Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления	Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ Загальні властивості біосфери Стр 1 из 3Следующая ⇒ П Л А Н   І. Біосфера. 1. Вступ. 2. Загальні властивості біосфери. 3. Роль В.І.Вернадського у вивченні біосфери. 4. Кругообіг речовин і хімічних елементів. 4.1. кругообіг води; 4.2. кругообіг вуглецю; 4.3. кругообіг азоту; 4.4. кругообіг сірки; 4.5. кругообіг фосфору. 5. Енергетичний баланс у біосфері. 6. Рівні організації живої речовини. 7. Екосистеми. 7.1. класифікація екосистеми; 7.2. основні екосистеми Землі. 8. Ланцюги живлення та піраміди мас, чисел та енергії. 9. Демографічні проблеми і можливості біосфери. 10.  Антропогенний вплив на біосферу Землі.     Поняття про біосферу.   До поняття "біосфера" (від грец. bios — життя + sphairo — сфера, куля) близько підійшов французький біолог Ж.Б.Ламарк (1802). Але сам термін "біосфера" вперше застосував австрійський геолог Е.Зюсс (1875). Він же виділив біосферу як окрему оболонку Землі, охоплену життям, яка включає частини атмосфери, гігросфери і літосфери. Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) існують на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері та верхній частині літосфери, в цілому складаючи плівку життя (сферу)на нашій планеті. Верхня межа біосфери сягає 85 км над поверхнею Землі. На таких висотах (у стратосфері) під час запусків геофізичних ракет у пробах повітря виявлено спори мікроорганізмів. Нижня межа біосфери сягає глибини літосфери, де температура становить 100 град. С (у молодих складчастих областях — це приблизно 1,5 — 2 км і на кристалічних щитах — 7.— 8 км). Область існування живих організмів на Землі називають біосферою (сферою життя). Кругообіг води Кругообіг води, або гідрологічний цикл, має основні риси кругообігу хімічних елементів, він також збалансований у масштабах усієї земної кулі і приводиться в рух енергією. На малюнку наведено обсяг окремих частин гідросфери Землі та зв'язаної води земної кори. Слід відзначити, що понад 90% наявної на Землі води перебуває в гірських породах, які утворюють земну кору, і у відкладах на поверхні Землі. Ця вода вступає в гідрологічний цикл, який відбувається в біогеоценозах дуже рідко: лише в момент вулканічних викидів. Тому цю воду можна не брати до уваги, коли мова йде про переміщення води поблизу поверхні Землі. Переміщення води з місця на місце в масштабах планети від­бувається головним чином між океаном і сушею. При цьому змінюється її агрегатний стан (перетворення рідкої фази в тверду, пароподібну, і на­впаки), що дає змогу підтримувати рівновагу між сумарним випарову­ванням і випаданням опадів на планеті. Підраховано, що з поверхні Землі лише за 1 хв випаровується близько 1 млрд т води і стільки ж випадає назад у вигляді опадів. Відзначимо, що понад 86% вологи надходить в атмосферу за рахунок випаровування із поверхні Світового океану і менше 14% — за рахунок випаровування із суші. Опади, які випадають на поверхню суші, перевищують випаровування і транспірацію в наземних місцезростаннях. Відповідно кількість опадів, які випадають на поверхню океанів, менша тієї кількості води, яка випаровується з їхньої поверхні. Більша частина водяних парів, перенесених вітрами із океанів на сушу, конденсується над гірськими районами і в тих місцях, де швидке нагрівання і охолодження суші створює вертикальні потоки повітря. Чистий потік атмосферних водяних парів від океанів до суші утворюється водою, яка стікає із суші у басейн океанів. Виходячи з екологічних позицій, слід звернути особливу увагу на роль транспірації в гідрологічному циклі. Відомо, що первинна продукція наземних місцезростань становить приблизно 1.1-1017г сухої речовини на рік, а на кожний грам продукції транспірується приблизно 500 г води. Отже, наземна рослинність транспірує щорічно 55-1018г води, що майже відповідає загальній евапотранспірації із суші. На малюнку зображена структура водного режиму екосистеми хвойної тайги. Для того щоб "запустити" гідрологічний кругообіг, необхідна енергія, її можна підрахувати, перемноживши енергію, яка потрібна для випаро­вування 1 г води (0,536 ккал), на сумарне річне випаровування із поверхні Землі (378- 1018г). Одержаний результат (2-1022 ккал) відповідає приблизно 1/5 частині загального надходження сонячної енергії на Землю. Важливим показником кругообігу води є водообмін. В океанах, наприклад, він відбувається під впливом течій. Вважають, що для повного водообміну у Світовому океані потрібно приблизно 60 років, Атлантич­ному — 50, Індійському — 40, а Тихому океані найбільше — 100 років. Надзвичайно активний водообмін у ріках. Одноразовий обіг води в руслах рік Землі оцінюється приблизно в 1200 км3, а сумарний річний стік - 38800 км3/рік. Таким чином, обмін руслових стічних вод відбувається кожні 0,031 року, тобто кожні 11 діб, або 32 рази протягом року. Якщо врахувати, що ріки сполучують багато озер і водосховищ, які сповільнюють водообмін, то загальна активність обміну поверхневих вод суші буде становити 7 років. Життя на Землі підтримується не лише за рахунок води, що знаходиться у рідкому стані, але й тієї, що сконцентрована у вигляді атмосферної пари. Вода, яка міститься в повітрі у вигляді пари, відповідає в середньому шару завтовшки 2,5 см, рівномірно розподіленому по всій поверхні Землі. Кількість річних опадів становить в середньому 56 см, що в 25 разів більше тієї кількості вологи, яка міститься в атмосфері. Отже, водяні пари, які постійно знаходяться в атмосфері, — так званий атмос­ферний фонд, — щорічно здійснюють кругообіг 25 разів. Вміст води в ґрунті, ріках, озерах, і океанах в сотні тисяч разів більший, ніж в атмосфері. Однак вода протікає через обидва ці середовища із однаковою швидкістю, оскільки випаровування дорівнює випаданню опадів. Серед­ня тривалість переносу води у її рідкій фазі поверхнею Землі стано­вить 3650 років, тобто в 100 тис. разів більше, ніж тривалість перене­сення її в атмосфері. Слід пам'ятати, що на основі кругообігу води із розчиненими в ній мінеральними сполуками, а також компонентів атмосфери закономірно виникла жива речовина, а з нею і біохімічний кругообіг. Тому антропо­генне вилучення води з природного кругообігу, а воно щорічно зростає, негативно впливає на функціонування живої речовини. На малюнку зображені схеми використання світових запасів води та прогнози водних ресурсів до 2000 