DESPRE CAPITOLUL

1. Introducere

2. Partea analitică

2.1. Structura biosferei.............................................................. ........... ............................. 4

2.2. Evoluția biosferei.............................................................. ..... ................................. 6

2.3. Resursele naturale și utilizarea lor ............................................................. .................... 8

2.4. Stabilitatea biosferei.............................................................. ...................................... 10

2.5. Bioproductivitatea ecosistemelor.............................................................. .... ............. 12

2.6. Biosfera și omul. Noosfera.................................................................. ....... ........... 15

2.7. Rolul factorului uman în dezvoltarea biosferei.................................................. 16

2.8. Probleme ecologice ale biosferei ................................................ ...................... .... 17

2.9. Conservarea naturii și perspectivele unui management rațional al mediului. 17

3. Concluzie

INTRODUCERE

Tradus literal, termenul „biosferă” înseamnă sfera vieții și în acest sens a fost introdus pentru prima dată în știință în 1875 de către geologul și paleontologul austriac Eduard Suess (1831 – 1914). Cu toate acestea, cu mult înainte de aceasta, sub alte nume, în special „spațiul vieții”, „imaginea naturii”, „cochilia vie a Pământului”, etc., conținutul său a fost considerat de mulți alți oameni de știință ai naturii.

Inițial, toți acești termeni însemnau doar totalitatea organismelor vii care trăiesc pe planeta noastră, deși uneori era indicată legătura lor cu procesele geografice, geologice și cosmice, dar, în același timp, s-a atras mai degrabă atenția asupra dependenței naturii vii de forțe. și substanțe de natură anorganică. Nici chiar autorul termenului „biosferă”, E. Suess, în cartea sa „Fața Pământului”, publicată la aproape treizeci de ani de la introducerea termenului (1909), nu a observat efectul invers al biosferei și l-a definit ca „un set de organisme limitate în spațiu și timp și care trăiesc pe suprafața Pământului”.

Primul biolog care a subliniat clar rolul enorm al organismelor vii în formarea scoarței terestre a fost J.B. Lamarck (1744 - 1829). El a subliniat că toate substanțele situate pe suprafața globului și care formează crusta acestuia s-au format datorită activității organismelor vii.

Biosfera (în sensul modern) este un fel de înveliș al Pământului care conține întreaga totalitate a organismelor vii și acea parte a substanței planetei care este în continuu schimb cu aceste organisme.

Biosfera acoperă partea inferioară a atmosferei, hidrosfera și partea superioară a litosferei.

Toate organismele vii care locuiesc pe planeta noastră nu există de la sine; ele depind de mediu și experimentează influența acestuia. Acesta este un complex coordonat cu precizie de mulți factori de mediu, iar adaptarea organismelor vii la aceștia determină posibilitatea existenței a tot felul de forme de organisme și formarea cea mai variată a vieții lor.

Natura vie este un sistem complex organizat, ierarhic. Există mai multe niveluri de organizare a materiei vii.

1.Molecular. Orice sistem viu se manifestă la nivelul de interacțiune a macromoleculelor biologice: acizi nucleici, polizaharide și alte substanțe organice importante.

2. Celular. Celula este unitatea structurală și funcțională de reproducere și dezvoltare a tuturor organismelor vii care trăiesc pe Pământ. Nu există forme necelulare de viață, iar existența virușilor nu face decât să confirme această regulă, deoarece pot prezenta proprietăţile sistemelor vii numai în celule.

3. Organic. Un organism este un sistem viu integral unicelular sau multicelular capabil de existență independentă. Un organism multicelular este format dintr-o colecție de țesuturi și organe specializate pentru a îndeplini diverse funcții.

4. Populație-specie. O specie este înțeleasă ca un ansamblu de indivizi asemănători ca organizare structurală și funcțională, care au același cariotip și o singură origine și ocupă un anumit habitat, se încrucișează liber între ei și produc descendenți fertili, caracterizați prin comportament similar și anumite relații cu alte specii și factori de natură neînsuflețită.

Un ansamblu de organisme din aceeași specie, unite printr-un habitat comun, creează o populație ca sistem de ordin supraorganism. În acest sistem se realizează cele mai simple, elementare transformări evolutive.

5. Biogeocenotică. Biogeocenoza este o comunitate, un ansamblu de organisme de diferite specii și complexitate variabilă de organizare cu toți factorii habitatului lor specific - componente ale atmosferei, hidrosferei și litosferei.

6.Biosfera. Biosfera este cel mai înalt nivel de organizare a vieții de pe planeta noastră. Conține materie vie - totalitatea tuturor organismelor vii, materie nevie sau inertă și materie bioinertă (sol).

PARTEA ANALITICA.

1. Structura biosferei.

Biosfera include: materie vie, formată dintr-o colecție de organisme; nutrient, care este creat în procesul de activitate vitală a organismelor (gaze atmosferice, cărbune, petrol, turbă, calcar etc.); materie inertă, care se formează fără participarea organismelor vii; substanță bioinertă, care este un rezultat comun al activității vitale a organismelor și al proceselor nebiologice (de exemplu, solul).

Materie inertă a biosferei.

Limitele biosferei sunt determinate de factori de mediu care fac imposibilă existența organismelor vii. Limita superioară trece la o altitudine de aproximativ 20 km de suprafața planetei și este limitată de un strat de ozon, care blochează radiația ultravioletă cu lungime de undă scurtă a Soarelui, care distruge viața. Astfel, organismele vii pot exista în troposferă și stratosfera inferioară. În hidrosfera scoarței terestre, organismele pătrund în toată adâncimea Oceanului Mondial - până la 10-11 km. În litosferă, viața se găsește la o adâncime de 3,5-7,5 km, care este determinată de temperatura din interiorul pământului și de starea de penetrare a apei lichide.

Atmosfera.

Elementele predominante ale compoziţiei chimice a atmosferei: N 2 (78%), O 2 (21%), CO 2 (0,03%). Starea atmosferei are o mare influență asupra proceselor fizice, chimice și biologice de pe suprafața Pământului și în mediul acvatic. Pentru procesele biologice, cele mai importante sunt: ​​oxigenul, folosit pentru respirația și mineralizarea materiei organice moarte, dioxidul de carbon, implicat în fotosinteză și ozonul, care ferește suprafața pământului de radiațiile ultraviolete dure. Azotul, dioxidul de carbon și vaporii de apă s-au format în mare parte din cauza activității vulcanice, iar oxigenul ca rezultat al fotosintezei.

Hidrosferă.

Elementele predominante ale compoziției chimice a hidrosferei: Na +, Mg 2+, Ca 2+, Cl -, S, C. Apa este cea mai importantă componentă a biosferei și unul dintre factorii necesari pentru existența organismelor vii. . Partea sa principală (95%) este situată în Oceanul Mondial, care ocupă aproximativ 70% din suprafața globului și conține 1300 milioane km 3. Apele de suprafață (lacuri, râuri) cuprind doar 0,182 milioane km3, iar cantitatea de apă din organismele vii este de doar 0,001 milioane km3. Ghețarii conțin rezerve de apă semnificative (24 milioane km 3). De mare importanță au gazele dizolvate în apă: oxigenul și dioxidul de carbon. Cantitatea lor variază foarte mult în funcție de temperatură și de prezența organismelor vii. Există de 60 de ori mai mult dioxid de carbon în apă decât în ​​atmosferă. Hidrosfera s-a format în legătură cu dezvoltarea litosferei, care în timpul istoriei geologice a Pământului a eliberat cantități mari de vapori de apă.

Litosferă.

Elementele predominante ale compoziției chimice a hidrosferei: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Cea mai mare parte a organismelor care trăiesc în litosferă se află în stratul de sol, a cărui adâncime nu depășește câteva metri. Solul include minerale formate în timpul distrugerii rocilor și substanțe organice - produse de deșeuri ale organismelor.

Organisme vii (materie vie).

Deși granițele biosferei sunt destul de înguste, organismele vii din interiorul lor sunt distribuite foarte neuniform. La altitudini mari și în adâncurile hidrosferei și litosferei, organismele sunt relativ rare. Viața este concentrată în principal pe suprafața Pământului, în sol și în stratul apropiat de suprafață al oceanului. Masa totală a organismelor vii este estimată la 2,43x10 12 tone Biomasa organismelor care trăiesc pe uscat este reprezentată în proporție de 99,2% de plante verzi și 0,8% de animale și microorganisme. În schimb, în ​​ocean, plantele reprezintă 6,3%, iar animalele și microorganismele reprezintă 93,7% din biomasa totală. Viața se concentrează în principal pe pământ. Biomasa totală a oceanului este de numai 0,03x10 12 tone, sau 0,13% din biomasa tuturor creaturilor care trăiesc pe Pământ.

Un model important este observat în distribuția organismelor vii după compoziția speciilor. Din numărul total de specii, 21% sunt plante, dar contribuția lor la biomasa totală este de 99%. Dintre animale, 96% dintre specii sunt nevertebrate și doar 4% sunt vertebrate, dintre care o zecime sunt mamifere. Masa materiei vii este de numai 0,01-0,02% din materia inertă a biosferei, dar joacă un rol principal în procesele geochimice. Organismele obțin din mediu substanțele și energia necesare metabolismului. Cantități limitate de materie vie sunt recreate, transformate și descompuse. În fiecare an, datorită activității vitale a plantelor și animalelor, se reproduce aproximativ 10% din biomasă.

2. Evoluția biosferei.

Toate componentele biosferei interacționează strâns între ele, formând un sistem integral, complex organizat, dezvoltându-se conform propriilor legi interne și sub influența forțelor externe, inclusiv a celor cosmice (radiația solară, forțele gravitaționale, câmpurile magnetice ale Soarelui, Luna și alte corpuri cerești)

Conform ideilor moderne, dezvoltarea unei geosfere lipsite de viață, i.e. învelișul format din substanța Pământului a avut loc în primele etape ale existenței planetei noastre, cu miliarde de ani în urmă. Schimbările în aspectul Pământului au fost asociate cu procese geologice care au loc în scoarța terestră, la suprafață și în straturile profunde ale planetei și s-au manifestat în erupții vulcanice, cutremure, mișcări ale scoarței și construirea munților. Astfel de procese încă au loc pe planetele fără viață ale sistemului solar și sateliții lor - Marte, Venus și Luna.

