Påvirkningen av menneskelige aktiviteter på biosfæren og landskapet på jorden. Klassifisering av naturlige økosystemer i biosfæren på landskapsbasis

Utleieblokk

Biosfære- regionen med aktivt liv, som dekker den nedre delen av atmosfæren, hydrosfæren og øverste del litosfæren. I biosfæren er levende organismer (levende stoff) og deres habitat organisk forbundet og samhandler med hverandre, og danner et integrert dynamisk system. Læren om biosfæren som jordens aktive skall, der den totale aktiviteten til levende organismer (inkludert mennesker) manifesterer seg som en geokjemisk faktor av planetarisk skala og betydning, ble skapt av Vernadsky.

Områdene for utvikling av levende materie på jorden kan begrenses av fem parametere: mengden karbondioksid og oksygen; tilstedeværelsen av vann i væskefasen; termisk regime; tilstedeværelsen av en "levelønn" - elementer mineralernæring; hypersalinitet i vannet. Det er svært få områder på jordoverflaten hvor de listede faktorene vil hindre utviklingen av levende organismer. Hele verdenshavene er befolket av organismer. De finnes både i Marianergraven og under isen. Polhavet og Antarktis. I atmosfæren har det blitt oppdaget liv ikke bare i troposfæren, men også i stratosfæren: levedyktige organismer har blitt oppdaget i en høyde på omtrent 80 km. Imidlertid foregår det aktive livet til de fleste organismer i atmosfæren opp til høyder der insekter og fugler finnes. Høyere opp ligger bakterier, sopp, soppsporer, moser og lav, virus, alger m.m. De fleste av dem i slike høyder er i en tilstand av suspendert animasjon. Innenfor kontinentene går biosfærens nedre grense gjennom varierende dybder, som hovedsakelig styres av grunnvannets egenskaper. Aktive og forskjellige former for mikroflora ble funnet på dyp over 3 km, og levende bakterier var tilstede i vann med en temperatur på 100 ° C.

Vi har den største informasjonsdatabasen i RuNet, så du kan alltid finne lignende spørsmål

Dette emnet tilhører seksjonen:

Geokjemi

Geokjemi av geosfærer. Litosfæren. Atmosfære. Hydrosfære. Pedosfære. Migrasjonsfaktorer kjemiske elementer i jordskorpen. Geokjemi av landskap. Geokjemisk klassifisering av landskap.

Forord

Basert på verkene til V.I. Vernadsky bruker definisjonen av biosfæren som et planetarisk skall, hvis sammensetning inkluderer de nedre lagene av atmosfæren, hydrosfæren og de øvre lagene av litosfæren. Dens sammensetning og struktur bestemmes av den moderne og tidligere livsaktiviteten til hele settet av levende organismer. På grunn av samspillet mellom dets levende og ikke-levende komponenter, akkumulering og omfordeling av en enorm mengde energi i den, er det et termodynamisk åpent, selvorganisert, selvregulerende, dynamisk balansert, stabilt, globalt system.

Den franske biologen J.B. kom nær begrepet "biosfære". Lamarck (1802). Men selve begrepet "biosfære" ble først brukt av den australske geologen E. Zuss (1875). Han identifiserte også biosfæren som et eget skall av jorden, dekket av liv, som inkluderer deler av atmosfæren, hydrosfæren og litosfæren. Levende vesener (planter, dyr, mikroorganismer) eksisterer på jordens overflate, i atmosfæren, hydrosfæren og den øvre delen av litosfæren, og utgjør som helhet filmen av livet (sfæren) på planeten vår. Den øvre grensen til biosfæren når 85 km over jordens overflate. I slike høyder (i stratosfæren), under utskytingen av geofysiske raketter, ble mikroorganismesporer påvist i luftprøver. Den nedre grensen til biosfæren når dypene til litosfæren, hvor temperaturen når 100 0 C (i unge foldede områder er dette ca. 1,5 - 2 km og på krystallinske skjold - 7 - 8 km).

Den øvre grensen til biosfæren, ifølge V.I. Vernadsky, er radiell, og den nedre er termisk. Den radielle grensen skyldes tilstedeværelsen av hard kortbølget stråling, hvorfra livet på jorden er beskyttet av ozonlaget, den termiske grensen skyldes tilstedeværelsen av høye temperaturer og ligger på land i gjennomsnitt på en dybde på 3 - 3,5 km fra jordens overflate. Dermed måtte den totale tykkelsen på dette jordskallet være flere titalls kilometer.

1. Geografisk skall - et komplekst skall av jorden, dannet som et resultat av interpenetrasjon og interaksjon av stoffer fra individuelle geosfærer - litosfæren, hydrosfæren i atmosfæren og biosfæren. Den geografiske konvolutten er miljøet i det menneskelige samfunn, og er i sin tur gjenstand for betydelig transformativ påvirkning fra det.

Den geografiske konvolutten er det største naturlige komplekset, hvis utvikling har visse mønstre:

o Integritet - alle komponenter i det geografiske skallet representerer en enkelt helhet, samhandler med hverandre, og stoffer og energi er i konstant sirkulasjon;

o Rhythmicity - periodisk repetisjon av lignende naturfenomener som varer en dag (dag og natt), et år (vår, sommer, høst, vinter) eller millioner av år (fjellbygging), etc.;

o Soneinndeling - endring i karakter og eiendommer naturlige komplekser fra ekvator til polen, assosiert med ujevn fordeling av solvarme avhengig av geografisk breddegrad;

o Høydesonering - endringer i relieff, klima, vann, vegetasjon avhengig av absolutt høyde terreng, skråningseksponering og utstrekning av fjellrike land i forhold til overlegne luftmasser.

Atmosfærisk luft er en av de viktigste kildene til liv på planeten. En person kan ikke leve uten luft i mer enn 5 minutter. En persons behov for luft avhenger av hans tilstand, arbeidsforhold og varierer fra 15 til 150 tusen. L per dag.

Atmosfæren er det ytre gassformede skallet på jorden, som når fra overflaten til verdensrommet omtrent 3000 km og er delt inn i troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og eksosfæren.

Den omgir jorden og roterer med den under påvirkning av tyngdekraften. Sammensetningen av atmosfæren inkluderer nitrogen - 78%, oksygen - 21%, argon, helium, krypton og noen andre permanente komponenter. Det antas at atmosfærens sammensetning og egenskaper har stabilisert seg de siste 50 millioner årene. Blant de skiftende komponentene i atmosfæren er vanndamp, ozon, karbondioksid, har stor verdi Til atmosfæriske prosesser. Hovedtyngden av vanndamp er konsentrert i de nedre lagene av atmosfæren (fra 0,1 - 0,2% i polare breddegrader til 3% i ekvatoriale breddegrader), med høyden minker mengden betydelig - med 90% i en høyde på omtrent 5 km. Innholdet av vanndamp i atmosfæren bestemmes av forholdet mellom prosessene for fordampning, kondensering og horisontal overføring. Ozonlaget absorberer massen ultrafiolett stråling Sol, beskytter livet på jorden. Dette er hovedsaken økologisk betydning atmosfære.

Litosfæren er det ytre faste skallet på jorden, som inkluderer hele jordskorpen med en del av jordens øvre mantel, og består av sedimentære, magmatiske og metamorfe bergarter.

Mennesket påvirker mest av all jordskorpen - det tynne øvre skallet på jorden, 40 - 80 km tykt på kontinentene, 5 - 10 km under havet og utgjør bare rundt 1 % av jordens masse. Elementene i litosfæren - oksygen, silisium, hydrogen, aluminium, jern, magnesium, kalsium, natrium - danner 99,5% av jordskorpen.

Jordskorpen er bebodd av levende organismer kun i de øvre lagene av jorda (pedosfæren) til en dybde på 5 m. Bergartene som utgjør litosfæren er mottakelige for sykliske prosesser under påvirkning av eksogene og endogene krefter. Endogene krefter virker gjennom forvitring, deponerer forvitret materiale i dypere lag eller transporterer det til nye avsetningssteder (sedimentasjon).

Gjennom sementering eller trykk kan sedimenter herde (diagenese). 8 % av sedimentene dekker 75 % av jordens overflate. Etter lang tid (fra et geologisk synspunkt) kan det sedimentære dekket, som allerede har blitt veldig tykt og veldig tungt, synke, og deretter blir det utsatt for virkningen av endogene krefter. De fører til dannelse av folder, på grunn av trykk og høye temperaturer bergarter kan endre seg, smelte og stivne igjen.

Hydrosfæren er vannsfæren på planeten vår, helheten av hav, hav, kontinentale farvann og isdekker. Planeten vår inneholder rundt 16 milliarder kubikkmeter. m vann, som er 0,25 % av massen. Hoveddelen av dette vannet (mer enn 80%) ligger i jordens dype soner - dens mantel. Underjordisk del hydrosfæren dekker grunn-, undergrunns-, interstratale, friflytende og trykkvann, sprekkvann og vann i karsthulrom i lett løselig steiner ah (kalkstein, gips).

For et stort antall levende organismer, spesielt på forskjellige stadier av utviklingen av biosfæren, var vann mediet for fødsel og utvikling. Vann i biosfæren er i konstant bevegelse, med opprinnelse i den geologiske og biologiske sirkulasjonen av stoffer. Vann er grunnlaget for eksistensen av liv på jorden. Uten vann kan ikke menneskelig sivilisasjon eksistere, fordi vann brukes av mennesker ikke bare til å drikke, men også for å gi sanitære, hygieniske og husholdningsbehov.

2.1. Biosfæren (rommet bebodd av levende organismer) dekker bare et tynt belte av jorden, et lag som er omtrent 20 km tykt. I jordens rom avhenger penetrasjonsdybden av levende organismer (pedosfæren) av klimaet, graden av forvitring av bergarter, etc.

På grunn av vanskelighetene med å transportere vann på grunn av virkningen av jordens gravitasjonsfelt, stiger planter sjelden over bakken over 50 m viktige faktorer begrenser fordelingen av levende organismer i atmosfæren og hydrosfæren er oksygeninnholdet og temperaturforholdene.

I atmosfæren, på grunn av passiv overføring av pollen og bakteriesporer med vind, når organisk materiale en høyde på opptil 10 km.

I dyphavsdepresjoner er det funnet anaerobe bakterier på 10 000 meters dyp.

Fra den økologiske siden kan biosfæren deles inn i subbiosfærer (Schubert), og atmosfæren, så snart det midlertidig bebodde rommet ikke tas i betraktning:

Geobiosfære - bebodd rom i litosfæren og pedosfæren (jord, etc.);

Hydrobiosfære - det bebodde rommet i hydrosfæren (hav, ferskvannssjøer, elver);

Antropobiosfæren er et rom med menneskelig dominans (kulturlandskap, byer).

2.2 Dannelsen av levende stoffer og deres forfall er to sider av en enkelt prosess, som kalles den biologiske sirkulasjonen av kjemiske elementer. Livet er sirkulasjonen av elementer mellom organismer og miljøet.

Årsaken til sirkulasjonen er den begrensede naturen til elementene som utgjør kroppen. Biologisk sirkulasjon er gjentatt deltakelse av kjemiske elementer i prosesser som skjer i biosfæren. I denne forbindelse er biosfæren definert som området på jorden der tre hovedprosesser skjer: syklusen av hydrogen, nitrogen, svovel, der fem elementer (H, O 2, C, N, S) beveger seg gjennom atmosfæren, hydrosfæren og litosfæren deltar. I naturen utføres sirkulasjonen ikke av stoffer, men av kjemiske elementer.

Karbon sykling. Det er mer enn 12 000 milliarder tonn karbon i biosfæren. Dette er fordi karbonforbindelser stadig skapes, endres og brytes ned. Karbonkretsløpet oppstår faktisk mellom stoffer og karbondioksid. I prosessen med fotosyntese utført av planter, omdannes karbondioksid og vann til ulike organiske forbindelser ved hjelp av energien fra sollys. Full syklus Atmosfærisk karbonutveksling skjer over 300 år. Men noe av karbonet er utelukket i form av torv, olje, kull, marmor osv.

Oksygen syklus. Hvert år produserer skoger 55 milliarder tonn oksygen. Det brukes av levende organismer for respirasjon og deltar i oksidative reaksjoner i atmosfæren, litosfæren og hydrosfæren. Oksygen sirkulerer gjennom biosfæren og omdannes enten til organisk materiale, deretter til vann eller til molekylært oksygen. I dag brukes en stor mengde oksygen årlig på forbrenning av karbon, oljeprodukter og gass. Intensiteten til denne prosessen øker hvert år.

Syklus av nitrogen, fosfor, svovel. Menneskelig aktivitet akselererer sirkulasjonen av disse elementene. Hovedårsaken akselerasjon - bruk av fosfor i gjødsel, noe som fører til eutriifisering - gjødselgjødsel. Under eutrifisering skjer rask spredning av alger - "blomstring" av vann. Dette fører til en reduksjon i mengden oksygen oppløst i vann. Algemetabolske produkter ødelegger fisk og andre organismer. De dannede økosystemene blir ødelagt. Industri og motorer intern forbrenning frigjør årlig mye nitrater og sulfater i atmosfæren. Faller til bakken med regn, de blir absorbert av planter.

Vannets kretsløp. Vann dekker * jordens overflate. På ett minutt, under påvirkning av solvarme, fordamper 1 milliard tonn vann fra overflaten av jordens reservoarer. Etter at dampen er avkjølt, dannes skyer som vender tilbake til jordoverflaten i form av regn og snø. Nedbør trenger delvis ned i jorda. Grunnvann kommer tilbake til jordoverflaten gjennom planterøtter, kilder, pumper osv.

Vannsirkulasjonshastigheten er veldig høy: vannet i havene fylles på om 2 millioner år, grunnvann- i 1 år, elv - i 12 dager, damp i atmosfæren - 10 dager.

Hvert år, for å skape primærproduksjonen til biosfæren, brukes 1 % av vannet som faller i form av nedbør under fotosyntesen. Folk bruker bare 20 mm nedbør til husholdnings- og industribehov - 2,5 % av den totale mengden for året. Det faste årlige nedbørfeltet er nå 55 kubikkmeter. m. årlig øker den med 4 - 5%.

På den annen side tilpasser levende organismer seg til ulike kjemiske forhold i miljøet og kan tolerere høye konsentrasjoner av de grunnstoffene som vanligvis finnes i store mengder her. Grunnstoffer som sjelden finnes i naturen og i små konsentrasjoner blir giftige for levende organismer når de akkumuleres.

3. For 3,5 milliarder år siden i jordens primærhav under påvirkning av ultrafiolett og penetrerende stråling, så vel som elektrisk lynutladninger dannelsen av den første begynte organiske forbindelser- "organisk buljong" (A.I. Oparin). Med økende konsentrasjon av denne løsningen begynte noen organiske molekyler, ved å kombinere, å danne koacervate dråper, isolert fra miljøet og som brukte stoffene som er inkludert i sammensetningen for å øke størrelsen. Slik oppsto molekyler som var i stand til selvreproduksjon, som betydde livets opprinnelse.

De første organismene matet på den organiske løsningen som omgir dem, men tiden kom da reservene begynte å tømmes, og det var praktisk talt ikke noe fritt oksygen, og de første organismene ble tvunget til å skaffe energi gjennom gjæringsprosessen. Men denne prosessen er ineffektiv og krever en stor mengde mat. Derfor var livet dømt til å sulte. Den eneste måten å forvandle et endelig stoff til et ikke-endelig er å inkludere det i sirkulasjonen. Som et resultat av naturlig utvalg dukket det opp fotosyntetiske organismer som ikke livnærte seg på ferdig organisk materiale, men skapte det selv ved hjelp av sollys for omdannelse av karbondioksid, mineralsalter og vann. Avfallsproduktet fra denne ernæringsmetoden var oksygen, som for det første muliggjorde fremveksten av flercellede representanter for dyreverdenen, som forbrukte energi fra ferdiglagde organisk materiale ved å oksidere dem, og for det andre skapte beskyttelse mot den destruktive påvirkningen av ultrafiolett stråling på proteinforbindelser, siden noe av det frie oksygenet ble til ozon, som er en kraftig absorber.

Slik ble det opprettet en lukket sirkel av gjensidig avhengige og gjensidig tilpassede organismer og prosesser, blant dem er det ikke en eneste som er overflødig, siden hver utfører sin egen funksjon: avfallet til den ene er betingelsen for den andres liv.

Dyr kunne ikke spise og puste uten hjelp fra planter. Men planter uten dyr ville dø veldig raskt, siden det ikke ville være noen til å bearbeide det skapte organiske materialet til vann, karbondioksid og mineralsalter, og hindre planeten i å bli forurenset av utdødde rester og gjenopprette næringsreserver for nye generasjoner av planter. Levende organismer deltar også i den generelle syklusen av stoffer i naturen og dannelsen av planeten.

Så dyre- og planteorganismer, gjennom sin aktivitet under liv og biomasse etter døden, skapte og forbedret forhold som var gunstige for liv i milliarder av år, det vil si biosfæren, før mennesket dukket opp, som etter flere hundre tusen år begynte å ødelegge den med hans urimelige aktiviteter.

Konklusjon

Den omtrentlige massen til biosfæren er 3 10 24 g, og volumet er 10 10 24 cm 3, inkludert litosfæren - 0,6 10 24 cm 3, hydrosfæren - 1,4 10 24 cm 3 og troposfæren - 8 10 24 cm 3. Den omtrentlige massen til biosfæren er 0,05 % massen av jorden, og volum - 0,4 % av jordens volum, inkludert den sistnevnte atmosfæren 2000 km tykk fra geoidenivået. Massen av levende stoff er bare (3...5) 10 -8 % av jordens masse og omtrent (0,7 - 1,0) 10 -8 % av massen til biosfæren.

Interessante generaliseringer om parametrene til biosfæren er gitt av F. Yanov (1980). I følge dataene hans er den største tykkelsen av biosfæren lokalisert på tropiske breddegrader - 22 km, den minste - på polare breddegrader - 12 km.

Prosessene som skjer i biosfæren og i det omkringliggende planetariske miljøet har sin opprinnelse og støttes på den ene siden av kosmiske og på den andre siden av terrestriske faktorer assosiert med egenskapene til jorden som planet (gravitasjonsspenning og magnetisk spenning). felt, egenskapene til stoffet, stråling, etc. .). samspillet mellom disse to faktorene skaper en enkelt skapelse - jordsystemet (Shipunov). Biosfæren er en strukturell del av dette komplekse planetsystemet. Og hvis dens levende materie danner for seg selv et ugunstig habitat og utvikling - biosfæren, forvandler sistnevnte sitt planetariske miljø på en slik måte og i en slik størrelse at den har maksimal stabilitet i dens strukturelle organisasjon. Derfor må biosfæren betraktes ikke bare som et område for utvikling av levende materie på jorden, men også som et område som forvandler sitt umiddelbare miljø til en uatskillelig økologisk planetarisk materie.

LISTE OVER BRUKTE REFERANSER

Biosfære: forurensning, nedbrytning, beskyttelse. - Ordbok. 2003

Vernadsky V.I. Biosphere - Leningrad, 1972

Korsak K.V., Plakhovnik O.V. Fundamentals of ecology. Vitenskapelig håndbok - K., 2002.

Fundamentals of Ecology - red. E. N. Meshechko 2002

Myakushko V.V., Volvach F.V. Økologi. - K., 2000

Sytnik K. M., Brion A. V., Gordetsky A. V. Biosfære, økologi, naturvern. - K., 1987

Dieter Heinrich, Manfred Gergt. Økologi - red. V.V. Serebryakova - 2001

Bilyavsky T. D., Padun M. M. Fundamentals of generell økologi. Lærebok - K., 1996

Vernadsky V.I. Biosfære og noosfære 1989

Biosfæren og dens ressurser - red. N. Fillipovsky 1982

Biosfære. Evolusjon, rom, tid. - utg. R.W. Sims 1988

Biosfæren er et unikt skall på planeten vår. Alle de tidligere skjellene vi vurderte eksisterer i en eller annen grad på andre planeter, men tilsynelatende eksisterer de ikke på noen av dem bortsett fra jorden. Det er mulig at siden liv eksisterer på planeten vår, eksisterer det også i andre hjørner av universet, det er også sannsynlig at dette er et veldig vanlig fenomen, men foreløpig leter forskere fortsatt etter liv utenfor planeten vår og det eneste hvor livet har blitt oppdaget er jorden. Hvem vet, kanskje dette er den eneste planeten der livet oppsto på en ukjent måte?

Hvor det kom fra på jorden, er det ingen som har noen anelse ennå. Livet er et for komplekst fenomen til å oppstå ved en tilfeldighet, og vi vet fortsatt ingenting om prosessene som kan føre til at det dukker opp. Men faktum gjenstår at liv eksisterer og trives på jorden. Forskere har delt hele historien om eksistensen til planeten vår, som varer i 4,5 milliarder år, i to store deler - to eoner: Cryptozoic og Phanerozoic. Den kryptozoiske eonen er eonen av "skjult liv." I de geologiske lagene i denne perioden er det ikke funnet spor av liv på planeten. Dette kan ikke tydelig indikere at hun ikke var der i det hele tatt, men det er ikke noe bevis på hennes tilstedeværelse i lang tid for primitiv - på nivå med encellede organismer som ikke er bevart som fossiler. Den fanerozoiske eonen begynte for 570 millioner år siden, preget av den såkalte "kambriske eksplosjonen". I løpet av denne perioden slutter den prekambriske eller arkeiske geologiske epoken og paleozoikum begynner. Paleozoikum er epoken for " eldgammelt liv" I dette øyeblikket dukker nesten alle typer levende skapninger opp: bløtdyr, brachiopoder, ormer, pigghuder, leddyr, chordater og andre - derfor for øyeblikket og ble kalt en "eksplosjon". I løpet av 100 millioner år dukket de første virveldyrene opp, og for 400 millioner år siden begynte livet å ta seg inn på land – amfibier dukket opp. Jeg vil merke meg at liv oppsto i havet og i lang tid ikke kunne komme til land, siden oksygen og ozonlaget beskytter alle levende ting fra døden solstråling, landet var uegnet for livet. I samme periode begynte landplanter å blomstre - moser, kjerringrokk og bregner dukket opp, og jord dukket opp etter plantene. Paleozoikum-tiden slutter for 251 millioner år siden med den største masseutryddelsen av levende vesener i hele sin historie. Hva som skjedde i denne perioden er åpenbart ukjent, kolossale klimaendringer skjedde på planeten. Noen paleontologer mener at en stor istid skjedde på jorden, som dekker hele planeten. Etter paleozoikum kom imidlertid mesozoikum, og livet på planeten ble gjenopprettet igjen. Mesozoikum var dinosaurenes tid, som regjerte på planeten i omtrent 200 millioner år. Men for 65 millioner år siden skjedde masseutryddelse igjen. Alle dinosaurene forsvant fra planeten. Antagelig krasjet en stor meteoritt inn i jorden og endret klimaet radikalt. Fra dette øyeblikket begynte den kenozoiske epoken, som varer til i dag. Kenozoikum ble epoken, og for rundt 2 millioner år siden dukket mennesket opp blant dem.

I dag har livet trengt inn i alle verdenshjørner det finnes helt på bunnen av havene, i varme kilder, på de høyeste fjellene, i kratere av vulkaner og under isen. Den har trengt inn overalt, der livet forsvinner av en eller annen grunn, den er snart gjenopprettet igjen, tilpasser seg stadig nye og vanskeligere forhold. miljø. Mangfoldet av levende organismer på planeten er enormt; det teller millioner av dyr, planter, sopp og mikroorganismer. Biosfæren i seg selv er i hovedsak et sammenhengende rom hvor alle disse artene befinner seg. De samhandler med hverandre gjennom et stort antall biologiske forbindelser, og danner et enkelt, globalt økosystem. Selvfølgelig har ulike levende organismer tilpasset seg ulike naturforhold, og det er derfor flere naturområder, preget av spesielle naturlige forhold og artene som bor i dem.

Klassifiseringer av naturlige systemer i biosfæren er basert på landskapstilnærmingen, siden økosystemer er en integrert del av naturlige geografiske landskap som danner jordens geografiske (landskap) konvolutt. Biogeocenoser (økosystemer) danner den såkalte biogeosfære, som er grunnlaget for biosfæren, som V.I. Vernadsky kalte "livets film", og V.N.

"Biogeocenotic cover" av V. N. Sukachev er ikke noe mer enn en serie naturlige økosystemer, som representerer romlige (korologiske) enheter (deler, elementer) av biosfæren. Disse enhetene, som regel, sammenfaller med deres grenser med landskapselementer geografisk konvolutt Jord.

Landskap– et naturlig geografisk kompleks der alle hovedkomponentene (øvre horisonter av litosfæren, relieff, klima, vann, jord, biota) er i kompleks interaksjon, og danner et enhetlig system som er homogent når det gjelder utviklingsforhold.

Landskapstilnærmingen til økologi er for det første av stor betydning for miljøforvaltningsformål. Basert på deres opprinnelse er det to hovedtyper av landskap: naturlig og menneskeskapt.

Naturlig landskap dannes utelukkende under påvirkning av naturlige faktorer og omdannes ikke økonomisk aktivitet person. Opprinnelig ble følgende naturlandskap identifisert:

– geokjemisk– betegner et område som er identifisert på grunnlag av enhet i sammensetning og mengde av kjemiske elementer og forbindelser. Intensiteten av deres akkumulering i landskapet eller, omvendt, hastigheten på selvrensing av landskapet kan tjene som indikatorer på dets motstand mot menneskeskapte påvirkninger;

– elementært landskap betegner et område som består av visse bergarter plassert på samme relieffelement, under like grunnvannsforhold, med samme natur av planteforeninger og samme type jord;

– beskyttet landskap, hvor alle eller visse typer økonomisk virksomhet er regulert eller forbudt i henhold til den fastsatte prosedyren.

Imidlertid, ifølge mange forskere, dominerer menneskeskapte landskap nå på land, eller i alle fall er de like utbredt som naturlige.

Antropogent landskap- Dette er et tidligere naturlandskap, forvandlet av økonomisk aktivitet så mye at sammenhengen mellom dets naturlige komponenter endres. Dette inkluderer landskap:

– landbruk (landbruk)– hvis vegetasjon i stor grad er erstattet av avlinger og planting av landbruks- og hagebruksvekster;

– menneskeskapt, strukturen som er bestemt av menneskeskapte aktiviteter forbundet med bruk av kraftige tekniske midler(landforstyrrelser, forurensning fra industrielle utslipp, etc.); dette inkluderer også landskapet industriell, dannet som et resultat av påvirkningen av store industrielle komplekser på miljøet;

– urban (urbanistisk) – med bygninger, gater og parker.

Grensene for det geografiske (landskaps) skallet til jorden faller sammen med grensene biosfære, men siden inn geografisk konvolutt omfatter områder hvor det ikke er liv, kan vi betinget anta at biosfæren er en del av den. Faktisk er dette en uløselig enhet, som bevises av landskapstilnærmingen når man identifiserer typer naturlige økosystemer. Et slikt eksempel er klassifiseringen i henhold til R. H. Whittaker, som han brukte for å vurdere produktiviteten til økosystemene kloden(Tabell 7.1).

Tabell 7.1 Primær biologisk produktivitet av verdens økosystemer (ifølge R. X. Whittaker, 1980)

Den viktigste energikilden for landskapsskallet, så vel som for bisfæren, er solstråling. For biosfæren er solenergi først og fremst "driveren" for de biogeokjemiske syklusene til biofile elementer og hovedkomponenten i fotosyntesen, kilden til primærproduksjon. Som det fremgår av tabellen. 7.1, produktiviteten til biosfæren består av produktiviteten til ulike naturlige økosystemer (samtidig energiene til landskap).

Men energien til solen, som gir denne produktiviteten, er bare 2-3% av all energien som nådde jordens overflate. Resten av solenergien brukes på det abiotiske miljøet, bortsett fra dets ganske aktive deltakelse i prosessene med fysisk-kjemisk nedbrytning, forsøpling osv. Men abiotiske faktorer, sammen med biotiske, bestemmer den evolusjonære utviklingen av organismer og homeostasen til økosystemene. . I sin tur plante og fauna– så kraftige naturlige komponenter at de kan påvirke miljøet og "remake det for å passe seg selv", skape et visst mikromiljø (mikroklima). Alt dette tyder på det dyreliv finnes i ett energifelt hele landskapet. Dette bevises også av fordelingen av primærproduksjon, på land og i havet (fig. 7.1; Bigon et al., 1989).

Som man kan se av fig. 7.1, er produktiviteten til forskjellige typer økosystemer langt fra den samme, og de okkuperer forskjellige territorier på planeten. Forskjeller i produktivitet er assosiert med klimatisk sonering, naturtypen til habitatet (land, vann) og påvirkningen miljøfaktorer deres lokale orden. etc., informasjon om hvilke presenteres nedenfor når man karakteriserer naturlige økosystemer som korologiske enheter av biosfæren, klassifisert etter prinsippene for den såkalte biome-tilnærmingen. I følge Y. Odum (1986), biome– «et stort regionalt og subkontinentalt økosystem preget av en hovedtype vegetasjon eller annet karakteristisk trekk landskap".

Basert på disse ideene foreslo Yu Odum følgende klassifisering naturlige økosystemer i biosfæren (i fig. 7.2 - global fordeling av biomer):

JEG. Terrestriske biomer.

Tundra: arktisk og alpint.

Boreale barskoger.

Temperert edelløvskog.

Temperert steppe.

Tropiske stepper og savanner.

Chaparral – områder med regnfulle vintre og tørre somre.

Ørken: urteaktig og buskete.

Halv eviggrønn tropisk skog: distinkte våte og tørre årstider.

Eviggrønn tropisk regnskog.

I. Typer ferskvannsøkosystemer

Lentic (lat. lentes– rolig): innsjøer, dammer osv.

Lotic (lat. lotus - vasking): elver, bekker, kilder.

Våtmarker: sumper og sumpete skoger.

III. Typer marine økosystemer

Åpent hav (pelagisk).

Kontinentalsokkelvann (kystvann).

Oppvekstområder(fruktbare områder med produktive fiskerier).

Elvemunninger(kystbukter, sund, elvemunninger, saltmyrer, etc.

Grensene for distribusjonen av biomer bestemmes av kontinentenes landskapskomponenter, som regel indikerer navnet den dominerende vegetasjonen (skog, busk, etc.). I akvatiske økosystemer dominerer ikke planteorganismer, så de fysiske egenskapene til habitatet legges til grunn ("stående", "flytende" vann, åpent hav, etc.).

Som det fremgår av ovenstående, er et biom et økosystem som faller sammen med grensene til landskap regionalt nivå(Fig. 7.2). Den består av de samme komponentene som landskapet, men hovedkomponenten er biota, og her er hovedfokus på prosessene som skaper organisk materiale og stoffenes biokjemiske kretsløp.

Biosfæren forstås som helheten av alle levende organismer på planeten. De bor i hvert hjørne av jorden: fra dypet av havene, innvollene på planeten til luftrommet, og det er grunnen til at mange forskere kaller dette skallet livets sfære. Menneskeslekten selv bor i den.

Sammensetningen av biosfæren

Biosfæren regnes som det mest globale økosystemet på planeten vår. Den består av flere sfærer. Dette gjelder henne, det vil si alt vannressurser og reservoarer på jorden. Dette er verdenshavet, underjordisk og overflatevann. Vann er boareal mange levende ting, og et essensielt stoff for livet. Det sikrer flyt av mange prosesser.

Biosfæren inneholder en atmosfære. Det er forskjellige organismer i den, og den er i seg selv mettet med forskjellige gasser. Av spesiell verdi er oksygen, som er nødvendig for liv for alle organismer. Også stemningen spiller viktig rolle i naturen, påvirker vær og klima.

Litosfæren, nemlig det øvre laget av jordskorpen, er en del av biosfæren. Den er bebodd av levende organismer. Dermed lever insekter, gnagere og andre dyr i dypet av jorden, planter vokser og mennesker lever på overflaten.

Verden og er de viktigste innbyggerne i biosfæren. De opptar en enorm plass, ikke bare på bakken, men også grunt i undergrunnen, bor i vannmasser og finnes i atmosfæren. Planteformene varierer: fra moser, lav og urter til busker og trær. Når det gjelder dyr, er de minste representantene encellede mikrober og bakterier, og de største er land- og sjødyr (elefanter, bjørner, neshorn, hvaler). De har alle et bredt utvalg, og hver art er viktig for planeten vår.

Biosfærens betydning

Biosfæren har blitt studert av forskjellige forskere i alle historiske epoker. V.I. ga mye oppmerksomhet til dette skallet. Vernadsky. Han mente at biosfæren er definert av grensene som levende materie lever innenfor. Det er verdt å merke seg at alle komponentene er sammenkoblet, og endringer i ett område vil føre til endringer i alle skall. Biosfæren spiller en kritisk rolle i distribusjonen energi flyter planeter.

Dermed er biosfæren livsrommet for mennesker, dyr og planter. Den inneholder essensielle stoffer og naturressurser, som vann, oksygen, jord og andre. Folk har en betydelig innflytelse på henne. I biosfæren er det et kretsløp av grunnstoffer i naturen, livet er i full gang og de viktigste prosessene gjennomføres.

Menneskelig innflytelse på biosfæren

Menneskelig innflytelse på biosfæren er tvetydig. For hvert århundre blir menneskeskapt aktivitet mer intens, destruktiv og storskala, slik at folk bidrar til fremveksten av ikke bare lokale miljøproblemer, men også globalt.

Et av resultatene av menneskelig påvirkning på biosfæren er en reduksjon i antall flora og fauna på planeten, samt forsvinningen av mange arter fra jordens overflate. For eksempel krymper planteutvalget på grunn av landbruksaktiviteter og avskoging. Mange trær, busker og gress er sekundære, det vil si at nye arter ble plantet i stedet for det primære vegetasjonsdekket. I sin tur blir dyrebestander ødelagt av jegere, ikke bare for mat, men også for å selge verdifulle skinn, bein, haifinner, elefantstønner, neshorn og ulike kroppsdeler på det svarte markedet.

Antropogen aktivitet påvirker ganske sterkt prosessen med jorddannelse. Dermed fører pløying av åkre til vind- og vannerosjon. En endring i sammensetningen av vegetasjonsdekket fører til at andre arter deltar i prosessen med jorddannelse, og derfor dannes en annen type jord. På grunn av bruk av ulike gjødsel i landbruket og utslipp av fast og flytende avfall i bakken, endres den fysiske og kjemiske sammensetningen av jorda.

Demografiske prosesser har innvirkning negativ innvirkning til biosfæren:

Jordens befolkning vokser, og forbruker stadig flere naturressurser;
omfanget av industriell produksjon øker;
det er mer avfall;
Arealet med jordbruksareal øker.

Det er verdt å merke seg at mennesker bidrar til forurensning av alle lag i biosfæren. Det er et stort utvalg av forurensningskilder i dag:

kjøretøy eksosgasser;
partikler frigjort under drivstoffforbrenning;
radioaktive stoffer;
petroleumsprodukter;
utslipp av kjemiske forbindelser i luften;
kommunalt fast avfall;
plantevernmidler, mineralgjødsel og agrokjemi;
skittent avløpsvann fra både industrielle og kommunale virksomheter;
elektromagnetiske enheter;
kjernebrensel;
virus, bakterier og fremmede mikroorganismer.

Alt dette fører ikke bare til endringer i økosystemer og en reduksjon i biologisk mangfold på jorden, men også til klimaendringer. På grunn av menneskehetens innflytelse på biosfæren, oppstår smelting av isbreer og endringer i nivået på hav og hav, sur nedbør osv.

Over tid blir biosfæren mer og mer ustabil, noe som fører til ødeleggelse av mange økosystemer på planeten. Mange forskere og offentlige personer gå inn for å redusere innvirkningen av det menneskelige fellesskapet på naturen for å bevare jordens biosfære fra ødeleggelse.

Materialsammensetning av biosfæren

Sammensetningen av biosfæren kan sees fra ulike synsvinkler. Hvis vi snakker om materialsammensetningen, inkluderer den syv forskjellige deler:

Levende materie er helheten av levende vesener som bor på planeten vår. De har en elementær sammensetning, og i sammenligning med andre skjell har de en liten masse, de lever av solenergi og distribuerer den i miljøet. Alle organismer utgjør en kraftig geokjemisk kraft, ujevnt fordelt over jordoverflaten.
Biogent stoff. Dette er de mineral-organiske og rent organiske komponentene som ble skapt av levende vesener, nemlig fossilt brensel.
Inert stoff. Dette er uorganiske ressurser som dannes uten deltakelse av levende vesener, av seg selv, altså kvartssand, ulike leire, samt vannressurser.
Bioinert stoff oppnådd gjennom samspillet mellom levende og inerte komponenter. Dette er jord og bergarter av sedimentær opprinnelse, atmosfæren, elver, innsjøer og andre overflatevann.
Radioaktive stoffer som grunnstoffene uran, radium, thorium.
Spredte atomer. De dannes av stoffer av terrestrisk opprinnelse når de påvirkes av kosmisk stråling.
Kosmisk materie. Leger og stoffer som dannes i verdensrommet faller ned på jorden. Disse kan enten være meteoritter eller fragmenter av kosmisk støv.

Lag av biosfæren

Det er verdt å merke seg at alle skjellene i biosfæren er i konstant interaksjon, så det er noen ganger vanskelig å skille grensene til et bestemt lag. Et av de viktigste skjellene er aerosfæren. Den når et nivå på omtrent 22 km over bakken, hvor det fortsatt er levende vesener. Generelt er dette luftrommet der alle levende organismer lever. Dette skallet inneholder fuktighet, solenergi og atmosfæriske gasser:

oksygen;
ozon;
argon;
nitrogen;
vanndamp

Tall atmosfæriske gasser og deres sammensetning avhenger av påvirkning fra levende vesener.

Geosfæren er en integrert del av biosfæren den inkluderer helheten av levende vesener som bor på jordens overflate. Denne sfæren inkluderer litosfæren, verden av flora og fauna, grunnvann og jordens gasshylse.

Et betydelig lag av biosfæren er hydrosfæren, det vil si alle vannforekomster uten grunnvann. Dette skallet inkluderer verdenshavet, overflatevann, atmosfærisk fuktighet og isbreer. Hele akvatiske sfæren er bebodd av levende vesener – fra mikroorganismer til alger, fisk og dyr.

Hvis vi snakker mer detaljert om det faste skallet på jorden, består det av jord, bergarter og mineraler. Avhengig av lokasjonsmiljøet er det ulike typer jordsmonn som er forskjellig i kjemisk og organisk sammensetning, avhenger av miljøfaktorer (vegetasjon, vannforekomster, dyreliv, menneskeskapt påvirkning). Litosfæren består av et stort antall mineraler og bergarter, som finnes i ulik mengde på jorden. For øyeblikket er mer enn 6 tusen mineraler oppdaget, men bare 100-150 arter er mest vanlige på planeten:

kvarts;
feltspat;
olivin;
apatitter;
gips;
karnallitt;
kalsitt;
fosforitter;
sylvinitt, etc.

Avhengig av antall steiner og deres økonomisk bruk, noen av dem er verdifulle, spesielt fossilt brensel, metallmalm og edelstener.

Når det gjelder verden av flora og fauna, er dette et skall som inkluderer ulike kilder fra 7 til 10 millioner arter. Antagelig lever rundt 2,2 millioner arter i vannet i verdenshavet, og rundt 6,5 millioner lever på land. Det er omtrent 7,8 millioner representanter for dyreverdenen på planeten, og omtrent 1 million planter av alle kjente arter av levende vesener er ikke mer enn 15% beskrevet, så det vil ta menneskeheten hundrevis av år å utforske og beskrive alt. eksisterende arter på planeten.

Forbindelse av biosfæren med andre skjell på jorden

Alle komponenter i biosfæren er i nært forhold til andre skjell på jorden. Denne manifestasjonen kan sees i den biologiske syklusen, når dyr og mennesker frigjør karbondioksid, absorberes det av planter, som frigjør oksygen under fotosyntesen. Dermed reguleres disse to gassene konstant i atmosfæren på grunn av innbyrdes forhold mellom forskjellige sfærer.

Et eksempel er jord - resultatet av samspillet mellom biosfæren og andre skjell. Denne prosessen involverer levende vesener (insekter, gnagere, krypdyr, mikroorganismer), planter, vann (grunnvann, nedbør, reservoarer), luftmasse (vind), jorddannende bergarter, solenergi, klima. Alle disse komponentene samhandler sakte med hverandre, noe som bidrar til dannelsen av jord med en gjennomsnittlig hastighet på 2 millimeter per år.

Når komponenter i biosfæren samhandler med levende skjell, dannes bergarter. Som et resultat av påvirkning fra levende vesener på litosfæren, dannes avleiringer kull, kritt, torv og kalkstein. Under gjensidig påvirkning av levende vesener, hydrosfæren, salter og mineraler, en viss temperatur Koraller dannes, og fra dem dukker det igjen opp korallrev og øyer. Dette gjør det også mulig å regulere saltsammensetningen i vannet i Verdenshavet.

Ulike typer relieff er et direkte resultat av forbindelsen mellom biosfæren og andre lag av jorden: atmosfæren, hydrosfæren og litosfæren. Den eller den formen for avlastning påvirkes av vannregime terreng og nedbør, naturen til luftmasser, solstråling, lufttemperatur, hvilke typer flora vokser her, hvilke dyr som bor i dette området.

Biosfærens betydning i naturen

Betydningen av biosfæren som et globalt økosystem på planeten kan ikke overvurderes. Basert på funksjonene til skallet til alle levende ting, kan man forstå betydningen:

Energi. Planter er mellomledd mellom solen og jorden, og når de mottar energi, blir en del av den fordelt mellom alle elementene i biosfæren, og en del brukes til å danne næringsstoffer.
Gass. Justerer mengden forskjellige gasser i biosfæren, deres distribusjon, transformasjon og migrasjon.
Konsentrasjon. Alle skapninger trekker selektivt ut biogene komponenter, slik at de kan være både fordelaktige og farlige.
Destruktiv. Dette er ødeleggelsen av mineraler og bergarter, organiske stoffer, som bidrar til en ny omsetning av grunnstoffer i naturen, der nye levende og ikke-levende stoffer dukker opp.
Miljødannende. Det påvirker miljøforhold, sammensetningen av atmosfæriske gasser, bergarter av sedimentær opprinnelse og jordlaget, kvaliteten på vannmiljøet, samt balansen av stoffer på planeten.

I lang tid ble biosfærens rolle undervurdert, siden i sammenligning med andre sfærer er massen av levende materie på planeten veldig liten. Til tross for dette er levende vesener en mektig naturkraft, uten hvilken mange prosesser, så vel som livet selv, ville vært umulig. I prosessen med aktiviteten til levende vesener, deres interaksjoner med hverandre og deres innflytelse på livløs materie, dannes selve den naturlige verden og planetens utseende.

Vernadskys rolle i studiet av biosfæren

Teorien om biosfæren ble først utviklet av Vladimir Ivanovich Vernadsky. Han isolerte dette skallet fra andre jordiske sfærer, oppdaterte betydningen og presenterte at det er en veldig aktiv sfære som endrer og påvirker alle økosystemer. Forskeren ble grunnleggeren av en ny disiplin - biogeokjemi, på grunnlag av hvilken læren om biosfæren ble underbygget.

Ved å studere levende materie konkluderte Vernadsky med at alle former for lettelse, klima, atmosfære, bergarter av sedimentær opprinnelse er resultatet av aktiviteten til alle levende organismer. En av nøkkelrollene i dette er gitt til mennesker som har en enorm innflytelse på forløpet av mange jordiske prosesser, og er et visst element som har en viss kraft som kan forandre planetens ansikt.

Vladimir Ivanovich presenterte teorien om alle levende ting i sitt arbeid "Biosphere" (1926), som bidro til fremveksten av en ny vitenskapelig gren. I sitt arbeid presenterte akademikeren biosfæren som et integrert system, viste dens komponenter og deres relasjoner, så vel som menneskets rolle. Når levende materie interagerer med inert materie, påvirkes en rekke prosesser:

geokjemiske;
biologiske;
biogene;
geologisk;
migrasjon av atomer.

Vernadsky skisserte at grensene for biosfæren er livets eksistensfelt. Utviklingen påvirkes av oksygen- og lufttemperatur, vann og mineralske elementer, jord og solenergi. Forskeren identifiserte også hovedkomponentene i biosfæren, diskutert ovenfor, og identifiserte den viktigste - levende materie. Han formulerte også alle funksjonene til biosfæren.

Blant hovedbestemmelsene i Vernadskys undervisning om livsmiljøet, kan følgende teser skilles:

biosfæren dekker hele vannmiljøet til havdyp, inkluderer overflatelaget på jorden opptil 3 kilometer og luftrom til grensen til troposfæren;
viste forskjellen mellom biosfæren og andre skjell ved dens dynamikk og konstante aktivitet av alle levende organismer;
spesifisiteten til dette skallet ligger i den kontinuerlige sirkulasjonen av elementer av levende og livløs natur;
aktiviteten til levende materie har ført til betydelige endringer over hele planeten;
eksistensen av biosfæren bestemmes av jordens astronomiske posisjon (avstand fra solen, helning av planetens akse), som bestemmer klimaet og livssyklusen på planeten;
Solenergi er kilden til liv for alle skapninger i biosfæren.

Kanskje er dette nøkkelbegrepene om bomiljøet som Vernadsky la ned i sin undervisning, selv om verkene hans er globale og krever ytterligere forståelse, er de fortsatt relevante den dag i dag. De ble grunnlaget for forskningen til andre forskere.

Konklusjon

For å oppsummere er det verdt å merke seg at livet i biosfæren er ulikt og ujevnt fordelt. Stor mengde levende organismer lever på jordens overflate, enten vannmiljø eller land. Alle vesener kommer i kontakt med vann, mineraler og atmosfæren, og er i kontinuerlig kommunikasjon med dem. Det er dette som sikrer optimale forhold for livet (oksygen, vann, lys, varme, næringsstoffer). Jo dypere ned i havvannet eller under jorden, jo mer monotont er livet. Levende stoffer sprer seg også over et område, og det er verdt å merke seg mangfoldet av livsformer over hele jordoverflaten. For å forstå dette livet vil vi trenge mer enn et dusin år, eller til og med hundrevis, men vi må verdsette biosfæren og beskytte den mot vår skadelige menneskelige påvirkning i dag.