Закон незаменимости биосферы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИИ

1.По уровню жизни

а) АУТЭКОЛОГИЯ изучает взаимодействие отдельного организма со средой его обитания, образ жизни, взаимодействие с отдельными элементами

б) ДЭМЭКОЛОГИЯ (популяционная) изучает взаимоотношения между организмами и средой на уровне особи одного вида

в) СИНЭКОЛОГИЯ комплексное изучение групп организмов, образующих определенные виды. 2.По крупным группам организмов.

3.По средам обитания.

Экология ЧЕЛОВЕКА - комплексная дисциплина, исследующая общие законы взаимодействия биосферы и антропосистемы, влияние среды на человека и группы людей.

ЗАДАЧИ

1.Исследование закономерности организации жизни, в том числе в связи с энтрофогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом.

2.Создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов, прогноз изменений природы под влиянием деятельности человека и управление процессами, протекающими в биосфере, сохранение среды обитания человека.

3.Разработка систем мероприятий, обеспечивающих минимальное воздействие. 4.Регуляция численности живых организмов.

5.Экологическая индикация при определении свойств тех или иных элементов ландшафта. ЗАКОНЫ КОММОНЕРА.

1.Все связано со всем – вред, наносимый 1-му компоненту экосистемы может привести к большим неблагоприятным последствиям функциональности всей экосистемы.

2.Все должно куда-то деваться – отходы, попадающие в окружающую среду не исчезают бесследно. У природных систем остается все меньше сил справляться с переработкой веществ, загрязняющих среду обитания людей. Вокруг городов растут свалки мусора. Разнос по воздуху и воде.

3.Природа знает лучше – человек самонадеянно желая улучшить природу нарушает ход естественных процессов. Последствия разного рода преобразований делают среду обитания людей еще менее благоприятной для жизни.

4.За все надо платить – человек не может безвозмездно расходовать природные ресурсы, загрязнять окружающую среду, преобразовывать природные ландшафты. Все беды взаимодействия человека с природой должны оцениваться экономически.

3. Учение В.И. Вернадского о биосфере.[2]

Учение ВЕРНАДСКОГО о биосфере-крупнейщее обобщение в области естественных наук. Биосфера-наружная оболочка земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых. Согласно этому учению с момента возникновения жизни на нашей планете происходит процесс длительного формирования, определенного единством живой и костной материи, те биосферой. Рассматривал биосферу как область жизни, основа которой вз-ие живого и костного в-ва. Согласно В. Жизнь подчиняет себе другие процессы, определяет химическое состояние наружной коры планеты. Живое в-во рассматривается В. В качестве носителя свободной энергии в биосфере. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, поверхность суши и верхние горизонты литосферы. Две категории слоев биосферы: -Биосфера, где живое сущ-во реализовано постоянно –Эубиосфера –слои, расположенные выше и ниже В учении о биосфере выделяют следующие основные подходы:- энергетический (связь биосферных явлений с космическим излучением (прежде всего, излучением Солнца) и радиоактивными процессами в недрах Земли);- биогеохимический (роль живого в распределении атомов в биосфере);- информационный (принципы организации и управления в живой природе);- пространственно-временной (формирование и эволюция различных структур биосферы);- ноосферный (глобальные аспекты воздействия человека на окружающую среду). Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. Исчезновение растений привело бы к катастрофическому накоплению углекислоты в атмосфере, и через сотню лет жизнь на Земле в её нынешних проявлениях погибла бы. Наряду с фотосинтезом в биосфере происходит почти такое же по масштабам окисление органических веществ в процессах дыхания и разложения.В организмах содержатся все известные сегодня химические элементы. Если некоторые из них (водород, кислород, углерод, азот, фосфор и другие) являются основой жизни, то другие (рубидий, платина, уран) имеются в организмах в очень малых количествах. Организмы участвуют в миграции химических элементов как прямо (выделение кислорода в атмосферу, окисление и восстановление различных веществ в почвах и гидросфере), так и косвенно (восстановление сульфатов, окисление соединений железа, марганца и других элементов). Биогенная миграция атомов вызвана тремя основными процессами: обменом веществ, ростом и размножением организмов. Огромную роль в биогеохимической активности играет человек, извлекая ежедневно в ходе добычи полезных ископаемых миллиарды тонн горной породы. Влияние человека на глобальные геохимические процессы с каждым годом только растёт.

