Тема: Биосфера. Изменения в биосфере, вызванные человеком.

 

 

Понятие «биосфера»	Введено австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г., который определил её как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной степени определяющую «лик Земли». Под биосферой он понимал совокупность всех живых организмов планеты.
Учение о биосфере В. И. Вернадского	Целостное учение о биосфере создано В. И. Вернадским и изложено в труде «Биосфера» 1926 г. Биосфера по В. И. Вернадскому – совокупность живых организмов и среды обитания, которая постоянно подвергается их воздействию.
Типы веществ в биосфере по В. И. Вернадскому	- живое вещество - биогенное – созданное или переработанное организмами: нефть, уголь, торф, сланцы, битум, известняк, доломит - косное – без участия живых организмов: лава, песок - биокосное (почва) – продукт совместного действия живых организмов, неорганических веществ и климатических факторов - вещество космического происхождения - радиоактивное вещество - рассеянные атомы
Особенности биосферы как особой оболочки Земли	- значительное количество воды - поступление энергии Солнца - поверхности раздела между атмосферой, литосферой и гидросферой
Планетарная роль живого вещества	Все живые организмы планеты по В. И. Вернадскому представляют единое и целое живое вещество, обладающее огромной геологической активностью. Современное состояние биосферы – результат деятельности живых организмов. Оно распределено в биосфере неравномерно, образует тонкую плёнку – биофильм – биокакамемму на поверхностях раздела: а) гидросферы и атмосферы б) атмосферы и литосферы в) литосферы и гидросферы
Функции живого вещества в биосфере	1. Энергетическая – трансформация солнечной энергии в энергию химических связей, аккумуляция её в виде запасов горючих веществ 2. Ускорение окислительно-восстановительных процессов (ферменты) 3. Средообразующая – создает условия для существования разных организмов, восстанавливает значения экологических факторов, благоприятные для жизнедеятельности разных популяций и видов 4. Транспортная – перемещение биогенных элементов по горизонтали (миграции, перелеты) и по вертикали (рыбоядные птицы и млекопитающие) 5. Деструктивная - разложение, минерализация органических остатков 6. Концентрационная (биологическое накопление) – накапливают вещества, рассеянные в природе. Благодаря этой функции образуются мощные отложения известняков, доломитов, кремнезема 7. Фильтрационная – чистота морских вод – результат деятельности организмов-биофильтраторов 8. Осуществляет биогенный круговорот элементов 9. Поддерживает неравновесное состояние в природе (разницу потенциалов, осмотического давление, концентрации веществ, температур, перемещение против силы тяжести и градиента концентрации) 10. Поддерживает стабильность биосферы благодаря существованию в разных формах
Структура биосферы	I. Горизонтальная (для суши) Биогеофизическое царство à биогеографические области (биорбисы): материковый блок, его крупные части à природные пояса – биозоны (чеверный, тропический, субтропический) à биомы (тайга, саванна, джунгли, пустыни) à индивидуальные ландшафты – биолокусы (особенности рельефа, климата) à биогеоцентрические комплексы (несколько биогеоценозов, объединенных потоками веществ и энергии) à биогеоценоз – элементарная экосистема с наименьшим круговоротом веществ на однородной территории   II. Вертикальная структура Эубиосфера включает: 1. Гидробиосферу а) фотосферу до 200 м глубины – энергия света б) дисфотосферу до 6000м – слой слабого освещения в) афотосферу свыше 6000м – свет отсутствует   2. Аэробиосферу а) тропосферу – 50-300 м над поверхностью Земли – наиболее продуктивная часть – фитосфера б) альтобиосферу – 9-17 км в) парабиосферу – низкая температура, космическое излучение г) апобиосферу – слой без жизни (споры) д) артебиосферу – освоенную человеком   3. Геобиосферу а) террабиосферу – сфера наземных экосистем совпадает с тропо- и альтобиосферой, эоловая зона – экосистемы высокогорий б) пезосферу – почва с ее обитателями в) литосферу · Гипотеррабиосфера – слой интенсивного выветривания до 1 км в высоту, нижняя граница – под почвой · Теллуробиосфера – подземные пещеры, водоемы с обитателями · Гипобиосфера – область спор · Метабиосфера - без жизни
Биогеохимические циклы биосферы	Химические элементы, попавшие в живое вещество, длительное время совершают миграцию в его пределах, т.е. осуществляют биотический круговорот. Он имеет вид кольца, направленного от автотрофов к гетеротрофам и обратно. В биогеохимическом круговороте выделяют 3 блока: 1. Обменный фонд с быстрой миграцией атомов – живые организмы и мертвый органический детрит 2. резервный фонд с медленной миграцией элементов – доступные вещества гидросферы и атмосферы 3. осадочный цикл – выход из круговорота немного в литосферу (возврат в геохимические процессы или деятельность человека) В биосфере 8-9 уровней относительно самостоятельных круговоротов: глобальные, региональные, местные. Они частично пересекаются.
Современное состояние биосферы	Связано с огромной антропогенной нагрузкой и увеличением численности людей: · снижение продуктивности, уменьшение общей биомассы · снижение видового разнообразия и устойчивости · возрастание однородности – гомогенизации экосистем, повышение их энтропии   · снижение степени замкнутости биогеохимических циклов · ускорение круговорота веществ · измельчение «средней» особи живого (крупные животные и растения – раритеты) · экологическое дублирование – исчезающий вид заменяется другим, более мелким и низкоорганизованным. Заполнение экологических ниш паразитарными, комменсальными формами · разрушение природных экосистем · накопление отходов – «кризис редуцентов» Невозможность утилизации и разложения полимеров · загрязнение почвы, воды, воздуха продуктами-загрязнителями · истощение всех природных ресурсов
Эволюция биосферы	Началась с разделения неживого и живого веществ, с формирования первых «биотоп – биоценозов». Изначальные экосистемы хелиотропы – консументы – редуценты давали избыток биогенов, накапливающихся в первичном бульоне. Автотрофы (фотосинтетики) увеличили приток энергии в экосистемы, в результате количество продукции превысило возможность редуцентов – накопление ископаемых горючих веществ. В меловом периоде сложился современный тип биогеохимического круговорота: продуценты-консументы-редуценты с управляющим звеном консументов. Он первоначально существовал в водной среде, а затем распался на 2 подцикла: в пределах воды и суши. Затем на более мелкие круговороты до биогеоценотических.
Ноосфера – сфера разума	Понятие введено французским философом Э. Леруа в 1927 г. Он назвал ноосферой оболочку Земли, включающую человека и все атрибуты его деятельности. Т. де Шарден понимал под ноосферой духовную оболочку Земли, находящуюся над биосферой. В. И. Вернадский рассматривал ее как новый этап развития биосферы, в которой человек является самой мощной геологической силой. «Человеческая мысль» - не функция одного организма, а всей биосферы. Вернадский предполагал коэволюцию человека и среды его обитания, возлагая надежды на развитие «разума человечества».