р. Кругообіг вуглецю Вуглець входить до складу всіх органічних речовин, а тому його кругообіг найбільш поширений у природі. Він здійснюється за допомо­гою трьох груп організмів: продуцентів, консументів, редуцентів. Органічна речовина синтезується зеленими рослинами в процесі фотосинтезу з вуглекислого газу атмосфери, вміст якого дорівнює лише 0,03-0,04% Якби вуглекислий газ не поповнювався за рахунок надходження із Землі, то його запаси вичерпалися б за 4-35 років. У найближ­чі 50-60 років завдяки зростанню спалювання горючих речовин вміст вуглекислого газу в атмосфері подвоїться. Такі швидкі зміни вмісту вуглекислого газу в атмосфері, внаслідок якого відбувається так званий парниковий ефект (нагрівання атмосфери інфрачервоним промінням завдяки вмісту в ній CO2), може призвести до перегрівання географічної оболонки. Частина СО2 утворюється при виверженні вулканів і надхо­дить зі збагачених ним водних джерел. Головний споживач CO2, — фо­тосинтетичний апарат рослин.   Кругообіг азоту Азот, який є уособленням білкового життя у біосфері, в основному зосереджений в атмосфері, де його частина становить близько 78%. Тобто на 1 га поверхні Землі припадає товща повітря з приблизно 80 тис. т азоту. Проте в такому вигляді він недоступний рослинам. У кругообізі сполук азоту надзвичайно велике значення відводиться мікроорганізмам азотофіксаторам, нітрофіксаторам і денітрофіксаторам. Тільки завдяки їм елементарний азот з повітря надходить до ґрунту. Найбільшу роль, як зазначалося, у цих процесах відіграють бульбашкові бактерії, які тісно співпрацюють з бобовими рослинами. При високому урожаї цих рослин можна збагатити ґрунт близько 400 кг азоту на 1 га. Якщо навіть урожай цих рослин буде вивезений із поля, значна і частина азоту залишиться з корінням у ґрунті. Кількість азоту, зв'язаного біологічним кругообігом, є неоднаковою в різних екосистемах. Наприклад, на орних землях — 7-28 кг/га за рік, на сінокосах з участю злакових трав і бобових - 73-865, а в лісах — 58-594 кг/га за рік. Подібним чином деякі лишайники фіксують азот за допомогою симбіотичних синьо-зелених водоростей. Відомо, що Ю.Лібіх (1843) сформулював твердження, згідно з яким рослини можуть повністю забезпечувати свої потреби азотом, що над­ходить у землю разом із атмосферними опадами (27 кг/га). Однак уже через декілька років В.І.Лавес та І.Г.Гільберт, вивчивши баланс азоту в плодоношенні, довели, що додаткове внесення азоту до ґрунту є необхідне, що визнав і сам Ю.Лібіх. Поява в атмосфері окислів азоту пов'язана із грозовими електрич­ними розрядами. Окисли азоту утворюють з водою азотну і азотисті кислоти: N2+O2        2NO,  2NO+O2     2NO2,  2NO2+H2O     HNO2+HNO3. Ці кислоти разом із атмосферними опадами потрапляють у ґрунт. Кількість азоту, яку він одержує, є дуже різною і залежить передусім від кліматичних умов, зокрема, кількості і частоти опадів, пори року, температури тощо. У помірному кліматі ця кількість становить декілька кілограмів на рік, а в тропічному, де спостерігаються часті бурі, його значно більше, але в середньому не більше 10 кг. В атмосферу азот в певних кількостях потрапляє з ґрунту. Це відбувається з участю мікроорганізмів під час мінералізації органічної матерії, коли в процесі амоніфікаці виділяється аміак. Біологічна фіксація молекулярного азоту мікроорганізмами, як тими, що вільно пересуваються, так і симбіонтами (бульбашковими), відбувається в автотрофному і гетеротрофному блоках біогеоценозів. Для кругообігу азоту необхідним є молібден, який в окремих випадках виступає як лімітуючий фактор. Незважаючи на величезні запаси цього елемента в атмосфері й осадовій оболонці літосфери, у кругообізі бере участь лише фіксований мікроорганізмами азот. До цієї категорії азоту обмінного фонду входять: а) азот річної продукції біомаси; б) азот біологічної фіксації бактеріями й іншими організмами; в) ювенільний (вулканічний) азот; г) атмосферний (фіксо­ваний у момент грозового розряду); д) техногенний. У великий кругообіг весь час надходить частина азоту у вигляді різних сполук, які ріки виносять у моря. Вміст сполук азоту найбільший у районах, де в океан впадають великі ріки, найменший — в централь­них частинах океанів. Азотомісткі сполуки використовуються водорос­тями для синтезу органічних речовин і надходять у кругообіг океану, частина поступово осідає на дно. Отже, винесення азоту з суші не збільшує його концентрації у морській воді. Межа азоту, зв'язаного в біомасі суші, становить 14020 млн т, а в зольних елементах — 34062 млн т азоту і 2762 млн т зольних елементів. У біомасі Світового океану цих елементів в 1000 разів менше. Однак завдяки багаторазовому відтворенню організмів планктону через них протягом року проходить азоту і зольних елементів більше, ніж на суші: азоту — 2762 млн т, зольних елементів — 12274 млн т. Якщо розглядати кругообіг азоту.в масштабах біосфери, то завдяки саморегулюючим механізмам і зворотному зв'язку він вважається досить досконалим. Частина азоту, який "виробляється" в густозаселених районах, у прісних водах і мілководних морях, виносить­ся у глибоководні океанічні відклади і залишається там, виключаючись на мільйони років із кругообігу. Ці втрати компенсуються надходжен­ням азоту в повітря з вулканічними газами.   Кругообіг сірки     Геохімічний цикл сірки відзначається різноманітністю процесів, передусім тих, які відбуваються в ґрунті та відкладах, де сконцентрований досить великий резервний фонд, меншою мірою — в атмосфері. Як відомо, близько 50% сірки потрапляє в атмосферу за рахунок її біологічних перетворень у ґрунті і воді, в яких провідну роль відіграють мікроорганізми. Причому кожний їх вид виконує певну реакцію — окис­лення або відновлення. Вважають, що внаслідок цих мікробіологічних процесів сірка вивітрюється у вигляді сірководню. Фактична кількість сірководню, яку утворюють природні екосистеми, хоч традиційно і вважається значною, безпосередньо не вимірювалася і розраховувалась приблизно за балансом глобального кругообігу сірки. За розрахунками вона становить 58-110•106 т сірки щорічно. Для кругообігу сірки характерним є те, що в надходженні сірчаних сполук до атмосфери природні екосистеми відіграють більш важливішу роль, ніж антропогенна діяльність.   Джерело	Сірка, 106т/рік
Морські	Наземні	Всього
Діяльність людини Сульфати, розчинені в морській воді Біогенний H2S Р а з о м	50   - 90	-   43 -	50   43 90 183

