Абсолютно безотходное производство невозможное.

6.2. Любая более высокоорганизованная биотическая система в своем развитии есть потенциальной угрозой для менее организованных систем. Поэтому в биосфере Земли невозможно повторное зарождение жизни — оно будет уничтожено уже существующими организмами

Биосфера Земли, как система, развивается за счет внутренних и космических ресурсов.

7. Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании: в процессе получения из естественных систем полезной продукции с течением времени на ее изготовление в среднем расходуется все больше энергии. Так, ныне затраты энергии на одного человека за сутки почти в 60 раз большие, чем во времена наших далеких предков (несколько тысяч лет тому).

8. Закон совокупного действия естественных факторов: объем урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно.

9. Закон толерантности: лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору.

10. Закон грунтоистощения (уменьшение плодородия): постепенное снижение естественного плодородия почв происходит из-за продолжительного их использования и нарушения естественных процессов почвообразования, а также вследствие продолжительного выращивания монокультур (в результате накопления токсичных веществ, которые выделяются растениями, остатков пестицидов и минеральных удобрений).

11. Закон физико-химического единства живого вещества: все живое вещество Земли имеет единую физико-химическую природу.

12. Закон экологической корреляции: в экосистеме, как и в любой другой системе, все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально отвечают один другому.

Научной общественности широко известны также четыре закона экологии американского ученого Б. Коммонера:

· все связанное со всем;

· все должно куда-то деваться;

· природа «знает» лучше;

·  ничто не проходится напрасно (за все надо платить).

Таким образом, круг задач современной экологии очень широкий и охватывает практически все вопросы, которые затрагивают взаимоотношения человеческого общества и естественной среды.

 

БИОСФЕРА

СТРУКТУРА БИОСФЕРЫ.

При описании Земли выделяют так называемые геосферы — концентрические оболочки планеты различной плотности и химического состава.

Магнитосфера Земли — область околоземного пространства, граница которой (магнитопауза) определяется равенством давления магнитного поля Земли и динамического давления солнечного ветра.

Атмосфера — газовая оболочка Земли, которая удерживается планетой посредством силы тяжести и принимает участие в ее суточном и годовом вращении. Она состоит из смеси различных газов, водяных паров и пыли.

Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и земной корой. Она включает в себя совокупность всех вод планеты: материковых (подземных, грунтовых, поверхностных), океанических и атмосферных.

Земная кора — твердая внешняя оболочка Земли толщиной до 70 км в горных областях, около 30 км под равнинами, 5—7 км под океанами. Верхняя часть земной коры — осадочный слой, он состоит из осадочных пород, средняя — «гранитный» слой (выражен только на материках), нижняя — «базальтовый» слой.

Под земной корой располагается мантия (толщиной около 2900 км). Занимает 83% Земли (без атмосферы) по объему и 67% по массе. Мантия Земли состоит, преимущественно из тяжелых минералов, богатых магнием и железом.

Земная кора и верхняя (твердая) часть верхней мантии Земли составляют литосферу.

Литосфера (от греч. lithos — камень) — верхняя твердая оболочка Земли, ограниченная сверху атмосферой и гидросферой, а снизу — астеносферой (слоем пониженной твердости, прочности и вязкос­ти, расположенным в верхней мантии Земли). Мощность литосфе­ры колеблется в пределах 50—200 км. Процесс преобразования ли­тосферы живыми организмами, начавшийся около 450 млн лет назад, привел к образованию почвы, ее мощность местами достигает 2-3 м.

Ядро Земли — наиболее плотная центральная часть (геосфера) Земли.

Состав, строение и границы биосферы

В состав биосферы, кроме живого вещества (растительного, животного и микроорганизмов), входят

биогенное вещество (продукты жизнедеятельности живых организмов — каменный уголь, битумы, нефть),

биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами — почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества) и, наконец,

косное вещество — совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых, как считается, живые организмы не участвуют (горные породы магматического, неорганического происхождения, вода, космическая пыль, метеориты).

Следовательно, биосфера — это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества. С современных позиций биосфе­ру рассматривают как наиболее крупную, глобальную экосистему, поддерживающую планетарный круговорот веществ.

Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), в нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосфере) и в водной оболочке Земли (гидросфере), В глубь Земли живые организмы проникают на небольшое расстояние. В литосфере жизнь ограничивает прежде всего температура горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне 1,5—15 км превышает 100 °С. Наибольшая глубина, на которой в породах земной коры были обнаружены живые бактерии, составляет 4 км. В нефтяных месторождениях на глубине 2—2,5 км бактерии регистрируются в значительном количестве.

В океане жизнь распространена до более значительных глубин и встречается даже на дне океанических впадин в 10—11 км от поверхности.

Верхняя граница жизни в атмосфере определяется уровнем УФ-радиации.

На основании приведенных данных можно сделать важный вывод: выносливость жизни в целом к отдельным факторам среды шире диапазонов тех условий, которые существуют в границах современной биосферы. Следовательно, жизнь обладает значительным «запасом прочности», устойчивости к воздействию среды и потенциальной способностью к еще большему распространению.

1.1. ОСНОВНЫЕ БИОСФЕРНЫЕ ЦИКЛЫ ЭЛЕМЕНТОВ.

Структура и основные циклы биохимических круговоротов

Круговорот веществ — это многократное участие веществ в про­цессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере, в том числе и тех их слоях, которые входят в биосферу планеты. При этом выделяют два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биогенный и биохимический).

Большой круговорот длится сотни миллионов лет. Горные поро­ды подвергаются разрушению, выветриванию, а продукты вывет­ривания, в том числе растворимые в воде питательные вещества, сносятся потоками воды в Мировой океан. Здесь они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками, с извлеченными человеком из воды организмами. Круп­ные, но медленно протекающие геотектонические изменения (опускание материков и поднятие морского дна, перемещение мо­рей и океанов) приводят к тому, что эти напластования возвраща­ются на сушу, и процесс повторяется. Границы геологического кру­говорота значительно шире границ биосферы, его амплитуда зах­ватывает слои земной коры далеко за пределами биосферы. И, са­мое главное, — в процессах указанного круговорота живые орга­низмы играют второстепенную роль.

Напротив, биологический круговорот вещества проходит в границах обитаемой биосферы и воплощает в себе уникальные свойства живого вещества планеты. Будучи частью большого, малый круго­ворот осуществляется на уровне биогеоценоза, он заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулиру­ются в веществе растений, расходуются на построение тела и жиз­ненные процессы как их самих, так и организмов — консументов. Продукты разложения органического вещества почвенной микро­флорой и мезофауной (бактерии, грибы, моллюски, черви, насе­комые, простейшие и др.) вновь разлагаются до минеральных ком­понентов, опять-таки доступных растениям и поэтому вновь вов­лекаемых ими в поток вещества.

Круговорот химических веществ из неорганической среды че­рез растительные и животные организмы обратно в неорганичес­кую среду с использованием энергии Солнца и химических реак­ций называется биогеохимическим циклом. Его часто называют большим биосферным кругом, имея в виду безостановочный планетарный процесс перераспределения вещества, энергии и информации, многократно входящих в непрерывно обновляющиеся экологичес­кие системы биосферы.

Биогеохимические круговороты в биосфере подразделяют на:

1) круговороты газового типа с резервным фондом веществ в атмос­фере или гидросфере (азота, кислорода, диоксида углерода, водяных паров) и

2) круговороты осадочного типа с менее обширными резервуарами в земной коре (фосфора, кальция, железа).

Круговорот воды. Постоянный перенос воды происходит с одно­го места в другое в масштабе всей планеты, главным образом между океаном и сушей.

Причины устойчивости биосферы(самостоятельно)

1.2. ГЛОБАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ПОЧВЫ.