4. Состав и структура биосферы. Свойства живого вещества.[2]

1. ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

2. БИОГЕННОЕ — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

3. КОСНОЕ — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

4. БИОКОСНОЕ в-во, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

5.Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

6.Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

7.Вещество космического происхождения.

СТРУКТУРА.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. АТМОСФЕРА – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Атмосфера имеет несколько слоев: * тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар; * стратосфера; * ноносфера – там “живое вещество” отсутствует. · ГИДРОСФЕРА – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана. · ЛИТОСФЕРА – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

СВОЙСТВА живого вещества:

1. Живые организмы являются аккумуляторами и трансформаторами солнечной энергии и создают запасы свободной энергии в биосфере.

2. Живые организмы содержат вещества, которые устойчивы только в живых организмах, после их смерти быстро разлагаются и в минеральном царстве не встречаются.

3. Живые организмы отличаются разнообразием, что выражается в существовании их многочисленных видов.

4. Живые организмы характеризуются клеточным строением.

5. Для живых организмов характерна высокая скорость протекания биохимических реакций.

6. Живые организмы способны к размножению, причем скорость размножения организмов обратно пропорциональна их массе.

7. Живое вещество существует в форме непрерывного чередования поколений. Все многообразие генетической информации закодировано в нуклеиновых кислотах, поэтому современное живое вещество генетически связано с живым веществом всех прошлых геологических эпох.

8. Способность быстро занимать все свободное пространство ("всюдность жизни" по Вернадскому): на основании этого свойства сформулирован Закон Константности - количество живого вещества биосферы для каждого геологического периода есть величина постоянная.

9. Высокая скорость обновления живого вещества. Для биосферы в целом примерно 8 лет. Для суши этот период примерно 14 лет, для океана - примерно 33 дня.

10. Высокая приспособительная способность к различным условиям жизни.

11. Живые организмы способны к изменчивости.

12. Различают пассивные и активные движения живого вещества.

5. Закон незаменимости биосферы. Ноосфера. Закон ноосферы В. Вернадского.[1]

Эвтрофикация.

Эвтрофикация — нормальный природный процесс, связанный с постоянным смывом в водоемы биогенных элементов с территории водосборного бассейна. Эвтрофикация может быть результатом как естественного старения водоёма, так и антропогенных воздействий. Основные химические элементы, способствующие эвтрофикации — фосфор и азот.

Для эвтрофных водоёмов характерty обильный планктон. Искусственно несбалансированная эвтрофикация может приводить к бурному развитию водорослей («цветению» вод), дефициту кислорода, замору рыб и животных. Этот процесс можно объяснить малым проникновением солнечных лучей вглубь водоёма (за счёт фитопланктона на поверхности водоёма) и, как следствие, отсутствием фотосинтеза у надонных растений, а значит и кислорода.

Однако в последнее время на территориях с высокой плотностью населения или с интенсивно ведущимся сельским хозяйством интенсивность этого процесса увеличилась многократно из-за сброса в водоемы коммунально-бытовых стоков, стоков с животноводческих ферм и предприятий пищевой промышленности, а также из-за смыва избыточно внесенных удобрений с полей.

13. Преобразование вод гидросферы.