Для кругообігу атмосферної сірки характерним є окислення сірководню до двоокису сірки, а останнього — до сульфатів. Двоокис сірки може бути окисленим у реакції з ОН і Н₂О. В реакції з ОН утво­рюється H₂SO₃. Сульфати надходять безпосередньо в атмосферу і ра­зом з частинками морської солі в краплях морської води.

У.Х.Сміт пропонує альтернативну гіпотезу надходження сірки в атмосферу. Вона полягає в тому, що більша частина сірки, вивільненої із грунту, завдяки діяльності мікроорганізмів знаходиться у формі органіч­них сполук, таких, як сірчистий карбоном, диметилсульфід, диметилсуль­фід і метилмеркаптан. Виділення органічних газів із різних грунтів становить в середньому 72 г сірки/м² •рік з коливаннями у межах 0,002-152 г сірки/м² •рік. У таблиці наведені розрахункові дані щодо вики­ду диметилсульфіду та інших летких сполук сірки природними дже­релами, які свідчать про відносно мале надходження безпосередньо від рослин і порівняно більше з грунту. За даними автора, максимальний розрахунковий викид диметилсульфіду (5,5•10¹² г сірки/рік) досить скромний порівняно з антропогенним, який оцінюється приблизно в 65-10¹² г сірки/рік (2% — сульфат, 98% — двоокис сірки).

