У дома-външни стълби-Въздействието на човешката дейност върху биосферата и ландшафтите на земята. Класификация на природните екосистеми на биосферата на ландшафтна основа

Въздействието на човешката дейност върху биосферата и ландшафтите на земята. Класификация на природните екосистеми на биосферата на ландшафтна основа

блок под наем

Биосфера- зоната на активен живот, обхващаща долната част на атмосферата, хидросферата и Горна частлитосфера. В биосферата живите организми (жива материя) и тяхното местообитание са органично свързани и взаимодействат помежду си, образувайки цялостна динамична система.Доктрината за биосферата като активна обвивка на Земята, в която комбинираната дейност на живите организми (включително човека) се проявява като геохимичен фактор от планетарен мащаб и значение, е създадена от Вернадски.

Областите на развитие на живата материя на Земята могат да бъдат ограничени от пет параметъра: количеството въглероден диоксид и кислород; наличието на вода в течната фаза; топлинен режим; наличието на "минимум за живот" - елементи на минерално хранене; над солеността на водата. Много малко са областите на повърхността на Земята, където изброените фактори биха възпрепятствали развитието на живите организми. Целият Световен океан е обитаван от организми. Те са в Марианската падина и под леда арктически океани Антарктида. В атмосферата животът е идентифициран не само в тропосферата, но и в стратосферата: жизнеспособни организми са открити на височина от около 80 км. Въпреки това, активният живот на повечето организми протича в атмосферата до височини, където съществуват насекоми и птици. По-високо са бактерии, дрожди гъби, спори на гъби, мъхове и лишеи, вируси, водорасли и др. Повечето от тях на такива височини са в състояние на спряна анимация. В рамките на континентите долната граница на биосферата преминава през различни дълбочини, които се контролират главно от характеристиките на подземните води. На дълбочина над 3 km са открити активни и разнообразни форми на микрофлора, а във води с температура 100°C са присъствали живи бактерии.

Имаме най-голямата информационна база в RuNet, така че винаги можете да намерите подобни запитвания

Тази тема принадлежи към:

Геохимия

Геохимия на геосферите. литосфера. Атмосфера. Хидросфера. Педосфера. Фактори на миграция на химични елементи в земната кора. Геохимия на пейзажите. Геохимична класификация на ландшафтите.

Предговор

Въз основа на произведенията на V.I. Вернадски използва определението за биосферата като обща планетарна обвивка, която включва долните слоеве на атмосферата, хидросферата и горните слоеве на литосферата. Неговият състав и структура се определят от настоящата и минала жизнена дейност на съвкупността от живи организми. Благодарение на взаимодействието на неговите живи и неживи компоненти, натрупването и преразпределението на огромно количество енергия в него, той е термодинамично отворена, самоорганизирана, саморегулираща се, динамично балансирана, стабилна, глобална система.

Концепцията за "биосфера" се доближава отблизо от френския биолог J.B. Ламарк (1802 г.). Но самият термин "биосфера" е използван за първи път от австралийския геолог Е. Зус (1875). Той отделя биосферата като отделна обвивка на Земята, обгърната от живота, която включва части от атмосферата, хидросферата и литосферата. Живи същества (растения, животни, микроорганизми) съществуват на повърхността на Земята, в нейната атмосфера, хидросфера и горната част на литосферата, като цяло те представляват филм от живота (сфера) на нашата планета. Горната граница на биосферата достига 85 км над земната повърхност. На такива височини (в стратосферата) по време на изстрелването на геофизични ракети във въздушните проби бяха идентифицирани спори на микроорганизми. Долната граница на биосферата достига до дълбините на литосферата, където температурата достига 100 0 C (в младите нагънати райони е приблизително 1,5 - 2 km, а при кристалните щитове - 7 - 8 km).

Горната граница на биосферата, според В. И. Вернадски, е лъчева, а долната е термична. Радиалната граница се дължи на наличието на твърда късовълнова радиация, от която животът на Земята е защитен от озоновия слой, топлинната граница се дължи на наличието на високи температури и се намира на сушата на средна дълбочина от 3– 3,5 км от земна повърхност. Така общата дебелина на тази земна обвивка би трябвало да бъде няколко десетки километра.

1. Географска обвивка – сложна обвивка на Земята, образувана в резултат на взаимното проникване и взаимодействие на вещества на отделни геосфери – литосферата, хидросферата на атмосферата и биосферата. Географската обвивка е средата на човешкото общество и от своя страна е обект на значително преобразуващо влияние от него.

Географската обвивка е най-големият природен комплекс, в развитието на който има определени модели:

o Цялост - всички компоненти на географската обвивка са едно цяло, взаимодействат помежду си, а веществата и енергията са в постоянна циркулация;

o Ритъм - периодично повторение на подобни природни явления, които продължават ден (ден и нощ), година (пролет, лято, есен, зима) или милиони години (планинско строителство) и др.;

o Зониране - промяна на характера и свойствата природни комплексиот екватора до полюса, е свързано с неравномерно разпределение на слънчевата топлина в зависимост от географската ширина;

o Височинна зоналност - промяна на релефа, климата, водата, растителността в зависимост от абсолютна надморска височинатерен, изложение на склона и обхват на планинските страни спрямо превъзходните въздушни маси.

Атмосферният въздух е един от основните източници на живот на планетата. Човек не може да живее без въздух повече от 5 минути. Нуждата на човек от въздух зависи от неговото състояние, условия на труд и варира от 15 до 150 хиляди. L на ден.

