Биосфера

План реферата:

 

1. Вступление

 

2. Понятие «биосфера».

 

3. Организация биосферы.

 

4. Биосфера и человечество

 

5. Заключение

 

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

М. М. Кашмилов «ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ» 1979 г.

 

«БИОСФЕРА И ЕЁ РЕСУРСЫ» ред. А. Н. Тюрюканов 1971 г.

 

Также использованы лекции по экологии 09-10.2001г.

 

Автор реферата: Павлов В.В.

 

Вступление

 

Сегодняшняя экологическая  обстановка на нашей планете оставляет  желать лучшего, поэтому прежде всего  стоит обратить внимание на взаимоотношения  человечества и биосферы. Загрязнение  биосферы – первопричина болезней и преждевременных смертей. Основная задача нашего времени – не допустить  необратимых изменений, связанных  с загрязнением окружающей среды. Общество постоянно развивается, но вместе с  прогрессом растёт количественный и  качественный характер загрязнения  биосферы.

Человечество в целом, а не отдельные страны должны позаботиться о создании системы охраны окружающей среды иначе просто придется жить в скафандре.

 

Павлов В.В.

 

Понятие «биосфера».

 

Содержание понятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально  биосферами называли гипотетические глобулы (видимо под влиянием идей французских  учёных XVIII века П. Л . Мопертюи и особенно Ж. Л. Бюффона о бессмертных органических молекулах), якобы составляющие живую  основу всех организмов. Такое понимание  продержалось во Франции до середины века.

 

Существенно иное представление  о биосфере сформулировал в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. В монографии «Происхождение Альп» Он говорит  о

«самостоятельной биосфере»  как об особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. В заключительной главе большого трехтомного труда  «Лик

Земли» (1909) этот автор пишет, что понятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж. Ламарка  и Ч. Дарвина о единстве органического  мира.

 

С работ Зюсса датируется начало биологического представления  о биосфере, как о совокупности организмов, населяющих Землю, как о  живой оболочке планеты. Такого взгляда  придерживались многие русские географы, например Н. М. Сибирцев (1899), Д. Н. Анучин (1902), П. И. Броунов (1910),

А. А. Григорьев (1948), английский исследователь и философ Дж. Бернал

(1969). Французские учёные  Э. Леруа (1927) и П. Тейяр де  Шарден (1965,

1969) также взяли за основу  определение Зюсса, однако трактуют  его в идеалистическом плане.  Согласно Тейяру, биосфера – живой  пласт планеты – одна из  стадий воплощения Бога.

 

Представление Зюсса о  биосфере как об особой оболочке земли  использовал и В. И. Вернадский (1926), вложив в него, однако, существенно  иное, биогеохимическое, содержание. Биосфера, по Вернадскому, - область распространения  жизни, включающая наряду с организмами  и среду их обитания.

Тейляр де Шарден в Сборнике статей «Будущее человека» (1969) выразил  своё несогласие с подобной трактовкой, явно противоречащей его идеалистической  концепции эволюции.

 

Разработка биогеохимического  представления о биосфере была тесно  связана с практической деятельностью  В. И. Вернадского в Комиссии Академии наук по изучению естественных производственных сил России (начало 1915 г.).

 

Зачатки этого представления  можно обнаружить уже в высказываниях  ученых XVII и XVIII вв. , в книге «Космос» А. Гумбольдта и Докучаева.

 

В настоящее время оба  понимания биосферы, по Зюссу и  по Вернадскому, существуют. Н. В. Тимофеев-Ресовский  предлагает говорить о биосфере в  узком и широком понимании. Представляется более целесообразным употреблять  это понятие, вкладывая в него смысл, приданный Вернадским, - область  распространения жизни, используя  для биосферы в «узком смысле»  выражения:

«совокупность организмов», «пленка жизни», «живой покров Земли», «биота»,

«биос».

 

Верхняя граница биосферы, по Вернадскому (1965), проходит на высоте

15-20 км, охватывая всю тропосферу  и нижнюю часть стратосферы:  озон находится у полюсов в  слое 8 –30 км., в тропиках 15-35 км. Снизу  Биосфера ограниченна отложениями  на дне океанов ( до глубины  свыше 10 км.) и глубиной проникновения  в недра Земли организмов и  воды в жидком состоянии.

