение природных форм, неблагоприятные для визуального и иного восприятия; разрушение историко-культурных ценностей и т. п.).
    В результате человек воздействует на биосферу и изменяет состав, круговорот и баланс веществ; тепловой баланс приповерхностной части Земли; структуру земной поверхности (при сельскохозяйственных работах,

    Рис. 67. Главные загрязнители биосферы
    перемещении вскрытых пород; проходке карьеров, в результате застройки городов, при дорожном строительстве; при сооружении искусственных водоемов – каналов, водохранилищ, мелиорации и т. д.); истребляя, а также перемещая в новые места обитания ряд видов животных и сорта растений (рис. 67).
    В условиях антропогенных нагрузок для устойчивого

    Рис. 68. Основные типы антропогенных загрязнений окружающей среды
    17. Глобальные экологические проблемы.
    Глобальные проблемы порождены противоречиями общественного развития, резко возросшими масштабами воздействия деятельности человечества на окружающий мир и связаны также с неравномерностью социально-экономического и научно-технического развития стран и регионов. Решение глобальных проблем требует развертывания международного сотрудничества.
    Важнейшие глобальные экологические проблемы, стоящие перед современным человеком, следующие: загрязнение окружающей сре­ды, парниковый эффект, истощение «озонового слоя», фотохимиче­ский смог, кислотные дожди, деградация почв, обезлесевание, опусты­нивание, проблемы отходов, сокращение генофонда биосферы и др.
    Парниковый эффект – это нагрев внутренних слоев атмосферы Земли, обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне) и поглощением атмосферой основной (инфракрасной) части теплового излучения поверхности планеты, нагретой Солнцем.
    В атмосфере Земли излучение поглощается молекулами Н2О, СО2, О3 и др. Парниковый эффект повышает среднюю температуру планеты, смягчает различия между дневными и ночными температурами.
    В результате антропогенных воздействий (сжигание топлива и промышленные выбросы) содержание углекислого газа, метана, пыли, фторхлоруглеродных соединений (и других газов, поглощающих в инфракрасном диапазоне) в атмосфере Земли постепенно возрастает. Смесь пыли и газов действует как полиэтиленовая пленка над парником: хорошо пропускает солнечный свет, идущий к поверхности почвы, но задерживает рассеиваемое над почвой тепло – в результате под пленкой создается теплый микроклимат.
    Не исключено, что усиление парникового эффекта в результате этого процесса может привести к глобальным изменениям климата Земли, таянию ледников и повышению уровня Мирового океана.
    Кислотные дожди – это атмосферные осадки (в т. ч. снег), подкисленные (pH ниже 5,6) из-за повышенного содержания в воздухе промышленных выбросов, главным образом SO2, NO2, HCl и др. В результате попадания кислотных дождей в поверхностный слой почвы и водоемы развивается подкисление, что приводит к деградации экосистем, гибели отдельных видов рыб и др. водных организмов, сказывается на плодородии почв, снижении прироста лесов и их усыхании. Кислотные дожди особенно характерны для стран Западной и Северной Европы, для США, Канады, промышленных районов Российской Федерации, Украины и др.
    Истощение запаса энергетических ресурсов. Важнейшим фактором, ограничивающим развитие промышленной деятельности человека, является энер­гетический лимит. Современное мировое энергопотребление человечества составляет около 10 ТВт Основой энергетики сегодня является ископаемое топливо: уголь, нефть, газ и уран-235.
    Рост мирового потребления энергии во времени име­ет экспоненциальный характер (также, как и рост чис­ленности населения Земли). Промежуток времени между освоением первых 10% и разработкой последних 10% запаса невозобновимого ресурса называют полезным периодом использования сырьевого источника. Про­веденные расчеты показали, что, например, для газа полезный период продлится 20 — 25 лет, для нефти -30 — 40 лет, для угля — до 100 лет. Таким образом, в основу своей энергетической стратегии человечество по­ложило явно не тот вариант, который мог бы обеспе­чить достаточно продолжительное стабильное развитие человечества. Если предположить, что численность на­селения планеты в некоторый период времени стабили­зируется на отметке 15 млрд. человек и при этом его энергетический бюджет будет лишь в 2 раза превышать современный энергетический бюджет США (20 кВт на одного человека), то окажется, что все разведанные се­годня запасы нефти будут использованы в течение 3 месяцев, а запасы угля — 15 лет.
    В настоящее время альтернативным и, возможно, единственным выходом из сложившейся ситуации пред­ставляется разработка неисчерпаемых (и к тому же эко­логически чистых) источников энергии, потенциал которых весьма значителен.
    Биосфера загрязняется различными химичес­ки инертными органическими веществами, пестицидами, гербицидами, тяжелыми металлами (ртутью, свинцом и др.), радиоактивными веще­ствами и т.д.
    Загрязняется нефтью и нефтепродуктами Миро­вой океан, планктон которого обеспечивает 70% поступающего в атмосферу кислорода.