Гидросфе́ра (от др.-греч. Yδωρ к Hydor - вода и σφαῖρα к Sphaira - шар) (англ. hydrosphere) - совокупность всех водных запасов Земли, прерывистая водная оболочка земного шара, расположенная на поверхности и в толще земной коры и представляющая собой совокупность всех видов природных вод (океанов, морей, поверхностных вод суши, подземных вод и ледяных покровов). В более широком смысле в состав гидросферы включают также атмосферную воду и воду живых организмов.

На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды.

Человек осуществляет преобразование вод гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений, в частности водохранилищ. Крупные водохранилища и каналы оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду: изменяют режим грунтовых вод в прибрежной полосе, влияют на почвы и растительные сообщества, в конце концов, их акватории занимают большие участки плодородных земель.

Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с промьшленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эти процессы загрязняют не только поверхностные воды (бессточные водоемы и внутренние моря, водотоки), но и подземную гидросферу (артезианские бассейны, гидрогеологические массивы), Мировой океан (в особенности акватории и шельфы). На континентах наибольшему воздействию подвергаются верхние водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов могут быть существенным фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция увеличения этих аварий в последнее десятилетие. Набор веществ, загрязняющих воду, очень широкий, а формы их нахождения разнообразны. Главные загрязнители, связанные с природными и антропогенными процессами загрязнения водной среды, во многом сходны. Отличие заключается в том, что в результате антропогенной деятельности в воду могут поступать значительные количества таких чрезвычайно опасных веществ, как пестициды, искусственные радионуклиды. Кроме того, искусственное происхождение имеют многие патогенные и болезнетворные вирусы, грибки, бактерии. На сельскохозяйственных территориях с высокой агронагрузкой выявлено заметное увеличение в поверхностных водах соединений фосфора. Отмечается также возрастание в поверхностных и грунтовых водах устойчивых пестицидов.

Рекультивация земель.

Рекультивация земель это:

- искусственное воссоздание плодородия почвы и растительного покрова нарушенное вследствие горных разработок, строительства дорог, плотин и т.д.

Она включает:

- восстановление рельефа (засыпку оврагов, карьеров, уничтожение отвалов горных пород и т. д.;

- восстановление почв и растительности;

- лесовосстановление;

- создание новых ландшафтов.

Выполнение выше перечисленных мероприятий позволяет вернуть не пригодные земли для возделывания сельскохозяйственных культур.

Рекультивация земель — это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности земель, а также на улучшение условий окружающей среды.

Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду.

Нарушают земли при выполнении открытых и подземных горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.

Круговорот углерода

На суше он начинается с фиксации диоксида углерода растениями в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и побочным выделением кислорода. Часть связанного углерода выделяется во время дыхания растений в составе СО2

Почвенные грибы в зависимости от скорости роста выделяют от 200 до 2000 см³ СО₂ на 1 г сухой массы. Немало диоксида углерода выделяют бактерии, которые в пересчете на живую массу дышат в 200 раз интенсивнее человека. Диоксид углерода выделяется также корнями растений и многочисленными живыми организмами. Микроорганизмы разлагают отжившие растения и погибших животных, в результате чего углерод мертвого органического вещества окисляется до диоксида углерода и снова попадает в атмосферу.

Между сушей и Мировым океаном постоянно идут процессы миграции углерода, в которых преобладает вынос его в форме карбонатных и органических соединений с суши в океан. Из Мирового океана на сушу углерод поступает в незначительных количествах в форме СО2, выделяемого в атмосферу. Углекислый газ атмосферы и гидросферы обменивается и обновляется живыми организмами за 395 лет.

Круговорот кислорода

В круговороте кислорода отчетливо выражены активная геохимическая деятельность живого вещества, его первостепенная роль в этом процессе. Биогеохимический цикл кислорода является планетарным процессом, который связывает атмосферу и гидросферу с земной корой. Ключевые звенья этого круговорота: образование свободного кислорода при фотосинтезе в зеленых растениях, потребление его для осуществления дыхательных функций всеми живыми организмами, для реакции окисления органических остатков и неорганических веществ (например, сжигания топлива) и другие химические преобразования, ведущие к образованию таких окисленных соединений, как диоксид углерода и вода, и последующему вовлечению их в новый цикл фотосинтетических превращений.