Кругообіг фосфору

Первинним джерелом фосфору є фосфорні сполуки, які знаходяться в материнській породі. До найважливіших мінералів, які включають фос­фор, належать апатити. Внаслідок повільного вивітрювання цих мінералів наступає вивільнення фосфору і утворення в ґрунтах різних фосфор­них сполук, які внаслідок ерозійних процесів виносяться водотоками в моря, забезпечуючи розвиток їхнього фітопланктону. Частина фосфору, яка міститься в морській воді, може знову повернутися на сушу у вигляді гуано, наприклад, на побережжі Перу.

Ю.Одум (1975) звертає увагу на те, що перенесення фосфору птаха­ми не є таким інтенсивним як було в минулому. На жаль, — зауважує автор, — діяльність людини спричинює посилення втрат фосфору, що знижує досконалість його обігу в біосфері. Виловлення риби повертає щоразу на сушу 600 тис. т елементарного фосфору, що мало б до деякої міри компенсувати його втрати внаслідок виносів у ріки і річки.

Екосистеми

Екосистема (біогеоценоз) — основна одиниця біосфери. Об'єктом вивчення екології є екосистеми. Цей термін увів англійський біолог А.Тенслі у 1935 році. Екосистема — це просторова система, що охоплює історично сформований комплекс живих, істот, пов'язаних між собою трофічними зв'язками та неживих компонентів середовища їх існування, які залучаються в процесі обміну речовин та енергії. В кожній екосистемі відбувається кругообіг речовин та обмінні енергетичні процеси.

Кожна екосистема складається з біоценозу та біотопу. Біотоп — це ділянка поверхні землі з більш — менш однотипними умовами існування (грунтом, мікрокліматом тощо).

Біоценоз — це історично сформована сукупність рослин, тварин та мікроорганізмів, що населяє біотоп. Відповідно до цього кожний біоценоз складається з фітоценозу (угрупування рослин), зооценозу (угрупування тварин) та мікробіоценозу (угрупування мікроорганізмів).

Екосистема може бути різних розмірів і складності. Наприклад, можна говорити про екосистему лісу в цілому і про екосистему окремого пня. Взаємодія організмів в екосистемі надзвичайно складна. Взаємодія біоценозів з біотопами відбувається через речовинно — енергетичний обмін. Для кожної екосистеми характерний свій біологічний кругообіг речовин, який здійснюється внаслідок існування в екосистемах трофічних ланцюгів (ланцюгів живлення).

Наприклад, у водоймах фітопланктон поїдається зоопланктоном, останній — дрібною рибою, що є здобиччю великих риб — хижаків, які в свою чергу споживаються людиною.

Мова йде про певні угруповання рослин, тварин і мікроорга­нізмів, які взаємодіють один з одним і з навколишнім середовищем.

 

Дуже великі наземні екосистеми називають біомами. Наприклад, ліси помірного поясу, пустині, хвойні ліси, савани тощо. Кожний біом включає в себе цілий ряд менших за розмірами взаємозв'язаних одна з одною екосистем. Одна з них може бути великою — площею декілька мільйонів квадратних кілометрів, можуть представляти собою невелику галявину. Важливо те, що кожну екосистему можна визначити як більш-менш своєрідне угруповання рослин і тварин, які взаємодіють одне з одним і з довкіллям

Структура екосистем. Щоб вияснити цілісність біосфери, необхідно вияснити, як вона функціонує. Оскільки, вона складається з безлічі екосистем, необхідно знати їх структури. В кожній екосистемі два основних компоненти: організми, з однієї сторони, і фактори неживої природи — з іншої. Всю таку сукупність організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів) називають біотою (від лат. bio — життя) екосистеми. Шляхи взаємодії різних категорій організмів — це її біотична структура; неживі (хімічні і фізичні) фактори навколишнього середовища називають абіотичними.

Не дивлячись на велику різноманітність екосистем — від пустинь до тундри, всім їм, на думку екологів, властива приблизно однакова біотична структура. Іншими словами всі вони включають одні і ті ж категорії організмів, які подібно взаємодіють у всіх екосистемах. Це категорії наступні: продуценти, консументи, редуценти. Про їх роль у біосфері ми говорили у попередньому розділі.

Іншу складову екосистем ми детально розглянули вивчаючи структуру природного середовища (абіотичне середовище від грецьк. а — не, bio — живий-нежива), яке. оточує організми. Одна з причин, що впливає різноманітність екосистем (біо­ценозів) у природі — це своєрідність абіотичних умов кожного регіону.

Таким чином, не дивлячись на різноманітність екосистем, всі вони володіють певною подібністю. В кожній із них можна виділити фотосинтезуючі рослини — продуценти, різні типи консументів і редуцентів.

Важливим елементом біотичної структури екосистем є своєрідність ланцюгів живлення в кожній з них.

 

Класифікація екосистем

За масштабами екосистеми поділяються на мікроекосистеми, мезоекосистеми і глобальні екосистеми.

У мікроекосистемах невеличкі, тимчасові біоценози, що називаються синузіями, перебувають у обмеженому просторі. До таких екосистем належать трухляві пні, мертві стовбури дерев, мурашники тощо.

Найбільш поширеними серед екосистем є мезоекосистеми або біогеоценози, в яких біоценози займають однотипні ділянки земної поверхні з однаковими фізико — географічними умовами і межі яких, як правило, збігаються з межами відповідних фітоценозів.

Макроекосистеми охоплюють величезні території чи акваторії, що визначаються характерними для них макрокліматами і відповідають цілим природним зонам. Біоценози таких екосистем називаються біомами. До макроекосистем належать екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, листяних і мішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, а також морські екосистеми. Прикладом глобальної екосистеми є біосфера нашої планети.

За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на природні, антропогенно-природні та антропо­генні.

У промислове розвинутих країнах екосистем на захоплених людською діяльністю майже не залишилося, хіба що в заповідниках. Лісові насадження, луки, ниви — все це антропогенне- природні екосистеми, які хоча й складаються майже виключно з природних компонентів, але створені і регулюються людьми.

До антропогенних екосистем належать екосистеми, в яких переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом таких антропогенних екосистем є міста, промислові вузли, села (в межах забудови), кораблі тощо.

У зв'язку з трансформацією значної частини природних екосистем в антропогенно — природні та антропогенні, предметна сфера екології в наш час значно розширилася. До найбільш актуальних завдань сучасної екології за Бачинським Г.О. належать:

1— розробка докладної типологічної і таксономічної класи­фікації екосистем;

2 — вивчення функціональної структури та метаболізму екосистем усіх типів і таксономічних рівнів від макроекоситеми до біосфери;

3 — визначення головних факторів, що забезпечують дина­мічну рівновагу різнотипних екосистем;

4 — встановлення основних закономірностей взаємодії суміжних та більш віддалених екосистем між собою;

5 — дослідження характеру реакції різноманітних екосистем на різні види антропогенних навантажень і вивчення закономірностей перетворення природних екосистем в антропогенно-природні та антропогенні.  

Основні екосистеми світу

Загальна площа поверхні Землі 510 млн.кв.км, з них 70 % тобто 361 млн кв.км Світовий океан, Суходіл — 150 млн.кв.км, в тому числі: гори — 30%, пустелі — 20 %, савани і рідколісся — 30 %, льодовики — 10 %, і тільки 10 % території суходолу займають сільськогосподарські угіддя. Треба враховувати і цей фактор, що сонячна енергія на землю розподіляється не рівномірно, її визначає географічне положення, рівень над морем.