    Масштабы загрязнения столь велики, что естествен­ная способность биосферы к нейтрализации вредных веществ и самоочищению близка к пределу.
    Экологический кризис(чрезвычайная экологическая ситуация) — экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми от­рицательными изменениями окружающей среды и представляющее угрозу для здоровья людей. Это напряженное состояние взаимоот­ношений между человечеством и природой, обусловленное несоот­ветствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Эколо­гический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния изменен­ной людьми природы на общественное развитие.
    Экологическая катастрофа(экологическое бедствие) — эколо­гическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимы­ми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения. Это природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой дея­тельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона.
    К числу важнейших проблем, затрагивающих существование человечества в целом, относится быстрый прирост и изменение структуры населения Земли, а также вопрос о последствиях и воз­можности предотвращения термоядерной войны. Нельзя сказать, что оба эти вопроса не интересовали философов прежде. По край­ней мере второму из них они уделяли внимание всегда, ибо войны известны с тех пор, как человечество обрело свою определен­ность и вступило на путь социального, экономического и культур­ного развития. Предельной же остроты оба эти вопроса достигли в последние четыре десятилетия, когда начался так называемый демографический взрыв, а крупнейшие страны мира приступили к созданию атомного и ракетного оружия.
    В чем сущность демографической проблемы, какое место за­нимает она в контексте других глобальных проблем? Еще в XVIII в. английский экономист Т. Мальтус в книге «Опыт о законе народонаселения…» (1798) обрисовал сложную ситуацию, кото­рая в наши дни получила название демографической проблемы. Мальтус видел ее в том, что население растет в геометрической прогрессии, т. е. увеличивается с невероятной скоростью, тогда как прирост необходимого для его прокормления продовольст­вия осуществляется по арифметической прогрессии.
    Одна из глобальных проблем — проблема предотвращения мировой термоядерной войны. Компьютерное моделирование по­казало, что если в возникшем ядерном конфликте будет исполь­зована только часть смертоносного потенциала атомного и водо­родного оружия, то и тогда на Земле наступит «ядерная зима», или «ядерная ночь». От совокупного действия радиации, взрывов и пожаров в воздух попадет огромное количество пылевых частиц, которые резко уменьшат попадание солнечных лучей на поверхность Земли и снизят температуру воздуха до такого уровня, что сделает­ся невозможным существование на Земле человека и большин­ства растительных и животных видов. Количество стран, имеющих или могущих стать обладателями ядерного оружия, неуклонно растет, и вместе с тем растет опасность термоядерной войны.
    Важная глобальная проблема, также возникшая в эпоху НТР, — экологическая.
    В наше время проблема отношения человека к природе при­влекает к себе пристальное внимание. Тому есть важные причины. Беспрецедентное возрастание научно-технического потенциала подняло на качественно новую ступень возможности человека по преобразованию окружающей его природной среды и откры­ло перед ним необычайные перспективы. В то же время во взаи­модействии человека с природной средой его обитания прояв­ляется все больше тревожных симптомов опасности, грозящей существованию планеты Земля и всего человеческого рода. Име­ются в виду негативные аспекты современной НТР (прогресси­рующее загрязнение природной среды продуктами техногенного происхождения, угроза исчерпания природных ресурсов, изме­нение климата и т.д.), а также проблемы, которые и в прошлом стояли перед человечеством (нехватка продовольствия и др.), но сейчас заметно обострились, особенно в развивающихся стра­нах в связи с демографическим взрывом и другими обстоятель­ствами.
    Широкий круг вопросов, связанных с взаимодействием совре­менного общества с природной средой, объединяется под общим названием экологической проблемы. Слово «экология» в послед­ние годы стало очень модным. И сфера его применения суще­ственно расширилась с того момента, когда Э. Геккель более ста лет тому назад предложил его для обозначения конкретного науч­ного направления, изучающего взаимоотношения животных и растений со средой их обитания. Слово «экология» сейчас встре­чается в лозунгах, под которыми происходят демонстрации в за­падных странах (так называемое движение «зеленых»); упомина­ется в официальных государственных документах, в статьях ученых, юристов, журналистов и представителей других профессий. В самом широком смысле слова экологический взгляд на мир пред­полагает при определении ценностей и приоритетов человеческой деятельности учет последствий влияния, которое эта деятельность оказывает на природную среду, равно как и влияние природной среды на человека.
    18. Пути решения экологических проблем.