Odată cu apariția vieții (forme stabile cu auto-dezvoltare), la început lent și slab, apoi din ce în ce mai rapid și mai semnificativ, influența materiei vii asupra proceselor geologice ale Pământului a început să se manifeste.

Activitatea materiei vii, care a pătruns în toate colțurile planetei, a condus la apariția unei noi formațiuni - biosfera - un sistem unificat strâns interconectat de corpuri geologice și biologice și procese de transformare a energiei și materiei. Amploarea transformărilor efectuate de materia vie a atins proporții planetare, schimbând semnificativ aspectul și evoluția Pământului.

Deci, de exemplu, ca urmare a procesului de fotosinteză - activitatea plantelor verzi, s-a format compoziția modernă de gaz a atmosferei, a apărut oxigenul în ea. La rândul său, activitatea fotosintezei este afectată semnificativ de concentrația de dioxid de carbon din atmosferă, prezența umidității și căldurii.

Solul este în întregime rezultatul activității materiei vii într-un mediu inert (neviu). Rolul decisiv în acest proces revine climei, topografiei, activității microorganismelor și plantelor și rocilor părinte. Biosfera, care a apărut și s-a format în urmă cu 1-2 miliarde de ani (primele rămășițe descoperite de organisme vii datează din această perioadă), se află într-un echilibru și o dezvoltare dinamică constantă.

În biosferă, ca în orice ecosistem, există un ciclu al apei, mișcări planetare ale maselor de aer, precum și un ciclu biologic, caracterizat prin capacitate - numărul de elemente chimice care fac simultan parte din materia vie dintr-un ecosistem dat și viteza - cantitatea de materie vie formata si descompusa in unitate de timp. Ca urmare, pe Pământ se menține un ciclu geologic mare de substanțe, unde fiecare element este caracterizat de propria sa rată de migrare în cicluri mari și mici. Vitezele tuturor ciclurilor elementelor individuale din biosferă sunt strâns legate între ele.

Ciclurile de energie și materie stabilite de-a lungul multor milioane de ani în biosferă se autosusțin la scară globală, deși schimbările locale în structura și caracteristicile ecosistemelor individuale (biogeocenoze) care alcătuiesc biosfera pot fi semnificative.

Chiar și în primele etape ale evoluției, materia vie s-a răspândit în spațiile fără viață ale planetei, ocupând toate locurile potențial accesibile vieții, schimbându-le și transformându-le în habitate. Și deja în cele mai vechi timpuri, diferite forme de viață și specii de plante, animale, microorganisme și ciuperci au ocupat întreaga planetă. Materia organică vie poate fi găsită în adâncurile oceanului, și pe vârfurile celor mai înalți munți, și în zăpezile eterne ale regiunii polare și în apele fierbinți ale izvoarelor din regiunile vulcanice.

V.I. Vernadsky a numit această capacitate de a distribui materia vie „omniprezența vieții”.

Evoluția biosferei a urmat calea complicării structurii comunităților biologice, a înmulțirii numărului de specii și a îmbunătățirii adaptabilității acestora. Procesul evolutiv a fost însoțit de o creștere a eficienței conversiei energiei și materiei de către sistemele biologice: organisme, populații, comunități.

Punctul culminant al evoluției vieții pe Pământ a fost omul, care, ca specie biologică, pe baza a numeroase schimbări, a dobândit nu numai conștiința (forma perfectă de afișare a lumii înconjurătoare), ci și capacitatea de a fabrica și folosi unelte în viaţă.

Prin instrumente de muncă, omenirea a început să creeze un mediu practic artificial pentru habitatul său (așezări, case, îmbrăcăminte, alimente, mașini și multe altele). De atunci, evoluția biosferei a intrat într-o nouă fază, în care factorul uman a devenit o puternică forță motrice naturală.

3. Resursele naturale și utilizarea lor.

Resursele biologice, inclusiv alimentare, ale planetei determină posibilitățile vieții umane pe Pământ, iar resursele minerale și energetice servesc ca bază pentru producția materială a societății umane. Printre resursele naturale ale planetei se numără epuizabilȘi inepuizabil resurse.

Resurse inepuizabile.

Resursele inepuizabile sunt împărțite în spațiu, climă și apă. Aceasta este energia radiației solare, a valurilor mării și a vântului. Luând în considerare masa uriașă de aer și apă de pe planetă, aerul și apa atmosferică sunt considerate inepuizabile. Selectia este relativa. De exemplu, apa dulce poate fi deja considerată o resursă finită, deoarece lipsa acută de apă a apărut în multe regiuni ale globului. Putem vorbi despre neuniformitatea distribuției sale și imposibilitatea utilizării lui din cauza poluării. Oxigenul atmosferic este, de asemenea, considerat convențional o resursă inepuizabilă.

Oamenii de știință moderni în domeniul mediului consideră că, odată cu nivelul actual de tehnologie de utilizare a aerului și apei atmosferice, aceste resurse pot fi considerate inepuizabile numai atunci când se dezvoltă și implementează programe la scară largă care vizează restabilirea calității lor.

Resurse epuizabile.

Resursele epuizabile sunt împărțite în regenerabile și neregenerabile.

Resursele regenerabile includ flora și fauna și fertilitatea solului. Dintre resursele naturale regenerabile, pădurile joacă un rol major în viața umană. Pădurea are o importanță nu mică ca factor geografic și de mediu. Pădurile previn eroziunea solului și rețin apa de suprafață, de ex. servesc ca acumulatori de umiditate și ajută la menținerea nivelului apelor subterane. Pădurile găzduiesc animale cu valoare materială și estetică pentru oameni: ungulate, animale cu blană și vânat. În țara noastră, pădurile ocupă aproximativ 30% din suprafața sa totală și reprezintă una dintre resursele naturale.

Resursele neregenerabile includ mineralele. Utilizarea lor de către oameni a început în epoca neolitică. Primele metale care au găsit utilizare au fost aurul și cuprul nativ. Au fost capabili să extragă minereuri care conțineau cupru, staniu, argint și plumb deja în 4000 î.Hr. În prezent, omul a adus în sfera activității sale industriale partea predominantă a resurselor minerale cunoscute. Dacă în zorii civilizației o persoană folosea doar aproximativ 20 de elemente chimice pentru nevoile sale, la începutul secolului al XX-lea - aproximativ 60, dar acum peste 100 - aproape întregul tabel periodic. Aproximativ 100 de miliarde de tone de minereu, combustibil și îngrășăminte minerale sunt extrase (extrase din geosferă) anual, ceea ce duce la epuizarea acestor resurse. Din măruntaiele pământului sunt extrase din ce în ce mai multe minereuri, cărbune, petrol și gaze. În condițiile moderne, o parte semnificativă a suprafeței Pământului este arată sau reprezintă pășuni cultivate integral sau parțial pentru animale domestice. Dezvoltarea industriei și agriculturii a necesitat suprafețe mari pentru construcția de orașe, întreprinderi industriale, dezvoltarea resurselor minerale și construcția de comunicații. Astfel, până în prezent, aproximativ 20% din pământ a fost transformat de oameni.

Zone semnificative ale suprafeței terenului sunt excluse din activitatea economică umană din cauza acumulării de deșeuri industriale pe aceasta și a imposibilității utilizării zonelor în care se exploatează minerit și resurse minerale.

Omul a folosit întotdeauna mediul îndeosebi ca sursă de resurse, cu toate acestea, pentru o perioadă foarte lungă de timp, activitățile sale nu au avut un impact vizibil asupra biosferei. Abia la sfârșitul secolului trecut, schimbările din biosfere sub influența activității economice au atras atenția oamenilor de știință. Aceste schimbări au crescut și afectează în prezent civilizația umană. Străduindu-se să-și îmbunătățească condițiile de viață, omenirea crește constant ritmul producției materiale, fără să se gândească la consecințe. Prin această abordare, majoritatea resurselor luate din natură îi sunt returnate sub formă de deșeuri, adesea toxice sau nepotrivite pentru eliminare. Acest lucru reprezintă o amenințare atât pentru existența biosferei, cât și pentru omul însuși.

4. Stabilitatea biosferei.

Care este stabilitatea biosferei, adică capacitatea ei de a reveni la starea inițială după orice influențe perturbatoare? Este foarte mare. Biosfera există de aproximativ 3,8 miliarde de ani (Soarele și planetele sunt aproximativ 4,6 miliarde) și în acest timp evoluția ei nu a fost întreruptă: aceasta rezultă din faptul că toate organismele vii, de la viruși la oameni, au aceeași acțiune genetică. cod scris într-o moleculă de ADN, iar proteinele lor sunt construite din 20 de aminoacizi, la fel în toate organismele. Și oricât de mari au fost influențele perturbatoare, iar unele dintre ele pot fi clasificate drept catastrofe globale care au dus la dispariția multor specii, au existat întotdeauna rezerve interne în biosferă pentru restaurare și dezvoltare.

Numai în ultimii 570 de milioane de ani au avut loc șase catastrofe majore. Ca urmare a uneia dintre ele, numărul familiilor de animale marine a scăzut cu peste 40%. Cea mai mare catastrofă de la granița perioadelor Permian și Triasic (acum 240 de milioane de ani) a dus la dispariția a aproximativ 70% dintre specii, iar catastrofa de la granița perioadelor Cretacic și Terțiar (acum 67 de milioane de ani) a dus la dispariția a aproape jumătate din specii (apoi au dispărut și dinozaurii).