Атмосферата е външната газообразна обвивка на Земята, достигаща от нейната повърхност в космическото пространство на приблизително 3000 km и е разделена на тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и екзосфера.

Той обгражда земята и се върти с нея под въздействието на гравитацията. Съставът на атмосферата включва азот - 78%, кислород - 21%, аргон, хелий, криптон и някои други постоянни компоненти. Смята се, че съставът и свойствата на атмосферата са се стабилизирали през последните 50 милиона години. Сред променящите се компоненти на атмосферата - водна пара, озон, въглероден диоксид, са от голямо значение за атмосферни процеси. Основната част от водната пара е концентрирана в по-ниските слоеве на атмосферата (от 0,1 - 0,2% в полярните ширини до 3% в екваториалните ширини), с височина количеството й намалява значително - с 90% на височина около 5 km. Съдържанието на водна пара в атмосферата се определя от съотношението на процесите на изпарение, кондензация и хоризонтален трансфер. Озоновият слой абсорбира по-голямата част от ултравиолетова радиацияСлънце, защитаващо живота на Земята. Това е основното екологично значение на атмосферата.

Литосферата е външната твърда обвивка на земята, която включва цялата земна кора с част от горната мантия на земята и се състои от седиментни, магмени и метаморфни скали.

Човекът оказва най-голямо влияние върху земната кора – тънката горна обвивка на Земята, с дебелина 40 – 80 km на континентите, 5 – 10 km под океаните и съставлява само около 1% от масата на Земята. Елементите на литосферата – кислород, силиций, водород, алуминий, желязо, магнезий, калций, натрий – образуват 99,5% от земната кора.

Земният ръб е обитаван от живи организми само в горните слоеве на почвата (педосферата) до дълбочина 5 м. Скалите, изграждащи литосферата, са подложени на циклични процеси, под въздействието на екзогенни и ендогенни сили. Ендогенните сили действат чрез изветряне, отлагане на изветрял материал в по-дълбоки слоеве или транспортиране до нови отлагания (утаяване).

Поради циментация или натиск, отлаганията могат да се втвърдят (диагенеза). 8% от седиментите покриват 75% от земната повърхност. След дълго (геоложка гледна точка) време седиментната покривка, която вече е много дебела и много тежка, може да потъне и след това е подложена на действието на ендогенни сили. Те водят до образуване на гънки, а поради натиск и високи температури скалите могат да се променят, стопяват и отново се втвърдяват.

Хидросферата е водната сфера на нашата планета, съвкупността от океани, морета, води на континенти, ледени покривки. Нашата планета съдържа около 16 милиарда кубически метра. м. вода, което е 0,25% от масата му. Основната част от тази вода (повече от 80%) се намира в дълбоките зони на Земята - нейната мантия. Подземната част на хидросферата обхваща подземни, подпочвени, междупластови, безнапорни и напорни води, пукнатини и води от карстови кухини в лесно разтворими скалиах (варовик, гипс).

За огромен брой живи организми, особено на различни етапи от развитието на биосферата, водата е била среда за раждане и развитие. Водата в биосферата е в постоянно движение, произлиза от геоложкия и биологичен кръговрат на веществата. Водата е основата за съществуването на живота на Земята. Човешката цивилизация не може да съществува без вода, защото водата се използва от хората не само за пиене, но и за осигуряване на санитарно-хигиенни и битови нужди.

2.1. Биосферата (пространството, обитавано от живи организми) покрива само тънък пояс на Земята, слой с дебелина около 20 км. В земното пространство дълбочината на проникване на живите организми (педосферата) зависи от климата, степента на изветряне на скалите и др.

Поради трудностите при транспортирането на вода поради действието на гравитационното поле на Земята растенията рядко се издигат над земята над 50 м. Най-важните фактори, ограничаващи разпространението на живите организми в атмосферата и хидросферата, са съдържанието на кислород и температурата на условията.

В атмосферата, поради пасивното пренасяне на полени и бактериални спори от вятъра, органичната материя достига височина до 10 km.

Анаеробни бактерии са открити в дълбоководни басейни на дълбочина от 10 000 m.

От екологична гледна точка биосферата може да бъде разделена на суббиосфери (Шуберт), а атмосферата, веднага след като временно обитаваното пространство, няма да се вземе предвид:

Геобиосфера - обитаемо пространство на литосферата и педосферата (почва и др.);

Хидробиосфера - обитаемо пространство на хидросферата (морета, сладководни езера, реки);

Антропобиосфера – пространство с човешка доминанта (културни пейзажи, градове).

2.2 Образуването на живи вещества и тяхното разпадане са две страни на един процес, който се нарича биологична циркулация на химичните елементи. Животът е циркулацията на елементите между организмите и околната среда.

Причината за циркулацията е ограничеността на елементите, които изграждат тялото. Биологичният цикъл е многократното участие на химичните елементи в процесите, протичащи в биосферата. В тази връзка биосферата се определя като зона на Земята, където протичат три основни процеса: цикълът на водород, азот, сяра, в който участват пет елемента (H, O 2 , C, N, S). , движещи се през атмосферата, хидросферата, литосферата. В природата циркулацията се осъществява не от вещества, а от химични елементи.