  7. Mugal Ответить

    УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ
    В 1875 г. в научной литературе появился термин «биосфера». Его предложил Эдуард Зюсс (1831–1914) – известный австрийский геолог. Введя в науку новый термин, Э. Зюсс не дал ему определения, поэтому слово «биосфера» стало изредка использоваться в геологической и географической литературе, причем каждый раз в различном значении.
    В 1926 г. в Ленинграде вышла книга выдающегося русского ученого В. И. Вернадского «Биосфера». В этой книге впервые дано представление о биосфере Земли как о планетарной оболочке, наполненной, преобразованной и постоянно преобразуемой организмами. В. И. Вернадский распространил понятие «биосфера» не только на организмы, но и на среду обитания. Подчеркивая геологическую роль живых организмов, Вернадский писал: «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а поэтому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».
    Биосфера, ее структура и функции
    Длительный период добиологического развития нашей планеты, определяющийся действием физико-химических факторов неживой природы, закончился качественным скачком – возникновением органической жизни. С момента своего появления организмы существуют и развиваются в тесном взаимодействии с неживой природой, причем процессы в живой природе на поверхности нашей планеты стали преобладающими. Под действием солнечной энергии развивается принципиально новая (планетарных масштабов) система – биосфера. В составе биосферы различают:
    ¦ живое вещество, образованное совокупностью организмов;
    ¦ биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др.);
    ¦ косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты);
    ¦ биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).
    Эволюция биосферы обусловлена тесно взаимосвязанными между собой тремя группами факторов: развитием нашей планеты как космического тела и протекающих в ее недрах химических преобразований, биологической эволюцией живых организмов и развитием человеческого общества.
    Границы жизни определяются факторами земной среды, которые препятствуют существованию живых организмов. Верхняя граница биосферы проходит на высоте около 20 км от поверхности Земли и отграничена озоновым слоем, который задерживает коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца, губительную для жизни. В гидросфере земной коры живые организмы населяют все воды Мирового океана – до 10–11 км в глубину. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5–7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии.

  8. Landakelv Ответить

    Биосфера (от гр. «биос» — жизнь + гр. «сфера» — шар) — часть оболочки Земли, населенная живыми организмами.
    Биогеоценозы являются элементарной структурой биосферы. Сама биосфера, состоящая из совокупности всех биогеоценозов (экосистем), рассматривается как большая экологическая система — биосфера — высший уровень организации жизни на Земле. Учение о биосфере создано академиком В. И. Вернадским (1863—1945).
    На планете Земля различают несколько геосфер.

    Геосферы Земли
    Литосфера (гр. «литос» — камень) — внешняя твердая оболочка земного шара.
    Гидросфера — все океаны, моря, составляющие 70,8% Земли.
    Атмосфера — простирается вверх до 100 км. В ней выделяют:
    тропосферу (от гр. «тропа» — перемена), которая включает взвешенные в воздухе водяные пары, перемещающиеся при неравномерном нагреве поверхности Земли;
    стратосфера (от лат. «стратум» — слой) до 100 км высотой. У ее границ вверху возникают северные сияния, на высоте 15—35 км — озоновый экран;
    ионосфера — расположена выше стратосферы. Биосфера охватывает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы — тропосферу. Наиболее населена самая ннжняя часть тропосферы. Границы жизни — нижняя проходит по литосфере на глубине 2—3 км; верхняя — по верхней части тропосферы.
    Биосфера состоит из живого и неживого компонентов. Совокупность всех живых организмов нашей планеты образует живое вещество биосферы.
    Живое вещество выполняет в биосфере следующие биогеохимические функции:
    газовую — поглощает и выделяет газы;
    окислительно-восстановительную — окисляет, например, углеводы до углекислого газа и восстанавливает его до углеводов;
    концентрационную — организмы-концентраторы накапливают в своих телах и скелетах азот, фосфор, кремний, кальций, магний.
    В результате выполнения этих функций живое вещество создает и поддерживает компоненты биосферы.

  9. Vigis Ответить

    Биосфера является глобальной экосистемой Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э Зюсс (1873). Развернутое развитие учения о биосфере принадлежит В.И.Вернадскому (1919, 1926).[ …]
    Согласно этому учению биосфера представляет собой оболочку Земли, включающую как область распространения живого вещества, так и само это вещество. Биосфера возникла 3,4 – 4,5 млрд. лет назад и является не просто сочетанием абиотической области распространения живого вещества, но и тесно , их взаимодействие. Как живое вещество есть «функция биосферы», так и биосфера есть результат развития живого вещества как планетарного явления, служащего могучей геологической силой, связанной с другим веществом биосферы биогенной миграцией-атомов.[ …]
    Биосфера распространена на 10830 м ниже дна океана и представляет из себя литосферу. Верхний слой биосферы служит так называемым защитным озоновым экраном на высоте 20 25 км, выше которого ультрофиолето-вая часть солнечного спектра исключает существование жизни (рис. 13).[ …]
    По данным, основанным на содержании энергии или углерода, количество живого, биогенного и биокосного вещества в биосфере соотносится как 1:20:4000.[ …]
    Некоторые исследователи считают, что в понятие биосферы следует включать только те элементы и характеристики, которые находятся под контролем биоты, и не следует включать компоненты природы, относящиеся к геологическому прошлому(Горшков, 1993). Таким образом, к биосфере относится вся совокупность живых организмов (живое вещество) и все вещества, которые находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования живыми организмами (т.е. современное «биогенное вещество»), Такое понимание совпадает с введенным ранее и ныне широко применяемым понятием экосферы – планетарной совокупности современных био-мов.[ …]
    Верхняя граница экосферы расположена на высоте нескольких метров (менее 30 м) над поверхностью растительного покрова на суше или над океаном; нижняя – по горизонту грунтовых вод или максимального проникновения корней растений и роющих животных. В океане она ограничена слоем проникновения солнечных лучей, достаточным для осуществления фотосинтеза (не более 100 м) или глубиной сохранения биологической активности в донных осадках. За этими пределами остается ничтожная часть живых организмов, но находятся огромные массивы продуктов их жизнедеятельности -и в атмосфере (газы, пары, воды), и в гидросфере (растительная и взвешенная органика).[ …]
    Биосфера – это совокупность частей земных оболочек (лито-,.гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под юс воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.[ …]
    Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей растения и другие организмы выполняют ряд фундаментальных биогеохимических функций планетарного масштаба.[ …]
    Живые существа постоянно обмениваются кислородом и углекислым газом с окружающей средой в процессе фотосинтеза и дыхания растений и животных. Растения сыграли решающую роль в смене восстановительной среды на окислительную в геохимической эволюции планеты и в формировании состава современной атмосферы. Они строго контролируют концентрации От и С02, оптимальные для всей современной биоты.[ …]
    Вторая функция – концентрационная. Организмы накапливают в своих телах многие химические элементы. Среди них на первом месте стоит углерод. Это относится не только к биосинтезу органики, но и к таким явлениям, как строительство раковин и скелетов, образование коралловых островов, толщ осадочных известняков, месторождений серы, некоторых металлических руд, скопление железо-марганцевых конкреций на дне океана и т.п. Содержание углерода в углях по степени концентрации в тысячи раз больше, чем в среднем для земной коры. Нефть – концентратор углерода и водорода, так как имеет биогенное происхождение. Среди металлов по концентрации первое место занимает кальций. Целые горные хребты сложены остатками животных с известковым скелетом. Концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, радиоляции и некоторые губки, йода – водоросли ламинарии, железа и марганца – особые бактерии. Позвоночными животными накапливается фосфор, сосредотачиваясь в их костях.[ …]
    Рисунки к данной главе:
    Схема строения биосферы