Следует также учитывать использование кислорода для процесса горения И других видов антропогенной деятельности. Предполагается, что в обозримой перспективе ежегодное суммарное потребление кислорода достигнет 210...230 млрд. т. Между тем ежегодное продуцирование этого газа всей фитосферой составляет 240 млрд. т.

Круговорот азота

Так же, как круговорот углерода и другие круговороты, охватывает все области биосферы. В круговороте соединений азота ключевое значение принадлежит микроорганизмам: азотфиксаторам, нитрификаторам и денитрификаторам. Другие же организмы оказывают влияние на круговорот азота лишь после того, как он войдет в состав их клеток. Как известно, бобовые и представители некоторых родов других сосудистых растений (например, ольха, араукария, лох) фиксируют азот с помощью бактерий-симбионтов. То же наблюдается и у некоторых лишайников, фиксирующих азот с помощью симбиотических сине-зеленых водорослей. Очевидно, что биологическая фиксация молекулярного азота свободноживущими и симбиотическими организмами происходит и в автотрофном, и в гетеротрофном звеньях экосистем.

Из огромного запаса азота в атмосфере и осадочной оболочке литосферы в круговороте его участвует только фиксированный азот, усваиваемый живыми организмами суши и океана. В категорию обменного фонда этого элемента входят: азот годичной продукции биомассы, азот биологической фиксации бактериями и другими организмами, ювенильный (вулканогенный) азот, атмосферный (фиксированный при грозах) и техногенный

Нетрудно заметить, что, за исключением растительности тундры, где содержание азота и зольных элементов примерно одинаково, в растительности почти всех других типов масса азота в 2... 3 раза меньше массы зольных элементов. Количество элементов, оборачивающихся в течение года (т.е. емкость биологического круговорота), наибольшее в тропических лесах, затем в черноземных степях и широколиственных лесах умеренного пояса (дубравах).

Круговорот серы

В биосфере сформировался достаточно развитый процесс циклических преобразований серы и ее соединений. Выделяются резервные фонды этого элемента в почве и отложениях (довольно обширные), а также в атмосфере (небольшие). В обменном фонде серы основная роль принадлежит специализированным микроорганизмам, одни виды которых выполняют реакцию окисления, другие — восстановления. На круговоротах азота и серы все больше сказывается промышленное загрязнение воздуха. Сжигание ископаемого топлива существенно увеличивает поступление в атмосферу (и. разумеется, содержание в ней) летучих окислов азота (NО и NО2,) и серы (SO2), особенно в городах. Нынешняя концентрация этих ингредиентов уже становится опасной для биотических компонентов экосистем.

Круговорот фосфора

Кларк этого элемента в земной коре равен 0,093 %, что в несколько десятков раз больше кларка азота. Однако вотличие от последнего фосфор не играет роли одного из главных элементов оболочек Земли. Тем не менее геохимический цикл фосфора включает разнообразные пути миграции в земной коре, интенсивный биологический круговорот и миграцию в гидросфере. Фосфор — один из главных органогенных элементов. Его органические соединения играют важную роль в процессах жизнедеятельности всех растений и животных, входят в состав нуклеиновых кислот, сложных белков, фосфолипидов мембран, являются основой биоэнергетических процессов. Фосфор концентрируется живым веществом, где его содержание почти в 10 раз выше, чем в земной коре. На суше протекает интенсивный круговорот фосфора в системе почва—растения—животные—почва.

33. Антропогенный круговорот веществ (ресурсный цикл).

Человек интенсивно трансформирует процессы круговорота всех химических элементов не только на локальном, но и биосферном уровне. Человечество - это часть биосферы (с его производством). Принципиальных различий в утилизации природных ресурсов между человеком и другими организмами нет с точки зрения экологии: различия заключаются лишь в масштабах. Тот факт, что человек научился утилизировать природные ресурсы, создавая для этого специальные средства, сути дела не меняет. Сколь бы ни были масштабными процессы антропогенной трансформации вещества, они осуществляются в рамках глобальных биогеохимических циклов. Человек не в силах радикально изменить эти циклы. Самое большее, что он может, - это изменить баланс вещества на определенных этапах глобальных циклов или на определенных территориях. Человек находит и добывает природные ресурсы, перевозит их к местам переработки, производит из них энергию, какую-либо продукцию и предметы, которые в итоге поступают в пользование в виде средств производства или изделий, сооружений и т.д., т.е. человек вовлекает природные ресурсы (вещества) в ресурсный цикл. Под РЕСУРСНЫМ ЦИКЛОМ понимают совокупность превращений и перемещений определенного вещества или групп веществ на всех этапах использования его человеком (выявление, извлечение из природной среды, переработку, использование, возвращение в природу). Но если природные циклы веществ замкнутые, то ресурсный цикл как круговорот практически не замкнут, т.е. использованные вещества не возвращаются в места их изъятия. На каждом этапе ресурсного цикла неизбежны потери. При добыче часть сырья остается в местах залегания, а в отвалы идет так называемая «пустая порода», на извлечение которой тратится энергия. Значительная доля добытого ископаемого теряется при транспортировке к заводам и фабрикам при перегрузке, переработке. Если ресурс используется как топливо, то при его сгорании образуются шлаки, идущие в отвалы, оксиды, летящие в атмосферу, и т.д. Если же нефть, уголь перерабатываются промышленностью, то неизбежно образование побочных твердых, жидких, газообразных продуктов, как технологических отходов, формирующих так называемые хвостовые выбросы, которые наносят вред экосистемам, нарушают качество среды, отрицательно влияют на здоровье людей. Таким образом, получается парадоксальная ситуация: загрязнение среды дают природные ресурсы! На их добычу, перевозку затрачиваются огромные средства, энергия, время, но они же в конечном счете ухудшают качество окружающей среды. В связи с данной ситуацией возник афоризм: загрязнение среды - это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте. Но при добыче полезных ископаемых и переработке сырья образуется большое количество отходов. Академик Прянишников пишет, что количество отходов растет, как и добыча сырья, по экспоненциальному закону и человечество все больше и больше работает на отходы. Тепловые элекростанции дают десятки миллионов тонн пылевидной золы и кусковых шлаков в год. Отвалы крупной тепловой электростанции занимают сотни гектаров ценных земель, но эти отходы представляют сырье для производства строительных материалов. Зола может быть сырьем для извлечения ряда металлов: железа, алюминия. Золу можно использовать в производстве наполнителей бетона, силикатного кирпича, шлакометаллов и др. Так, если вырубается древостой, то вся экосистема может прекратить свое существование просто потому, что изымается и отчуждается основная масса запасенной энергии и вещества, которая должна была передаваться на следующие трофические уровни. На месте уничтоженной экосистемы может возникнуть новая, но значительно менее продуктивная. Таким образом, рассеивание вещества и энергии резко опережает ее восстановление, и естественный круговорот прекращается. Чтобы не допустить этого, человек вынужден брать на себя восстановление экосистемы: высевание семян, внесение органо-минеральных удобрений, обеспечение растений водой и т.п.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИИ

1.По уровню жизни

а) АУТЭКОЛОГИЯ изучает взаимодействие отдельного организма со средой его обитания, образ жизни, взаимодействие с отдельными элементами

б) ДЭМЭКОЛОГИЯ (популяционная) изучает взаимоотношения между организмами и средой на уровне особи одного вида

в) СИНЭКОЛОГИЯ комплексное изучение групп организмов, образующих определенные виды. 2.По крупным группам организмов.

3.По средам обитания.

Экология ЧЕЛОВЕКА - комплексная дисциплина, исследующая общие законы взаимодействия биосферы и антропосистемы, влияние среды на человека и группы людей.

ЗАДАЧИ

1.Исследование закономерности организации жизни, в том числе в связи с энтрофогенными воздействиями на природные системы и биосферу в целом.

2.Создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов, прогноз изменений природы под влиянием деятельности человека и управление процессами, протекающими в биосфере, сохранение среды обитания человека.

3.Разработка систем мероприятий, обеспечивающих минимальное воздействие. 4.Регуляция численности живых организмов.

5.Экологическая индикация при определении свойств тех или иных элементов ландшафта. ЗАКОНЫ КОММОНЕРА.

1.Все связано со всем – вред, наносимый 1-му компоненту экосистемы может привести к большим неблагоприятным последствиям функциональности всей экосистемы.

2.Все должно куда-то деваться – отходы, попадающие в окружающую среду не исчезают бесследно. У природных систем остается все меньше сил справляться с переработкой веществ, загрязняющих среду обитания людей. Вокруг городов растут свалки мусора. Разнос по воздуху и воде.

3.Природа знает лучше – человек самонадеянно желая улучшить природу нарушает ход естественных процессов. Последствия разного рода преобразований делают среду обитания людей еще менее благоприятной для жизни.

4.За все надо платить – человек не может безвозмездно расходовать природные ресурсы, загрязнять окружающую среду, преобразовывать природные ландшафты. Все беды взаимодействия человека с природой должны оцениваться экономически.

3. Учение В.И. Вернадского о биосфере.[2]

Учение ВЕРНАДСКОГО о биосфере-крупнейщее обобщение в области естественных наук. Биосфера-наружная оболочка земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых. Согласно этому учению с момента возникновения жизни на нашей планете происходит процесс длительного формирования, определенного единством живой и костной материи, те биосферой. Рассматривал биосферу как область жизни, основа которой вз-ие живого и костного в-ва. Согласно В. Жизнь подчиняет себе другие процессы, определяет химическое состояние наружной коры планеты. Живое в-во рассматривается В. В качестве носителя свободной энергии в биосфере. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, поверхность суши и верхние горизонты литосферы. Две категории слоев биосферы: -Биосфера, где живое сущ-во реализовано постоянно –Эубиосфера –слои, расположенные выше и ниже В учении о биосфере выделяют следующие основные подходы:- энергетический (связь биосферных явлений с космическим излучением (прежде всего, излучением Солнца) и радиоактивными процессами в недрах Земли);- биогеохимический (роль живого в распределении атомов в биосфере);- информационный (принципы организации и управления в живой природе);- пространственно-временной (формирование и эволюция различных структур биосферы);- ноосферный (глобальные аспекты воздействия человека на окружающую среду). Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. Исчезновение растений привело бы к катастрофическому накоплению углекислоты в атмосфере, и через сотню лет жизнь на Земле в её нынешних проявлениях погибла бы. Наряду с фотосинтезом в биосфере происходит почти такое же по масштабам окисление органических веществ в процессах дыхания и разложения.В организмах содержатся все известные сегодня химические элементы. Если некоторые из них (водород, кислород, углерод, азот, фосфор и другие) являются основой жизни, то другие (рубидий, платина, уран) имеются в организмах в очень малых количествах. Организмы участвуют в миграции химических элементов как прямо (выделение кислорода в атмосферу, окисление и восстановление различных веществ в почвах и гидросфере), так и косвенно (восстановление сульфатов, окисление соединений железа, марганца и других элементов). Биогенная миграция атомов вызвана тремя основными процессами: обменом веществ, ростом и размножением организмов. Огромную роль в биогеохимической активности играет человек, извлекая ежедневно в ходе добычи полезных ископаемых миллиарды тонн горной породы. Влияние человека на глобальные геохимические процессы с каждым годом только растёт.

4. Состав и структура биосферы. Свойства живого вещества.[2]

1. ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

2. БИОГЕННОЕ — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

3. КОСНОЕ — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

4. БИОКОСНОЕ в-во, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

5.Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

6.Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

7.Вещество космического происхождения.

СТРУКТУРА.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. АТМОСФЕРА – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Атмосфера имеет несколько слоев: * тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар; * стратосфера; * ноносфера – там “живое вещество” отсутствует. · ГИДРОСФЕРА – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана. · ЛИТОСФЕРА – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

СВОЙСТВА живого вещества:

1. Живые организмы являются аккумуляторами и трансформаторами солнечной энергии и создают запасы свободной энергии в биосфере.

2. Живые организмы содержат вещества, которые устойчивы только в живых организмах, после их смерти быстро разлагаются и в минеральном царстве не встречаются.

3. Живые организмы отличаются разнообразием, что выражается в существовании их многочисленных видов.

4. Живые организмы характеризуются клеточным строением.

5. Для живых организмов характерна высокая скорость протекания биохимических реакций.

6. Живые организмы способны к размножению, причем скорость размножения организмов обратно пропорциональна их массе.

7. Живое вещество существует в форме непрерывного чередования поколений. Все многообразие генетической информации закодировано в нуклеиновых кислотах, поэтому современное живое вещество генетически связано с живым веществом всех прошлых геологических эпох.

8. Способность быстро занимать все свободное пространство ("всюдность жизни" по Вернадскому): на основании этого свойства сформулирован Закон Константности - количество живого вещества биосферы для каждого геологического периода есть величина постоянная.

9. Высокая скорость обновления живого вещества. Для биосферы в целом примерно 8 лет. Для суши этот период примерно 14 лет, для океана - примерно 33 дня.

10. Высокая приспособительная способность к различным условиям жизни.

11. Живые организмы способны к изменчивости.

12. Различают пассивные и активные движения живого вещества.

5. Закон незаменимости биосферы. Ноосфера. Закон ноосферы В. Вернадского.[1]

Закон незаменимости биосферы.

Биосфера – это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущений. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества. Понятие «ноосфера» введено в прошлом веке французским ученым Ле Рау и развито далее Тейяр де Шарденом (1881-1955).

Под этим термином они понимали особую оболочку Земли, включающую общество с индустрией, языком, хозяйственной деятельностью, религией и всеми иными атрибутами. В.И Вернадский считал, что ноосфера – это новое геологическое явление на Земле. В ней впервые человек становится мощной геологической силой. Но мыслить и действовать человек, как и все живое, может только в области распространения жизни., т.е в биосфере с которой он неразрывно связан и из которой не может уйти. Закон ноосферы Вернадского: Биосфера неизбежно превратится в ноосферу т.е в сферу, где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии систем человека – природа.

Ноосфера – это оболочка, построенная на планете Земля по идеям разума, в которую входят люди, объекты природы, обработанные людьми, и объекты, созданные по идеям разума и трудом человека. Ноосфера начала создаваться после появления на Земле человека и в настоящее время она построена, но еще нуждается в совершенствовании. По В.И.Вернадскому эпоха ноосферы будет царством разума, организующего на принципах демократии развитие науки, техники, научно обоснованной системы природопользования и экономики, обеспечивающих счастливую жизнь людей.

В.И. Вернадский указал ряд условий, необходимых для становления и существования ноосферы :

1. Заселение и обживание людьми целой планеты.

2. Усиление связей между всеми государствами Земли

3. Резкое преобразование средств связи и облика между странами

4. Преобладание геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере.

5. Расширение пределов биосферы, изучение космического пространства и выход в космос.

6. Открытие новейших источников энергии.

7. Равноправие людей всех рас и религий.

8. Усиление значения народа и его мнения в решении политических проблем. Это условие также еще не достигнуто.