Подстилающая литосфера, верхняя стратосфера, ионосфера  и космическое пространство служат биосфере средой. Основной энергетический источник, обеспечивающий функционирование биосферы, - лучистая энергия Солнца.

 

Таким образом, биосфера –  это особая термодинамическая открытая оболочка Земли, вещество, энергетика и организация которой и обуславливаются  взаимодействием её биотического и  абиотического компонентов. Она, следовательно, включает совокупность организмов и  их остатки, а также части атмосферы, гидросферы и литосферы, населённые организмами и изменяемые их деятельностью.

 

Важнейшей функцией биосферы является регулярное, возрастающее во времени воссоздание живого вещества по численности, весу и количеству аккумулированной и удерживаемой энергии. Человек  воспринимает эту функцию как  биологическую продуктивность биосферы, её частей (океан, почвы, пресные воды) или её отдельных экосистем и  биогеоценозов (дельты, луга, тайга, поля зерновых и т.д.).

 

Организация биосферы.

 

Организованность биосферы – явление многоплановое. В самом  крупном плане биосфера представляет собой единство живого и минеральных  элементов, вовлечённых в сферу  жизни. Существенная составная часть  единства – биотический круговорот, основанный на взаимодействии организмов, создающих и разрушающих органическое вещество.

 

При более детальном рассмотрении нетрудно обнаружить гетерогенность биотического круговорота, его более древнюю  часть, составленную из одноклеточных  синтетиков и деструкторов, и относительно позднюю надстройку из многоклеточных организмов.

 

Ещё более внимательный анализ показывает, что биосфера распределена по поверхности Земли неравномерно. В различных природных условиях она сформирована в виде относительно самостоятельных природных комплексов, получивших название экосистем, или  биогеоценозов. Понятие «биогеоценоз»  введено в науку советским  ботаником Академиком В. Н. Сукачевым  и означает сообщество организмов разных видов, обитающее в определённых природных условиях.

 

Каждый биогеоценоз, или  экосистема, представляет собой своеобразную модель биосферы в миниатюре. Он, как  правило, включает фотосинтетиков –  хлорофиллоносные растения, создающие  органическое вещество, гетеротрофов, живущих на созданной автотрофами  органике, деструкторов, разрушающих  органическое вещество тел растений и животных до минеральных элементов, а также субстрат с каким-то запасом  минеральных элементов.

 

В зависимости особенностей субстрата, климата, исторических факторов формирования жизни биогеоценозы могут  весьма существенно различаться.

Известный американский эколог Е. Одум (1968), говоря об основных экосистемах  мира, называет следующие экосистемы: моря, эстуарии и морские побережья, ручьи и реки, озёра и пруды, пресноводные болота, пустыни тундры, травянистые ландшафты, леса.

 

Каждая из перечисленных  Одумом крупных экосистем, характеризующаяся  некоторыми специфическими особенностями, в свою очередь распадается на экосистемы, или биогеоценозы различных  лесов - хвойных, лиственных, тропических, каждый из которых отличается своими особями чертами и прежде всего  характерным круговоротом вещества. Точно так же экосистема моря включает в свой состав биогеоценозы коралловых островов, весьма богатых жизнью.

 

Один из основателей экологии как самостоятельной науки, известный  английский уёный Ч. Элтон (1960), обращает внимание на то, что разные биогеоценозы насыщены жизнью в разной степени. Как  правило, бедны разнообразием видов  организмов биогеоценозы Крайнего Севера, пустынь, особенно богаты видами биогеоценозы дождевых тропических лесов. Величина первичной продукции органического  вещества в биогеоценозах, наиболее богатых жизнью, превосходит продукцию  биогеоценозов глубин океана более  чем в 50 раз!

 

Живая часть биогеоценоза – биоценоз – слагается из популяций  организмов, принадлежащих к разным видам. В распределении видов  в составе биоценоза обнаруживаются интересные закономерности. Чем меньше вес организма, тем больше численность  его особей (Э. Макфельден, 1965).

 

Изучение частоты встречаемости  представителей разных видов позволяет  обнаружить другую более важную закономерность: Наибольшим распространением отличается сравнительно небольшое число видов. Так, например, по данным Э.

Райса (1952), изучившего видовую  структуру растительности высокотравной

Оклахомы, 84 % травостоя было занято 9 видами, в то время как  на долю остальных 20 видов приходилось 16 %.