    Вернуться к оглавлению

  10. Thetafyn Ответить

    Согласно современным представлениям, биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. В очень сложной по составу, строению и организованности биосфере можно выделить сравнительно небольшое число основных компонентов:
    живое вещество – это совокупность тел живых организмов, населяющих Землю вне зависимости от их систематической принадлежности. Общий вес живого вещества оценивается в 2400 млрд. т (в сухом виде). По определению В.И Вернадского, живое вещество является одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты;
    биогенное вещество – это химические соединения, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. При этом образующиеся химические соединения могут и не входить в состав тел организмов (каменный уголь, торф, гумус, мел, известняк, нефть и т. д.);
    косное вещество – это вещество, которое образуется без участия живого вещества (горные породы земной коры неорганического происхождения, вода, компоненты воздуха);
    биокосное вещество – это продукты переработки горных и осадочных пород организмами;
    вещество космического происхождения.
    Биосфера в главных своих чертах может быть охарактеризована по отдельным оболочкам, которые она охватывает: нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы.
    Атмосфера – это газовая оболочка, окружающая Землю. Атмосферой принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, которая определяет тепловой режим поверхности планеты, вызывает диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов.
    Атмосфера имеет слоистую структуру, которая в первую очередь определяется особенностями вертикального распределения температуры: тропосфера (до 10 км), стратосфера (10-47 км), мезосфера (47-80 км), термосфера (80-1000 км). На высотах свыше 1000 км находится экзосфера, откуда атмосферные газы рассеиваются в мировое пространство.
    Все структурные параметры атмосферы (температура, давление и плотность) обладают значительной пространственно-временной изменчивостью: широтной, годовой, сезонной и суточной.
    В состав атмосферы входят: азот (78,08 % по объёму), кислород (20,95 %), аргон (0,93 %), углекислый газ (0,03 %), неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, водяной пар, озон и др.
    Важная переменная составляющая часть атмосферы – водяной пар. Пространственно-временная изменчивость его концентрации колеблется от 3 %  в тропиках до 2·10-5 % в Антарктиде (у земной поверхности). Основная масса водяного пара сосредоточена в тропосфере, и его концентрация быстро убывает с высотой. Среднее содержание водяного пара в вертикальном столбе атмосферы в умеренных широтах составляет около 15-17 мм «слоя осаждённой воды», то есть такую толщину будет иметь слой сконденсированного водяного пара.
    Одним из важнейших компонентов атмосферы является озон О3. Озон в основном сосредоточен в стратосфере, где его образование и разложение связано с поглощением губительной для живых организмов ультрафиолетовой радиации Солнца: О + О2 = О3. Основное количество озона сконцентрировано в высотах 20-25 км. Средние месячные значения общего содержания озона изменяются в зависимости от широты и времени года и составляют толщину слоя озона в пределах 2,3-5,2 мм при наземных значениях давления и температуры. Озоновый слой – «экран» имеет исключительно важное значение для сохранения жизни на Земле.
    Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности, воды проникают повсеместно в различные природные образования. Они находятся в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируют океаны и моря, существуют в замороженном состоянии в высокогорных районах континентов и в виде мощных ледяных панцирей покрывают полярные участки суши. Атмосферные осадки проникают в толщи осадочных пород, образуя подземные воды. Вода способна растворять в себе многие вещества, поэтому любые воды гидросферы можно рассматривать в качестве естественных растворов различной степени концентрации. Наиболее чистые атмосферные воды содержат 10-50 мг/л растворённых веществ, а морская вода – до 35 г/л.
    Гидросфера находится в тесной  взаимосвязи с литосферой (подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым веществом биосферы, в которое она входит в качестве обязательного компонента (человек на 70 % состоит из воды). По выражению В.И. Вернадского, вода стоит особняком в истории нашей планеты, но ей принадлежит важнейшая роль в геологической истории Земли. Вода является одним из факторов формирования физической и химической среды, климата на нашей планете, возникновения жизни на Земле.
    Если воду гидросферы равномерно распределить по поверхности планеты, то она покроет её слоем толщиной 3000 м. Но средняя толщина земной коры в десять раз больше средней толщины гидросферы, а радиус нашей планеты – в 2100 раз.
    Подавляющая часть природных вод слагает Мировой океан (94 %), который представляет собой уникальную природную систему биосферы. В ней происходит грандиозный процесс обмена и трансформации энергии и вещества нашей планеты. При этом различные физические, химические и биологические процессы объединяются, образуя единую природу океана. Со времени образования океана протекало изменение его природы под воздействием различных природных процессов: солнечного излучения, геологических и геохимических факторов и, что особенно важно, под влиянием биологических процессов. Биологические процессы проявлялись и проявляются в развитии живых организмов, в биологической продуктивности и осадкообразовании на всей площади дна мирового океана, в формировании различного рода органогенных илов.