Лісові екосистеми: В лісових екосистемах самі поширені і найбільш цінні це лісові типи, бо це 80 % фітомаси Землі, або 1960 млрд. тон, це 4 млрд га, або 30 % площі суходолу із середнім запасом деревини — 350 млрд. куб.м.

На відміну корисних копалин — нафти, газу, кам'яного вугілля, ліс — відновний природний ресурс. В лісах планети налічується тисяча видів дерев, кущів, ліан. Під пологом лісу: трава, мох, лишайник, плауни, хвощі, папоротник, гриби, підлісок, мікроорганізми. Щорічно в процесі фотосинтезу ліс дає 100 млрд. тон органічної речовини, відтворюються кислоти, смоли, вітаміни, цукор, фітонциди, з лісової сировини отримують 200 тис найменувань різної продукції.

Ліс — це елемент географічного ландшафту, що складається із сукупності деревних, кущових, трав'яних рослин, тварин, і мікроорганізмів, біологічно взаємозв'язаних і впливаючих один на одний як і на зовнішнє середовище.

Тип лісу це ділянка лісу, або їх сукупність, що характери­зується загальними лісорослинними умовами, однаковим складом деревних порід, кількістю ярусів, аналогічною формою, що вимагає одних і тих же лісогосподарських міроприємств.

Типи лісу об'єднані в групи асоціацій, тобто групи лісу, потім в класи типів лісу, лісові формації, класи лісових формацій, типи рослинності.

Північна позатропічна рослинність: кущі кедру, березові ліси, рідколісся, шпильковий, березовий листяний сосновий ліс тайги, дубові, кленові ліси, гірські листяні і шпилькові, субтропічні шпилькові і листяні, лісостепові і степові, пустинь і напівпустинь, субальпійські чагарникові і різнолісся.

Тропічна рослинність — це вологі вічнозелені тропічні ліси, листопадні тропічні ліси, тропічне рідколісся і савани.

Південна позатропічна рослинність — евкаліптові, вологі підтропічні ліси, рідколісся, широколистяні ліси.

Існує шість зональних типів лісу: шпилькові, змішані, вологі, екваторіальні, тропічні, ліс сухих областей.

Хвойні (шпилькові) ліси холодної зони — це північний півкуля і зона тайги: ялина європейська і сибірська, сосна звичайна, модрина, кедр, ялиця.

Мішані ліси помірної зони — середня широта північної півкулі — шпильково-широколистяні, широколистяні та ліси лісостепу (бук, дуб, горіх, каштан, липа, клен, береза, сосна, кедр, ялиця, модрина, туя, дугласія). Це ліси, які найбільш інтенсивно експлуатуються.

Вологі ліси теплого помірного клімату зустрічаються в обох півкулях і границях субтропічного поясу. Це соснові ліси США, бук, ясен, горіх, тюльпанне дерево, паперове дерево, евкаліпт.

Екваторіальні дощові ліси. У тропічних районах з великими опадами — дощами ростуть ці ліси, яких 4,5 тис. видів (червона дерево, махагонь, кедр, бальса, зелене дерево, ебенове дерево, лімбо, ірокс тощо). Це ліс, який інтенсивно експлуатується для мебельного виробництва.

Тропічні вологі листопадні ліси — це мусонні тропічні ліси Індії, Південної Америки з породами тик, сал, розове дерево, диптерекарпус, червоне і чорне дерево, ангельське дерево, масляне дерево.

Ліс сухих областей — це субтропічні шпилькові і листяні дерева і чагарники в сухих субтропіках. Найхарактерніші ліси Середземномор'я.

Лісогосподарська характеристика. Характеристика лісових екосистем — це їх площа, лісистість, запаси деревини.

Лісова площа — це площа зайнята деревами та чагарниками, які використовуються для лісогосподарської мети. Це суспільні, приватні ліси, національні парки і заповідники, лісові культури і плантації (розрахункові лісосіки, площі під дорогами, лісові розсадники, крім міських парків і скверів, садів, лісових пасовищ.

Покрита лісом площа — це лісові ділянки, які використову­ються для сільськогосподарської мети, зайняті деревами, зімкнутість крон яких складає більше 20 %, це природні насадження плюс молодняки, лісові культури, захисні лісополоси.

Рідини — нелісні ділянки. Щорічно в світі заготовляють 2,5 млрд. куб м лісу, у 2000 році — 5 млрд куб.м при щорічному прирості 2,0 млрд. куб м. Лісистість світу катастрофічно знижується, в наших Карпатах по 1945 р після сумнозвісних слів Сталіна "Стране нужен лес" за 5 відсотків ліс пішов під сокиру, а потім під бензопилу.

Екологічна цінність лісу в першу чергу в тому, що ліс — регулятор водного режиму: наводнення, паводки, циклони, селі, водна ерозія пильні бурі, засуха. Зрозумілим стає, чому сток води в Світовий океан щорічно катастрофічно збільшується. Оптимальна лісистість на рівнині повинна бути — 25-30 %, в горах — 35-50 %.

Без лісу деградує земля, деградують водні ресурси. Ліс — відновлювач кисню. Він дає атмосфері 6 % кисню, це легені землі, які очищають повітря від пилу і шкідливостей антропогенного фактору. Ліс регулює інтенсивність. сніготанення і рівень води в ріках, стабілізує склад атмосфери, знижує швидкість вітру, зберігає флору і фауну, мікроорганізми, виділяє фітонциди, оздоровлює довкілля, поглинає шум, лікує нерви, це відпочинок і туризм.

Лісові екосистеми розподілені нерівномірно. Україна покрита лісом лише на 8620,6 тис.га, в т.ч. молодняків — 53 %, пристигаючих — 9,7 %, спілих і перестійних деревостанів — 7,4 %. В Україні існує три групи лісів: перша — заповідники, ґрунтозахисні ліси, полезахисні, курортні, зелені зони міста, захисні смуги полів і лісів; друга група — ліс з інтенсивним веденням лісового господарства; третя група — спілі ліси експлуатаційного призначення.

Екосистема трав'яних ландшафтів. Степ і луг. Пасовища. Сінокоси. Агробіогеоценози. Степ — планетарне фізико-географічне явище, це 6 % суходолу: злаки, багатолітники. Степ від Молдови- України тягнеться до Монголії між лісами шпильковими і листяними. Мадярські пушти — це острів степу в Європі. В Америці — Монітоба і Соскачевань до Мексіканської затоки — ідуть прерії — Велика рівнина. Степ буває субтропічним, саванновидне різнотрав'я і злакові, чагарниковий степ, луговий степ тощо. Пасовища і сінокоси це кормові угіддя, це 60 % сільськогосподарських угідь, більше пашні, щорічно можна косити 70 млн.т. сіна на природних сінокосах, на пасовищах 126 млн.тон. А фактично сіна збирають лише 20 %.

Кормові ресурси сінокосів і пасовищ це 20-30 центнерів на га. Найкращі сінокоси в заплаві рік, річні долини, на жаль у злакових сінокосах площа різко знижується за рахунок пашні, сільськогосподарських угідь під злакові.

Агробіоценози (агроекосистема) — поле, штучні пасовища, городи, сади, виноградники, плантації горіха, ягідники, квітники, лісопаркові смуги. Основа агробіогеоценозу — це штучний фітоценоз, якість якого залежить від умов середовища, від грунту, вологи, мікроорганізмів. Агробіогеоценоз — це 10 % суходолу, це 1,2 млрд. га, які дають людині 90 % харчів. Без людської праці і агротехніки вони існують лише один рік — зернові і овочі, ягідники — 3-4 роки, плодові культури — 20 років. Бо розпадаються і вмирають, хоч мають необмежені потенціальні можливості і ймовірність збільшення продуктивності. Все і завжди залежить від культури землеробства.

Водні екосистеми. Екосистема світового океану — це 70 % Земної поверхні. Глобальні розміри, безперервність існування (адже всі моря і океани зв'язані між собою), постійна циркуляція руху води, хвилі, припливи і відпливи та засоленість — ось найважніше. Океан — екосистема взаємозв'язана і взаємообумовлена геофізичними і геохімічними процесами, явище глобального масштабу, в 2,5 раз більший суходолу. Його вода покриває 3/4 поверхні Землі товщиною 4000 м. Солоний — 35 г солі на літр води, океан регулює глобальний обмін, має тепло, гази, мінеральні і органічні продукти, своє життя з накопиченими на дні корисними копалинами.

 

П Л А Н

 

І. Біосфера.

1. Вступ.

2. Загальні властивості біосфери.

3. Роль В.І.Вернадського у вивченні біосфери.

4. Кругообіг речовин і хімічних елементів.

4.1. кругообіг води;

4.2. кругообіг вуглецю;

4.3. кругообіг азоту;

4.4. кругообіг сірки;

4.5. кругообіг фосфору.

