III.3. Основные свойства биосферы

Свойства и функции биосферы

III.3. Основные свойства биосферы

Земля сформировалась примерно $5-7$ млрд лет назад. Первоначально она была безжизненным объектом, возникшим из газопылевой туманности. Под воздействием распада радиоактивных элементов ее вещество разогрелось и расплавилось. По мере остывания вещества произошло разделение «смеси» на отдельные оболочки:

  • литосферу,
  • гидросферу,
  • атмосферу.

Их химический состав несколько отличался от современного.

Примерно $3,5$ млрд лет назад возникла на нашей планете жизнь. О ее происхождении идут споры по сей день. Но за это время Земля оказалась заселенной разнообразными формами и видами живых организмов. По аналогии с литосферой, атмосферой и гидросферой это образование назвали биосферой.

Определение 1

Биосфера – это часть географической оболочки Земли, которая населенна живыми организмами.

Впервые термин «биосфера» был предложен Э. Зюссом в $1875$ году. А учение о биосфере, как особой части Земли, области распространения живых организмов, создал выдающийся отечественный ученый В.И. Вернадский.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Границы биосферы

По мнению Вернадского, впервые к понятию «биосфера» приблизился в своих идеях знаменитый французский ученый Ж.-Б. Ламарк.В отличии от остальных оболочек нашей планеты – литосферы, атмосферы и гидросферы, биосфера не образует отдельную сплошную оболочку. Она являет собой совокупность всех биогеоценозов Земли, единую экосистему высшего порядка.

Границами биосферы служат границы распространения живых организмов. Поэтому считается, что биосфера занимает практически всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы.

Точно границы не определены. Известно, что некоторые группы бактерий обитают в толще литосферы на глубине около $4$ км. Проникновению в более глубокие слои литосферы препятствует высокая температура (более $100$°С) горных пород и подземных вод на больших глубинах.

Распространение живых организмов в атмосфере ограничено озоновым экраном. Именно озоновый экран защищает все живое от воздействия космического излучения (особенно – ультрафиолетовых лучей). Споры бактерий и грибов были обнаружены на высоте около $22$ км.

Но наличие бактерий на остатках метеоритов подтверждает гипотезы некоторых ученых, что споры некоторых живых организмов могут некоторое время выдерживать влияние открытого космического пространства. Поэтому границы биосферы определены лишь условно.

Самая высокая плотность организмов наблюдается там, где самые благоприятные и самые разнообразные условия существования организмов – на стыке земных оболочек.

Свойства биосферы

Всю совокупность живых организмов нашей Земли академик Вернадский назвал живым веществом. Основными характеристиками этого живого вещества он назвал суммарную биомассу, химический состав и энергию.

Энергия живого вещества проявляется в способности всех живых организмов к размножению и распространению.Живым организмам для реакций жизнедеятельности необходимы вещество и энергия.

Поэтому главным свойством биосферы является постоянный обмен между организмами и окружающей средой. Из нее живые организмы получают все необходимые вещества. В окружающую среду поступают и продукты обмена веществ.

Эти процессы обеспечивают функционирование биосферы как целостной системы.

Замечание 1

В процессе своей деятельности продуценты накапливают солнечную световую энергию, затем превращают ее в энергию химических связей. Именно суммарная первичная продукция автотрофов определяет суммарную биомассу биосферы в целом.

Функции биосферы

Живое вещество биосферы выполняет несколько важных функций:

  1. Газовая функция состоит в том, что живые организмы способны влиять на газовый состав атмосферы, Мирового океана и почвы. Все аэробные организмы поглощают во время дыхания кислород, а выделяют углекислый газ. В процессе фотосинтеза растениями и некоторыми бактериями происходит поглощение углекислого газа и выделение кислорода.
  2. Окислительно-восстановительная функция заключается в том, что с помощью живых организмов происходят окислительно-восстановительные реакции в почве, воде, воздухе.
  3. Концентрационная функция состоит в том, что живые организмы поглощают определенные вещества из окружающей среды и постепенно накапливают их в своих организмах. Например, фораминиферы, моллюски, десятиногие раки накапливают в своих организмах соединения кальция и фосфора, бурые водоросли – йода.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/bioticheskie_elementy_sredy_i_vzaimootnoshenie_organizmov/svoystva_i_funkcii_biosfery/

Что такое биосфера. Ее границы, структура и функции

III.3. Основные свойства биосферы

Биосфера – место обитания живых существ. Зарождение жизни тесно связано с развитием оболочек земли. Она начала свое формирование около 4 миллиардов лет назад, затем появились первые признаки жизни на нашей планете.