Въглеродният цикъл. В биосферата има повече от 12 000 милиарда тона въглерод. Това се дължи на факта, че въглеродните съединения постоянно възникват, променят се и се разпадат. Въглеродният цикъл всъщност се случва между веществата и въглеродния диоксид. В процеса на фотосинтеза, осъществяван от растенията, въглеродният диоксид и водата се превръщат в различни органични съединения с помощта на енергията на слънчевата светлина. Пълен цикълАтмосферният въглероден обмен се извършва в продължение на 300 години. Но част от въглерода се изключва под формата на торф, нефт, въглища, мрамор и т.н.

Циркулация на кислород. Горите произвеждат 55 милиарда тона кислород годишно. Използва се от живите организми за дишане и участва в окислителните реакции в атмосферата, литосферата и хидросферата. Циркулирайки в биосферата, кислородът се превръща в органична материя, след това във вода, след това в молекулен кислород. В наше време голямо количество кислород се изразходва годишно за изгаряне на въглерод, нефтопродукти и газ. Интензивността на този процес се увеличава всяка година.

Цикъл на азот, фосфор, сяра. Човешката дейност ускорява циркулацията на тези елементи. главната причинаускоряване - използването на фосфор в торовете, което води до еутрификация - суперторизация. По време на еутрификацията настъпва бързо размножаване на водораслите - "цъфтеж" на водата. Това води до намаляване на количеството кислород, разтворен във водата. Метаболитните продукти на водораслите унищожават рибите и други организми. Образуваните екосистеми се разрушават. Промишленост и двигатели вътрешно гореневсяка година отделят много нитрати и сулфати в атмосферата. Падайки на земята с дъжд, те се абсорбират от растенията.

Водният цикъл. Водата покрива ¼ от земната повърхност. За една минута под въздействието на слънчевата топлина 1 милиард тона вода се изпарява от повърхността на водните тела на Земята. След охлаждане парата образува облаци и се връща на повърхността на Земята под формата на дъжд и сняг. Валежите частично проникват в почвата. Подземните води се връщат на земната повърхност чрез корени на растенията, извори, помпи и др.

Скоростта на циркулация на водата е много висока: океанската вода се попълва за 2 милиона години, подземните води - за 1 година, речната вода - за 12 дни, парата в атмосферата - 10 дни.

Всяка година, за да се създаде първично производство на биосферата, 1% от водата, която попада под формата на валежи, се използва за фотосинтеза. Човек само за битови и промишлени нужди използва 20 мм валежи - 2,5% от общото им количество годишно. Необратимият годишен водосбор вече е 55 куб.м. м. годишно се увеличава с 4 - 5%.

И от друга страна, живите организми се адаптират към различен химичен състав на околната среда, те могат да понасят голяма концентрация на онези елементи, които обикновено се намират тук в големи количества. Елементи, които рядко се срещат в природата и в малки концентрации стават отровни за живите организми, когато се натрупват.

3. Преди 3,5 милиарда години в първичния океан на Земята, под въздействието на ултравиолетова и проникваща радиация, както и на електрически мълниеносни разряди, започва образуването на първите органични съединения – „органичен бульон“ (А. И. Опарин). С увеличаване на концентрацията на този разтвор, някои органични молекули, когато се комбинират, започват да образуват коацерватни капки, изолирани от околната среда и които използват веществата, включени в състава си, за да увеличат размера си. Така се появиха молекули, способни да се самовъзпроизвеждат, което означаваше раждането на Живота.

Първите организми се хранеха с органичния разтвор около тях, но дойде времето, когато запасите му започнаха да се изчерпват и на практика нямаше свободен кислород и първите организми бяха принудени да получават енергия чрез процеса на ферментация. Но този процес е неефективен и изисква голямо количество храна. Следователно животът беше обречен на глад. Единствената възможност за преобразуване на крайна субстанция в инфинитив е включването й в циркулацията. В резултат на естествения подбор се появиха фотосинтезиращи организми, които не се хранят с готова органична материя, а сами я създават, използвайки слънчева светлиназа преобразуване на въглероден диоксид, минерални соли и вода. Кислородът се превърна в загуба на този метод на хранене, което, първо, направи възможно появата на многоклетъчни представители на животинския свят, консумиращи енергия от готови органична материякато ги окислява, и, второ, създава защита срещу вредното въздействие на ултравиолетовото лъчение за протеиновите съединения, тъй като част от свободния кислород се превръща в озон, който е неговият мощен абсорбатор.

Така се създаде порочен кръг от взаимозависими и взаимно адаптирани организми и процеси, сред които няма нито един излишен, тъй като всеки изпълнява своята функция: отпадните продукти на единия са условие за живота на друг.

Животните не могат да се хранят и дишат без помощта на растенията. Но растенията без животни биха загинали много бързо, тъй като нямаше кой да преработи създадената органична материя във вода, въглероден диоксид и минерални соли, предотвратявайки замърсяването на планетата с изчезнали останки и възстановявайки запасите от хранителни вещества за нови поколения растения. Живите организми също участват в общата циркулация на веществата в природата и формирането на планетата.

И така, животните и растителните организми чрез своята дейност през живота и биомасата след смъртта си създават и подобряват благоприятни условия за живот, тоест биосферата, милиарди години, преди да се появи човек, който след няколкостотин хиляди години започва да го унищожи с неразумната си дейност.

Заключение

Приблизителната маса на биосферата е 3 10 24 g, а обемът е 10 10 24 cm 3, включително литосферата - 0,6 10 24 cm 3, хидросферата - 1,4 10 24 cm 3 и тропосферата - 8 10 24 cm 3. Приблизителната маса на биосферата е 0,05% от масата на Земята, а обемът е 0,4% от обема на Земята, включително последната атмосфера с дебелина 2000 km от нивото на геоида. Масата на живата материя е само (3 ... 5) 10 -8% от масата на Земята и около (0,7 - 1,0) 10 -8% от масата на биосферата.