    Морская (океаническая) вода представляет собой природный раствор, содержащий в среднем 35 г растворённых веществ в 1 литре воды. В общем, можно считать, что в морской воде присутствуют все химические элементы таблицы Д.И. Менделеева. Однако преобладающая часть растворённых веществ сложена немногими химическими элементами: О, Н, Cl, Na, Mg, S, Са, K, Br, С, Sr, B, F, Si, Rb, Li, N, P, J. Некоторые из элементов, несмотря на низкую концентрацию, играют важную роль в химических процессах океана и в морских организмах. В этом отношении ведущая роль принадлежит азоту, фосфору и кремнию, которые усваиваются живыми организмами, и их концентрация в морской воде контролируется ростом и размножением морских животных и растений.
    Следует отметить одну особенность океанической воды – главные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объёме Мирового океана. Это указывает на устойчивость динамического равновесия между количеством растворённых веществ, поступающих с поверхности континентов в океан, и их осаждением.
    В океанической воде находятся растворённые газы, которые образуются при обмене газами с земной атмосферой, при участии биохимических процессов в океане и на его дне, при дегазации мантии в районах рифтовых долин и подводных вулканов. Так, если в атмосфере Земли больше всего по массе азота и кислорода и немного углекислого газа, то в растворённой атмосфере океана основу по массе составляет углекислый газ, которого почти в 100 раз больше, чем в земной атмосфере. Кислорода же в океане почти в 100 раз меньше и совсем мало азота. В заметных количествах растворены и другие газы, такие как сероводород, аргон, метан. В целом масса растворённых в океане газов примерно в 30 раз меньше массы атмосферы Земли.
    Вода является самым мощным поглотителем солнечного тепла на поверхности Земли (теплоёмкость воды в 3300 раз больше теплоёмкости воздуха). Поэтому решающая роль в поглощении солнечной энергии на нашей планете принадлежит Мировому океану. Способность Мирового океана поглощать солнечную энергию в 2-3 раза больше, чем у поверхности суши. От поверхности океана отражается лишь 8 % солнечной радиации. Из-за особых тепловых свойств воды океан выступает накопителем солнечной энергии на планете. Нагревается он в основном в экваториальном поясе (от 15о южной широты до 30о  северной широты), а в более высоких широтах обоих полушарий отдаёт тепло.
    Основными переносчиками накопленного в океане солнечного тепла являются поверхностные течения. Средняя температура поверхности океана равняется 17,8 оС, самая «горячая» поверхность у Тихого океана (+19,4 оС), а самая «холодная» подо льдом Северного Ледовитого океана (- 0,75 оС). Температура поверхности Мирового океана в среднем на 3 оС выше, чем температура воздуха у поверхности Земли.
    Воды Мирового океана всё время находятся в активном движении. Этому способствует атмосферная циркуляция, неравномерный нагрев поверхности, контрасты солёности, возникающие в связи с изменчивостью испарения и осадков по акватории, температурные контрасты, силы притяжения Луны и Солнца.
    Общие запасы пресной воды составляют 2,5 % или 35 млн.км3, т. е. на каждого жителя планеты приходится около 8 млн. м3 пресной воды. Однако подавляющая часть пресной воды труднодоступна. Примерно 70 % пресной воды сосредоточено в ледниках, общий объём которых оценивается в 27 млн.км3.
    Пресные подземные воды залегают, обычно, до глубины 150 – 200 м, ниже они переходят в солоноватые и рассолы. Объём пресных подземных вод оценивается примерно в 100 раз большим, чем объём пресных вод всех озёр, рек и болот.
    Наименьшее количество воды на поверхности Земли находится в такой важной для человека составляющей гидросферы, как реки. Но реки, в отличие от других составляющих гидросферы, являются быстрыми транспортёрами воды. Вода в реках возобновляется намного быстрее, чем в любой другой составляющей гидросферы. Поэтому, несмотря на сравнительно небольшой мгновенный запас воды в руслах (1200 км3), реки в течение года доставляют к устьям 45000 км3 воды.
    С поверхности Мирового океана и континентов ежегодно испаряется 577 км3 воды, которая перемещается вместе с воздушными массами, участвуя в круговороте воды в природе. Круговорот воды обеспечивает единство всех видов воды в гидросфере.
    Занимая большую часть поверхности планеты, гидросфера обладает очень большим разнообразием природных условий. Значительное разнообразие создаётся одновременным существованием воды в трёх фазах, резко различающихся составляющими, большим набором растворённых в ней веществ и газов, формированием разнообразных статических и динамических структур. Даже на первый взгляд однородный океан на самом деле представляет анизотропную среду, в которой неоднородности в масштабах от микрометров до сотен километров создаются физико-химическими процессами, деятельностью живых организмов и под воздействием деятельности человека.
    Гидросфера Земли как компонент экосистемы представляет собой глобальную термодинамически открытую систему со своим «входом» и «выходом». Вход – это поток солнечной энергии, который приводит в движение гидросферу, а выход – вещества, накапливающиеся в результате потоков энергии и вещества в сообществах. На вход этой системы поступает также энергия из недр нашей планеты и энергия гравитационного притяжения Луны и Солнца, но эти величины намного меньше потока солнечной радиации.