Становление биосферы и ее поэтапное формирование обусловлено влиянием ряда факторов: действием на Землю космической энергии, развитием живых организмов и человечества.

Термин биосфера ввел австрийский ученый Зюсс еще в 19 столетии, он выделил все оболочки Земли, но подробное их описание совершил в 20 ст. отечественный ученый В.И. Вернадский (первый президент Украинской Академии Наук). Он описал границы биосферы, разработал единое учение о биосфере.

Свойства биосферы необходимые для возникновения и продолжения жизни

  • Наличие CO2 и кислорода;
  • вода – источник жизни на земле, присутствие, как пресных водоемов, так и соленых;
  • регуляция температуры: отсутствие резких перепадов, сверхвысоких и низких показателей;
  • обеспечение всего живого продуктами питания;

До сих пор нет единого определения. Существует три версии, что такое биосфера:

  1. Общая масса всех живых существ, которые обитают в оболочках земли, является биосферой.
  2. Организмы и места их жизнедеятельности вместе составляют биосферу.
  3. Это следствие продолжительной жизни существ, обитавших задолго до наших дней.

Ученые-геологи считают правильной первую точку зрения, так как другие не имеют теоретического подкрепления.

Биосфера простилается по всей поверхности Земли (горы, поля, реки, моря, океаны) и создает условия для жизнедеятельности всех организмов. Человек также является составляющим звеном.

Границы

Границы биосферы в км

Чем определяются границы распространения биосферы?

Поскольку Живое — главная составляющая биосферы, ее границы определяются возможностью выживать отдельных индивидуумов в условиях окружающей среды. В верхних слоях ультрафиолетовое излечение не дает развиваться живым организмам – это определяет верхнюю границу биосферы. Высокие температуры в земных глубинах устанавливают нижнюю черту жизни.

Где проходят границы биосферы?

Атмосфера – воздушный слой земного шара, состоит из азота, кислорода, диоксида углерода и др. Она защищает Землю от перегрева, действия космической радиации, ультрафиолета, метеоритов. В составе атмосферы выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера (озоновый слой земли) является верхней границей биосферы, находится на высоте 20 км.

Стратосфера – располагается на высоте 50 км над уровнем моря, воздух разжижается, нагревается, увеличивается концентрация озона, условия становятся непригодными для жизни.

Ионосфера – поверхностный слой атмосферы, поддается воздействию космического излучения, поэтому сильно ионизированный.

Литосфера – земная кора, твердый слой, который уходит на глубину 200км. К биосфере относится верхний шар, населенный живыми организмами.

Нижняя граница по литосфере достигает 4км, глубина где были найдены бактерии.

Опускаясь ниже, температура возрастает, достигая 100 градусов, что несовместимо с существованием живых организмов, происходит денатурация белка, все живое – гибнет.

Гидросфера – совокупность наземных и подземных вод. Это одна из оболочек нашей планеты, которая окружает материки и острова, составляет 70% поверхности земного шара. Нижняя граница биосферы расположена на глубине около 11 км. (в области Тихого океана).

Схема границ биосферы

Слои биосферы

Эубиосфера – основная прослойка биосфера. 99,9% живых существ постоянно населяют данный слой. Ширина эубиосферы 12-17км.

Парабиосфера, метабиосфера – соответственно верхний и нижний слои бисоферы, куда жизнь попадет случайно, заносится из эубиосферы.

Апобиосфера и абиосфера — самый верхний и самый нижний слои, куда жизнь не может попасть даже случайно.