Ф. Я. Шипунов (1980) дава интересни обобщения за параметрите на биосферата. Според него най-голяма дебелина на биосферата е на тропическите ширини - 22 км, най-малката - на полярните - 12 км.

Процесите, протичащи в биосферата и в заобикалящата я планета, се генерират и поддържат, от една страна, от космически фактори, а от друга страна, от земни фактори, свързани с особеностите на Земята като планета (гравитационни и магнитни полета, характеристики на неговото вещество, излъчване и др.). .). взаимодействието на тези два фактора създава едно-единствено творение – земната система (Шипунов). Биосферата е структурна част от тази сложна планетарна система. И ако живата му субстанция формира за себе си неблагоприятна среда за местообитание и развитие - биосферата, то последната превъплъщава своята планетарна среда по такъв начин и в такива размери, че да има максимална стабилност на своята структурна организация. Следователно биосферата трябва да се разглежда не само като зона на развитие на живата материя на Земята, но и като зона, която превръща непосредствената си среда в екологична планетарна субстанция, която е неразделна част от нея.

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНАТА ЛИТЕРАТУРА

Биосфера: замърсяване, деградация, защита. - Речник. 2003 г

Вернадски В. И. Биосфера - Л., 1972 г

Корсак К. В., Плаховник О. В. Основи на екологията. Научно помагало – К., 2002г

Основи на екологията – изд. Е. Н. Мешечко 2002 г

Мякушко В. В., Волвач Ф. В. Екология. - К., 2000г

Ситник К. М., Брион А. В., Гордецки А. В. Биосфера, екология, опазване на природата. - К., 1987

Дитер Хайнрих, Манфред Гергт. Екология – изд. В. В. Серебрякова - 2001г

Билявски Т. Д., Падун М. М. Основи на общата екология. Учебник - К., 1996г

Вернадски В. И. Биосфера и ноосфера 1989 г

Биосферата и нейните ресурси – изд. Н. Филиповски 1982г

Биосфера. Еволюция, пространство, време. - изд. R. W. Sims 1988

Биосферата е уникална обвивка на нашата планета. Всички предишни черупки, които смятахме, съществуват до известна степен на други планети, но само, очевидно, не на нито една от тях, с изключение на Земята. Може би, тъй като животът съществува на нашата планета, той съществува и в други части на Вселената, също е вероятно това да е много често срещано явление, но досега учените все още търсят само живот извън нашата планета и единственият, където животът е намерена е Земята. Кой знае, може би това е единствената планета, където животът е възникнал по някакъв неизвестен начин?

Къде е възникнал на Земята, никой все още няма идея. Животът е твърде сложен феномен, за да възникне случайно, а ние все още не знаем нищо за процесите, които могат да доведат до появата му. Но фактът остава, че животът съществува и процъфтява на Земята. Цялата история на съществуването на нашата планета, продължаваща 4,5 милиарда години, учените са разделили на две големи части - два еона: криптозойски и фанерозойски. Криптозойският еон е еонът на "скрития живот". В геоложките слоеве от този период не се откриват следи от живот на планетата. Това не може еднозначно да покаже, че по това време изобщо не е съществувал, но няма доказателства за присъствието му, може би е бил твърде примитивен за дълго време - на нивото на едноклетъчни организми, които не са запазени под формата на вкаменелости. Фанерозойският еон започва преди 570 милиона години, белязан от т. нар. „Кембрийска експлозия“. През този период завършва докамбрийската или архейската геоложка ера и започва палеозойът. Палеозойската ера е ерата на древен живот". В този момент се появяват почти всички видове живи същества: мекотели, брахиоподи, червеи, бодлокожи, членестоноги, хордови и други - затова този момент беше наречен "експлозия". Вече след 100 милиона години се появяват първите гръбначни животни, а преди 400 милиона години животът започва да излиза на сушата - появяват се земноводни. Бих искал да отбележа, че животът възникна в океана и дълго време не можеше да излезе на сушата, тъй като кислородният и озоновият слой все още не са се образували, предпазвайки всички живи същества от смъртоносни слънчева радиацияземята беше необитаема. В същия период започва и цъфтежът на сухоземните растения - появяват се клубни мъхове, хвощ, папрати, след растенията се появява почва. Палеозойът завършва преди 251 милиона години с най-голямото масово изчезване на живи същества в своята история. Какво се е случило през този период остава неизвестно; очевидно, на планетата са се случили колосални климатични промени. Някои палеонтолози смятат, че най-силният ледников период се е случил на Земята, покривайки цялата планета. След палеозоя обаче идва мезозойът и животът на планетата отново се възстановява. Мезозойът е ерата на динозаврите, които са царували на планетата в продължение на около 200 милиона години. Но преди 65 милиона години е имало друго масово изчезване на видове. Всички динозаври са изчезнали от лицето на планетата. Предполага се, че голям метеорит се е разбил в Земята, променяйки радикално нейния климат. От този момент започва кайнозойската ера, която продължава до днес. Кайнозойът се превърна в ера и преди около 2 милиона години сред тях се открои човек.