Motivele unor astfel de cataclisme ar putea fi diferite: răcirea climatului, erupții vulcanice mari cu revărsări extinse de lavă, retrageri oceanice, impactul unor meteoriți mari - biota încă dezvoltată, adaptându-se la mediu și exercitând în același timp o puternică influență transformatoare asupra din urmă. Formarea oxigenului atmosferic și creșterea concentrației sale, de altfel, s-au dovedit a fi, de asemenea, catastrofale pentru unele specii - au dispărut, în timp ce, în același timp, dezvoltarea altora s-a accelerat. Conținutul de dioxid de carbon din atmosferă a scăzut în consecință. Carbonul a început să se acumuleze în biotă și detritus (materie organică moartă: așternut de frunze, copaci uscați, turbă, cărbune, petrol) și să fie transformat în cărbune, petrol și gaz. În oceane, din cochiliile și scheletele organismelor marine s-au format depozite marine groase de carbonați (calcar, cretă, marmură) și silicați. Minereurile de fier în bandă, care alcătuiesc principalele rezerve industriale de fier, inclusiv rezervele anomaliei magnetice Kursk, s-au format în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani sub influența oxigenului eliberat de bacteriile fotosintetice (abia după ce oxigenul a început să se acumuleze în atmosferă). ). O serie de organisme care acumulează anumite elemente au participat la crearea zăcămintelor de alte minerale.

Biota a parcurs o cale evolutivă uriașă de la cele mai simple organisme la animale și plante și a ajuns la diversitatea speciilor, pe care cercetătorii o estimează la 2-10 milioane de specii de animale, plante și microorganisme, fiecare dintre acestea și-a ocupat propria nișă ecologică.

Starea biotei este determinată în principal de caracteristicile fizico-chimice ale mediului. Numim setul de caracteristici medii pe termen lung ale atmosferei, hidrosferei și climei terestre. Principala caracteristică climatică - temperatura de la suprafața Pământului - sa schimbat relativ puțin în timpul evoluției biotei (cu valoarea actuală a temperaturii medii globale 288 0 K (scala Kelvin numără grade de la zero absolut, 288 0 = 15 0) modificări. , ţinând cont de epocile glaciare, nu a depăşit 10-20 0).

Deși procesele fizice și chimice din mediu au o anumită influență asupra stării ecosistemelor și a biosferei în ansamblu, influența opusă a biotei asupra mediului este de asemenea puternică. Mai mult, afectează atât feedback-urile pozitive, cât și negative, astfel încât dezvoltarea sa uneori accelerează și uneori încetinește.

Dar acest ciclu nu este închis, nu este staționar, așa cum arată datele geologice și modelele teoretice care conțin CO 2 în atmosferă (și conținutul de O 2 asociat) în ultimii 570 de milioane de ani a fluctuat în mod repetat, iar cantitatea de CO 2 de fiecare dată scăzut sau crescut de mai multe ori o dată. În unele cazuri, aceasta a contribuit la dezvoltarea biotei, în timp ce în altele a interferat.

Ciclul geochimic lent nu este, de asemenea, închis: CO 2 intră în atmosferă prin vulcani și este cheltuit pe roci de intemperii și formarea biotei. O parte din carbonul atmosferic este depus și îngropat mult timp, creând rezerve de combustibili fosili, iar oxigenul eliberat intră în atmosferă. Ca urmare, peste 4 miliarde de ani, concentrația de CO 2 în atmosferă a scăzut de 100 - 1000 de ori (datorită slăbirii vulcanismului, ca urmare a consumului de elemente radioactive în intestinele Pământului), ceea ce în mod negativ nutriția plantelor afectată. În același timp, acumularea de oxigen în atmosferă a accelerat brusc dezvoltarea biotei, dar nu a fost benefică celor mai anaerobe (fără oxigen), ca urmare a căror activitate vitală a apărut oxigenul. Ele au fost aproape complet înlocuite de organisme aerobe nou apărute.

Influența mare a biotei asupra mediului i-a determinat pe unii cercetători la concluzia că biota ar putea menține condiții în mediu favorabile vieții sale. Dar această ipoteză contrazice o serie de factori (extincții în masă, dispariția a miliarde de specii), precum și teoria evoluției lui Darwin. Biota nu a menținut condiții de mediu optime pentru organismele vii, așa că multe organisme și specii nu au putut supraviețui schimbărilor în condițiile geografice și climatice. Există estimări că câteva miliarde de specii au dispărut în timpul existenței biosferei, în timp ce câteva milioane există acum. Dar organismele care au reușit să supraviețuiască condițiilor în schimbare au dat naștere la noi specii. Adaptarea la condițiile de mediu în schimbare a creat specii numeroase și adaptate, adică a determinat evoluția, așa cum a arătat Darwin pentru prima dată. Dacă ar fi corectă presupunerea că biota existentă la un moment dat ar putea menține parametrii de mediu în limitele lor optime, atunci ar putea exista acum clima și vegetația bogată din perioada Carboniferului, dar evoluția biotei ar înceta.

Există dovezi că apariția oamenilor ca specie a fost facilitată de condițiile dificile de mediu în care au trăit strămoșii noștri. Când a învățat să mențină condiții favorabile existenței sale, evoluția sa ca specie biologică a încetat, înlocuită de evoluția societății.

Deci, în procesul dezvoltării biotei au existat perioade de dezvoltare durabilă și perioade de dezastre.

5. Bioproductivitatea ecosistemelor.

Rata cu care producătorii de ecosistem fixează energia solară în legăturile chimice ale materiei organice sintetizate determină productivitate comunitățile. Se numește masa organică creată de plante pe unitatea de timp producția primară a comunității. Produsele sunt exprimate cantitativ în masa umedă sau uscată a plantelor sau în unități de energie - numărul echivalent de jouli.

Producția primară brută- cantitatea de substanță creată de plante pe unitatea de timp la o rată dată de fotosinteză. O parte din această producție este destinată menținerii activității vitale a plantelor înseși (cheltuieli pentru respirație). Această parte poate fi destul de mare; variază de la 40 la 70% din producția brută. Partea rămasă din masa organică creată caracterizează producția primară netă, care reprezintă cantitatea de creștere a plantelor, rezerva de energie pentru consumatori și descompozitori. Fiind procesat în lanțurile trofice, este folosit pentru a umple masa de organisme heterotrofe. Creșterea masei consumatorilor pe unitatea de timp este produse secundare comunitare. Se calculează separat pentru fiecare nivel trofic, deoarece Creșterea de masă pe fiecare dintre ele se produce datorită energiei provenite de la precedenta. Heterotrofei, fiind incluși în lanțurile trofice, trăiesc în cele din urmă din producția primară netă a comunității. În diferite ecosisteme, ei îl consumă cu o completitate diferită. Dacă rata producției primare în lanțurile alimentare rămâne în urmă cu ritmul de creștere a plantelor, aceasta duce la o creștere treptată a biomasei totale a producătorilor. Biomasa este înțeleasă ca masa totală de organisme dintr-un grup dat sau din întreaga comunitate în ansamblu. Biomasa este adesea exprimată în unități de energie echivalente.

Utilizarea insuficientă a produselor așternute în lanțurile de descompunere are ca rezultat acumularea de materie organică, care are loc, de exemplu, când mlaștinile devin turboase și corpurile de apă puțin adânci devin supraîncărcate. Biomasa unei comunități cu un ciclu echilibrat de substanțe rămâne relativ constantă, deoarece Aproape toată producția primară este cheltuită în scopuri de nutriție și reproducere.

Cel mai important rezultat practic al abordării energetice a studiului ecosistemelor a fost implementarea cercetărilor în cadrul Programului Biologic Internațional, desfășurate de oameni de știință din întreaga lume încă din 1969 pentru a studia potențiala productivitate biologică a Pământului.

Distribuția globală a produselor biologice primare este extrem de inegală. Cea mai mare creștere absolută a vieții plantelor atinge în medie 25 g pe zi în condiții foarte favorabile. Pe suprafețe mari, productivitatea nu depășește 0,1 g/m (deșerturi fierbinți și deșerturi polare). Producția totală anuală de materie organică uscată pe Pământ este de 150-200 de miliarde de tone. Aproximativ o treime din el se formează în oceane, aproximativ două treimi pe uscat. Aproape toată producția primară netă a Pământului servește la susținerea vieții tuturor organismelor heterotrofe. Energia care este subutilizată de consumatori este stocată în corpurile lor, în sedimentele organice ale corpurilor de apă și în humosul solului.

Eficiența legării radiațiilor solare de către vegetație scade odată cu lipsa de căldură și umiditate, cu proprietăți fizice și chimice nefavorabile ale solului etc. Productivitatea vegetației se modifică nu numai în timpul tranziției de la o zonă climatică la alta, ci și în cadrul fiecărei zone.

Pentru cele cinci continente ale lumii, productivitatea medie variază relativ puțin. Excepție este America de Sud, în majoritatea căreia condițiile de dezvoltare a vegetației sunt foarte favorabile.

Alimentația oamenilor este asigurată în principal de culturile agricole, care ocupă aproximativ 10% din suprafața terenului (circa 1,4 miliarde de hectare). Creșterea anuală totală a plantelor cultivate este de aproximativ 16% din productivitatea totală a terenului, cea mai mare parte fiind în păduri. Aproximativ 1/2 din recoltă merge direct în alimentația umană, restul este folosit pentru hrănirea animalelor domestice, este folosit în industrie și se pierde în deșeuri. În total, oamenii consumă aproximativ 0,2% din producția primară a Pământului.

Hrana vegetală este energetic mai ieftină pentru oameni decât hrana animală. Zonele agricole, cu utilizare și distribuție rațională a produselor, ar putea susține aproximativ de două ori populația actuală a Pământului. Dar acest lucru necesită multă muncă și investiții de capital. Este deosebit de dificil să furnizezi populației produse secundare. Dieta unei persoane ar trebui să includă cel puțin 30 g de proteine ​​pe zi. Resursele disponibile pe Pământ, inclusiv produsele zootehnice și rezultatele pescuitului pe uscat și în ocean, pot asigura anual aproximativ 50% din nevoile populației moderne de pe Pământ. Majoritatea populației lumii se află astfel într-o stare de foamete de proteine, iar o proporție semnificativă de oameni suferă și de malnutriție generală.