В зависимости от среды обитания живых организмов выделяют:

  • Аэробиосферу (жизнь осуществляется за счет атмосферной влаги и солнечной энергии, от верхушек деревьев до стратосферы);
  • геобиосферу (организмы населяют почву, поверхность суши, деревья);
  • гидробиосферу (все водные структуры заселенные гидробионтами, исключая подземные воды).

Структура биосферы и ее состав

Живое вещество Вернадский описывал как общее число всех живых организмов населяющих планету в данный период времени.

Основные свойства:

  • В нем сосредоточено огромное количество энергии;
  • скорость течения реакций в живом организме быстрее, чем в искусственно созданных условиях;
  • составляющие живого вещества стабильны только в жизнеспособном организме;
  • возможность существовать в разных условиях, заполняя все пространство. Это явление Вернадский назвал «всюдностью жизни»;
  • отдельные особи всегда являются частью экосистемы;
  • живое вещество эволюционирует, приобретает новые свойства, адаптируется к изменчивости внешней среды.

Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живого. В процессе жизни организмы пропускают через себя многократно все составляющие биосферы, так образуются залежи нефти, газа, угля, торфа и др.

Косное вещество – формируется без участия живой материи (небиогенные горные породы, минералы).

Биокосное вещество – создается при взаимодействии живого и неживого (вода, приземная атмосфера, почва).

Структура и состав биосферы

Живое вещество распределено не равномерно на просторах земли, ее концентрация увеличивается возле экваториальной плоскости, на полюсах планеты жизни мало.

Скопление живых организмов находятся на границах слоев биосферы: на дне океана – проходит граница между литосферой и гидросферой, в поверхностных водах Мирового океана – рубеж между гидросферой и атмосферой, на границе литосферы и атмосферы находится почва – место обитания микроорганизмов, насекомых, других животных. В этих местах создаются благоприятные условия для существования: высокая концентрация кислорода, доступ к солнечному свету, влага, питательные вещества.

Соотношение видов живых организмов показывает преобладание растительности, она занимает 99% от всего живого, животные – 1%, люди – 0,0002%.

Функции биосферы

Энергетическая – аккумуляция солнечного излучения в процессе фотосинтеза (переход энергии солнечного света с помощью пигментов растений в органические связи) и ее трансформация, с последующим распределением между всеми живыми организмами.

Газообразующая – поддержание стабильного газового состава атмосферы (выделение кислорода, поглощение диоксида углерода).

Концетрационная – сосредотачивают в теле химические вещества, образуя в дальнейшем полезные ископаемые.

Круговорот вещества в биосфере

Растения в процессе роста и развития используют минеральные вещества из почвы, адсорбируют воду с помощью корня, перерабатывают энергию Солнца, образуют органические вещества из неорганических, из атмосферного воздуха листьями поглощается диоксид углерода и выделяется кислород посредством фотосинтеза.

Животные и человек дышат кислородом, используют органические вещества образованные растениями. После смерти, скопление органических веществ растений и животных разлагается под действием микроорганизмов, и переходят в неорганическое состояние.

Процесс преобразования энергии и вещества начинается сначала – это и есть жизненный круговорот.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (35 4,60 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/biosfera-i-chelovek-biosfera-i-ee-granicy/

Основные свойства биосферы

III.3. Основные свойства биосферы

q Биосфера – централизованная система. Центральным звеном её выступают живые организмы (живое вещество). К сожалению, в настоящее время в центр биосферы или её звеньев ставится только один вид – человек (антропоцентризм).

q Биосфера – открытая система. Её существование немыслимо без поступления энергии извне. Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего, солнечной активности.

Всё больше накапливается данных, свидетельствующих, что периодическое резкое увеличение численности отдельных видов или популяций («волны жизни») – результат изменения солнечной активности. Считают, что от солнечной активности зависят многие геологические процессы (катаклизмы, катастрофы) и даже социальная активность человеческого общества или отдельных его этносов.

q Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой характерна организованность.

В настоящее время это свойство называют ГОМЕОСТА-ЗОМ, понимая под ним способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов.