Днес животът е проникнал във всички краища на земното кълбо, той е на самото дъно на океаните, в горещите извори, в най-високите планини, в изворите на вулкани и под лед. Той е проникнал навсякъде, където животът изчезва по някаква причина, скоро отново се възстановява, адаптирайки се към все по-нови и трудни условия на околната среда. Разнообразието от живи организми на планетата е огромно, има милиони животни, растения, гъби и микроорганизми. Самата биосфера е по същество непрекъснато пространство, в което са разположени всички тези видове. Те взаимодействат помежду си поради огромен брой биологични връзки, образувайки единна глобална екосистема. Разбира се, различните живи организми са се приспособили към различни природни условия, следователно няколко природни зони, характеризиращ се със специални природни условияи видовете, които ги обитават.

Класификациите на природните системи на биосферата се основават на ландшафтния подход, тъй като екосистемите са неразделна част от естествените географски ландшафти, които образуват географската (ландшафтна) обвивка на Земята. Биогеоценозите (екосистемите) образуват на повърхността на Земята т.нар биогеосфера,което е в основата на биосферата, която В. И. Вернадски нарече „филм на живота“, а В. Н. Сукачев – „биогеоценотична покривка“.

„Биогеоценотична корица“ от В. Н. Сукачев не е нищо друго освен сериал естествени екосистеми, които са пространствени (хорологични) единици (части, елементи) на биосферата. Тези единици, като правило, съвпадат с техните граници с ландшафтни елементи географска обвивкаЗемята.

Пейзаж- естествен географски комплекс, в който всички основни компоненти (горни хоризонти на литосферата, релеф, климат, вода, почва, биота) са в сложно взаимодействие, образувайки единна система, хомогенна по отношение на развитие.

Ландшафтният подход в екологията е преди всичко от голямо значение за целите на управлението на природата. По произход се разграничават два основни типа ландшафти - естествени и антропогенни.

природен пейзажсе формира единствено под въздействието на природни фактори и не се трансформира икономическа дейностлице. Първоначално бяха разграничени следните природни пейзажи:

– геохимичен- означава място, разпределено въз основа на единството на състава и количеството на химичните елементи и съединения. Интензивността на тяхното натрупване в ландшафта или, напротив, скоростта на самопречистване на ландшафта може да служи като индикатор за неговата стабилност по отношение на антропогенни въздействия;

– елементарен пейзажозначава площ, съставена от определени скали, разположени върху един и същ елемент от релефа, при равни условия за възникване на подземни води, със същия характер на растителни асоциации и един вид почва;

– защитен пейзаж,когато всички или определени видове стопанска дейност са регулирани или забранени по предписания начин.

Въпреки това, според много учени, антропогенните ландшафти сега преобладават на сушата или, във всеки случай, те са равни по разпространение на естествените.

Антропогенен ландшафт- това е бивш природен ландшафт, трансформиран от стопанска дейност, така че връзката на природните му компоненти е променена. Пейзажите включват:

– земеделски (селскостопански)- растителността на които до голяма степен е заменена от култури и насаждения от земеделски и градинарски култури;

– техногенен,структурата на която се дължи на човешки дейности, свързани с използването на мощни технически средства(нарушение на земята, замърсяване с промишлени емисии и др.); това включва пейзажа. промишлени,образувани в резултат на въздействието върху околната среда на големи промишлени комплекси;

– градски (урбанистичен) - ссгради, улици и паркове.

Границите на географската (ландшафтна) обвивка на Земята съвпадат с границите биосфера,но тъй като географската обвивка включва и области, където няма живот, може условно да се предположи, че биосферата е част от нея. Всъщност това е неразделно единство, както се вижда от ландшафтния подход при разграничаването на видовете природни екосистеми. Един такъв пример е класификацията според R. X. Whittaker, която той използва при оценката на продуктивността на екосистемите. Глобусът(Таблица 7.1).

Таблица 7.1 Първична биологична продуктивност на световните екосистеми (според R. X. Whittaker, 1980)

Основният източник на енергия за ландшафтната обвивка, както и за бисферата, е слънчева радиация.За биосферата слънчевата енергия е преди всичко „двигател“ на биогеохимичните цикли на биофилни елементи и основният компонент на фотосинтезата – източник на първично производство. Както се вижда от табл. 7.1, производителността на биосферата се състои от производителността на различни природни екосистеми (в същото време енергиите на ландшафта).

Но енергията на Слънцето, осигуряваща тази производителност, е само 2-3% от цялата му енергия, достигнала до повърхността на Земята. Останалата част от слънчевата енергия се изразходва за абиотичната среда, с изключение на нейното доста активно участие в процесите на физико-химично разлагане, отпадъци и др. Но абиотичните фактори, заедно с биотичните фактори, определят еволюционното развитие на организмите и хомеостазата на екосистемите . От своя страна флората и фауната са толкова мощни природни компоненти, че могат да повлияят на околната среда и да я „преработят за себе си“, създавайки определена микросреда (микроклимат). Всичко това показва, че Жива природасъществува в едно енергийно поле на целия пейзаж. Това се доказва и от разпределението на първичната продукция, на сушата и в океана (фиг. 7.1; Bigon et al., 1989).

Както се вижда от фиг. 7.1, производителността на различните видове екосистеми далеч не е еднаква и те заемат различни територии на планетата. Разликите в производителността са свързани с климатичната зоналност, естеството на местообитанието (земя, вода), с влиянието на факторите на околната среда от техния местен ред. и др., информация за които е представена по-долу при характеризиране на природните екосистеми като хорологични единици на биосферата, класифицирани на принципите на т. нар. биомен подход. Според Y. Odum (1986), биом- „голяма регионална и субконтинентална екосистема, характеризираща се с някакъв основен тип растителност или друг характерна чертапейзаж."