Astfel, creșterea bioproductivității ecosistemelor, și în special a produselor secundare, este una dintre principalele provocări cu care se confruntă omenirea.

6. Biosfera și omul. Noosferă.

Vernadsky, analizând istoria geologică a Pământului, susține că există o tranziție a biosferei într-o nouă stare - în noosferă sub influența unei noi forțe geologice, gândirea științifică a omenirii. Cu toate acestea, în lucrările lui Vernadsky nu există o interpretare completă și consecventă a esenței noosferei materiale ca biosfere transformate. În unele cazuri, a scris despre noosferă la timpul viitor (încă nu a sosit), în altele în prezent (intrim în ea), iar uneori a asociat formarea noosferei cu apariția lui Homo sapiens sau cu apariţia producţiei industriale. Trebuie remarcat faptul că, atunci când, ca mineralog, Vernadsky a scris despre activitatea geologică a omului, nu a folosit încă conceptele de „noosferă” și chiar de „biosferă”. El a scris în cele mai multe detalii despre formarea noosferei pe Pământ în lucrarea sa neterminată „Gândirea științifică ca fenomen planetar”, dar mai ales din punctul de vedere al istoriei științei.

Deci, ce este noosfera: o utopie sau o adevărată strategie de supraviețuire? Lucrările lui Vernadsky permit un răspuns mai substanțial la întrebarea pusă, deoarece indică o serie de condiții specifice necesare pentru formarea și existența noosferei. Enumerăm aceste condiții:

1. aşezarea umană a întregii planete;

2. o transformare dramatică a mijloacelor de comunicare și schimb între țări;

3. consolidarea legăturilor, inclusiv a celor politice, între toate țările Pământului;

4. începutul predominării rolului geologic al omului asupra altor procese geologice care au loc în biosferă;

5. extinderea limitelor biosferei și accesul în spațiu;

6. descoperirea de noi surse de energie;

7. egalitatea oamenilor de toate rasele și religiile;

8. creşterea rolului poporului în rezolvarea problemelor de politică externă şi internă;

9. libertatea gândirii științifice și a cercetării științifice de sub presiunea constructelor religioase, filozofice și politice și de crearea în sistemul de stat a condițiilor favorabile gândirii științifice libere;

10. un sistem bine gândit de învățământ public și o creștere a bunăstării muncitorilor. Crearea unei oportunități reale de prevenire a malnutriției și a foametei, a sărăciei și a reducerii considerabile a bolilor;

11.transformarea rezonabilă a naturii primare a Pământului pentru a-l face capabil să satisfacă toate nevoile materiale, estetice și spirituale ale unei populații în creștere numeric;

12.excluderea războaielor din viața societății.

7. Rolul factorului uman în dezvoltarea biosferei.

Tema centrală a doctrinei noosferei este unitatea biosferei și umanității. Vernadsky în lucrările sale dezvăluie rădăcinile acestei unități, importanța organizării biosferei în dezvoltarea omenirii. Acest lucru ne permite să înțelegem locul și rolul dezvoltării istorice a omenirii în evoluția biosferei, modelele tranziției acesteia la noosferă.

Una dintre ideile cheie care stau la baza teoriei lui Vernadsky a noosferei este că omul nu este o ființă vie autosuficientă, care trăiește separat conform propriilor sale legi, el coexistă în natură și face parte din ea. Această unitate se datorează în primul rând continuității funcționale a mediului și a omului, pe care Vernadsky a încercat să o arate ca biogeochimist. Omenirea în sine este un fenomen natural și este firesc ca influența biosferei să afecteze nu numai mediul de viață, ci și modul de gândire.

Dar nu numai natura are un impact asupra oamenilor, există și feedback. Mai mult, nu este superficială, reflectând impactul fizic al omului asupra mediului, este mult mai profund. Acest lucru este dovedit de faptul că forțele geologice planetare au devenit recent semnificativ mai active. „...vedem din ce în ce mai clar forțele geologice din jurul nostru în acțiune. Aceasta a coincis, abia întâmplător, cu pătrunderea în conștiința științifică a convingerii despre semnificația geologică a Homo sapiens, cu identificarea unei noi stări a biosferei - noosfera - și este una dintre formele de exprimare a acesteia. Este legat, desigur, în primul rând de clarificarea lucrărilor și gândirii științifice naturale din biosfere, unde materia vie joacă rolul principal.” Astfel, recent reflectarea ființelor vii asupra naturii înconjurătoare s-a schimbat dramatic. Datorită acestui fapt, procesul de evoluție este transferat în domeniul mineralelor. Solul, apa și aerul se schimbă dramatic. Adică evoluția speciilor în sine s-a transformat într-un proces geologic, deoarece în procesul de evoluție a apărut o nouă forță geologică. Vernadsky a scris: „Evoluția speciilor trece în evoluția biosferei”.

Vernadsky a văzut inevitabilitatea noosferei, pregătită atât de evoluția biosferei, cât și de dezvoltarea istorică a omenirii. Din punctul de vedere al abordării noosferice, punctele dureroase moderne în dezvoltarea civilizației mondiale sunt văzute diferit. Atitudinea barbară față de biosferă, amenințarea unei catastrofe ecologice globale, producerea de mijloace de distrugere în masă - toate acestea ar trebui să aibă o semnificație trecătoare. Întrebarea unei întoarceri radicale către originile vieții, către organizarea biosferei în condiții moderne ar trebui să sune ca un sonerie de alarmă, o chemare la gândire și acțiune în aspectul biosferă – planetar.

8. Probleme ecologice ale biosferei.

Problemele de mediu ale biosferei sunt efectul de seră, epuizarea stratului de ozon, defrișările masive, care perturbă procesul de ciclizare a oxigenului și carbonului în biosferă, deșeurile din producție, agricultură, producția de energie (centralele hidroelectrice provoacă daune naturii și oamenilor. - inundarea unor suprafețe vaste pentru rezervoare, obstacole de netrecut pe rutele de migrație ale peștilor anadromi și semianadromi care se ridică să depună icre în cursurile superioare ale râurilor, există stagnarea apei, o încetinire a debitului, care afectează viața tuturor vii. creaturi care trăiesc în râu și în apropierea râului; o creștere locală a apei afectează solul lacului de acumulare, ducând la inundații, mlaștini, eroziune de coastă și alunecări de teren; există pericol de diguri în zonele cu seismicitate ridicată). Toate acestea conduc la o criză globală de mediu și necesită o tranziție imediată la managementul rațional al mediului.

9. Conservarea naturii și perspectivele unui management rațional al mediului.

Utilizarea rațională a resurselor naturale este singura cale de ieșire din situație.

Scopul general al managementului resurselor naturale este de a găsi cele mai bune sau optime modalități de exploatare a ecosistemelor naturale și artificiale (de exemplu, agricole). Exploatarea se referă la recoltare și impactul anumitor tipuri de activitate economică asupra condițiilor de existență a biogeocenozelor.

Rezolvarea problemei creării unui sistem optim de management al resurselor naturale este semnificativ complicată de prezența nu a unuia, ci a multor criterii de optimizare. Acestea includ: obținerea unui randament maxim, reducerea costurilor de producție, conservarea peisajelor naturale, menținerea diversității speciilor a comunităților, asigurarea unui mediu curat, menținerea funcționării normale a ecosistemelor și a complexelor acestora.

Protecția mediului și refacerea resurselor naturale ar trebui să includă:

n o strategie rațională de combatere a dăunătorilor, cunoașterea și respectarea tehnicilor agrotehnice, dozarea îngrășămintelor minerale, bună cunoaștere a agrocenozelor ecologice și a proceselor care au loc în acestea, precum și la limitele acestora cu sistemele naturale;

n îmbunătățirea tehnologiei și extracția resurselor naturale;

n extragerea cea mai completă și cuprinzătoare a tuturor componentelor utile din depozit;

n reabilitarea terenurilor după utilizarea zăcămintelor;

n utilizarea economică și fără deșeuri a materiilor prime în producție;

n curățare profundă și tehnologii de utilizare a deșeurilor de producție;

n reciclarea materialelor după ce produsele nu mai sunt utilizate;

n utilizarea tehnologiilor care permit extragerea mineralelor dispersate;

n utilizarea înlocuitorilor naturali și fosili pentru compușii minerali rare;

n cicluri de producție închise (dezvoltare și aplicare);

n aplicarea tehnologiilor de economisire a energiei;

n dezvoltarea și utilizarea de noi surse de energie ecologice.

În general, obiectivele de protecție a mediului și de restaurare a resurselor naturale ar trebui să includă:

n monitorizarea logică locală și globală, de ex. măsurarea și controlul stării celor mai importante caracteristici ale mediului, concentrația de substanțe nocive în atmosferă, apă, sol;

n refacerea și conservarea pădurilor de incendii, dăunători, boli;

n extinderea și creșterea numărului de rezerve, zone de ecosisteme de referință, complexe naturale unice;

n protecția și creșterea speciilor rare de plante și animale;

n educația largă și educația pentru mediu a populației;

n cooperarea internaţională în domeniul protecţiei mediului.

O astfel de activitate activă în toate domeniile activității umane pentru a forma o atitudine față de natură, dezvoltarea utilizării raționale a resurselor naturale și a tehnologiilor ecologice ale viitorului va fi capabilă să rezolve problemele de mediu de astăzi și să treacă la o cooperare armonioasă cu natura. .

În zilele noastre, atitudinea consumatorului față de natură, retragerea resurselor acesteia fără a lua măsuri de refacere a acestora, devin de domeniul trecutului. Problema utilizării raționale a resurselor naturale și a protecției naturii de consecințele distructive ale activității economice umane capătă importanță națională.

Conservarea naturii și gestionarea rațională a mediului este o problemă complexă, iar soluția ei depinde atât de implementarea consecventă a măsurilor guvernamentale care vizează conservarea ecosistemelor, cât și de extinderea cunoștințelor științifice, care este rentabilă și profitabilă pentru ca societatea să o finanțeze pe cont propriu. bunăstare.

Pentru substanțele nocive din atmosferă, sunt stabilite prin lege concentrații maxime admise care nu provoacă consecințe notabile pentru oameni. Pentru a preveni poluarea aerului, au fost elaborate măsuri care să asigure arderea corespunzătoare a combustibilului, trecerea la încălzirea centrală gazificată și instalarea de instalații de tratare la întreprinderile industriale. Pe lângă protejarea aerului de poluare, instalațiile de tratare vă permit să economisiți materii prime și să returnați multe produse valoroase la producție. De exemplu, captarea sulfului din gazele eliberate face posibilă creșterea producției de acid sulfuric; captarea cimentului economisește producția egală cu productivitatea mai multor fabrici. În topitorii de aluminiu, instalarea filtrelor pe conducte previne eliberarea de fluor în atmosferă. Pe lângă construcția de instalații de tratare, se caută o tehnologie în care să fie minimizată generarea de deșeuri. Același obiectiv este servit prin îmbunătățirea designului mașinilor și trecerea la alte tipuri de combustibil (gaz lichefiat, alcool etilic), a cărui combustie produce mai puține substanțe nocive. O mașină cu motor electric este în curs de dezvoltare pentru deplasarea în interiorul orașului. Amenajarea corectă a orașului și a spațiilor verzi este de mare importanță. Copacii curăță aerul de particulele lichide și solide (aerosoli) suspendate în el și absorb gazele nocive. De exemplu, dioxidul de sulf este bine absorbit de plop, tei, arțar, castan de cal, fenoli - de liliac, dud și soc.

Apele uzate menajere și industriale sunt supuse epurării mecanice, fizice și biologice. Tratamentul biologic presupune distrugerea de către microorganisme a substanțelor organice dizolvate. Apa este trecută prin rezervoare speciale care conțin doar așa-numitul nămol activ, care include microorganisme care oxidează fenolii, acizii grași, alcoolii, hidrocarburile etc.

Tratarea apelor uzate nu rezolvă toate problemele. Prin urmare, tot mai multe întreprinderi trec la o nouă tehnologie - un ciclu închis, în care apa purificată este reintrată în producție. Noile procese tehnologice fac posibilă reducerea de zeci de ori a cantității de apă necesară în scopuri industriale.

Protecția subsolului constă în primul rând în prevenirea risipei neproductive a resurselor organice în utilizarea lor integrată. De exemplu, o mulțime de cărbune se pierde în incendiile subterane, iar gazele inflamabile ard în rachetele din câmpurile petroliere. Dezvoltarea tehnologiei pentru extracția complexă a metalelor din minereuri face posibilă obținerea unor elemente valoroase suplimentare precum titan, cobalt, wolfram, molibden etc.

Pentru creșterea productivității agricole, tehnologia agricolă corectă și implementarea măsurilor speciale de protecție a solului sunt de mare importanță. De exemplu, lupta împotriva ravenelor se desfășoară cu succes prin plantarea de plante - copaci, arbuști, ierburi. Plantele protejează solul împotriva spălării și reduc viteza de curgere a apei. Cultivarea ravenelor permite utilizarea lor în scopuri economice. Semănatul amorfei importate din America, care are un sistem radicular puternic, nu numai că previne eficient pierderea solului: planta însăși produce fasole cu valoare de hrănire ridicată. Diversitatea plantațiilor și culturilor de-a lungul râpei contribuie la formarea biocenozelor persistente. Păsările se stabilesc în desișuri, ceea ce este de o importanță nu mică pentru combaterea dăunătorilor. Plantațiile forestiere de protecție din stepă previn eroziunea apei și eoliene a câmpurilor. Dezvoltarea metodelor biologice de combatere a dăunătorilor face posibilă reducerea utilizării pesticidelor în agricultură. În prezent, 2.000 de specii de plante, 236 de specii de mamifere și 287 de specii de păsări au nevoie de protecție. Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii a înființat o Carte Roșie specială, care oferă informații despre speciile pe cale de dispariție și oferă recomandări pentru conservarea acestora. Multe specii de animale pe cale de dispariție și-au recuperat acum numărul. Acest lucru este valabil pentru elan, saiga, egretă și eider.

Conservarea florei și faunei este facilitată de organizarea rezervațiilor naturale și a sanctuarelor. Pe lângă protejarea speciilor rare și pe cale de dispariție, rezervele servesc drept bază pentru domesticirea animalelor sălbatice cu proprietăți economice valoroase. Rezervațiile naturale sunt și centre de relocare a animalelor dispărute în zonă și ajută la îmbogățirea faunei locale. Șobolanul nord-american a prins rădăcini cu succes în Rusia, oferind blană valoroasă. În condițiile dure ale Arcticii, boul mosc importat din Canada și Alaska se reproduce cu succes. Numărul castorilor, care aproape a dispărut la începutul secolului, a fost restabilit.

Exemplele similare sunt numeroase. Ei arată că îngrijirea naturii, bazată pe cunoașterea profundă a biologiei plantelor și animalelor, nu numai că o păstrează, ci oferă și un efect economic semnificativ.

Mulți oameni cred că natura ar trebui protejată doar din cauza beneficiilor sale reale sau potențiale pentru oameni, o abordare numită o viziune antropocentrică (centrată pe om) asupra lumii. Unii oameni aderă la o viziune biocentrică asupra lumii și sunt convinși că este nedemn de om să grăbească dispariția oricărei specii, deoarece omul nu este mai important decât alte specii de pe pământ. „Omul nu are superioritate față de alte specii, pentru că totul este deșertăciunea deșertăciunii”, cred ei. Alții au o viziune ecocentrică (centru-ecosistem) și cred că doar acele acțiuni care vizează menținerea sistemelor de susținere a vieții pământului sunt justificate.

CONCLUZIE.

Astfel, vedem că toate acele semne specifice sunt prezente, toate sau aproape toate condițiile pe care le-a indicat V.I.Vernadsky pentru a distinge noosfera de stările existente anterior ale biosferei. Procesul de formare a acestuia este treptat și probabil că nu va fi niciodată posibil să se indice cu exactitate anul sau chiar deceniul de la care tranziția biosferei la noosferă poate fi considerată completă. Desigur, opiniile cu privire la această problemă pot diferi. F.T. Yanshina scrie: „Învățătura academicianului V.I. Vernadsky despre tranziția biosferei la noosferă nu este o utopie, ci o strategie reală pentru supraviețuire și realizarea unui viitor rezonabil pentru întreaga umanitate”. Părerea lui R.K.Balandin este oarecum diferită: „Biosfera nu trece la un nivel superior de complexitate, de perfecțiune, ci este simplificată, poluată, degradată (o rată fără precedent de dispariție a speciilor, distrugerea zonelor forestiere, eroziunea teribilă a terenurilor...) Se trece la un nivel inferior, adică în ea cea mai activă forță transformatoare și reglatoare devine tehno-substanță, un set de sisteme tehnice prin care o persoană - de cele mai multe ori involuntar - schimbă întreaga zonă a vieții." Vernadsky însuși, observând consecințele nedorite și distructive ale managementului uman pe Pământ, le-a considerat niște costuri. El credea în mintea umană, în umanismul activității științifice, în triumful binelui și al frumuseții. A prevăzut unele lucruri cu brio, dar poate că s-a înșelat în privința altora. Noosfera ar trebui acceptată ca simbol al credinței, ca ideal al intervenției umane rezonabile în procesele biosferei sub influența realizărilor științifice. Trebuie să credem în ea, să sperăm la venirea ei și să luăm măsurile adecvate.

BIBLIOGRAFIE:

1. Chernova N.M., Bylova A.M., Ecologie. Manual pentru institute pedagogice, M., Prosveshchenie, 1988;

2. Kriksunov E.A., Pasechnik V.V., Sidorin A.P., Ecologie, M., Editura Buttard, 1995;

3. Biologie generală. Materiale de referință, Alcătuit de V.V. Zaharov, M., Editura Buttard, 1995.

4. „Vernadsky V.I.: Despre diferența fundamentală de material și energie dintre corpurile vii și cele inerte ale biosferei.” // „Vladimir Vernadsky: Biografie. Lucrări alese. Memorii ale contemporanilor. Judecățile descendenților.” Comp. G.P.Aksenov. - M.: Sovremennik, 1993.

5. V.I. Vernadsky „Reflecții ale unui naturalist. - Gândirea științifică ca fenomen planetar”. M., Nauka, 1977. „Studiul fenomenelor vieții și al fizicii noi”, 1931; Eseuri biogeochimice. M.-L., editura Academiei de Științe a URSS, 1940

6. sat. „Biosfera” art. „Câteva cuvinte despre noosferă” M., Mysl, 1967.

7. „V.I. Vernadsky. Materiale pentru biografie” M., editura „Young Guard”, 1988.

8. Lapo A.V. „Urme ale biosferelor trecute.” – Moscova, 1979.

CAPITOLUL 1. Introducere 2. Partea analitică 2.1. Structura biosferei.............................................................. ........................................... 4 2.2. Evoluția biosferei.............................................................. ...... ......

Interacțiunea populațiilor determină natura funcționării următorului nivel superior de organizare a viețuitoarelor - comunitatea biotică sau biocenoza. Sub biocenoza se referă la un sistem biologic care este o colecție de populații de diferite specii care coexistă în spațiu și timp. Studiul comunităților își propune să afle cum se menține existența lor durabilă și ce impact au interacțiunile biotice și condițiile de mediu asupra schimbărilor din comunități.

Comunitate, ecosistem, biogeocenoză, biosferă

O comunitate (biocenoza) este o colecție de organisme de diferite specii care coexistă mult timp într-un anumit spațiu și reprezintă o unitate ecologică. La fel ca o populație, o comunitate are propriile sale proprietăți (și indicatori) inerenți ei ca întreg. Proprietățile comunității sunt stabilitatea (capacitatea de a rezista influențelor externe), productivitatea (capacitatea de a produce materie vie). Indicatorii unei comunități sunt caracteristicile compoziției sale (diversitatea speciilor, structura rețelei trofice), raportul dintre grupurile individuale de organisme. Una dintre principalele sarcini ale ecologiei este de a clarifica relațiile dintre proprietățile și compoziția unei comunități, care apar indiferent de speciile incluse în ea.

Ecosistemul este o altă categorie ecologică; este orice comunitate de ființe vii, împreună cu habitatul său fizic, funcționând ca un întreg. Un exemplu de ecosistem este un iaz, care include o comunitate de hidrobionți, proprietățile fizice și compoziția chimică a apei, caracteristicile topografiei de fund, compoziția și structura solului, aerul atmosferic care interacționează cu suprafața apei și solar. radiatii. În ecosisteme, există un schimb constant de energie și materie între natura vie și cea neînsuflețită. Acest schimb este durabil. Elementele naturii vie și neînsuflețite sunt în interacțiune constantă.

Ecosistemul este un concept foarte larg și se aplică atât complexelor naturale (de exemplu, tundra, ocean) cât și celor artificiale (de exemplu, un acvariu). Prin urmare, pentru a desemna un ecosistem natural elementar în ecologie, se folosește termenul „biogeocenoză”.

Biogeocenoza este un set istoric stabilit de organisme vii (biocenoza) și mediul abiotic, împreună cu aria suprafeței terestre pe care o ocupă. Granița biogeocenozei se stabilește de-a lungul graniței comunității vegetale (fitocenoza) - cea mai importantă componentă a oricărei biogeocenoze. Fiecare biogeocenoză se caracterizează prin propriul tip de material și schimb de energie.

Biogeocenoza este parte integrantă a peisajului natural și o unitate bioteritorială elementară a biosferei. Adesea, clasificarea ecosistemelor naturale se bazează pe caracteristicile ecologice caracteristice ale habitatelor, evidențiind comunitățile de coastă sau rafturi maritime, lacuri sau iazuri, lunci inundabile sau de munte, deșerturi stâncoase sau nisipoase, păduri de munte, estuare (gurile de râuri mari), etc. Toate ecosistemele naturale (biogeocenoze) ) sunt interconectate și formează împreună învelișul viu al Pământului, care poate fi considerat cel mai mare ecosistem - biosfera.

Funcționarea ecosistemului

Energia în ecosisteme. Un ecosistem este o colecție de organisme vii care fac schimb continuu de energie, materie și informații între ele și cu mediul. Să luăm în considerare mai întâi procesul de schimb de energie. Energia este definită ca fiind capacitatea de a produce muncă. Proprietățile energiei sunt descrise de legile termodinamicii.

Prima lege (lege) a termodinamicii sau legea conservării energiei afirmă că energia se poate schimba de la o formă la alta, dar nu dispare și nici nu poate fi creată din nou. A doua lege (legea) a termodinamicii sau legea entropiei afirmă că într-un sistem închis entropia nu poate decât să crească. În raport cu energia din ecosisteme, următoarea formulare este convenabilă: procesele asociate transformărilor energetice pot avea loc spontan numai dacă energia trece de la o formă concentrată la una dispersată, adică se degradează.

Măsura cantității de energie care devine indisponibilă pentru utilizare sau, în caz contrar, măsura schimbării în ordine care are loc în timpul degradării energiei, este entropia. Cu cât este mai mare ordinea sistemului, cu atât entropia acestuia este mai mică. Astfel, orice sistem viu, inclusiv un ecosistem, își menține activitatea vitală datorită, în primul rând, prezenței în mediu a unui exces de energie liberă (energia Soarelui); în al doilea rând, capacitatea, datorită designului componentelor sale, de a capta și concentra această energie, iar atunci când este utilizată, de a o disipa în mediu. Astfel, mai întâi captarea și apoi concentrarea energiei odată cu trecerea de la un nivel trofic la altul asigură o creștere a ordinii și organizării unui sistem viu, adică o scădere a entropiei acestuia.

Energia și productivitatea ecosistemelor. Deci, viața într-un ecosistem se menține datorită trecerii continue a energiei prin materia vie, transferată de la un nivel trofic la altul; În același timp, are loc o transformare constantă a energiei de la o formă la alta. În plus, în timpul transformărilor energetice, o parte din aceasta se pierde sub formă de căldură. Atunci apare întrebarea: în ce relații și proporții cantitative ar trebui să fie între ei membrii comunității de diferite niveluri trofice din ecosistem pentru a-și satisface nevoile energetice?

Întreaga aprovizionare cu energie este concentrată în masa materiei organice - biomasă, prin urmare intensitatea formării și distrugerii materiei organice la fiecare nivel este determinată de trecerea energiei prin ecosistem (biomasa poate fi întotdeauna exprimată în unități energetice). Viteza de formare a materiei organice se numește productivitate. Există productivitate primară și secundară. În orice ecosistem, biomasa este formată și distrusă, iar aceste procese sunt în întregime determinate de viața nivelului trofic inferior - producătorii. Toate celelalte organisme consumă doar materia organică deja creată de plante și, prin urmare, productivitatea globală a ecosistemului nu depinde de acestea. Rate ridicate de producție de biomasă sunt observate în ecosistemele naturale și artificiale în care factorii abiotici sunt favorabili și mai ales atunci când energie suplimentară este furnizată din exterior, ceea ce reduce costurile proprii ale sistemului de menținere a vieții.

Această energie suplimentară poate veni sub diferite forme: de exemplu, într-un câmp cultivat - sub formă de energie din combustibili fosili și muncă efectuată de oameni sau animale. Astfel, pentru a furniza energie tuturor indivizilor unei comunități de organisme vii dintr-un ecosistem, este necesară o anumită relație cantitativă între producători, consumatori de diferite ordine, detritivori și descompozitori. Cu toate acestea, pentru activitatea de viață a oricăror organisme și, prin urmare, a sistemului în ansamblu, energia în sine nu este suficientă; acestea trebuie să primească diverse componente minerale, oligoelemente și substanțe organice necesare pentru construcția moleculelor de materie vii.

Ciclul elementelor dintr-un ecosistem

De unde provin inițial componentele necesare pentru construirea unui organism din materia vie? Ele sunt furnizate lanțului alimentar de către aceiași producători. Extrag minerale anorganice si apa din sol, CO2 din aer, iar din glucoza formata in timpul fotosintezei, cu ajutorul nutrientilor, construiesc in continuare molecule organice complexe - carbohidrati, proteine, lipide, acizi nucleici, vitamine etc. Pentru ca elementele necesare să fie disponibile organismelor vii, acestea trebuie să fie disponibile în orice moment. În această relație se realizează legea conservării materiei. Este convenabil să-l formulăm astfel: atomii din reacțiile chimice nu dispar niciodată, nu se formează sau se transformă unul în altul; ele doar se rearanjează pentru a forma diverse molecule și compuși (în același timp, energia este absorbită sau eliberată).

Din această cauză, atomii pot fi utilizați într-o mare varietate de compuși și aprovizionarea lor nu este niciodată epuizată. Este exact ceea ce se întâmplă în ecosistemele naturale sub formă de cicluri de elemente. În acest caz, se disting două cicluri: mare (geologic) și mic (biotic). Ciclul apei este unul dintre cele mai mari procese de pe suprafața globului. Joacă un rol major în legarea ciclurilor geologice și biotice. În biosferă, apa, deplasându-se continuu dintr-o stare în alta, face cicluri mici și mari. Evaporarea apei de la suprafața oceanului, condensarea vaporilor de apă în atmosferă și precipitațiile de la suprafața oceanului formează un mic ciclu. Dacă vaporii de apă sunt transportați de curenții de aer către pământ, ciclul devine mult mai complicat. În acest caz, o parte din precipitații se evaporă și se întoarce în atmosferă, cealaltă hrănește râurile și rezervoarele, dar în cele din urmă se întoarce din nou în ocean prin râu și scurgeri subterane, completând astfel ciclul mare.

O proprietate importantă a ciclului apei este că, interacționând cu litosfera, atmosfera și materia vie, leagă împreună toate părțile hidrosferei: oceanul, râurile, umiditatea solului, apa subterană și umiditatea atmosferică. Apa este cea mai importantă componentă a tuturor viețuitoarelor. Apa subterană, pătrunzând prin țesutul vegetal în timpul procesului de transpirație, introduce săruri minerale necesare vieții plantelor înseși. Rezumând legile funcționării ecosistemelor, să formulăm încă o dată principalele lor prevederi: 1) ecosistemele naturale există datorită energiei solare libere, care nu poluează mediul, a cărei cantitate este excesivă și relativ constantă;
2) transferul de energie și materie prin comunitatea de organisme vii din ecosistem are loc de-a lungul lanțului trofic; toate speciile de viețuitoare dintr-un ecosistem sunt împărțite în funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc în acest lanț în producători, consumatori, detritivori și descompozitori - aceasta este structura biotică a comunității; raportul cantitativ al numărului de organisme vii între nivelurile trofice reflectă structura trofică a comunității, care determină rata de trecere a energiei și materiei prin comunitate, adică productivitatea ecosistemului; 3) ecosistemele naturale, datorită structurii lor biotice, mențin o stare stabilă pe termen nelimitat, fără a suferi de epuizarea resurselor și poluarea cu propriile deșeuri; obținerea resurselor și eliminarea deșeurilor apar în cadrul ciclului tuturor elementelor.

Impactul uman asupra ecosistemului

Impactul uman asupra mediului natural poate fi luat în considerare sub diferite aspecte, în funcție de scopul studierii acestei probleme. Din punct de vedere ecologic, este de interes să se ia în considerare impactul uman asupra sistemelor ecologice din punctul de vedere al conformării sau contradicției acțiunilor umane cu legile obiective ale funcționării ecosistemelor naturale. Pe baza concepției biosferei ca ecosistem global, toată diversitatea activităților umane din biosferă duce la modificări în: compoziția biosferei, ciclurile și echilibrul substanțelor sale constitutive; bilanțul energetic al biosferei; biota. Direcția și amploarea acestor schimbări sunt de așa natură încât omul însuși le-a dat numele de criză ecologică.

Criza de mediu modernă se caracterizează prin următoarele manifestări: schimbarea treptată a climei planetei ca urmare a modificărilor echilibrului gazelor din atmosferă, generală și locală (peste poli, suprafețe de uscat individuale); distrugerea ecranului de ozon al biosferei; poluare. Oceanului Mondial cu metale grele, compuși organici complecși, produse petroliere, substanțe radioactive; saturarea apelor cu dioxid de carbon. perturbarea prin gaz a legăturilor ecologice naturale dintre ocean și apele terestre ca urmare a construcției de baraje pe râuri, ducând la modificări ale scurgerii solide, rutelor de depunere a icrelor etc. poluarea atmosferică cu formare de precipitații acide, substanțe foarte toxice ca urmare a reacțiilor chimice și fotochimice; poluarea apelor terestre, inclusiv a apelor fluviale, utilizate pentru alimentarea cu apă potabilă, cu substanțe foarte toxice, inclusiv dioxine, metale grele, fenoli; deșertificare a planetei; degradarea stratului de sol; reducerea suprafeței terenurilor fertile; potrivite pentru agricultură; contaminarea radioactivă a anumitor teritorii din cauza eliminării deșeurilor radioactive, accidente provocate de om etc. acumularea de gunoi menajer și deșeuri industriale pe suprafața terenului, în special materiale plastice practic nedegradabile; reducerea suprafeței pădurilor tropicale și nordice, ducând la un dezechilibru al gazelor atmosferice, inclusiv o reducere a concentrației de oxigen din planeta. atmosferă; poluarea spațiului subteran, inclusiv a apelor subterane, care le face inadecvate pentru alimentarea cu apă și amenință viața încă puțin studiată din litosferă; dispariția masivă și rapidă, ca avalanșă, a speciilor de materie vii; deteriorarea mediului de viață în zonele populate. , în special zonele urbanizate; epuizarea generală și lipsa resurselor naturale pentru dezvoltarea umanității; modificarea dimensiunii, rolului energetic și biogeochimic al organismelor; reorganizarea lanțurilor trofice, reproducerea în masă a speciilor individuale de organisme, perturbarea ierarhiei ecosistemelor, creșterea uniformității sistemice pe planetă.



Biosferă (din greaca bios - viata, sphaira - sfera)- învelișul planetei Pământ în care este prezentă viața. Dezvoltarea termenului „biosferă” este asociată cu geologul englez Eduard Suesse și savantul rus V.I. Vernadsky. Biosfera, împreună cu litosfera, hidrosfera și atmosfera, formează cele patru învelișuri principale ale Pământului.

Originea termenului „biosferă”

Termenul „biosferă” a fost creat pentru prima dată de geologul Eduard Suess în 1875 pentru a se referi la spațiul de pe suprafața Pământului în care există viață. O definiție mai completă a conceptului „biosferă” a fost propusă de V.I. Vernadsky. El a fost primul care a atribuit vieții rolul dominant al forței transformatoare a planetei noastre, ținând cont de activitatea vitală a organismelor atât în ​​prezent, cât și în trecut. Geochimiștii definesc termenul „biosferă” ca fiind suma totală a organismelor vii („biomasă” sau „biotă”, așa cum o numesc biologii și ecologiștii).

Limitele biosferei

Fiecare parte a planetei, de la calotele polare până la ecuator, este locuită de organisme vii. Progresele recente în domeniul microbiologiei au arătat că microorganismele trăiesc adânc sub suprafața pământului și poate că biomasa lor totală depășește biomasa tuturor florei și faunei de pe suprafața pământului.

În prezent, limitele reale ale biosferei nu pot fi măsurate. De obicei, majoritatea speciilor de păsări zboară la altitudini cuprinse între 650 și 1.800 de metri, iar peștii au fost găsiți până la 8.372 de metri adânci în șanțul din Puerto Rico. Dar există și exemple mai extreme de viață pe planetă. Vulturul african, sau vulturul lui Rüppel, a fost văzut la altitudini de peste 11.000 de metri, gâștele de munte migrează de obicei la altitudini de cel puțin 8.300 de metri, iacii sălbatici trăiesc în regiunile muntoase ale Tibetului la o altitudine de aproximativ 3.200 - 5.400 de metri deasupra mării. nivel, iar caprele de munte trăiesc la altitudini de până la 3000 de metri.

Organismele microscopice sunt capabile să trăiască în condiții mai extreme și, dacă ținem cont de ele, grosimea biosferei este mult mai mare decât ne-am imaginat. Unele microorganisme au fost descoperite în straturile superioare ale atmosferei Pământului la o altitudine de 41 km. Este puțin probabil ca microbii să fie activi la altitudini în care temperatura și presiunea aerului sunt extrem de scăzute, iar radiațiile ultraviolete sunt foarte intense. Cel mai probabil, au fost transportați în atmosfera superioară de vânturi sau erupții vulcanice. De asemenea, forme de viață unicelulare au fost găsite în cea mai adâncă parte a șanțului Marianei, la o adâncime de 11.034 de metri.

În ciuda tuturor exemplelor de mai sus de extreme ale vieții, în general stratul biosferei Pământului este atât de subțire încât poate fi comparat cu coaja unui măr.

Structura biosferei

Biosfera este organizată într-o structură ierarhică în care organismele individuale formează populații. Mai multe populații care interacționează alcătuiesc o biocenoză. Comunitățile de organisme vii (biocenoză) care trăiesc în anumite habitate fizice (biotop) formează un ecosistem. este un grup de animale, plante si microorganisme care interactioneaza intre ele si cu mediul lor in asa fel incat sa le asigure existenta. Prin urmare, ecosistemul este unitatea funcțională a durabilității vieții pe Pământ.

Originea biosferei

Biosfera există de aproximativ 3,5-3,7 miliarde de ani. Primele forme de viață au fost procariotele - organisme vii unicelulare care puteau trăi fără oxigen. Unele procariote au dezvoltat un proces chimic unic pe care îl cunoaștem ca . Ei au putut folosi lumina soarelui pentru a face zahăr simplu și oxigen din apă și dioxid de carbon. Aceste microorganisme fotosintetice erau atât de numeroase încât au transformat radical biosfera. Pe o perioadă lungă de timp, s-a format o atmosferă dintr-un amestec de oxigen și alte gaze care ar putea susține o nouă viață.

Adăugarea de oxigen în biosferă a permis formelor de viață mai complexe să se dezvolte rapid. Au apărut milioane de plante și animale diferite care au mâncat plante și alte animale. a evoluat pentru a descompune animalele și plantele moarte.

Datorită acestui fapt, biosfera a făcut un salt uriaș în dezvoltarea sa. Rămășițele descompuse ale plantelor și animalelor moarte au eliberat substanțe nutritive în sol și ocean, care au fost reabsorbite de plante. Acest schimb de energie a permis biosferei să devină un sistem auto-susținut și autoreglabil.

Rolul fotosintezei în dezvoltarea vieții

Biosfera este unică în felul ei. Până acum, nu au existat date științifice care să confirme existența vieții în alte locuri din Univers. Viața pe Pământ există datorită Soarelui. Când este expus energiei din lumina soarelui, are loc un proces numit fotosinteză. Ca urmare a fotosintezei, plantele, unele tipuri de bacterii și protozoare transformă dioxidul de carbon în oxigen și compuși organici precum zahărul sub influența luminii. Marea majoritate a speciilor de animale, fungi, plante și bacterii depind direct sau indirect de fotosinteză.

Factorii care influențează biosfera

Există mulți factori care influențează biosfera și viața noastră pe Pământ. Există factori globali, cum ar fi distanța dintre Pământ și Soare. Dacă planeta noastră ar fi mai aproape sau mai departe de Soare, atunci Pământul ar fi prea cald sau prea rece pentru ca viața să apară. Unghiul de înclinare al axei pământului este, de asemenea, un factor important care influențează clima planetei. Anotimpurile și schimbările climatice sezoniere sunt rezultate directe ale înclinării Pământului.

Factorii locali au, de asemenea, un impact important asupra biosferei. Dacă te uiți la o anumită zonă a Pământului, poți vedea influența climei, a vremii zilnice, a eroziunii și a vieții în sine. Acești factori mici modifică în mod constant spațiul și organismele vii trebuie să răspundă în consecință, adaptându-se la schimbările din mediul lor. Chiar dacă oamenii pot controla cea mai mare parte a mediului lor imediat, ei sunt totuși vulnerabili la dezastrele naturale.

Cei mai mici dintre factorii care influențează aspectul biosferei sunt schimbările care au loc la nivel molecular. Reacțiile de oxidare și reducere pot modifica compoziția rocilor și a materiei organice. Există și degradare biologică. Organismele mici, cum ar fi bacteriile și ciupercile, sunt capabile să proceseze atât materiale organice, cât și anorganice.

Rezervațiile biosferei

Oamenii joacă un rol important în menținerea schimbului de energie al biosferei. Din păcate, impactul nostru asupra biosferei este adesea negativ. De exemplu, nivelurile de oxigen din atmosferă sunt în scădere, iar nivelurile de dioxid de carbon cresc din cauza arderii excesive a combustibililor fosili, iar scurgerile de petrol și deversările de deșeuri industriale în ocean provoacă daune enorme hidrosferei. Viitorul biosferei depinde de modul în care oamenii interacționează cu alte viețuitoare.

La începutul anilor 1970, Națiunile Unite au înființat un proiect numit Man and the Biosphere (MAB), care promovează dezvoltarea durabilă și echilibrată. În prezent, există sute de rezervații ale biosferei în întreaga lume. Prima rezervație a biosferei a fost înființată în Yangambi, Republica Democrată Congo. Yangambi este situat în bazinul fertil al râului Congo și găzduiește aproximativ 32.000 de specii de copaci și animale, inclusiv specii endemice precum elefantul de pădure și porcul cu urechi de tufă. Rezervația Biosferei Yangambi sprijină activități importante precum agricultura durabilă, vânătoarea și extracția.

Biosfere extraterestre

Până acum, biosfera nu a fost descoperită în afara Pământului. Prin urmare, existența biosferelor extraterestre rămâne ipotetică. Pe de o parte, mulți oameni de știință cred că viața pe alte planete este puțin probabilă și, dacă există undeva, cel mai probabil este sub formă de microorganisme. Pe de altă parte, pot exista o mulțime de analogi ai Pământului, chiar și în galaxia noastră - Calea Lactee. Având în vedere limitările tehnologiei noastre, în prezent nu se știe ce procent din aceste planete sunt capabile să aibă o biosferă. De asemenea, este imposibil să excludem posibilitatea ca biosfere artificiale să fie create de oameni în viitor, de exemplu, pe Marte.

Biosfera este un sistem foarte fragil în care fiecare organism viu este o verigă importantă într-un lanț imens al vieții. Trebuie să ne dăm seama că omul, ca cea mai inteligentă creatură de pe planetă, este responsabil pentru păstrarea miracolului vieții de pe planeta noastră.

Coexistenţa diferitelor tipuri de organisme pe un teritoriu comun determină modelându-și comunitățile. Toată lumea poate numi speciile de animale caracteristice unor astfel de comunități de plante ca conifereȘi frunze late paduri, pajişti, mlaștini, stepele si etc.

Animalele din cadrul oricărei comunități nu pot exista izolate de alte organisme (plante, ciuperci, bacterii); ele interacționează îndeaproape cu ele. De exemplu, animalele erbivore se hrănesc cu substanțe organice care sunt sintetizate de plantele verzi. De asemenea, animalele folosesc plantele ca locuri de viață. La rândul lor, animalele asigură polenizarea plantelor și distribuirea fructelor și semințelor acestora. Anumite specii de animale, ciuperci și bacterii se hrănesc cu resturi vegetale.

Organismele vii interacționează nu numai între ele, ci și cu natura neînsuflețită. Astfel, organismele primesc din mediul inconjurator anumite substante (oxigen, apa, saruri minerale etc.) necesare asigurarii functionarii lor normale. La rândul lor, își eliberează propriile deșeuri acolo. Ca rezultat al interacțiunii comunităților de organisme vii cu natura neînsuflețită din jur, sigur ecosistemelor.

Ecosistem este un set de tipuri de organisme interconectate care interacționează între ele și cu natura neînsuflețită.

Ecosistemele sunt de obicei comunități persistente de organisme. Sunt capabili de auto-reproducere și autoreglare. Acest lucru se datorează faptului că speciile individuale își reproduc numărul prin reproducere. Și interacționând între ele și cu natura neînsuflețită, ei recreează condițiile de viață necesare. Știți deja că în procesul de fotosinteză, plantele verzi creează substanțe organice din cele anorganice, cu care se hrănesc animalele, ciupercile și multe bacterii. În plus, în timpul procesului de fotosinteză, se eliberează oxigen, pe care multe organisme îl respiră (rețineți care organisme nu au nevoie de oxigen pentru a respira). La rândul său, dioxidul de carbon expirat de organisme este absorbit de plantele verzi. Astfel, ele mențin un raport stabil între conținutul de oxigen și dioxid de carbon din atmosferă. Activitatea bacteriilor din sol, ciupercilor si animalelor care descompun reziduurile organice si sintetizeaza substantele care alcatuiesc humusul asigura refacerea si cresterea fertilitatii solului. Baza ecosistemelor sunt plantele verzi. Comunitățile de plante determină adesea limitele ecosistemelor (de exemplu, ecosistemul unei mlaștini cu sphagnum, pădure de pini, stepă de iarbă cu pene).

Se numesc ecosistemele ale căror limite sunt mai mult sau mai puțin clar definite de comunitățile de plante biogeocenoze.

Ca rezultat al interacțiunii organismelor între ele și cu natura neînsuflețită, în ecosisteme ia naștere un ciclu de substanțe și fluxuri de energie. Material de pe site

Ciclul substanțelor - acesta este schimbul de substanțe între părțile vii (totalitatea organismelor vii) și nevii (condițiile de viață) ale ecosistemelor.

Ciclul substanțelor și fluxurile energetice asigură stabilitatea ecosistemelor și funcționarea normală a acestora.

Totalitatea tuturor biogeocenozelor planetei noastre formează un singur ecosistem global numit biosferă.

Fiecare specie de animal, care interacționează cu alte organisme, precum și cu condițiile naturii neînsuflețite, face parte dintr-o multi-specie. ecosistemelor.

Stratul superior al litosferei și în acoperirea solului. Cu alte cuvinte, biosfera este un singur sistem dinamic pe suprafața Pământului, creat și reglat de viață. Biosfera este habitatul organismelor vii.

Biosfera, ca înveliș specific pământului, unește partea inferioară a învelișului aerian (atmosfera) - așa-numita troposferă, unde viața activă poate exista până la o înălțime de 10-15 km; întreaga înveliș de apă (hidrosferă), în care viața pătrunde până la cele mai mari adâncimi care depășesc 11 km; partea superioară a învelișului solid (litosferă) este crusta de intemperii, având de obicei o grosime de 30 - 60 m și uneori 100 - 200 m sau mai mult. (Scora de intemperii este o colecție de depozite geologice formate din produșii de descompunere și leșiere a rocilor de diferite compoziții, care rămâne la locul de origine sau se deplasează pe o distanță scurtă, dar nu pierde legătura cu roca „mamă”.) În afara crustei de intemperii, viața poate fi detectată doar în unele cazuri. Astfel, microorganismele au fost găsite în apele purtătoare de petrol la o adâncime de peste 4500 m. Dacă includem în biosferă și, în care existența unor rudimente de repaus ale organismelor este posibilă, atunci pe verticală se va ajunge la 25 - 40 km. Capcanele speciale instalate pe rachete au detectat prezența microorganismelor la altitudini de până la 85 km.

Procesele de viață influențează nu numai zonele în care are loc viața activă, ci și straturile superioare ale litosferei - stratosfera, a cărei compoziție mineralogică și elementară este formată din trecutul geologic. Grosimea stratosferei, conform lui V.I. Vernadsky, este de 5 - 6 km. Stratosfera este creată în principal de organisme, apă și, care procesează și mută rocile sedimentare după ce acestea sunt ridicate deasupra apei.

Există zone din biosfere în care viața activă este imposibilă. Astfel, în straturile superioare ale troposferei, precum și în cele mai reci și mai fierbinți regiuni ale globului, organismele pot exista doar în stare de repaus. Totalitatea acestor regiuni ale biosferei se numește parabiosferă. Cu toate acestea, chiar și în acele zone ale biosferei în care organismele pot exista în stare activă, viața este distribuită neuniform.
„Un strat continuu de materie vie”, așa cum l-a numit V.I. Vernadsky, ocupă coloana de apă și se extinde într-o fâșie îngustă între troposferă, incluzând solul și subsolul cu rădăcini de plante, ciuperci, microorganisme și animale din sol situate în ele și partea solului a troposferei în care se află părțile supraterane ale plantelor și se transferă cea mai mare parte a polenului, sporilor și semințelor acestora. Acest „strat continuu de materie vie” se numește fitosferă (sau fitogeosferă), deoarece plantele sunt principalele unități de stocare a energiei din el. Grosimea fitosferei este mare numai în oceane, unde este puțin mai mare de 11 km, iar pe uscat se măsoară în metri sau zeci de metri și doar în anumite regiuni, mici, crește până la 100 - 150 m. Mai mult, în litosferă și hidrosferă, precum și pe La granița cu troposfera, organismele realizează întregul ciclu de dezvoltare, în timp ce în troposferă însăși ființele vii pot rămâne doar temporar, deoarece nu se pot reproduce aici.

Care sunt principalele caracteristici ale biosferei ca înveliș al Pământului?

Primul semn: compoziția chimică creată de activitatea vitală a organismelor vii.

Al doilea semn: prezența apei lichide în cantități semnificative.

Al treilea semn: un flux puternic de energie de la Soare.

Al patrulea semn: prezența unei interfețe între substanțe în stare lichidă, solidă și gazoasă. Prezența oxigenului liber este, de asemenea, foarte importantă pentru biosfera modernă.

V.I.Vernadsky considera viața, activitatea totală a tuturor organismelor de pe Pământ, ca fiind cel mai puternic factor geochimic care transformă suprafața Pământului, un factor energetic de scară și semnificație planetară, despre care scria: „In ce constau fenomenele vieții. , energia eliberată de organismele acolo este în partea ei principală, și poate în întregime, energia radiantă a Soarelui. Prin organisme, reglează manifestările chimice ale scoarței terestre.” V.I. Vernadsky a înțeles biosfera ca toate acele straturi ale scoarței terestre care de-a lungul istoriei geologice au fost influențate de activitatea organismelor. Și nu întâmplător V.I. Vernadsky își deschide lucrarea „Eseuri de geochimie” (1934) cu capitolul „Știința secolului al XX-lea”: abia în secolul al XX-lea. s-au format idei despre geosferele pământului, structura atomilor elementelor chimice, elementelor ciclice sau organogenice și mecanismele transformărilor geochimice. Acest lucru i-a permis omului de știință să afirme: „Vârtejul atomilor care intră și ies dintr-un organism viu este stabilit de o anumită organizare a mediului de viață, un mecanism determinat geologic al planetei - biosfera”.