Биосфера. Функциональная взаимосвязь сфер.

Биосфера – это область существования живых организмов, занимающих пространство на поверхности земного шара. Термин «биосфера» был введен в научную литературу в 1875г. австрийским ученым- геологом Эдуардом Зюссом, который понимал под ним все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы. До Э.Зюсса в 1802г. знаменитый французский ученый Ж.Б.Ламарк не употребляя термин «биосфера», отметил планетарную роль жизни в формировании земной коры. В своих трудах известный ученый-почвовед В.В.Докучаев, на рубеже 19-20вв. обосновал идею о глобальном влиянии жизни на природные явления. В.И.Вернадский (1863-1945) использовал этот термин и создал науку с аналогичным названием, опубликовав в 1926г. свой классический труд

«Биосфера». Принципиальные положения учения В.И.Вернадского о биосфере органически сочетают подходы его предшественников. В отличие от Э.Зюсса, который связывал понятие «биосферы» только наличием в трех сферах земной оболочки (литосферы, атмосферы и гидросферы) живых организмов, В.И.Вернадский им отводил роль главнейшей преобразующей силы. То есть В.И.Вернадский различает газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера) оболочки земного шара как

составляющие биосферы, области распространения жизни. С другой стороны, ученый подчеркивал, что биосфера – не просто пространство, в котором обитают живые организмы; ее состав определяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат их совокупной химической

деятельности в настоящем и прошлом. Всю совокупность живых организмов он назвал живым веществом, все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими он обозначил как косное вещество. Им была выделена и третья группа вещества биосферы – это

биокосное вещество, к которому причислял комплекс взаимодействующих живого и косного веществ – продукты распада и переработки горных пород живыми организмами (например, почва). И последняя группа вещества биосферы – это биогенное вещество, образования органического происхождения, созданные живыми организмами и состоящие из растительных и животных остатков - известняки, уголь, торф, нефть, мел, почвенный гумус и т.д. В.И.Вернадский считал, что земная кора представляет собой остатки былых биосфер или палеобиосфер. Учение В.И.Вернадского о биосфере произвело переворот в геологии, зглядах на причины ее эволюции. До его трудов в геологических явлениях и

эволюции верхних слоев земной коры первенство отводилось физико химическим процессам выветривания. В.И.Вернадский показалпервостепенную преобразующую роль живых организмов и механизмы разрушения ими горных пород, круговорота веществ, изменения водной и атмосферной оболочек. Верхняя граница необиосферы (современной биосферы) в атмосфере простирается примерно на высоту 25-30км, фактически до озонового слоя, за пределами которого жизнь невозможна из-

за губительных космических ультрафиолетовых лучей. Нижняя граница в гидросфере – эта вся толща Мирового океана до 11км занята жизнью, сюда можно отнести и донные отложения где, по мнению исследователей, возможно существование живых организмов. В литосферу жизнь проникает

на несколько метров, ограничиваясь в основном почвенным слоем, но по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров.

57. Гумус. Процесс образования

Органическое вещество является обязательным компонентом почвы и образуется в результате разложения мертвых организмов. Часть органического вещества формируется в самой почве, значительная часть попадает в почву из наземных экосистем. Они подвергаются процессам

разложения с участием беспозвоночных животных, грибов и бактерий. Состав органических веществ многообразен и включает белки, жиры, углеводы и другие вещества. Некоторая доля органических веществ полимеризуется (образуются более сложные соединения), что повышает их устойчивость к воздействию микроорганизмов-разрушителей. Так образуется гумус, который долго накапливается в почве и медленно разлагается. Входящие в состав гумуса фульвокислоты активно разлагают минеральные вещества, способствуя процессу почвообразования. Гуминовые кислоты участвуют в создании пористой структуры почвы, что улучшает водные и воздушные ее свойства и режим питания растений. Как среда жизни почва занимает как бы промежуточное положение между атмосферой и

гидросферой: она обладает структурированностью, здесь возможно обитание организмов с различным типом дыхания, имеет место вертикальный градиент проникновения света – все это определяет распространение жизни в почве в основном до глубины 8-10м (корни деревьев, норы и ходы грызунов,

микроорганизмы).

