Биосфера (сфера жизни) — оболочка Земли, населённая живыми организмами.

Биосфера (сфера жизни) — оболочка Земли, населённая живыми организмами.

Биосфера — целостная, сложно организованная система, развивающаяся по своим внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических.

Биосфера — продукт эволюции Земли.

 

Выдающийся русский ученый В. И. Вернадский, один из создателей современного учения о биосфере, выделил компоненты биосферы. Биосфера включает в себя:

1. живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов (растения, животные, грибы, микроорганизмы);

2. биогенное вещество — органоминеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть);

3. биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами), — почвенный покров;

4. косное (мёртвое) вещество, образованное процессами, в которых живые организмы не участвуют (изверженные горные породы, космическая пыль и т. п.).

Состав биосферы и её основные свойства определяются взаимодействием её биотического (живого) и абиотического (неживого) компонентов.

Биосфера характеризуется разнообразием природных условий, зависящих от широты и рельефа местности, от сезонных изменений климата. Но основная причина этого разнообразия — деятельность самих живых организмов.

Между организмами и окружающей их неживой природой происходит непрерывный обмен веществ, и поэтому разные участки суши и моря отличаются друг от друга по физическим и химическим показателям.

 

Границы биосферы определяются наличием живых организмов или «следами» их жизнедеятельности.

Биосфера включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

 

 

Живое вещество образовало ничтожно тонкий слой в общей массе геосфер Земли. Его масса составляет 2420 млрд тонн, что более чем в 2000 раз меньше массы самой лёгкой оболочки Земли — атмосферы. Но эта ничтожная масса живого вещества встречается практически повсюду: в настоящее время живые существа отсутствуют лишь в областях обширного оледенения и в кратерах действующих вулканов.

Живые организмы распространены в геологических оболочках Земли неравномерно.

 

Энергетическая функция связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей её по цепям питания, рассеиванием.

Эта функция — одна из важнейших. В её основе лежит процесс фотосинтеза, в результате которого происходит аккумуляция солнечной энергии и её последующее перераспределение между компонентами биосферы.

 

живые организмы есть важнейшая биохимическая сила, преобразующая земную кору.

 

Миграция и разделение химических элементов на земной поверхности, в почве, в осадочных породах, атмосфере и гидросфере осуществляются при непосредственном участии живого вещества. Поэтому в геологическом разрезе живое вещество, атмосфера, гидросфера и литосфера — это взаимосвязанные части единой, непрерывно развивающейся планетарной оболочки — биосферы.

Окислительно-восстановительная функция связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов как окисления благодаря обогащению среды кислородом, так и восстановления прежде всего в тех случаях, когда идёт разложение органических веществ при дефиците кислорода.

Пример:

восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Чёрном море).

Подземные горючие газы являются продуктами разложения органических веществ растительного происхождения, захороненных ранее в осадочных толщах.

Биологический круговорот — это поступление химических элементов из почвы, воды и атмосферы в живые организмы, превращение в них поступающих элементов в новые сложные соединения и возвращение их обратно в процессе жизнедеятельности.

Представим биологический (биотический) круговорот в циклической форме.

Биогеохимический цикл углерода

Рассмотрим биогеохимический цикл углерода. Естественным источником углерода, используемого растениями для синтеза органического вещества, служит углекислый газ, входящий в состав атмосферы или находящийся в растворённом состоянии в воде. Основные звенья круговорота углерода показаны на рисунке.

 

В процессе фотосинтеза углекислый газ превращается растениями в органическое вещество, служащее пищей животным.

Дыхание, брожение и сгорание топлива возвращают углекислый газ в атмосферу.
Запасы углерода в атмосфере оцениваются в 700 млрд т, а в гидросфере — в 50 000 млрд т. Согласно расчётам, за год в результате фотосинтеза прирост растительной массы на суше и в воде равен соответственно 50 и 180 млрд т.

Биогеохимический цикл азота

Циркуляция биогенных элементов обычно сопровождается их химическими превращениями. Нитратный азот, например, может превращаться в белковый, затем переходить в мочевину, превращаться в аммиак и вновь синтезироваться в нитратную форму под влиянием микроорганизмов. В биохимическом цикле азота действуют различные механизмы, как биологические, так и химические. Схема циркуляции азота в биосфере представлена на рисунке.

Биогеохимический цикл фосфора

Одним из наиболее простых циклов является цикл фосфора. Основные запасы фосфора содержат различные горные породы, которые постепенно (в результате разрушения и эрозии) отдают свои фосфаты наземным экосистемам. Фосфаты потребляют растения и используют их для синтеза органических веществ. При разложении трупов животных микроорганизмами фосфаты возвращаются в почву и затем снова используются растениями. Помимо этого часть фосфатов выносится с током воды в море. Это обеспечивает развитие фитопланктона и всех пищевых цепей с участием фосфора. Часть фосфора, содержащаяся в морской воде, может вновь вернуться на сушу в виде гуано — экскрементов морских птиц. Там, где они образуют большие колонии, гуано добывают как очень ценное удобрение.

 

Некоторые организмы могут играть исключительно важную роль в круговороте фосфора. Моллюски, например, фильтруя воду и извлекая оттуда мелкие организмы, их остатки, захватывают и удерживают большое количество фосфора.

 

 

3. Обобщение и закрепление материала.