 

В состав биоценозов входят, с одной стороны, высокоспециализированные виды, способные существовать только в условиях данного биоценоза, с  другой

– виды с более широким  спектром потребностей. При существенных изменениях среды обитания первыми  вымирают специализированные виды.

 

Во многих биоценозах наряду с видами, встречающимися в данном сообществе постоянно, имеются виды, входящие в состав либо на какой-то стадии развития, либо в течение  ограниченного сезона. К первым принадлежат  многие водные насекомые, живущие в  водоёме на личиночной стадии и покидающие это местообитание во взрослом состоянии, например комары.

Большую роль играют отношения  типа паразит – хозяин. В последнее  время открыта принципиально  новая форма связей – передача наследственных особенностей от одних  видов к другим с помощью бактериофагов  и вирусов.

Такая форма связи, по-видимому, широко распространена среди бактерий. Какую она играет роль во взаимодействии между другими членами биоценоза, пока ещё не достаточно ясно.

 

Анализ структуры биосферы не заканчивается на биогеоценозах. Они, в свою очередь, состоят из популяций  разнообразных видов, т.е. из качественно  своеобразных форм организации живой  материи, каждая из которых ведёт своё начало от общего предка. В биогеоценозе, таким образом, существуют популяции видов с разной историей; основа биогеоценоза полифилетчина.

 

В организации биосферы как  системы биогеоценозов снова  находит своё выражение общий  принцип формирования сложного из относительно простого:

 

1. Имеется масса специфических  компонентов – популяции отдельных  видов.

 

2. Различные виды организмов  не только способны образовывать  связи друг с другом, они уже  не могут существовать без  этих связей.

 

3. Связи между организмами  обеспечиваются в основном одним  источником энергии – солнечным  излучением. Каждый биогеоценоз  – своеобразный трансформатор  солнечной энергии в энергию  биосинтезов.

 

4. Принцип разделения труда,  достаточно хорошо выраженный  в биогеоценозах, придаёт им  черты целостности, относительной  независимости существования и,  как следствие этого, большей  устойчивости.

 

5. Относительная независимость  биоценозов друг от друга при  условии конкуренции между ними  за местообитание, вещество и  энергию создаёт оптимальные  условия для эволюций всей  биосферы.

 

Биосфера и человечество

 

Развитие человеческого  общества ускоряется с каждым десятилетием.

Интенсивно растёт численность  населения планеты. Индустриализация сопровождается колоссальным потреблением природных ресурсов и глубокими  изменениями природной среды. Распашка больших территорий суши, использование  под пастбища, вырубка лесов, сооружение плотин и каналов, оросительных систем, обширные горно-геологические разработки, эрозия почв, применение удобрений, пестицидов, мелиорации, загрязнение почв, водоёмов и атмосферы индустриальными  отходами и многие другие виды деятельности человека вносят в природу большие  изменения, которые нарушают сложившиеся  системы и отношения в биосфере Земли. Часто эти изменения имеют  негативный и, что особенно опасно для  будущего человечества, необратимый  характер.

 

Подобные нарушения в  биосфере Земли, её контаминация, перерасход её ресурсов губительны для всего  живого, в том числе и для  самого человечества.

 

Наступило время, когда государства, используя рекомендации современной  науки, должны разрабатывать и планомерно осуществлять мероприятия по охране биосферы Земли и рациональному  использованию и расширению воспроизводства  её ресурсов. Рекомендация по охране и  использованию ресурсов биосферы должны основываться на знании структуры, состава  и механизмов поддержания устойчивого  состояния биосферы.

 

Влияние присутствия и  деятельности человека на облик планеты  Земля на протяжении относительно краткого периода истории самого человека динамично и разнообразно. Однако для более ясного понимания временных  и пространственных факторов стоит  попытаться дать классификацию видов  этого влияния. Мир до того, как  человек научился использовать орудия труда и огонь, был невообразимо богат естественными органическими  ресурсами. Но говорить так - всё равно, что ставить телегу впереди лошади, поскольку естественные ресурсы  не бели ресурсами до тех пор, пока не появился человек и пока он не оказался в состоянии использовать их. Способность человека находить, добывать и использовать естественные ресурсы развивалась как непрерывный  процесс. Мы убеждены, что изобретательность  человека опережает его мудрость. И мы не должны впадать в заблуждение  и считать себя мудрыми сегодня  только на том основании, что провозглашаем  некоторые хорошие идеи, постоянно  грозя при этом пальцем и отрицательно качая головой, как пророк