Биоразнообразие. Функции.

Биоразнообразие Земли. Для биосферы характерно большое разнообразие видов живых организмов, которое обусловлено разными средами жизни (водная, наземно-воздушная, почвенная, организменная), разнообразием природных зон, наличием геохимических провинций и большим количеством

элементарных экосистем и биогеоценозов. В настоящее время описано около 2 млн. видов (примерно 1,5 млн. животных и 0,5 млн. растений). Считается, что число видов на Земле очень велико, где-то от 5 до 80 млн., но таксономическая принадлежность их не установлена. Не учтены еще многие насекомые и микроорганизмы, особенно в тропических лесах, глубинных частях океанов и в других малоосвоенных местообитаниях. Современный видовой состав – это лишь небольшая часть видового разнообразия, которое принимало участие в процессах биосферы за период ее существования. Если учесть, что каждый вид имеет определенную продолжительность жизни (10-30 млн. лет), то в результате постоянного обновления видов, их число составляет сотни миллионов. Поэтому, по

мнению ученых к настоящему времени биосферу покинули более 95% видов. Одним из критериев экологической нравственности является принцип: каждое поколение имеет право на то же биоразнообразие, что и предыдущее. Биоразнообразие является одним из главных показателей благополучия биосферы, определяющая ее устойчивое динамическое состояние и в то же

время она основа жизни на Земле для людей. В настоящий период под биоразнообразием понимают все виды, внутривидовые формы и популяции всех типов растений, животных, микроорганизмов, а также разноообразие экосистем, как естественных, так и созданных человеком. Биоразнообразие рассматривается на трех уровнях: генетическом, видовом и экосистемном. Генетическое разнообразие

представляет собой объем генетической информации, содержащийся в генах организмов, населяющих Землю. Видовое разнообразие – разнообразие видов живых организмов, обитающих на Земле. Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических

процессов в биосфере.Количество видов на Земле распространено неравномерно и зависит от

климатических условий мест обитания. Как известно, видовое богатство различных климато-географических зон сильно отличается, хотя прослеживается такая закономерность как их увеличение от полюсов к экватору. Так, например, число пресноводных насекомых в тропических лесах в 3-6 раз больше, чем в лесах умеренного климата. На единицу площади в тропических лесах приходится наибольшее на Земле количество видов млекопитающих. С момента появления человека на Земле, когда он выживал благодаря собирательству плодов, семян и охотой до настоящего времени, в век

техногенеза, живые организмы по своей значимости являются самыми важными и незаменимыми. Это относится и к влиянию многообразия видов в формировании условий среды обитания человека и его использованию в качестве ресурсов. Функции биоразнообразия Можно кратко и емко перечислить основные функции биоразнообразия относительно человека – это:

1. Биоразнообразие является основой жизни на Земле, одним из

важнейших жизненных ресурсов. Так, люди используют в пищу около 7

тыс. видов растений, но 90% мирового продовольствия создается за счет

всего 20 видов, а из них 3 вида (пшеница, кукуруза и рис) покрывают более

половины всех потребностей. Биологические ресурсы являются также

источником сырья для промышленности, строительства, медицины и т.д.

Таким образом, биоразнообразие - это основа жизни человечества.

2. Биоразнообразие рассматривается как основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом. Разнообразие организмов – это главный фактор, который определяет устойчивость биогеохимических циклов вещества и энергии в биосфере, т.е. их участие в круговороте вещества и энергии, в том числе и в экосистемах, которые непосредственно связаны с человеком.

3. Биоразнообразие служит критерием при оценке состояния и экологического благополучия биоценозов и экосистем, т.е. живые организмы являются наиболее чувствительными индикаторами, отражая малейшие изменения природной среды.

4. Биоразнообразие – это источник эстетического наслаждения и духовного развития общества в современных условиях урбанизации, т.е. это рекреационная функция. Это достигается путем создания национальных парков, зоопарков, ботанических садов, сквер, где люди удовлетворяют свою потребность в общении с природой, заряжаются энергией, укрепляют здоровье, отдыхая в таких местах.