В основе гомеостаза биосферы лежит принцип Ле Шателье-Брауна: при действии на систему сил, выводящих её из состояния устойчивого равновесия, последнее (равновесие) смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.

Опасность современной экологической ситуации связана, прежде всего, с тем, что нарушаются многие механизмы гомеостаза и принцип Ле Шателье-Брауна, если не в планетарном, то в крупных региональных планах. Их следствие – региональные кризисы.

В стадию глобального кризиса биосфера, к счастью, ещё, по-ви-димому, не вступила. Но отдельные крупные возмущения она уже гасить не в силах.

Результатом этого является либо распад экосистем (например, расширяющиеся площади опустыненных земель), либо появление неустойчивых, практически лишённых свойств гомеостаза систем типа урбанизированных (городских) комплексов.

Человечеству, к сожалению, отпущен крайне малый промежуток времени для недопущения глобального экологического кризиса и следующих за ним экологической катастрофы и коллапса (полного и необратимого распада системы).

q Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием.

Это и разные среды жизни (водная, наземно-воздушная, почвенная, организменная); и разнообразие природных зон, различающихся по климатическим, гидрологическим, почвенным, биотическим и др.

свойствам; и наличие регионов, различающихся по химическому составу (геохимические провинции); и, самое главное, объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием.

В настоящее время описано около 2 млн. видов (примерно 1,5 млн. животных и 0,5 млн. растений), но, полагают, однако, что число видов на Земле в 2-3 раза больше, чем их описано. Для любой природной системы разнообразие – одно из важнейших её свойств.

С ним связана возможность дублирования, подстраховки, замены одних звеньев другими (например, на видовом или популяционном уровнях), степень сложности и прочности пищевых и других связей.

Поэтому разнообразие есть основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом (закон У. Эшби).

К сожалению, практически вся без исключения деятельность человека подчинена упрощению экосистем любого ранга. Сюда следует отнести и уничтожение отдельных видов или резкое уменьшение их численности, и создание агроценозов (т.е. упрощённых агросистем) на месте сложных природных систем.

Например, полностью исчезли с лица земли степи как тип экосистем и ландшафтов (распаханы!), резко уменьшились площади лесов (до появления человека они составляли 70% суши, а сейчас – не более 20-30%).

В настоящее время идёт дальнейшее, невиданное по масштабам, уничтожение лесных экосистем, особенно наиболее ценных и сложных – тропических, спрямление русел рек, создание промышленных районов и т. п.

Экологическое разнообразие отнесено Конференцией ООН по окружающей среде и развитию (1992 г.) к числу трёх важнейших экологических проблем: сохранение биологического разнообразия, сохранение лесов и предотвращение изменений климата.

q Биосфера – система механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и, связанную с ним, неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительный материал» живого – углерод, который практически единственный способен образовывать межэлементные связи и создавать огромное количество органических соединений.

Только благодаря круговоротам обеспечивается непрерывность процессов в биосфере.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/15_51666_osnovnie-svoystva-biosferi.html

III.3.Основные свойства биосферы

III.3. Основные свойства биосферы

Биосфере, как исоставляющим ее другим экосистемамболее низкого ранга, присуща системасвойств, которые обеспечивают еефункционирование, саморегулирование,устойчивость и другие параметры.Рассмотрим основные из них.

1. Биосфера -централизованная система. Центральнымзве­ном ее выступают живые организмы(живое вещество). Это свой­ствовсесторонне раскрыто В. И. Вернадским,но, к сожалению, часто не дооцениваетсячеловеком и в настоящее время: в центрбиосферы или ее звеньев ставится толькоодин вид – человек (ан­тропоцентризм).

2. Биосфера -открытая система. Ее существованиенемыс­лимо без поступления энергииизвне. Она испытывает воздействиекосмических сил, прежде всего солнечнойактивности. Впервые представления овлиянии солнечной активности на живыеорганиз­мы (гелиобиология) разработаныА. Л.

Чижевским (1897-1964), ко­торый показал,что многие явления на Земле и в биосферетесно связаны с активностью солнца. Всебольше накапливается дан­ных,свидетельствующих, что резкое увеличениечисленности от­дельных видов илипопуляций («волны жизни») – результатизмене­ния солнечной активности.