5. Енергетичний баланс у біосфері.

6. Рівні організації живої речовини.

7. Екосистеми.

7.1. класифікація екосистеми;

7.2. основні екосистеми Землі.

8. Ланцюги живлення та піраміди мас, чисел та енергії.

9. Демографічні проблеми і можливості біосфери.

10.  Антропогенний вплив на біосферу Землі.

 

 

Поняття про біосферу.

 

До поняття "біосфера" (від грец. bios — життя + sphairo — сфера, куля) близько підійшов французький біолог Ж.Б.Ламарк (1802). Але сам термін "біосфера" вперше застосував австрійський геолог Е.Зюсс (1875). Він же виділив біосферу як окрему оболонку Землі, охоплену життям, яка включає частини атмосфери, гігросфери і літосфери. Живі істоти (рослини, тварини, мікроорганізми) існують на поверхні Землі, в її атмосфері, гідросфері та верхній частині літосфери, в цілому складаючи плівку життя (сферу)на нашій планеті. Верхня межа біосфери сягає 85 км над поверхнею Землі. На таких висотах (у стратосфері) під час запусків геофізичних ракет у пробах повітря виявлено спори мікроорганізмів. Нижня межа біосфери сягає глибини літосфери, де температура становить 100 град. С (у молодих складчастих областях — це приблизно 1,5 — 2 км і на кристалічних щитах — 7.— 8 км).

Область існування живих організмів на Землі називають біосферою (сферою життя).

Загальні властивості біосфери

Bce живе в біосфері утворює живу речовину. Живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують обличчя Землі. Хімічний склад сучасних атмосфери та гідросфери зумовлений життєдіяльністю організмів. Велике значення мають організми також для формування літосфери — більшість порід, і не лише осадових, а й таких, як граніти, так чи інакше пов'язані своїм походженням з біосферою.

Мінеральна інертна речовина переробляється життям, перетворюється на нову якість. Живі організми не лише пристосовуються до умов зовнішнього середовища, а й активно їх змінюють. Таким чином, жива та нежива речовини на Землі становлять гармонійне ціле.

Суть вчення В.І.Вернадського полягає в тому, що вища форма розвитку матерії на Землі — життя — усереднює інші планетарні процеси.

"Можна без перебільшення твердити, що хімічний стан зовнішньої кори нашої планети, біосфери, цілком перебуває під впливом життя, тобто визначається живими організмами. Незаперечно енергія, що надає біосфері її звичайного вигляду, має космічне походження. Її випромінює Сонце у формі променистої енергії. Але саме живі організми, тобто совокупність життя, перетворюють цю космічну променисту енергію у земну, хімічну і створюють нескінченну різноманітність нашого світу. Це живі організми, які своїм диханням, своїм живленням, своїм метаболізмом, своєю смертю і своїм розмноженням, постійним використанням своєї речовини, а головне — триваючою сотні мільйонів років безперервною зміною поколінь, своїм походженням розмноженням породжують одне з найграндіозніших планетарних явищ, що не існують ніде, крім біосфери".

Одним з проявів біологічної активності організмів швидкість їх розмноження. Одноклітинна водорость діатоме теоретично здатна за вісім днів утворити масу живої матерії що дорівнює земній, протягом наступного дня подвоїти її.

Згідно з сучасними оцінками, суха маса живої речовини на Землі становить 2 — 3 трильйони тон. Це порівняно з основними сферами Землі дуже мала величина. Жива речовина відрізняється від неживої надзвичайно високою активністю зокрема, дуже швидким кругообігом речовин. Вся жива речовина біосфери оновлюється в середньому за вісім років Життєдіяльність тварин, рослин і мікроорганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між організмами та середовищем, внаслідок чого всі хімічні елементи земної кори, атмосфери й гідросфери багаторазово входили до складу тих чи інших організмів.

Живі організми відіграють величезну роль в акумуляції сонячної енергії. Наприклад, поклади кам'яного вугілля — це не що інше, як сонячна енергія, накопичена зеленим рослинами минулих геологічних епох. Так само можна визначити й природу багатьох мінералів, зокрема вуглекислота кальцію, який утворює величезні маси вапняків і майже на 10 % має біогенне походження. Важливу роль живі організми відіграють у накопиченні багатьох металів, таких, як залізо мідь, марганець. Велике значення для біосфери господарської діяльності людини має кругообіг азоту, сірки фосфору та інших елементів.

Жива речовина значно прискорила й змінила кругообіги біосфері різних речовин — води, кисню, азоту, вуглекислот газу тощо.