Въз основа на тези идеи Ю. Одум предложи следната класификация на естествените екосистеми на биосферата (на фиг. 7.2 - глобалното разпределение на биомите):

аз Земни биоми.

тундра:арктически и алпийски.

Бореални иглолистни гори.

Умерена широколистна гора.

Степите на умерения пояс.

Тропически степи и савани.

Чапарал -райони с дъждовна зима и сухо лято.

Пустинен:тревисти и храстовидни.

Полувечнозелена тропическа гора:ясно изразени влажни и сухи сезони.

Вечнозелена тропическа гора.

I. Видове сладководни екосистеми

Lentic (латински lentes– спокоен):езера, езера и др.

Лотик (лат. lotus - миене):реки, потоци, извори.

влажни зони:блата и блатисти гори.

III. Видове морски екосистеми

Открит океан (пелагичен).

Води на континенталния шелф (крайбрежни води).

Издигащи се региони(плодородни райони с продуктивен риболов).

Естуари(крайбрежни заливи, проливи, устия на реки, солени блата и др.

Границите на разпространение на биоми се определят от ландшафтните компоненти на континентите; като правило името съдържа доминираща растителност (гора, храст и др.). Във водните екосистеми растителните организми не доминират, следователно за основа се вземат физически признаци на местообитанието („застояла“, „течаща“ вода, открит океан и др.).

Както става ясно от горното, биомът е екосистема, която съвпада със своите граници с ландшафта. регионално ниво(фиг. 7.2). Състои се от същите компоненти като ландшафта, но основният му компонент е биотата, като фокусът тук е върху процесите, които създават органична материя и биохимичния цикъл на веществата.

Биосферата се разбира като съвкупността от всички живи организми на планетата. Те обитават всеки ъгъл на Земята: от дълбините на океаните, недрата на планетата до въздушното пространство, така че много учени наричат ​​тази обвивка сферата на живота. Населява се и от самата човешка раса.

Съставът на биосферата

Биосферата се счита за най-глобалната екосистема на нашата планета. Състои се от няколко зони. Прилага се, тоест всичко водни ресурсии резервоари на земята. Това е Световният океан, под земята и повърхността на водата. Водата е едновременно жизнено пространство на много живи същества и необходимо вещество за живота. Той осигурява протичането на много процеси.

Биосферата съдържа атмосферата. В него съществуват различни организми, а самият той е наситен с различни газове. Особено ценен е кислородът, който е необходим за живота на всички организми. Атмосферата също играе важна роля в природата, влияейки на времето и климата.

Литосферата, а именно горният слой на земната кора, е включена в биосферата. Обитава се от живи организми. И така, насекоми, гризачи и други животни живеят в дебелината на Земята, растенията растат, а хората живеят на повърхността.

Светът и са най-важните обитатели на биосферата. Те заемат огромно пространство не само на земята, но и плитко в недрата, обитават водни тела и се намират в атмосферата. Формите на растенията варират от мъхове, лишеи и треви до храсти и дървета. Що се отнася до животните, най-малките представители са едноклетъчни микроби и бактерии, а най-големите са сухоземните и морските обитатели (слонове, мечки, носорози, китове). Всички те имат голямо разнообразие и всеки вид е важен за нашата планета.

Стойността на биосферата

Биосферата е изследвана от различни учени през всички исторически епохи. Много внимание беше обърнато на тази черупка от V.I. Вернадски. Той вярвал, че биосферата се определя от границите, в които живее живата материя. Струва си да се отбележи, че всички негови компоненти са взаимосвързани и промените в една област ще доведат до промени във всички черупки. Биосферата играе критична роля в разпространението енергийни потоципланети.

Така биосферата е жизненото пространство на хора, животни и растения. Съдържа основни съставки и Природни ресурсикато вода, кислород, земя и други. Тя е силно повлияна от хората. В биосферата се осъществява кръговрата на елементите на природата, животът е в разгара си и се извършват най-важните процеси.

Човешкото влияние върху биосферата

Човешкото влияние върху биосферата е двусмислено. С всеки век антропогенната дейност става все по-интензивна, разрушителна и мащабна, така че хората допринасят за появата не само на местни проблемите на околната средано и глобален.

Един от резултатите от човешкото влияние върху биосферата е намаляването на броя на флората и фауната на планетата, както и изчезването на много видове от лицето на земята. Например, ареалите на растенията се свиват поради селскостопански дейности и обезлесяване. Много дървета, храсти, треви са вторични, тоест са засадени нови видове вместо първичната растителна покривка. На свой ред животинските популации се унищожават от ловците не само с цел получаване на храна, но и с цел продажба на ценни кожи, кости, перки на акули, бивни на слонове, рога на носорог и различни части от тялото на черния пазар.

Доста силно антропогенната дейност оказва влияние върху процеса на почвообразуване. И така, разораването на нивите води до вятърна и водна ерозия. Промяната в състава на растителната покривка води до факта, че в процеса на образуване на почвата участват други видове, което означава, че се образува различен тип почва. Поради използването на различни торове в селското стопанство, изхвърлянето на твърди и течни отпадъци в земята, физичният и химически състав на почвата се променя.

Демографските процеси имат Отрицателно влияниекъм биосферата:

  • населението на планетата нараства, което все повече консумира природни ресурси;
  • мащабът на промишленото производство се увеличава;
  • има повече отпадъци;
  • площта на земеделските земи се увеличава.