Высказываются мнения, что солнечнаяактивность оказывает воздействие намногие геологические про­цессы(катаклизмы, катастрофы), а также насоциальную актив­ность человеческогообщества или отдельных его этносов.

В частности, естьсторонники той точки зрения, что серияано­мальных явлений, имевших место,например, в 1989 году, связана с высокойсолнечной активностью.

На протяжениитолько 1,5-2 ме­сяцев наблюдались такиеаномальные явления, как землетрясениена острове Итуруп, авария на продуктопроводев районе Челябинс­ка, гибель атомнойподводной лодки «Комсомолец», событияв Тби­лиси, активизация военныхдействий в Нагорном Карабахе и др.

3. Биосфера -саморегулирующаяся система, длякоторой, как отмечал В. И. Вернадский,характернаорганизованность. Внастоящее время это свойство называютгомеостазом, понимая под ним способностьвозвращаться в исходное состояние,гасить возникающие возмущения включениемряда механизмов.

Гомеостатическиемеханизмы связаны в основном с живымвеществом, его свойствами и функциями,рассмотренными выше.

Биосфера за своюисторию пережила ряд таких возмущений,многие из которых были значительнымипо масштабам, и справлялась с ними(извер­жения вулканов, встречи састероидами, землетрясения, горообра­зованиеи т. п.

) благодаря действию гомеостатическихмеханиз­мов и, в частности, принципа,который в настоящее время носит названиеЛе Шателье-Брауна: при действии насистему сил, выводящих ее из состоянияустойчивого равновесия, пос­леднеесмещается в том направлении, при которомэффект этого воздействия ослабляется.

Опасность современнойэкологической ситуации связана преждевсего с тем, что нарушаются многиемеханизмы гомеостаза и прин­цип ЛеШателье-Брауна, если не в планетарном,то в крупных регио­нальных планах. Ихследствие – региональные кризисы.

Встадию глобального кризиса биосфера,к счастью, еще, по-видимому, не всту­пила.Но отдельные крупные возмущения онауже гасить не в силах.

Результатом этогоявляется либо распад экосистем (например,рас­ширяющиеся площади опустыненныхземель), либо появление неус­тойчивых,практически лишенных свойств гомеостазасистем типа агроценозов или урбанизированных(городских) комплексов.

Челове­честву,к сожалению, отпущен крайне малыйпромежуток” времени для того, чтобыне произошел глобальный кризис иследующие за ним катастрофы и коллапс(полный и необратимый распад системы).

4. Биосфера -система, характеризующаяся большимразнооб­разием. Разнообразие -важнейшее свойство всех экосистем.Биосфе­ра как глобальная экосистемахарактеризуется максимальным средидругих систем разнообразием. Последнееобусловливается многими при­чинамии факторами.

Это и разные среды жизни(водная, наземно-воз-душная, почвенная,организменная); и разнообразие природныхзон, раз­личающихся по климатическим,гидрологическим, почвенным, биоти­ческими другим свойствам; и наличие регионов,различающихся по химическому составу(геохимические провинции); и, самоеглавное, объединение в рамках биосферыбольшого количества элементарныхэкосистем со свойственным им видовымразнообразием.

В настоящее времяописано около 2 млн. видов (примерно 1,5млн. животных и 0,5 млн. растений). Полагают,однако, что число видов на Земле в 2-3раза больше, чем их описано. Не учтенымногие насекомые и микроорганизмы,особенно в тропических ле­сах, глубинныхчастях океанов и в других малоосвоенныхместообитаниях.

Кроме этого, современныйвидовой состав – это лишь небольшаячасть видового разнообразия, котороепринимало учас­тие в процессах биосферыза период ее существования. Дело в том,что каждый вид имеет определеннуюпродолжительность жизни (10-30 млн. лет),и поэтому с учетом постоянной смены иобновле­ния видов число видов,принимавших участие в становлениибио­сферы, исчисляется сотнямимиллионов.

Считается, что к настоя­щемувремени арену биосферы оставили более95% видов.