1 Взаимозаменяемость видов позволяет экосистемам сохранять свои основные свойства, если не меняются масштабы их воздействия на окружающую среду. Например, на пастбищах диких копытных сменили стада домашних животных. В прериях Северной Америки до прихода людей обитало примерно 75 млн бизонов. Они съедали около 400 млн т травы, при расчете на сухой вес, что составляло около половины надземной продукции растительности, и ускоряли круговорот веществ в прериях. Бизоны были полностью уничтожены человеком. Их место на пастбищах заняли стада коров и овец. Но человек в погоне за прибылью склонен сильно увеличивать поголовье скота, и прерии пострадали от перевыпаса. Падает продуктивность пастбищ, усиливается эрозия почв.

Разнообразие жизни. Функции биологического разнообразия. Устойчивость жизни на Земле.

2. На юге нашей страны разработан метод восстановления видового богатства растений в нарушенной степи. На нетронутых целинных участках в три-четыре приема за сезон скашивают сено, содержащее созревающие в эти разные сроки семена многих видов растений. Сеном засевают эродированные и нарушенные почвы. Таким образом почвы получают одновременно богатый набор семян, органическое удобрение и прикрытие оголенной поверхности. Через 3—4 года на таких участках восстанавливается задернованная степь с богатым набором видов. Естественные же процессы восстановления затягиваются на десятилетия.

3. Замена одного доминирующего вида другим — нормальное явление в многолетней динамике сообществ. Особенно наглядно проявляется в луговой растительности. Например, на некоторых типах приволжских лугов во влажные годы среди злаков преобладает лисохвост, а в сухие — костер и пырей. После массового размножения нестадных саранчовых, съедающих злаки, на лугах бурно разрастается не поедаемое ими разнотравье. Через 1—2 года оно снова угнетается своими конкурентами — злаками. В лесах такая многолетняя изменчивость растительного покрова менее заметна и охватывает только нижние ярусы.

4. Одно из современных направлений в селекции культурных растений — поддержание неоднородности их популяций. Такие сорта включают растения с колебаниями сроков цветения, разной высоты, с неодинаковым расположением корней, с различной устойчивостью к засухе и т. п. Внутрипопуляционное разнообразие полевых культур позволяет получать стабильные урожаи при значительных снижениях затрат на уход за растениями.

5. В рыбоводстве принцип дополнительности используют при выращивании в одном водоеме сразу нескольких видов рыб, использующих разный корм. Удачный набор составляют: белый толстолобик, питающийся преимущественно одноклеточными водорослями, пестрый толстолобик, поедающий зоопланктон, белый амур, кормящийся донными растениями, а также черный амур и карп, поедающие разные виды донных беспозвоночных.

 

 

4. Домашнее задание.

1. В чем проявляется роль биологического разнообразия в природе?
2. При длительном, в течение 80 лет, применении высоких доз азотных удобрений на одном из лугов, содержавшем ранее 49 видов растений, осталось только 3 вида. На неудобренном участке видовое богатство сохранилось Объясните, почему это могло произойти.
3. Как структура растительного покрова может быть связана с разнообразием видов птиц?
4. Что такое отрицательная обратная связь в биоценозах? Приведите примеры.
5. Какие принципы организации природных сообществ надо учесть в устройстве аквариумного биоценоза?
6. Экологи считают, что мелкомасштабные смены сообществ поддерживают стабильность более крупных экосистем. Можете ли вы подтвердить эту точку зрения?

5. Литература: учебник Экология 10- 11 класс, Н.М. Чернова, В.М.Галушин, В.М. Константинов. изд. Дрофа 2019 год

 

Биосфера (сфера жизни) — оболочка Земли, населённая живыми организмами.

Биосфера — целостная, сложно организованная система, развивающаяся по своим внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических.

Биосфера — продукт эволюции Земли.

 

Выдающийся русский ученый В. И. Вернадский, один из создателей современного учения о биосфере, выделил компоненты биосферы. Биосфера включает в себя:

1. живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов (растения, животные, грибы, микроорганизмы);

2. биогенное вещество — органоминеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть);

3. биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами), — почвенный покров;

4. косное (мёртвое) вещество, образованное процессами, в которых живые организмы не участвуют (изверженные горные породы, космическая пыль и т. п.).

Состав биосферы и её основные свойства определяются взаимодействием её биотического (живого) и абиотического (неживого) компонентов.

Биосфера характеризуется разнообразием природных условий, зависящих от широты и рельефа местности, от сезонных изменений климата. Но основная причина этого разнообразия — деятельность самих живых организмов.

Между организмами и окружающей их неживой природой происходит непрерывный обмен веществ, и поэтому разные участки суши и моря отличаются друг от друга по физическим и химическим показателям.

 

Границы биосферы определяются наличием живых организмов или «следами» их жизнедеятельности.

Биосфера включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

 

 

Живое вещество образовало ничтожно тонкий слой в общей массе геосфер Земли. Его масса составляет 2420 млрд тонн, что более чем в 2000 раз меньше массы самой лёгкой оболочки Земли — атмосферы. Но эта ничтожная масса живого вещества встречается практически повсюду: в настоящее время живые существа отсутствуют лишь в областях обширного оледенения и в кратерах действующих вулканов.

Живые организмы распространены в геологических оболочках Земли неравномерно.