Трябва да се отбележи, че хората допринасят за замърсяването на всички слоеве на биосферата. Източниците на замърсяване днес има огромно разнообразие:

  • изгорели газове на превозни средства;
  • частици, отделяни по време на изгарянето на горивото;
  • радиоактивни вещества;
  • петролни продукти;
  • емисии на химични съединения във въздуха;
  • твърди битови отпадъци;
  • пестициди, минерални торове и агрохимия;
  • мръсни канали от промишлени и общински предприятия;
  • електромагнитни устройства;
  • ядрено гориво;
  • вируси, бактерии и чужди микроорганизми.

Всичко това води не само до промени в екосистемите и намаляване на биоразнообразието на Земята, но и до изменение на климата. Поради влиянието на човешката раса върху биосферата се наблюдава и топене на ледниците и промяна в нивото на океаните и моретата, киселинни валежи и др.

С течение на времето биосферата става все по-нестабилна, което води до унищожаване на много екосистеми на планетата. Много учени и обществени личностиса за намаляване на въздействието на човешката общност върху природата, за да се спаси биосферата на Земята от унищожение.

Материалният състав на биосферата

Съставът на биосферата може да се разглежда от различни гледни точки. Ако говорим за състава на материала, тогава той включва седем различни части:

  • Живата материя е съвкупността от живи същества, населяващи нашата планета. Те имат елементарен състав и в сравнение с други черупки имат малка маса, хранят се със слънчева енергия, разпределяйки я в местообитанието си. Всички организми представляват мощна геохимична сила, която се разпространява неравномерно по земната повърхност.
  • биогенно вещество. Това са онези минерално-органични и чисто органични компоненти, които са създадени от живи същества, а именно горими минерали.
  • Инертно вещество. Това са неорганични ресурси, които се образуват без участието на живи същества, самостоятелно, тоест кварцов пясък, различни глини, както и водни ресурси.
  • Биоинертно вещество, получено чрез взаимодействието на живи и инертни компоненти. Това са почва и скали от седиментен произход, атмосфера, реки, езера и други повърхностни водни площи.
  • Радиоактивни вещества като елементите уран, радий, торий.
  • разпръснати атоми. Те се образуват от вещества от земен произход, когато са засегнати от космическа радиация.
  • космическо вещество. Телата и веществата, образувани в космоса, падат върху земята. Това могат да бъдат както метеорити, така и фрагменти с космически прах.

Слоевете на биосферата

Трябва да се отбележи, че всички черупки на биосферата са в постоянно взаимодействие, така че понякога е трудно да се разграничат границите на определен слой. Една от най-важните обвивки е аеросферата. Достига ниво от около 22 км над земята, където все още има живи същества. Като цяло това е въздушното пространство, където живеят всички живи организми. Тази обвивка съдържа влага, слънчева енергия и атмосферни газове:

  • кислород;
  • озон;
  • аргон;
  • азот;
  • водна пара.

Броят на атмосферните газове и техният състав зависи от влиянието на живите същества.

Геосферата е неразделна част от биосферата, тя включва съвкупността от живи същества, които обитават земната твърд. Тази сфера включва литосферата, света на флората и фауната, подземните води и газовата обвивка на земята.

Значителен слой от биосферата е хидросферата, тоест всички водни тела без подземни води. Тази обвивка включва Световния океан, повърхностните води, атмосферната влага и ледниците. Цялата водна сфера е обитавана от живи същества – от микроорганизми до водорасли, риби и животни.

Ако говорим по-подробно за твърдата обвивка на Земята, тогава тя се състои от почва, скали и минерали. В зависимост от средата има различни видовепочви, които се различават по химически и органичен състав, зависят от факторите на околната среда (растителност, водоеми, дива природа, антропогенно влияние). Литосферата се състои от огромен брой минерали и скали, които са представени в неравномерни количества на земята. В момента са открити повече от 6 хиляди минерала, но само 100-150 вида са най-разпространени на планетата:

  • кварц;
  • фелдшпат;
  • оливин;
  • апатит;
  • гипс;
  • карналит;
  • калцит;
  • фосфорити;
  • силвинит и др.

В зависимост от количеството скали и техните икономическо използване, някои от тях са ценни, особено изкопаеми горива, метални руди и скъпоценни камъни.

Що се отнася до света на флората и фауната, това е черупка, която включва различни източници 7 до 10 милиона вида. Предполага се, че около 2,2 милиона вида живеят във водите на океаните, а около 6,5 милиона живеят на сушата. На планетата има приблизително 7,8 милиона представители на животинския свят и около 1 милион растения.От всички известни видове живи същества са описани не повече от 15%, така че човечеството ще отнеме стотици години, за да изследва и опише всичко съществуващи видовена планетата.

Връзката на биосферата с други черупки на Земята

Всички компоненти на биосферата са в тясна връзка с другите черупки на Земята. Това проявление може да се види в биологичния цикъл, когато животните и хората отделят въглероден диоксид, той се усвоява от растенията, които отделят кислород по време на фотосинтезата. По този начин тези два газа се регулират постоянно в атмосферата поради взаимовръзките на различни сфери.

Един пример е почвата - резултат от взаимодействието на биосферата с други черупки. Този процес включва живи същества (насекоми, гризачи, влечуги, микроорганизми), растения, вода ( Подземните води, валежи, резервоари), въздушна маса (вятър), почвообразуващи скали, слънчева енергия, климат. Всички тези компоненти бавно взаимодействат един с друг, което допринася за образуването на почвата със средна скорост от 2 милиметра годишно.

Когато компонентите на биосферата взаимодействат с живи черупки, се образуват скали. В резултат на влиянието на живите същества върху литосферата се образуват находища на въглища, креда, торф и варовик. В хода на взаимното влияние на живите същества, хидросферата, соли и минерали, определена температурасе образуват корали, а от тях на свой ред се появяват коралови рифове и острови. Освен това ви позволява да регулирате солевия състав на водите на океаните.

Различните видове релеф са пряк резултат от връзката на биосферата с други черупки на земята: атмосферата, хидросферата и литосферата. Тази или онази форма на облекчение е засегната воден режимтерен и валежи, естеството на въздушните маси, слънчева радиация, температура на въздуха, какви видове флора растат тук, какви животни обитават тази територия.

Стойността на биосферата в природата

Значението на биосферата като глобална екосистема на планетата трудно може да бъде надценено. Въз основа на функциите на черупката на всички живи същества може да се разбере нейното значение:

  • Енергия. Растенията са посредници между Слънцето и Земята и, получавайки енергия, част от нея се разпределя между всички елементи на биосферата, а част се използва за образуване на биогенна материя.
  • Газ. Регулира количеството различни газовев биосферата, тяхното разпространение, трансформация и миграция.
  • концентрация. Всички същества селективно извличат биогенни компоненти, така че те могат да бъдат както полезни, така и опасни.
  • Разрушителен. Това е разрушаването на минерали и скали, органични вещества, което допринася за нова циркулация на елементи в природата, по време на която се появяват нови живи и неодушевени вещества.
  • Образуващи околната среда. Влияе върху условията на околната среда, състава на атмосферните газове, скалите от седиментен произход и земния слой, качеството на водната среда, както и баланса на веществата на планетата.

Дълго време ролята на биосферата беше подценявана, тъй като в сравнение с други сфери масата на живата материя на планетата е много малка. Въпреки това живите същества са мощна сила на природата, без която много процеси биха били невъзможни, както и самият живот. В хода на дейността на живите същества се формират техните взаимовръзки, влияние върху неживата материя, самия свят на природата и външния вид на планетата.

Ролята на Вернадски в изследването на биосферата

За първи път учението за биосферата е разработено от Владимир Иванович Вернадски. Той изолира тази черупка от други земни сфери, актуализира нейното значение и си представя, че това е много активна сфера, която променя и засяга всички екосистеми. Ученият стана основател на нова дисциплина - биогеохимията, въз основа на която беше обосновано учението за биосферата.

Изучавайки живата материя, Вернадски стига до извода, че всички форми на релефа, климат, атмосфера, скали от седиментен произход са резултат от дейността на всички живи организми. Една от ключовите роли в това се възлага на хора, които имат огромно влияние върху хода на много земни процеси, като определен елемент, който притежава определена сила, която може да промени лицето на планетата.

Владимир Иванович представи теорията за всичко живо в своя труд "Биосфера" (1926), което допринесе за появата на нов научен отрасъл. Академикът в своята работа представи биосферата като цялостна система, показа нейните компоненти и техните взаимовръзки, както и ролята на човека. Когато живата материя взаимодейства с инертната материя, се влияят редица процеси:

  • геохимичен;
  • биологичен;
  • биогенни;
  • геоложки;
  • миграция на атоми.

Вернадски посочи, че границите на биосферата са полето на съществуване на живота. Развитието му се влияе от кислорода и температурата на въздуха, водата и минерални елементи, почвата и слънчевата енергия. Ученият открои и основните компоненти на биосферата, обсъдени по-горе, и открои основния - живата материя. Той също така формулира всички функции на биосферата.

Сред основните положения на учението на Вернадски за жизнената среда могат да се разграничат следните тези:

  • биосферата обхваща цялата водна среда до океанските дълбини, включва повърхностния слой на земята до 3 километра и въздушното пространство до тропосферата;
  • показа разликата между биосферата и другите черупки чрез нейния динамизъм и постоянна активност на всички живи организми;
  • спецификата на тази обвивка се състои в непрекъснатия оборот на елементи от живата и неживата природа;
  • дейността на живата материя е довела до значителни промени на цялата планета;
  • съществуването на биосферата се дължи на астрономическото положение на Земята (разстояние от Слънцето, наклон на оста на планетата), което определя климата, хода на жизнените цикли на планетата;
  • слънчевата енергия е източник на живот за всички същества от биосферата.

Може би това са ключовите концепции за жизнената среда, които Вернадски залага в своето учение, въпреки че неговите произведения са глобални и се нуждаят от по-нататъшно осмисляне, те са актуални и до днес. Те станаха основа за изследванията на други учени.

Заключение

Обобщавайки, заслужава да се отбележи, че животът в биосферата е разположен по различни и неравномерни начини. Голям бройживи организми живеят на земната повърхност, независимо дали е водна среда или земя. Всички същества влизат в контакт с водата, минералите и атмосферата, като са в непрекъсната връзка с тях. Това осигурява оптимални условия за живот (кислород, вода, светлина, топлина, хранителни вещества). Колкото по-дълбоко в океанския воден стълб или под земята, животът е по-монотонен. Живата материя също се разпространява в района и си струва да се отбележи разнообразието от форми на живот по цялата земна повърхност. За да разберем този живот, ще ни трябват повече от десетина години или дори стотици, но трябва да оценим биосферата и да я предпазим от нашето вредно, човешко влияние днес.

Подобни публикации: