Учение о биосфере. Основные среды жизни и условия существования организмов

Значительная неоднородность поверхности Земли впервые чётко  была определена В.В. Докучаевым. Неравномерное по широтным зонам расселение органических форм и отложение продуктов их жизнедеятельности отражает диссиметрию  неорганических условий существования жизни и составляет одну из закономерностей биосферы.

Таким образом, неоднородность  - важнейшая черта биосферы. Биосфера это единственная на нашей планете область, где полностью предоставлены во взаимодействие все известные формы движения материи: микрофизическая, химическая, физическая, биологическая, социальная.

 

 

 

4. Круговорот веществ в природе.

 

Неоднородность частей и элементов биосферы обуславливает  их неразрывное взаимодействие в  рамках целого и исключительную степень зависимости частей друг от друга. Это зависимость обеспечивается обменными процессами, связывающими все части в единое целое в рамках некоторого цикла. Каждая из частей в обменном цикле играет весьма важную роль, и с выпадением любой части нарушалась бы вся система.

Обменный цикл, ответственный  за объединение частей целого, принято  называть интегративным фактором. Таким фактором является абиогенный геологический круговорот вещества и энергии. С появлением жизни наряду с абиогенным круговоротом вещества и энергии складывается биологический круговорот.

Круговорот веществ  – это многократное участие веществ  в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере, в том числе  в тех слоях, которые входят в  биосферу планеты, при непрерывном притоке энергии.

Жизнь на Земле с самого начала стала возможной благодаря  притоку космической энергии, прежде всего энергии Солнца. Наиболее общий механизм её фиксации, накопления и перераспределения связан с жизнедеятельностью растительных фотосинтезирующих организмов и их взаимодействием с животными микроорганизмами и неживой природой. Они неутомимо аккумулируют энергию в органических соединениях, из которых складывается биомасса живого вещества суши и Мирового океана, в гумусе почв и торфяных отложениях, во взвешенном и донном органическом веществе рек, озёр, океана. Наконец ископаемые ресурсы энергии биогенно-космического происхождения, но образовавшиеся в далёком геологическом прошлом, заключённые в нефти, горючих газах и сланцах,  в битумах и каменных углях. Все эти массы энергии постоянно перемещаются, что предопределено различными мировыми экологическими системами.

В первую экологическую  систему входят растения, животные и почвенный покров. В её пределах формируется биомасса, связываются и перераспределяются солнечная энергия, влага, углерод атмосферы, кислород, водород, азот, фосфор, сера, кальций, калий, и другие «строители жизни», выделяется в атмосферу свободный кислород.

Вторую мировую экологическую  систему образуют в совокупности с океаном высшие и низшие водные растения. Они так же связывают солнечную энергию, углерод, азот, фосфор и другие биофилы, образуя растительную биомассу и освобождая кислород, поступающий в атмосферу. При этом растительные организмы и пищевые цепи связанных с ними животных  и бактерий вовлекают в свои ткани многие элементы (водород, кислород, азот, фосфор, сера, калий, кальций, марганец, кремний, алюминий, магний) и микроэлементы (йод, кобальт, медь цинк), одновременно отделяя лёгкие изотопы углерод, водорода, кислорода, азота и серы от более тяжёлых форм.

Организмы суши, водной и  воздушной среды, непрерывно обмениваясь  со своим окружением, воспринимают и отдают разнообразный спектр минеральных  и органических соединений в виде газов, растворов и твёрдых тел.

Нагревание водных масс, образование и конденсация паров, выпадение атмосферных осадков  и движение поверхностных и подземных  вод – всё это является второй важной формой накопления, удержания  и перераспределения космической  энергии Солнца на планете и в  биосфере.

Третью мировую экологическую  систему образуют в совокупности эрозия, химические трансформации, транспорт, перераспределение, осаждение и  накопление химических и механических осадков на суши и в океане – всё это звенья единой цепи передачи и превращения энергии и работы, выполняемой мировым и локальным круговоротом воды. Неравномерное нагревание воздуха и воды вызывает планетарные перемещения водных и воздушных масс, формирует перепады плотности и давления, океанические течения и грандиозные процессы атмосферной циркуляции, которые носят сезонный характер.

В реальной жизни Земли  эти три планетарных процесса тесно переплетаются, образуя общеземной и локальные круговороты веществ, направляя и перераспределяя энергию, поступающую от Солнца.

Биосфера это бесчисленные переплетения биогеоценозов (совокупности растений и животных на определённом геологическом участке Земли) и экосистем. Почвенный покров и биоценозы суши тесно связаны с атмосферой и находятся в постоянном и закономерном взаимообмене с ней веществами в твёрдых, жидких и газообразных формах. Мировой океан и атмосферная оболочка, в свою очередь связаны потоками энергии газов, аэрозолей, выпадением и испарением влаги.

Наконец экосистемы суши и Мирового океана связаны между  собой через бесчисленные водные стоки и воздушную миграцию. Их обеспечивают образование, перенос и выпадение атмосферных осадков, аэросуспензий и аэрозолей, а так же обмен массами живого и мёртвого материала (питание и миграция птиц, а так же водных и сухопутных животных, приливы и отливы, подъёмы и опускания суши).

Круговорот веществ  и энергии в природе складывается из следующих процессов:

- регулярно повторяющегося  или непрерывного притока энергии,  а так же образования и синтеза  новых соединений;

- постоянного или периодического переноса и перераспределения энергии, выноса и направленного перемещения синтезированных соединений под влиянием химических, физических и биологических абсентов;

- направленного ритмического или периодического последовательного преобразования, разложения и деструкции (разрушения) синтезированных ранее соединений под влиянием биогенных или абиогенных воздействий среды;

- постоянного или периодического образования простейших минеральных и органоминеральных компонентов в газообразном, жидком или твёрдом состоянии, которые играют роль составных компонентов для новых – очередных  - синтетических циклов круговорота веществ. 

 

5. Понятие «ноосфера» и его специфика. Глобальные проблемы.

 

Оценив масштабы  вмешательства  человека в ход биосферных процессов, В.И. Вернадский пришёл к заключению, что человеческий разум уже стал на Земле фактором геологического значения.

В настоящее время  положение о человечестве как  геологическом факторе почти  не у кого не вызывает сомнений, поскольку  изменения, вызванные человеком на планете носят глобальный характер.

В связи с этим, перед  людьми встаёт целый комплекс задач  не только научно-технического, но и  социального порядка, сводящихся к  одной цели – не допустить, чтобы  изменения природной сферы происходили  во вред самим же людям и  другим формам жизни, придумать им разумно направленный характер. В этом случае биосфера будет переведена регулирующей деятельностью людей в качественно новое состояние, для отражения которого требуется соответствующие понятие. Поскольку это состояние возникает как функция разумной деятельности людей, В.И. Вернадский предложил использовать понятие «ноосфера».

Ноосфера – это целостная планетная оболочка Земли, населённая людьми и рационально преобразованная ими в соответствии с законами сохранения и поддержания жизни для гармоничного сосуществования общества с окружающими природными условиями. Понятие «ноосфера» станет центральным междисциплинарным  понятием и будет играть важную роль в построении целостной системы знаний об окружающей общество природе во взаимосвязи всех её частей.

Признаками начала перехода биосферы в состояние ноосферы можно  считать принятие практических мер  по решению проблем глобальной экологии. В частности, были приняты международные соглашения по защите озонового слоя атмосферы, для чего правительства развитых стран обязались стимулировать замену фреонов экологически безопасными хладагентами, по сохранению видового разнообразия жизни на Земле. Разрабатываются международные проекты, направленные на поиск мер по предотвращению накопления в атмосфере углекислого газа и развития «парникового эффекта» и ряда других.

Проблемы,  которые  можно отнести к глобальным, отличаются тем, что описываемые ими явления  свойственны всему земному шару и касаются интересов существования  всего человечества. Решение этих проблем определит переход человечества и биосферы в состояние ноосферы и тем самым создаст основу для нового этапа его развития.

К проблемам глобального  характера, которые осознаны как  первоочерёдные относятся, прежде всего, проблемы загрязнения воды, почв, проблемы температурного режима Земли, озонового экрана и сохранения видового разнообразия жизни, проблемы загрязнения воздуха.

Так, например, в одном  из крупнейших городов Сибири – Кемерово очень высока степень загрязнения воздуха. Средние за год концентрации бенз(а)перена, аммиака, сероуглерода, формальдегида составляют 2-6 ПДК (предельно допустимых). В отдельные дни отмечается превышение максимальных разовых ПДК более чем в 10 раз многими токсическими веществами: двуокисью азота, хлористым водородом, сажей, спиртами и более чем в 20 раз – формальдегидом, аммиаком и деметиламином. В атмосфере города обнаружено около 200 вредных веществ.

 Ленинск-Кузнецкий – город угольной промышленности, характеризуется высоким уровнем загрязнения воздуха. В воздухе содержится сажа, пыль и другие вещества. Средние за год концентрации пыли и сажи превышают норму в 2-3 раза. Среднемесячные максимальные разовые концентрации пыли и сажи иногда достигают 6-10 ПДК. 

В последние годы произошло  видимое улучшение экологической обстановки в стране. Снизились суммарные выбросы вредных веществ в атмосферу. Атмосферный воздух является одним из основных  жизненно важных элементов окружающей среды. Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеет выявление новых источников загрязнения воздушной среды, учёт проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу. 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Основы прикладной экологии/ Т.А.Краснова,  М.П.Кирсанов;         Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.  Кемерово, 2001. – 176с.
2. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебник и справочное пособие. – М.: Финансы и статистика, 1999. – 672с.: ил.
3. Розанов С.И. Общая экология: Учебник для технических направлений и специальностей. – СПб.: Издательство «Лань», 2001. – 288 с. – (Учебник для вузов. Специальная литература).
4. Экология и экономика природопользования: Учебник для вузов/Под редакцией профессора Э.В. Гирусова. – М.: ЮНИТИ, 2000. – 455с.

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. План___________________________________________________1.
2. Понятие «биосфера» его сущность._________________________2.

3. Разработка обобщающей теории. Геохимический, традиционный системный подходы._____________________________________4.

4. Основные закономерности развития биосферы._______________7.
5. Круговорот веществ в природе. ___________________________11.
6. Понятие «ноосфера» и его специфика. Глобальные проблемы._15.
7. Литература.____________________________________________17.
8. Содержание.___________________________________________18.