Главная
Форум
Правила
Регистрация
Почта
Карта сайта
  • Красивые норвежские зеленые крыши

    Зеленые крыши стали новым феноменом во многих регионах мира, но норвежцы сооружали такие крыши на протяжении сотен лет. ..  подробнее...
  • Массовоая гибель птиц, рыб и других животных: возможные причины и последствия

    2016 год начался зловещим и непонятным явлением - массовой гибелью совершенно разных видов птиц и рыб, в разных странах и на разных континентах.  подробнее...
  • Скоро самкам гренландского тюленя будет негде рожать

    Благодаря детальному изучению гренландских тюленей стало известно, что для родов, самки этого вида ищут самый толстый и старый лед..  подробнее...
  • Водные ресурсы, климат и здоровье

    Крупномасштабные глобальные изменения природной среды в настоящее время становятся все более очевидными, и все чаще их связывают с процессами глобального изменения климата.  подробнее...
Главное меню
Популярное на сайте
КЛИМАТ И СО2
Доклад ВОЗ Периоды сильной жары: угрозы и ответные мерыОжидается, что в результате изменения климата произойдет повышение средних летних температур и частоты и интенсивности жарких дней. Периоды сильной жары в Европе ассоциируют со значительной заболеваемостью и смертностью.
УРОВЕНЬ ШУМА
Шумовое загрязнение - это своеобразный и очень опасный для здоровья человека вид загрязнения среды обитания. При сильном, продолжительном или постоянном шуме мы подвергаемся особенно большой опасности.
ЭКOТРАНСПОРТ
электромобиль Фольксваген Golf Blue E-motionВы, вероятно, ничего не слышали о набегах компании Фольксваген в сферу электромобилей. Откровенно говоря, до недавнего времени, действительно было мало поводов для подобных обсуждений. Но, наконец, ситуация изменилась, поскольку второй по величине автомобилестроитель в мире только что представил свой Гольф Blue E-motion.
Обзор экологичных автомобилей на авто салоне в Детройте, 2011Детройт принимает автомобильные шоу уже более 100 лет подряд. Первые несколько десятилетий своего существования, однако, это была локальная выставка в США. Затем, в 1987 году, группа компаний из Детройтской ассоциации авто дилеров (DADA) задала себе вопрос: Почему бы не сделать из этого авто шоу национальную выставку автомобилей с приглашенными автопроизводителями из других стран?
КРАСИВЕЙШИЕ МЕСТА
Командорские остров, остров Беринга фото
Командо?рские острова? - архипелаг из четырёх островов в юго-западной части Берингова моря Тихого океана.
Великий барьерный риф, АвстралияОдно из естественных чудес на Планете - это Великий барьерный риф в Австралии. Он находится на ее восточном побережье и является самым большим коралловым рифом на Земле.
Интересное на сайте
Реклама на сайте
Экологичный и футуристичный тримаран Earthrace продолжает ставить рекорды - zelife.ru - Капитан и создатель экологичной яхты Earthrace дал интервью австралийским "Зеленым страницам" во время ее стоянки в Сиднее. Пит Бетюн построил эту лодку, которая приводится в действие исключительно благодаря био-топливу и является морским транспортным средством с нулевым балансом выбросов углерода.
МИРОВАЯ ЭКОЛОГИЯ
В Запорожье отмыли национальный заповедник14 сентября активисты Запорожской экологической организации "Оберег" провели акцию "Отмоем Хортицу вместе". Наиболее активными участниками акции стали девушки в народных костюмах, кто-то с "сажей" на лице, кто-то в противогазе.
ЗЕЛЕНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Недельное тестирование нового гибридного автомобиля Chevi Volt - Экологический портал Зеленая жизнь www.zelife.ruИзвестный экологический веб-ресурс Inhabitat недавно получил в свое распоряжение электрический Chevy Volt от Дженерал Моторс на целую неделю с тем,
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
Зеленый офис: «уже в России чувствовать себя человеком...» Экологический портал Зеленая жизнь - Зелайф www.zelife.ruВ Москве состоялась встреча в рамках проекта EcoLounge, посвящённая экологизации офиса. Мы публикуем основные тезисы, прозвучавшие в ходе мероприятия.
ЭКОТУРИЗМ
На фоне глобальных изменений природной среды ХХ-го и начала XXI веков возникает проблема формирования нового типа общественного сознания, отражающего как современное знание о природе, так и принципиально новые потребности людей. Одной из них является возрастающая тяга к экотуризму.
ГМО
ГМО. Бомба замедленного действия.Основные методы генной инженерии были разработаны в начале 1970-х годов. Уже тогда возникли опасения, что новая наука в неумелых руках может не только нанести человечеству непоправимый вред, но и вообще уничтожить его.
Навигатор по сайту  »  Экология » НАУКА ЭКОЛОГИЯ » Основы учения о биосфере » Структурная и функциональная организация биосферы
    
Структурная и функциональная организация биосферы
Структурная и функциональная организация биосферыБиосфера — живая оболочка планеты. В век
научно-технического прогресса особое значение приобретают
знания о жизненных процессах в целом, происходящих на нашей
планете. Необходимость в них возникает в связи с резко
возросшим разрушительным антропогенным воздействием на
природную среду- Изъятие человеком природных ресурсов
пресной воды, почвеенного гумуса, продукции растений и
животных — превысил0 темпы естественного
воспроизводства.<!--more--> Отходы хозяйственной деятельности человека
загрязняют среду, так как не могут включаться в естественные
природные круговороты. Загрязнение ведёт к деградации природы
и создает угрозу самой жизни человека. В настоящее время, как
никогда ранее, человечество стало ощущать не только масштабы
своей деятельности, но и свою зависимость от состояния
окружающей среды. Вот почему такую большую значимость
приобретают знания о всеобщей взаимосвязи и
взаимообусловленности природных явлений, о структуре жизни на
планете, о роли населяющих ее живых организмов, об основах
стабильности самой жизни. Именно эти проблемы являкются
центральными в учении о биосфере.



Представление о том, что все живые существа планты
взаимодействуют с внешней средой и изменяют ее, возникло давно
на основе наблюдений природных явлений. Так, автор первой
эволюционной системы животного мира французский ученый Ж. Б.
Ламарк отмечал, что все живые организмы, бесконечно
разнообразные и многочисленные, с непрерывно сменяющимися
поколениями, в результате своей жизнедеятельности принимают
активное участие в формировании поверхности Земли. Работы Ж.
Б. Ламарка положили начало представлениям о существовании на
нашей планете особого пространства, заселенного живыми
организмами и преобразуемого ими.



Термин биосфера был предложен в 1875 г. австрийским
геологом Э. Зюссом. Однако он не разработал представлений о
биосфере и не дал введенному термину точного определения.



Творчески развил идеи своих предшественников русский геохимик
В. И. Вернадский (1863—1945), основоположник нзуки
биогеохимии, создатель учения о биосфере. Первая его
книга «Биосфера», в которой ученый изложил основные положения
своего учения, была опубликована в 1926 г. По В. И.
Вернадскому, биосфера (шар жизни) — оболочка Земли,
состав, структура и энергетика которой обусловлены прошлой и
современной деятельностью живых организмов.



Понятие о живом веществе. Главным компонентом биосферы
является живое вещество — совокупность всех
существующих в данный момент живых организмов планеты,
численно выраженная в элементарном химическом составе, в
массе, в энергии. Это вещество геохимически чрезвычайно
активно, так как при осуществлении процессов питания, дыхания,
выделения оно связано с окружающей средой биогенным потоком
химических веществ. Благодаря этому потоку почти все
химические элементы проходят в общей цепи превращений через
биогеохимическое звено. Таким образом, жизнедеятельность
организмов — это глубокий и мощный процесс преобразования и
переноса вещества, результатом которого является изменение
облика планеты. Миграция химических элементов из организма в
среду и обратно не прекращается ни на секунду. Эта миграция
была бы невозможной, если бы элементарный химический состав
организмов не был близок к составу земной коры. В. И.
Вернадский писал: «Организм имеет дело со средой, к которой не
только он приспособлен, но которая приспособлена и к нему».



Благодаря зеленым растениям, осуществляющим процесс
фотосинтеза, в биосфере создаются сложные органические
молекулы. Заключенную в них энергию используют для процессов
жизнедеятельности гетеротрофные организмы. В этом состоит
космическая функция зеленых растений биосферы. Без живого
вещества энергия солнечного луча сводилась бы лишь к
перемещению газообразных, жидких и твердых тел по поверхности
планеты и к временному их нагреванию в дневное время и
остыванию в ночное. Живое вещество выступает в качестве
гигантского аккумулятора и уникального преобразователя энергии
Солнца, связанной в химических связях сложных органических
молекул. Солнечная энергия без живого вещества не совершала бы
на Земле созидательной деятельности, так как не могла бы ни
удержаться на ней, ни преобразоваться в другую форму энергии
(механическую, тепловую и др.). Улавливание солнечной энергии
осуществляется фототрофными организмами. Но в удержании и
преобразовании заключенной в них энергии Солнца, перемещении
ее по земной поверхности, а также из внешнего в более глубокие
слои планеты принимает участие все живое вещество. Этот
процесс бесконечен благодаря размножению и последующему росту
организмов. Скорость размножения, по Вернадскому, — это
скорость передачи в биосфере геохимической энергии.



Элементарной структурной и функциональной единицей биосферы
является биогеоценоз. Именно в биогеоценозе организмы и
среда тесно взаимосвязаны и взаимно приспособлены друг к
другу, благодаря чему возможно осуществление биологического
круговорота веществ
— основы бесконечности жизни на
планете. В ходе биологического круговорота ограниченные запасы
химических веществ приобретают свойство бесконечных, так как
находятся в непрерывном круговом обращении. Круговорот веществ
в виде биогеохимических циклов — необходимое условие
существования биосферы. Между величинами поступающей солнечной
энергии и количеством образуемого живого вещества установилась
тесная зависимость. Таким образом, неразрывная связь планеты и
организма имеет не только качественную, но и количественную
сторону. «Планета и организм неразрывно количественно
связаны», —писал В. И. Вернадский.



Создание учения о биосфере явилось важным научным достижением
человечества. Впервые живая природа стала рассматриваться как
целостная система, тесно взаимодействующая с неорганической
средой. В. И. Вернадский заложил основы современных научных и
философских представлений о планетарном и космическом значении
жизни, о взаимосвязи и взаимодействии живой и неживой природы.



Протяженность биосферы. На Земле имеются три геосферы, в
пределах которых существует жизнь. Границы биосферы в пределах
геосфер определяются наличием условий, необходимых для жизни
различных организмов.



Атмосфера — воздушная оболочка Земли. С высотой
плотность воздуха быстро уменьшается: 75% массы атмосферы
сосредоточено в слое ниже 10 км, 90% — ниже 15 км, 99% — ниже
30 км, 99,9% — ниже 50 км. Воздух, лишенный влаги и твердых
примесей, состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%),
аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и незначительного
количества других газов. Водяной пар вместе с углекислым газом
и газообразными веществами вносят большой вклад в удержание
отраженных от поверхности планеты длинноволновых тепловых
лучей (так называемый парниковый эффект). Благодаря этому
эффекту нижние слои атмосферы оказываются теплыми.



Область биосферы присутствует лишь в нижнем слое атмосферы
тропосфере. Высота слоя тропосферы изменяется от 8—10
км в полярных широтах до 16— 18 км в экваториальной зоне.
Верхней границей биосферы считают зону 15 км, над которой
располагается озоновый слой стратосферы в области 15—25
км. Озоновый экран поглощает губительное для живых организмов
коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца.



Литосфера (греч. lithos — камень) — внешняя твердая
оболочка (кора) планеты. В ней различают три слоя: верхний
слой осадочных пород, средний — гранитный и нижний
базальтовый. Толщина слоев неравномерная, поэтому в некоторых
местах гранит выходит на поверхность. Живое вещество в
литосфере в основном сосредоточено в ее верхних нескольких
десятках метров. Однако неактивные формы жизни (споры, цисты)
и нефте-бактерии зарегистрированы и на глубинах 3—4 км.
Распространение жизни в более глубокие области литосферы
ограничено высокими температурами земных недр (свыше 100°С).
Наибольшая же плотность живого вещества литосферы отмечается в
поверхностном слое земной коры — в почве.



Гидросфера представляет собой совокупность вод океанов,
морей, озер, рек, подземных, ледяных покровов планеты. Она
образует ее прерывистую водную оболочку. Средняя глубина
океана составляет 3,8 км, максимальная (Марианская впадина
Тихого океана) — 11,034 км. Около 97% массы гидросферы
составляют соленые океанические воды, 2,2% — воды ледников,
остальная часть приходится на подземные, озерные и речные
пресные воды. Область биосферы в гидросфере представлена во
всей ее толще, однако наибольшая плотность живого вещества
приходится на поверхностные прогреваемые и освещаемые лучами
солнца слои, а также прибрежные зоны.



Зоны непосредственного контакта и активного взаимодействия
литосферы, атмосферы и гидросферы плотнее всего заселены
живыми организмами, так как в этих областях создаются наиболее
благоприятные условия для жизни — оптимальные температура,
йлажность, освещенность, содержание кислорода и необходимых
химических соединений, нужных для питания организмов. К
верхним слоям атмосферы, вглубь океана и недр литосферы
концентрация живого вещества уменьшается. Несмотря на
незначительную долю живого вещества по сравнению с массой
земной коры, многие изменения в ней обусловлены
жизнедеятельностью обитающих в ее пределах живых организмов.



Количественной мерой живого вещества является биомасса и
продукция. Биомасса — выраженное в массе количество
живого вещества, приходящееся на единицу площади или объема
местообитания (г/м:, кг/га, г/м3 и т.
п.). Продукция -~ прирост биомассы на единице
пространства за единицу времени (например, г/м2 за
сутки).



Распределение биомассы живого вещества в континентальной
(суше) и океанической частях биосферы представлено в табл.
15.1.



Табл. 15.1. Биомасса (сухое органическое вещество)
организмов Земли.







































Биомасса




Континенты




Океан




млрд. т




%




млрд.т




%




Зеленые растения




2400




99,2




0,2




6,3




Животные и микроорганизмы




20,0




0,8




3,0




93,7




Всего




2420




100




3,2




100




Несмотря на то что гидросфера составляет около 71% всей
поверхности планеты, основная масса живого вещества биосферы
сосредоточена на континентах (свыше 99,8%); на океаносферу
приходится только 0,13%.



На континентах преобладают растения (99,2%), в океанах
животные и микроорганизмы (93,7%). Живое вещество
сосредоточено в основном в зеленых растениях суши, биомасса
которых на четыре порядка больше, чем фотосинтезирующих
организмов гидросферы. Организмы, не способные к фотосинтезу,
составляют 1 %.



Вместе с тем по количеству создаваемой продукции и выделяемого
кислорода наземные и водные растения вполне сопоставимы.Так,
приблизительно половина всего объема кислорода образуется в
процессе фотосинтеза растениями суши (главным образом влажными
тропическими лесами), вторая половина — микроскопическими
водорослями гидросферы (фитопланктоном), хотя биомасса и тех и
других несопоставима. Это явление объясняется значительно
большей скоростью образования продукции фитопланктоном по
сравнению с таковой крупными растениями (деревьями,
кустарниками) суши.



На континентальной части биосферы живое вещество распределено
крайне неравномерно из-за наличия широтной и высотной
зональности.



Широтная зональность определяется тем, что, кроме
солнечной энергии, углекислого газа и минеральных веществ, для
развития растение образующих в результате фотосинтеза
первичное органическое вещество, необходимы вода (влага) и
тепло. В различных зонах планеты соотношение между величинами
получаемого тепла и влаги различно, что и определило выделение
20 главнейших типов природных ландшафтов (зоны тундры, тайги,
смешанных лесов, влажных тропических лесов и т. д.).



Высотная зональность обусловлена высотой местообитания
над уровнем моря. С повышении высоты происходит снижение
температуры воздуха, парциального давления кислорода,
углекислого газа и водяных паров. Поэтому по мере увеличения
высоты над уровнем моря биомасса живого вещества снижается, и
выше 6 тыс. м растения не могут жить.



Наибольшие величины биомасс живого вещества экосистем суши
имеют влажные тропические леса, наименьшие — пустыни и тундры.
В океанической части биосферы наиболее насыщены живым
веществом коралловые рифы, зоны подъема глубинных вод
(апвеллинг) и мелководье (шельф). В открытом океане биомасса
живого вещества низкая из-за недостатка элементов минерального
питания.



Функциии живого вещества. Глобальными биогеохимическими
функциями живого вещества являются энергетическая,
газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная и
биохимическая.



Энергетическая функция заключается в усвоении живым
веществом преимущественно солнечной энергии и передаче ее по
трофическим цепям. В основе этой функции лежит
фотосинтетическая деятельность зеленых растений, образующих
98% всей первичной продукции планеты, что составляет около
150— 200 млрд. т сухого органического вещества в год.



Газовая функция осуществляется зелеными растениями,
которые в процессе фотосинтеза выделяют кислород, растениями и
животными, выделяющими при дыхании углекислый газ, а также
многими бактериями, восстанавливающими азот, сероводород и др.
Благодаря газовой функции сформировался современный состав
атмосферы, значительно отличающийся от такового в
до-биосферный период.



Концентрационная функция проявляется в способности
живых организмов накапливать разные химические элементы, в том
числе микроэлементы, из внешней среды (почвы, воды,
атмосферы). Некоторые виды являются специфическими
концентраторами химических элементов в количествах, в десятки
и даже тысячи раз превышающих их содержание в среде. Так,
бурые водоросли концентрируют иод, диатомовые водоросли и
злаки — кремний, фиалки -— цинк, моллюски и ракообразные
медь, и т. п. Следствием концентрационной функции живых
организмов являются геохимические аномалии многих участков
земной поверхности, залежи известняка, локальные скопления
некоторых химических элементов.



Окислительно-восстановительная функция
выражается в химических превращениях веществ в процессе
жизнедеятельности организмов. В почве, водной и воздушной
среде образуются соли, окислы, новые вещества как результат
окислительно-восстановительных реакций. С деятельностью
микроорганизмов связано формирование железных и марганцевых
руд, известняков и т. п.



Биохимическая функция осуществляется в процессе
обмена веществ в живых организмах (питания, дыхания,
выделения) и разрушения отмерших организмов и продуктов их
жизнедеятельности до простых неорганических веществ. Все это
приводит к круговороту химических элементов в природе, их
биогенной миграции.





Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
  • Комментариев: 0
  • Просмотров: 3945
Добавление комментария
Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите проверочный код в форму.
Если символов не видно, нажмите на картику для её обновления.