    Литосфера – это верхняя твёрдая оболочка Земли. В состав биосферы входят верхние горизонты литосферы (литобиосфера), подвергающиеся ныне или подвергавшиеся в прошлом воздействию живых организмов. К биосфере, например, относятся некоторые полезные ископаемые, в частности, каменный уголь – продукт фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи.
    Общий химический состав литобиосферы определяют немногие элементы (О, Si, Al, Fe, Са, Mg, Na, К), которые слагают основную её массу. При этом наиболее распространённым элементом является кислород, который прочно связан хиически с другими элементами.
    В литосферу живые организмы проникают на ничтожную глубину. Основная их масса сосредоточена в верхнем слое – почве мощностью в несколько десятков сантиметров, и редко кто проникает на несколько метров или десятки метров вглубь (корни растений, дождевые черви). По трещинам земной коры, колодцам, шахтам и буровым скважинам животные и бактерии могут опускаться на глубину до 3 км. Проникновение зеленых растений в глубь литосферы невозможно из-за отсутствия света, а животные не находят там питания. Механические свойства горных пород, слагающих литосферу, также препятствуют распространению в них жизни. Наконец, с продвижением в недра Земли температура возрастает и на глубине 3 км достигает 100 оС.
    Почва – это особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, которыми она отличается от материнской (почвообразующей) породы.  Почва – это трёхфазная среда, включающая твёрдые, жидкие и газообразные компоненты. Она является продуктом физико-химического и биологического преобразования (выветривания) горных пород, то есть представляет собой продукт сложного взаимодействия неживой природы, климата, растений, микроорганизмов и животных. Самый верхний горизонт (гумус), содержащий продукты перегнивания органики, является наиболее плодородным. Его мощность по глубине  – 10 – 15 см. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы. Именно в нём происходят сложные физико-химические процессы, определяющие образование элементов питания растений. В гумусе содержатся основные элементы питания растений. Над гумусовым горизонтом располагается слой растительного опада, который принято называть подстилкой. Он состоит из ещё не разложившихся растительных остатков.
    В состав твёрдой части почвы входит органическое вещество, состоящее из соединений растительного, животного и микробного происхождения и промежуточные продукты их разложения.
    Жидкая часть – почвенный раствор является активным компонентом почвы, который осуществляет перенос веществ внутри неё, вынос из почвы и снабжение растений водой и растворёнными элементами питания. Обычно он содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.
    Газообразная часть или почвенный воздух заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, O2, CO2, летучие органические соединения и прочие, не постоянны и определяются характером множества протекающих в почвах химических, биохимических, биологических процессов.
    Под влиянием факторов почвообразования (климат, материнская порода, растительный и животный мир, рельеф и геологический возраст территории, хозяйственная деятельность человека) в почве протекают разнообразные процессы, которые объединяют в три основные группы:
    обмен веществами и энергией между почвой и другими природными телами;
    процессы превращения веществ и энергии, происходящие в самом почвенном теле без перемещения веществ;
    процессы передвижения веществ и энергии в почве.
    Почвенные процессы протекают в тесной взаимосвязи и взаимозависимости, охватывая всю почвенную толщину или сосредотачиваясь в отдельных частях.
    Соотношение твердой, жидкой, газообразной и живой частей в почвах весьма разнообразно. Но для всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов к нижним.
    Почва служит естественной средой обитания для различных групп микроорганизмов – почвенных микроорганизмов. Эти микроорганизмы играют важную роль в почвообразовании, формировании плодородия почвы и в круговороте веществ в природе. Они могут развиваться не только непосредственно в почве, но и в разлагающихся растительных остатках. В почве встречаются также некоторые болезнетворные микробы, водные микроорганизмы и другие, которые случайно попадают в почву. Но они, как правило, быстро погибают в почве. Однако некоторые из них сохраняются в почве длительное время, например сибиреязвенные бациллы, возбудители столбняка и др., и могут служить источниками инфекции для растений, животных и человека.
    По общей массе почвенные микроорганизмы составляют большую часть микроорганизмов нашей планеты. Обработка почвы, внесение удобрений, изменение водных режимов почвы также существенным образом влияют на число почвенных микроорганизмов. Важнейшая планетарная функция, которую выполняют почвенные микроорганизмы, состоит в круговороте веществ, в том числе в процессе превращения важнейших биогенных элементов О, С, N, Р, S, Fe и др. Почвенные микроорганизмы способны разрушать все природные органические соединения, а также ряд неприродных органических соединений. Они выполняют важную роль в очистке окружающей среды и загрязнителей.
    Исключительная роль почвы заключается в том, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95 – 97 % продовольственных ресурсов планеты.

    Рекомендуем прочитать:

    примеры детритных цепей
    конспект на тему круговорот элементов в биосфере
    живое вещество биосферы и его функции
    механизмы устойчивости биосферы
    экология лесных экосистем
    развитие эволюции в экосистемах
    загрязнение основной вид антропогенного воздействия на биосферу источники загрязнения
    техносфера ферсман
    сущность экономики природопользования курсовая
    конспект развитие организма

  11. Ready for Job Ответить

    • Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).
    • Тропосфера (нижний слой атмосферы).
    • Гидросфера (океаны, моря, реки).
    • Литосфера (верхняя часть земной коры).
    Биосфера — результат взаимодействия живой и неживой природы. Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из С02 и Н20 под действием солнечного света. В биосфере выделяют взаимосвязанные части:
    • Живое вещество — живые организмы.
    • Биогенное вещество — продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и т.п.).
    • Косное вещество — горные породы (минералы, глины).
    • Биокосное вещество — продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почва, ил, природные воды).
    Функции биосферы: энергетическая, концентрационная, деструктивная, средообразуюшая, транспортная.
    Энергетическая функция связана с превращением энергии Солнца в энергию химических связей органического вещества (фотосинтез).
    Газовая — фотосинтез (выделение 02), дыхание (С02), деятельность азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий. Создание атмосферы Земли.
    Концентрационная проявляется в накоплении химических (средообразующих) элементов (углерода, кислорода, водорода, азота, калия и др.).
    Деструкционная заключается в минерализации отмерших организмов и возвращении химических элементов в ОПС, в результате чего образуются биогенные и биокосное вещества биосферы.
    Круговорот веществ в биосфере. Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического кругооборота веществ. Выделяют 2 основных круговорота — большой (геологический) и малый (химический).
    Большой круговорот длится миллионы лет. Он заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, продукты разрушения сносятся потоками воды в Мировой океан или частично возвращаются на сушу вместе с осадками. Процессы опускания материков и поднятия морского дна в течении длительного времени приводят к возвращению на сушу этих веществ, процессы повторяются.
    Малый круговорот, как часть большого, происходит на уровне экосистемы и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в растениях, расходуются на построение тела и жизненные процессы животных. Продукты распада разлагаются почвенной микрофлорой до минеральных компонентов, доступных растениям и вновь вовлекаются в поток вещества.
    Обмен химических веществ из неорганической среды через растения и животные обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии химических реакций называется биохимическим циклом. Его можно подразделить на два основных типа:
    • круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере (Мировой океан);
    • осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.
    К главным циклам относятся круговороты углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и биогенных катионов.

  12. Adojurus Ответить

    Биосфера – особая
    оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть веществ
    планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
    Биосфера включает:
    – живое вещество;
    – биогенное вещество;
    – косное вещество;
    – биокосное вещество;
    – радиоактивное вещество;
    – вещество космического происхождения;
    – рассеянные атомы.
    Представление Вернандского об организованности биосферы – согласованное
    взаимодействие живого и неживого.
    Представление о её возникновении и развитии: биосфера возникла в результате
    эволюции. По-видимому, первыми были анаэробные бактерии.
    1. Формирование литосферы
    2. Никогда не наблюдались периоды, лишенные жизни
    3. Живые организмы.
    4. Их количество бесконечно велико и действуют они бесконечно длительное
    время
    5. Движущий фактор – биохимическая энергия живого вещества
    Состав и границы биосферы
    Жан БатистЛамарк (1744 год – 1783 год) – термин «биосфера».
    Вернадский В. И. (1926). Биосфера – поверхностная оболочка Земли, созданная и
    преобразуемая деятельностью живых организмов.
    Строение биосферы:
    – Атмосфера до высоты 25 км (озоновый слой)
    – Гидросфера на всю толщу (11 км)
    – Литосфера до глубины 5 км (температурный барьер +105ºС)
    Характерные черты биосферы:
    – Наличие вещества в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и
    газообразном.
    – Наличие большого количества воды в свободной форме.
    – Наличие большого количества энергии, как солнечного, так и земного
    происхождения.
    Основные компоненты биосферы:
    – Живое вещество – вся сумма живых организмов, находящихся на планете в
    данный исторический период.
    – Биогенное вещество – органическое или органо-минеральное вещество,
    созданное организмами далекого прошлого и представленное в виде каменного угля,
    горючих сланцев, горючих газов, торфа, сапропеля, нефти.
    – Биокосное вещество – неорганические вещества, преобразованные
    деятельностью организмов (вода, воздух, железная и марганцевая руды).
    Термин «Биосфера» был впервые введен в литературу австрийским геологом Э.Зюссом для
    обозначения всего того пространства атмосферы, гидросферы и литосферы, где
    обитают живые организмы. Целостное учение о биосфере было создано академиком
    В.И.Вернадским (1863 – 1945 гг.), который определил биосферу как область
    существования и
    функционирования живого
    вещества     – совокупности всех
    живых организмов на планете. В учении В.И.Вернадского впервые была раскрыта роль
    живых организмов в процессах планетарного масштаба, показано, что живые
    организмы и продукты их жизнедеятельности являются наиболее мощной геологической
    силой, играющей первостепенную роль в механизмах разрушения горных пород,
    круговорота веществ, изменения водной и воздушной оболочек планеты, эволюции
    верхних слоев литосферы.
    Наряду с живым веществом, В.И.Вернадский выделил еще несколько категорий
    вещества в биосфере. Живому веществу противопоставляется косное
    вещество – в    се геологические образования, не входящие в состав живых
    организмов и не созданные ими. Примеры косного вещества – гранит, кварц и тому
    подобные. Геологические породы, созданные в результате деятельности живого
    вещества, относятся к веществу биогенному (известняк,
    каменный уголь, и пр.). В отдельную категорию выделяется биокосное
    вещество    , представляющее собой комплекс взаимодействующих живого и косного
    вещества, примерами которого являются почвы, природные воды.
    Живое вещество составляет примерно 0,01% от всей массы биосферы, но благодаря
    высокой химической и геологической активности, именно оно является основой
    биосферы, состав которой определяется совокупной деятельностью живых организмов
    в настоящем и прошлом.
    Современная биосфера охватывает пространство, в котором живые организмы обитают
    в настоящее время. В то же время безжизненные скопления органических веществ и
    других соединений, образовавшихся при участии живых организмов в прежние
    геологические эпохи (залежи каменного угля, нефти, горючих сланцев, рудные
    образования, известняки и т.д.), относят к так называемым былым биосферам.
    Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (аэробиосферу), всю гидросферу
    (гидробиосферу) – океаны, моря, поверхностные воды суши, террабиосферу –
    поверхность самой суши, а также литосферу (литобиосферу) – верхние горизонты
    твердой земной оболочки. В пределах биосферы выделяют две категории слоев:
    собственно биосферу, где живое вещество локализовано постоянно (эубиосферу), а
    также расположенные выше и ниже ее соответственно парабиосферу и метабиосферу. В
    эти слои живые организмы могут попадать лишь случайно. Общая протяженность
    эубиосферы по вертикали – 12-17 км, хотя у разных авторов эти оценки несколько
    варьируют.
    Верхней границей биосферы (включая парабиосферу) является озоновый экран (или
    слой).
    Озоновый экран (озоносфера) – это слой атмосферы в пределах стратосферы,
    расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую
    плотность (концентрацию молекул) озона на высоте 22-26 км.
    Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7-8 км, у экватора – 17-18 км, а
    максимальная высота присутствия озона – 45-50 км. Выше озонового экрана
    существование жизни без специальной защиты невозможно из-за жесткого
    ультрафиолетового излучения Солнца.
    Метабиосфера не опускается ниже 10-15 км, а нижней границей эубиосферы считаются
    донные отложения океана и верхние горизонты литосферы, подвергающиеся ныне (или
    подвергавшиеся в прошлом) воздействию живых организмов. К биосфере, например,
    относятся некоторые полезные ископаемые, в частности каменный уголь – продукт
    фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи. С учетом протяженности всех
    названных слоев по вертикали общая мощность биосферы оценивается в 33-35 км.
    Процессы, протекающие в биосфере и обеспечивающие ее функционирование как
    глобальной экосистемы, связаны с активным обменом веществом и энергией между ее
    компонентами. В этой связи важное значение имеют особенности физико-химической
    среды биосферы, такие как значительное содержание в ней жидкой воды, наличие
    многочисленных поверхностей раздела между твердыми, жидкими и газообразными
    фазами, и наконец, мощный поток солнечной энергии, проходящий через биосферу.
    Роль биосферы (живого вещества) на Земле
    – Захват и создание запасов солнечной энергии в процессе фотосинтеза
    – Создание органического вещества и его перенос по планете
    – Концентрация химических элементов
    – Отложение органического вещества на длительный период (известняки, мел,
    каменный уголь, нефть, и так далее)
    – Окислительно-восстановительная активность (анаэробные и аэробные
    организмы)
    – Создание почвы и ее плодородного слоя
    – Санитарно-очистительная функция (разложение мертвых органических остатков)
    Концентрация химических элементов организмами

  15. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *