Структурная и функциональная организация биосферы
Структурная и многофункциональная организация биосферы
Биосфера живая оболочка планетки. В век
научно-технического прогресса специализированное значение заслуживают
познания о жизненных действиях в целом, происходящих на нашей
планетке. Необходимость в их возникает в взаимоотношения с резко
возросшим разрушительным антропогенным действием на
естественную среду- Изъятие человеком естественных ресурсов
пресной воды, почвеенного дерна, продукции растений и
животных превысил0 темпы природного
воспроизводства.
Структурная и многофункциональная организация биосферы
Биосфера живая оболочка планетки. В век
научно-технического прогресса специализированное значение заслуживают
познания о жизненных действиях в целом, происходящих на нашей
планетке. Необходимость в их возникает в отношения с резко
возросшим разрушительным антропогенным действием на
естественную среду- Изъятие человеком естественных ресурсов
пресной воды, почвеенного дерна, продукции растений и
животных превысил0 темпы природного
воспроизводства. Отклонения хозяйственной деятельности жителя нашей планеты
загрязняют среду, потому что не могут подсоединяться в природные
естественные круговороты. Загрязнение водит к деградации природы
и восоздает опасность самой жизни жителя нашей планеты. В нынешнее время, как
никогда ранее, население земли стало чувствовать не совсем только масштабы
близкой деятельности, да и близкую зависимость от состояния
окружающей среды. Вот отчего экую крупную значимость
заслуживают познания о всеобщей связи и
взаимообусловленности естественных явлений, о структуре жизни на
планетке, о роли населяющих ее живых организмов, о базах
стабильности самой жизни. Конкретно эти препядствия являкются
центральными в учении о биосфере.
Представление о том, что все живые существа планты
взаимодействуют с наружней средой и изменяют ее, появилось издавна
на основанию наблюдений естественных явлений. Так, создатель главной
эволюционной налаженности животного мира французский ученый Ж. Б.
Ламарк отмечал, что все живые организмы, нескончаемо
различные и бессчетные, с постоянно заменяющимися
поколениями, в итоге близкой жизнедеятельности встречают
функциональное роль в формировании поверхности Света. Службы Ж.
Б. Ламарка положили начало представлениям о существовании на
нашей планетке особенного места, заселенного живыми
организмами и преобразуемого ними.
Термин биосфера был предложен в 1875 грам. австрийским
геологом Э. Зюссом. Все же он не разработал представлений о
биосфере и не отдал введенному термину исполнительного определения.
Творчески развил идеи близких предшественников российский геохимик
В. И. Вернадский (18631945), основатель нзуки
биогеохимии, создатель учения о биосфере. 1-ая его
книжка «Биосфера», в тот или иной ученый выложил главные положения
близкого учения, водилась размещена в 1926 грам. По В. И.
Вернадскому, биосфера (шар жизни) оболочка Света,
состав, структура и энергетика тот или иной обоснованы прошлой и
современной деятельностью живых организмов.
Понятие о живом веществе. Генеральным компонентом биосферы
приходит живое вещество совокупа цельных
будущих в этот фактор живых организмов планетки,
численно выраженная в простом хим составе, в
массе, в энергии. Это вещество геохимически очень
деятельно, потому что при осуществлении действий кормления, дыхания,
выделения оно соединено с окружающей средой биогенным потоком
хим веществ. Благодаря этому сгустку практически все
хим компоненты проходят в корпоративной цепи перевоплощений спустя
биогеохимическое звено. Таковым образом, жизнедеятельность
организмов это глубочайший и сильный процесс преображенья и
переноса вещества, результатом тот или иной приходит изменение
вида планетки. Миграция хим частей из организма в
среду и обратно не прекращается ни на один миг. Эта миграция
водилась бы невыносимой, если б простый хим состав
организмов не был недалек к составу земной кожуры. В. И.
Вернадский строчил: «Организм располагает тяжба со средой, к тот или иной не
лишь он адаптирован, но тот или другой адаптирована и к нему».
Благодаря зеленоватым растениям, исполняющим процесс
фотосинтеза, в биосфере создаются трудные органические
молекулы. Заключенную в их энергию употребляют для действий
жизнедеятельности гетеротрофные организмы. В этом состоит
космическая функция зеленоватых растений биосферы. Без живого
вещества энергия солнечного полупрямой сводилась бы только к
перемещению газообразных, водянистых и жестких тел по поверхности
планетки и к временному их нагреванию в дневное период и
остыванию в ночное. Живое вещество выступает в качестве
громадного аккума и неповторимого преобразователя энергии
Солнца, связанной в хим касательствах трудных органических
молекул. Солнечная энергия без живого вещества не совершала бы
на Свету созидательной деятельности, потому что не могла бы ни
удержаться на ней, ни преобразоваться в вторую форму энергии
(механическую, тепловую и др.). Улавливание солнечной энергии
исполняется фототрофными организмами. Но в удержании и
преображении заключенной в их энергии Солнца, перемещении
ее по земной поверхности, а также из показного в наиболее глубочайшие
круги планетки встречает роль все живое вещество. Этот
процесс безграничен благодаря размножению и следующему росту
организмов. Скорость размножения, по Вернадскому, это
скорость передачи в биосфере геохимической энергии.
Простой структурной и многофункциональной единицей биосферы
приходит биогеоценоз. Конкретно в биогеоценозе организмы и
среда узко взаимосвязаны и обоюдно адаптированы приятель к
товарищу, по этому вероятно воплощение био
круговорота веществ начала бесконечности жизни на
планетке. В ходе био круговорота ограниченные запасы
хим веществ заслуживают свойство нескончаемых, потому что
находятся в постоянном круговом обращении. Круговорот веществ
в облике биогеохимических циклов нужное соглашение
существования биосферы. Меж величинами поступающей солнечной
энергии и численностью образуемого живого вещества установилась
тесноватая зависимость. Таковым образом, неразрывная отношение планетки и
организма располагает не совсем только доброкачественную, да и количественную
страну. «Планетка и организм неразрывно количественно
связаны», писал В. И. Вернадский.
Творение учения о биосфере появилось главным научным достижением
населения земли. В первый раз живая природа стала рассматриваться как
целостная налаженность, узко взаимодействующая с неорганической
средой. В. И. Вернадский хлебнул начала идущих в ногу со временем научных и
философских представлений о планетарном и космическом значении
жизни, о связи и содействии живой и неживой природы.
Протяженность биосферы. На Свету водятся три геосферы, в
рубежах тот или другой живет жизнь. Границы биосферы в рубежах
геосфер обусловливаются наличием договоров, нужных для проживания
многообразных организмов.
Атмосфера воздушная оболочка Света. С возвышенностью
густота воздуха прытко убавляется: 75% массы атмосферы
сосредоточено в покрове басистее 10 км, 90% басистее 15 км, 99% басистее
30 км, 99,9% басистее 50 км. Воздух, лишенный воды и жестких
примесей, состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%),
аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и незначимого
численности вторых газов. Водяной пар совместно с углекислым газом
и газообразными веществами вносят великий вклад в удержание
отраженных от поверхности планетки длинноволновых тепловых
проблесков (так-называемый парниковый эффект). Благодаря этому
эффекту нижние круги атмосферы оказываются теплыми.
Область биосферы находится только в нижнем покрове атмосферы
тропосфере. Вышина оболочки тропосферы переменяется от 810
км в полярных широтах до 16 18 км в экваториальной зоне.
Верхней границей биосферы считают зону 15 км, над тот или иной
размещается озоновый оболочка стратосферы в области 1525
км. Озоновый экран ест губительное для живых организмов
коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца.
Литосфера (греч. lithos камень) показная жесткая
оболочка (кожура) планетки. В ней распознают три оболочки: верхний
оболочка осадочных пород, средний гранитный и нижний
базальтовый. Толщина оболочек неравномерная, потому в неких
площадях гранит выходит на поверхность. Живое вещество в
литосфере в генеральном сосредоточено в ее верхних пары
10-ках метров. Все же неактивные формы жизни (споры, цисты)
и нефте-бактерии зарегистрированы и на глубинах 34 км.
Распространение жизни в наиболее глубочайшие области литосферы
ограничено высочайшими температурами земных недр (выше 100°С).
Большая же густота живого вещества литосферы отмечается в
поверхностном покрове земной кожуры в почве.
Гидросфера представляет из себя совокупа вод океанов,
морей, озер, рек, подземных, ледяных покровов планетки. Она
образует ее прерывистую водную оболочку. Средняя глубина
океана сочиняет 3,8 км, наибольшая (Марианская впадина
Тихого океана) 11,034 км. Около 97% массы гидросферы
сочиняют соленые океанические воды, 2,2% воды ледников,
остальная количество приходится на подземные, озерные и речные
пресные воды. Область биосферы в гидросфере представлена во
цельной ее ниже, все же большая густота живого вещества
приходится на поверхностные прогреваемые и озаряемые полупрямыми
солнца круги, а также прибрежные зоны.
Зоны прямого контакта и конструктивного взаимодействия
литосферы, атмосферы и гидросферы гуще в итоге заселены
живыми организмами, потому что в этих областях создаются более
благосклонные обстановки для проживания рациональные температура,
йлажность, освещенность, содержание кислорода и нужных
хим соединений, подходящих для кормления организмов. К
верхним покровам атмосферы, вглубь океана и недр литосферы
концентрация живого вещества убавляется. Невзирая на
незначимую долю живого вещества по сопоставленью с массой
земной кожуры, почти все конфигурации в ней обоснованы
жизнедеятельностью обитающих в ее рубежах живых организмов.
Количественной мерой живого вещества приходит биомасса и
продукция. Биомасса выраженное в массе численность
живого вещества, приходящееся на единицу площади либо размера
местообитания (грам/мтр:, кг/га, грам/мтр3 и т.
п.). Продукция -~ прирост биомассы на единице
места за единицу периода (к примеру, грам/мтр2 за
день).
Распределение биомассы живого вещества в континентальной
(нечутче) и океанической числах биосферы представлено в табл.
15.1.
Табл. 15.1. Биомасса (бездушное органическое вещество)
организмов Света.
|
Биомасса |
Континенты |
Океан |
||
|
миллиардов. т |
% |
миллиардов.т |
% |
|
|
Зеленоватые растения |
2400 |
99,2 |
0,2 |
6,3 |
|
Животные и мельчайшие организмы |
20,0 |
0,8 |
3,0 |
93,7 |
|
В итоге |
2420 |
сто |
3,2 |
сто |
Невзирая на то что гидросфера сочиняет около 71% цельной
поверхности планетки, генеральная масса живого вещества биосферы
сосредоточена на континентах (выше 99,8%); на океаносферу
приходится лишь 0,13%.
На континентах преобладают растения (99,2%), в океанах
животные и мельчайшие организмы (93,7%). Живое вещество
сосредоточено в генеральном в зеленоватых растениях суши, биомасса
тот или другой на четыре порядка главным образом, чем фотосинтезирующих
организмов гидросферы. Организмы, не способные к фотосинтезу,
сочиняют 1 %.
Совместно с тем по числу творимой продукции и выделяемого
кислорода наземные и водоросли полностью сравнимы.Так,
примерно половина в итоге размера кислорода появляется в
процессе фотосинтеза растениями суши (генеральным образом мокроватыми
тропическими лесами), 2-ая половина микроскопическими
водными растениями гидросферы (фитопланктоном), желая биомасса и тех и
вторых несопоставима. Это явление разъясняется важно
большей скоростью образования продукции фитопланктоном по
сопоставленью с такой большущими растениями (деревьями,
кустарниками) суши.
На континентальной доли биосферы живое вещество распределено
очень неравномерно из-за наличия широтной и высотной
зональности.
Широтная зональность обусловливается тем, что, не считая
солнечной энергии, углекислого газа и мин.веществ, для
развития растение образующих в итоге фотосинтеза
первичное органическое вещество, нужны вода (влага) и
тепло. В многообразных зонах планетки соотношение меж величинами
приобретаемого тепла и воды неодинаково, что и определило выделение
20 главнейших видов естественных рельефов (зоны тундры, тайги,
перемешанных лесов, мокроватых тропических лесов и т. д.).
Высотная зональность обоснована возвышенностью местообитания
над ватерпасом моря. С увеличении вышины происходит понижение
температуры воздуха, парциального давления кислорода,
углекислого газа и водяных паров. Потому по мере повышения
вышины над ватерпасом моря биомасса живого вещества понижается, и
выше 6 тыс. мтр растения не могут жить.
Наивеличайшие величины биомасс живого вещества экосистем суши
обладают мокроватые тропические леса, меньшие пустыни и тундры.
В океанической доли биосферы более насыщены живым
веществом коралловые рифы, зоны влезания глубинных вод
(апвеллинг) и мелководье (шельф). В обнаруженном океане биомасса
живого вещества густая из-за изъяна частей минерального
кормления.
Функциии живого вещества. Глобальными биогеохимическими
функциями живого вещества прибывают энергетическая,
газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная и
биохимическая.
Энергетическая функция содержится в усвоении живым
веществом предпочтительно солнечной энергии и передаче ее по
трофическим цепям. В основанию данной функции лежит
фотосинтетическая деятельность зеленоватых растений, образующих
98% цельной первичной продукции планетки, что сочиняет около
150 200 миллиардов. т бездушного органического вещества в год.
Газовая функция исполняется зеленоватыми растениями,
тот или другой в процессе фотосинтеза выделяют кислород, растениями и
животными, выделяющими при дыхании углекислый газ, а также
почти всеми микробами, восстанавливающими азот, сероводород и др.
Благодаря газовой функции сформировался современный состав
атмосферы, важно выдающийся от такового в
до-биосферный период.
Концентрационная функция проявляется в возможности
живых организмов накапливать различные хим компоненты, в том
числе микроэлементы, из наружней среды (земли, воды,
атмосферы). Некие внешности прибывают специфичными
концентраторами хим частей в числах, в 10-ки
и даже тыщи разов превосходящих их содержание в среде. Так,
коричневые водные растения концентрируют иод, диатомовые водные растения и
злаки кремний, фиалки — цинк, моллюски и ракообразные
медь, и т. п. Следствием концентрационной функции живых
организмов прибывают геохимические аномалии почти всех участков
земной поверхности, залежи известняка, локальные скопления
неких хим частей.
Окислительно-восстановительная функция
выражается в хим превращениях веществ в процессе
жизнедеятельности организмов. В почве, аква и воздушной
среде образуются соли, окислы, новейшие вещества как итог
окислительно-восстановительных реакций. С деятельностью
микроорганизмов соединено формирование стальных и марганцевых
руд, известняков и т. п.
Биохимическая функция исполняется в процессе
размена веществ в живых организмах (кормления, дыхания,
выделения) и разрушения отмерших организмов и товаров их
жизнедеятельности до обычных неорганических веществ. Все это
приводит к круговороту хим частей в природе, их
биогенной передвижения.
Posted in ЭкоНаука by admin with comments disabled.