Разнообразиебиосферы за счет элементарных экосистемпо вер­тикали обусловливаетсяярусностью или экогоризонтамираститель­ного покрова и связанныхс ними животных организмов, а вгори­зонтальном направлениинеравномерностью распределенияорга­низмов и их группировок и связанныхс ними факторов (увлажне­ние, микрорельеф,обеспеченность элементами питания ит. п.).

Для любой природнойсистемы разнообразие – одно из важней­шихее свойств.

С ним связана возможностьдублирования, под­страховки, заменыодних звеньев другими (например, навидовом или популяционном уровнях),степень сложности и прочности пи­щевыхи других связей.

Поэтому разнообразиерассматривают как основное условиеустойчивости любой экосистемы и биосферыв целом. Это свойство настолькоуниверсально, что сформулировано вкачестве закона (автор его У. Р. Эшби).

К сожалению, какбудет показано во второй части работы,практи­чески вся без исключениядеятельность человека подчиненаупроще­нию экосистем любого ранга.Сюда следует отнести и уничтожениеотдельньк видов или резкое уменьшениеих численности, и создание агроценозовна месте сложных природных систем.

Например, полнос­тью исчезли с лицаземли степи как тип экосистем и ландшафтов,резко уменьшились площади лесов (допоявления человека они зани­малипримерно 70% суши, а сейчас – не более20-23%).

Идет даль­нейшее, невиданное помасштабам уничтожение лесных экосистемв настоящее время, особенно наиболееценных и сложных тропических, спрямлениерусел рек, создание промышленных районови т. п.

Простые экосистемыс малым разнообразием удобны дляэксп­луатации, они позволяют в короткоевремя получить значительный объемнужной продукции (например, ссельскохозяйственных по­лей), но заэто приходится рассчитываться снижениемустойчивос­ти экосистем, их распадоми деградацией среды.

Не случайно, чтобиологическое разнообразие отнесеноКонфе­ренцией ООН по окружающей средеи развитию (1992 г.) к числу трех важнейшихэкологических проблем, по которымприняты спе­циальные Заявления илиКонвенции. Кроме сохранения разнообра­зия,такие конвенции приняты по сохранениюлесов и по предотвра­щению измененийклимата.

Следует подчеркнуть,что значимость разнообразия дляприрод­ных систем в значительной мередействительна и для социальных структур.Всякое стремление к упрощению социальнойструктуры общества, перевод ее наоднообразие, авторитаризм могут датькратковременный положительный результат,за которым неминуе­мо проявляютсяотрицательные последствия.

Важное свойствобиосферы – наличие в ней механизмов,обеспечивающих круговорот веществ исвязанную с ним не­исчерпаемостьотдельных химических элементов и ихсоеди­нений.

При отсутствиикруговорота, например, за короткое времябыл бы исчерпан основной «строительныйматериал» живого – углерод, которыйпрактически единственный способенобразовывать межэлементные(углерод-углеродные) связи и создаватьогромное количество органическихсоединений.

Только благодаря круговоро­тами наличию неисчерпаемого источникасолнечной энергии обес­печиваетсянепрерывность процессов в биосфере иее потенциаль­ное бессмертие. Какотмечал академик-почвовед В. Р. Вильямс,есть единственный способ сделатькакой-то процесс бесконечным – пуститьего по пути круговоротов.

Одно измощнейших антиэколо­гических действийчеловека связано с нарушением и дажеразруше­нием природных круговоротов.Эти вопросы будут рассмотрены во второйчасти работы (см.разд.II.2).

Вопросы изадания

1. Что понимаетсяпод «Биосферой»? Кто является авторомтер­мина и автором науки «Биосфера»?Где проходят границы био­сферы?

2. Попытайтеськратко сформулировать сущность ученияВ. И. Вернадского о биосфере? Какоезначение учение о биосфере имеет дляпонимания и решения современныхэкологических про­блем?

3. Что называется«живым веществом», по В. И. Вернадскому?Какие вещества, кроме живого, В. И.Вернадский выделил в био­сфере?

4. Назовите ираскройте основные свойства живоговещества. Сравните их с неживым веществом(косным).

5. Перечислите ираскройте содержание основных функцийжи­вого вещества. Каково их значениев процессах планетарного мас­штаба?

6. Сформулируйтесодержание и раскройте сущность законабио­генной миграции атомов (В. И.Вернадского).

7. Назовите ираскройте содержание основных свойствбиосфе­ры. Как они связаны с живымвеществом?

8. Что являетсяосновным условием устойчивости биосферыи других экологических систем?

9. Приведите примерысаморегулирующей способности биосферы.

10. Почему биосферапотенциально бессмертна с энергетичес­койи вещественной точек зрения?

11. Что являетсяцентральным звеном биосферы?

Источник: https://studfile.net/preview/1004005/page:9/

3. Основные свойства биосферы

III.3. Основные свойства биосферы

Как и другимэкосистемам более низкого ранга биосфереприсущи свойства, которые обеспечиваютее функционирование, саморегулирование,устойчивость и другие параметры.Рассмотрим основные из них (Воронков,1999).

            1. Биосфера –это централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы (живое вещество). Это свойство всесторонне раскрыто В. И. Вернадским, но, к сожалению, часто недооценивается человеком и в настоящее время: в центр биосферы или ее звеньев ставится только один вид человек (антропоцентризм).

            2. Биосфера – это открытая система. Все системы, независимо от их ранга, нуждаются в притоке энергии извне. Для биосферы таким видом энергии является солнечная энергия.

            3. Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой, как отмечал В.И. Вернадский, характерна организованность.

              Иными словами, биосфере свойственен гомеостаз – способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов.

              Устойчивость системы поддерживается непрерывно выполняемой ею внешней циклической работой («принцип велосипеда»). Для этого необходимы проток и преобразование энергии в системе.

Однако способностьк саморегуляции и поддержанию устойчивогоравновесия не беспредельна. Отдельныекрупные возмущения биосфера уже гаситьне способна. В этом случае наблюдаетсялибо распад экосистем (например,опустынивание), либо замена устойчивыхестественных систем агроценозами илиурбанизированными комплексами, лишеннымиспособности к самоподдержанию.

            1. Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием. Разнообразие характерное свойство любой системы. Однако для биосферы характерно самое большое разнообразие.

              Это обусловливается наличием разных сред жизни (водной, наземно-воздушной, почвенной, организменной), разнообразием природных зон со свойственными им элементарными экосистемами, заселенными разнообразными живыми организмами.

              Только в настоящее время насчитывается около 2 млн видов живых организмов пяти царств. Однако в истории биосферы оставили след огромное количество вымерших видов.

Разнообразиерассматривают как основное условиеустойчивости любой экосистемы и биосферыв целом.

Не случайно, что биологическоеразнообразие отнесено КонференциейООН по окружающей среде и развитию(Рио-де-Жанейро, 1992 г.

) к числу трех (нарядус конвенциями по сохранению лесов и попредотвращению изменений климата)важнейших экологических проблем, покоторым приняты специальные заявленияили конвенции.

Биосфера– система с наличием механизмов,обеспечивающих непрерывный круговоротвеществ, основу бесконечности жизни напланете.Благодаря осуществлению круговоротавеществ достигается неисчерпаемостьхимических элементов и их соединенийстроительному материалу живых организмов.

Биосфересвойственна способность эволюционировать.Все самоподдерживающиеся динамическиесистемы эволюционируют в сторонуусложнения организации и возникновениясистемной иерархии образования подсистемв структуре системы.

Эволюция состоитиз последовательного закрепления такихотклонений от стационарного состояния,при которых проток энергии через системувозрастает. Следствием увеличениясложности и разнообразия являетсяускорение эволюции.

4. Типы веществ вбиосфере

В. И. Вернадскийвыделял в биосфере семь глубоко различныхи в то же время генетически связанныхчастей.

1.Живое веществовся совокупность многообразных живыхсуществ планеты. Живое вещество по массезанимает ничтожно малую часть Земли,однако оно играет исключительно важнуюроль в биосфере и не имеет себе равныхсреди других ее компонентов. Живоевещество главная структурная единицабиосферы.

Оно накладывает отпечаток навсе природные процессы: направляетспецифику развития ландшафтов, влияетна условия выветривания пород (разрушенияи преобразования), миграции и перемещенияподвижных химических, минеральных иорганических продуктов; включаетмногообразные энергетические игеохимические функции, свойственныетолько организмам и их биогеохкимическойдеятельности.

В. И. Вернадскийуказывал, чтохимическоесостояние наружной коры нашей планетывсецело находится под влиянием жизни,определпяется живыми организмами,которые превращают солнечную (космическую)лучистую энергию в земную (химическую)и создает бесконечное разнообразиеокружающего мира.

С деятельностью живыхорганизмов, их дыханием, питанием,размножением, смертью и разложениемихк остатков связан великий планетарныйпроцесс миграция химичесских элементовв биосфере. Биогенную миграцию Вернадскийназвал основной чертой организованностибиосферы.

Эволюция видов, приводяцддаяк созданию форм жизни, устойчива вбиосфере и должна идти в напраавленииувеличения биогенной миграции атомов.

«Растеканиежизни, писал Вернадский, движение,выражающееся во всюдности жизни, естьпроявление прежде всего химическойэнергии в биосфере… Эта энергияпроявляется в работе, производиимойжизнью, в переносе химических элементови в создании из них новых тел. Я будуназывать ее геохимической энергиейжизни в биосфере».

Как указывалВернадский, жизнь создает в окружающейее среде условия, благоприятные длясвоего существования. Поступательноераазвитие жизни от ее зачатков донастоящего времени можно краткоохарактеризовать следующим образом:

  1. увеличивалось разнообразие живых существ;

  2. изменялась их биомасса;

  3. усложнялась структурная организация экосистем;

  4. совершались коренные преобразования неживой части биосферы;

  5. изменялся химический состав литосферы, природных вод и алтмосферы и их неорганических и органических продуктов;

  6. биогенная форма миграции приобрела решающее значение в круговороте веществ и энергии в земной коре.

    1. Биогенное вещество, или вещество биогенного происхождения, это категория веществ, которые сформировались в результате жизнедеятельности живого вещества.

      Они сформировались, как в прошедшие геологические эпохив: (каменный уголь, природный газ, торф, нефть, известняк), так и создаются в настоящее время (например, торф, сапропель, гумус).

      Биогенные вещества в том масштабе, в котором они образовывались в прошлом, сейчас, по-видимому, не образуются.

    2. Биокосное вещество – то неживое вещество, преобразованное живым в результате длительного взаимодействия между ними. Это почва, донные отложения, приземная атмосфера, природные воды, насыщенные живыми организмами и т. д.

    3. Косное вещество неживое вещество, не затронутое преобразующей деятельностью живых организмов. Оно находится в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном.

      Большую часть нашей планеты образует именно косное вещество, однако в пределах биосферы его найти трудно. Оно выступает по разломам, трещинам в земной коре, в результате вулканической деятельности.

      Попав в биосферу, косное вещество взаимодействует с живыми организмами, превращаясь постепенно в биокосное вещество.

    4. Космическое вещество. Попадает на Землю из космоса в виде метеоритов, болидов, космической пыли. В биосферу по очень приблизительным оценкам ежегодно поступает около 10 тыс. космического вещества. Приток вещества из космоса уравновешивается потерей вещества в виде легких газов, которые рассеиваются в космическом пространстве.

    5. Радиоактивное вещество. В отдельную группу выделяется радиоактивное вещество. По гипотезе Вернадского, радиоактивный распад – это один из двигателей, приведших к созданию живого вещества.

    6. Рассеянные атомы. Жесткое космическое излучение вызывает трансформацию элементов и образование новых атомов, которые остаются в атмосфере. Их роль в биосфере малоизвестна. Они служат одним из элементов асимметрии биосферы, как вещества, возникающие помимо биосферы.

Источник: https://studfile.net/preview/8085118/page:3/

Book for ucheba
Добавить комментарий