в чем проявляется особенности биосферы как оболочки земли
Биосфера и ее границы (3 фото)
История термина «биосфера»
Ж. Б. Ламарк в 1802 году назвал биосферой совокупность всех живых организмов Земли.
Э. Зюсс в 1875 году ввел термин «биосфера» — тонкая пленка земной поверхности, населенная жизнью.
В. И. Вернадский в 1919 создал учение о биосфере, в нем:
«Биосфера — «область жизни», включающая живые организмы и среду их обитания; особая оболочка Земли, в пределах которой проявляется геологическая деятельность живого населения планеты».
Ноосфера (по Вернадскому) — сфера человеческого разума.
Границы биосферы
Верхняя граница в атмосфере: 15 — 20 км.
Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5 — 7,5 км.
Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Нижняя граница в гидросфере: 10 — 11 км (Марианская впадина).
Определяется дном Мирового океана, включая донные отложения.
Ту часть биосферы, в которой в настоящее время постоянно встречаются живые организмы, называют эубиосферой, ее границы несколько уже.
Таким образом, биосфера включает в себя часть атмосферы, гидросферы и литосферы.
Биомасса биосферы
Общая сухая биомасса биосферы оценивается в 2,5 x тонн. Большая часть этой биомассы приходится на наземные экосистемы, биомасса океана составляет лишь около 0,003 x тонн. Основную часть биомассы суши составляют наземные растения, их биомасса примерно в 500–1000 раз больше, чем биомасса животных. Из всех видов диких животных, по-видимому, наибольшей биомассой обладает морской рачок Euphausia suberba (150 млн. тонн), но общая биомасса одомашненного человеком крупного рогатого скота (Bos taurus) еще больше — 520 млн. тонн, как и самих людей — 350 млн тонн. Большой биомассой обладают муравьи (3 млрд тонн) и морские рыбы (800 — 2000 млн. тонн), но это группы животных, включающие множество видов. Общая биомасса наземных растений — 560 млрд. тонн, морского фитопланктона и растений — 5 — 10 млрд. тонн, наземных животных — 5 млрд. тонн.
Наибольшая концентрация биомассы на границах сред:
граница литосферы и атмосферы;
граница гидросферы и атмосферы (планктонные организмы);
граница литосферы и гидросферы (бентосные организмы).
Первичная биомасса образуется автотрофами (обычно растениями) в процессе фотосинтеза с использованием солнечной энергии. Поэтому минимальная биомасса наблюдается в пустынях и во льдах, что связано в первую очередь с минимальным количеством растений в качестве источника прироста биомассы.
Структура биосферы
1.Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4 — 3,6 x тонн (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (около 3 x тонн), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Однако именно эта часть биосферы является наиболее важной, т. к. активно участвует в биогеохимических циклах и преобразует неживое вещество Земли.
2. Биогенное вещество — осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие собой их разложившиеся остатки (известняки, ракушечные породы, горючие сланцы, ископаемые угли, нефть и др.).
3. Косное вещество — вещество, образующееся без участия живых организмов.
4. Биокосное вещество — вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д.
5. Радиоактивные вещества и продукты их распада, а также атомы, непрерывно образующиеся из земного вещества под влиянием космических излучений.
6. Вещество космического происхождения (метеориты).
Биосфера
Запомните, что наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред (к примеру, на границе литосферы и атмосферы).
Границы биосферы
Выше «озонового экрана» существование жизни в привычном для нас виде невозможно, так как губительное УФ (ультрафиолетовое) излучение уничтожает все живое. Возникновению жизни в недрах Земли препятствует высокая температура, оказывающая разрушительное воздействие.
Вещество биосферы
Формируется без участия живых организмов. Базальт, гранит, песок, золотоносные руды. К косному веществу можно отнести горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.
Это вещество образуется живыми организмами в процессе их жизнедеятельности. Примерами биогенного вещества могут послужить залежи известняка, природный газ, кислород, нефть, каменный уголь, торф.
Биокосное вещество создается одновременно деятельностью живых организмов и косными процессами. Таким образом, биокосное вещество объединяет в себе живое и косное вещества.
Функции живого вещества
Деятельность живых организмов обеспечивает постоянный газовый состав атмосферы. В ходе дыхания животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а растения в ходе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Бактерии хемотрофы также выделяют в атмосферу некоторые газы, полученные окислением сероводорода, азота.
Я никогда не перестану восхищаться этой функцией живого вещества. Вы только вдумайтесь: на одной и той же почве, рядом друг с другом, растут совершенно разные растения по форме, размеру и окраске плодов, цветков! Каждый раз задумываешься: как это возможно?
Живые организмы способны окислять и восстанавливать различные химические вещества. На реакциях окисления и восстановления основан метаболизм (обмен веществ) любого живого существа, подобные реакции протекают постоянно в ходе фотосинтеза, энергетического обмена.
Теория биогенной миграции атомов Вернадского В.И.
При непосредственном участии живого вещества в биосфере непрерывно осуществляется биогенная миграция атомов. Даже сейчас, с каждым вашим вдохом, атомы кислорода соединяются с гемоглобином эритроцитов, доставляются по крови к клеткам тканей организма и становятся частью ваших клеток.
Откуда взялся кислород, которым мы дышим? Его в процессе фотосинтеза выделили растения. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, который в процессе дыхания выделяют животные, углекислый газ, который образуется при разложении останков растений и животных. Получается круговорот атомов.
Я искренне восхищаюсь этой теорией, она показывает непрерывность жизни, бесконечность нашего существования и единство всего живого.
Ноосфера
К сожалению, нынешняя ситуация напоминает старую поговорку: «Пока не потеряешь, не осознаешь ценность». Неужели растения должны исчезнуть с лица Земли, чтобы мы вспомнили о том, что благодаря фотосинтезу в их листьях мы дышим кислородом? В этом случае чувство нашего ложного величия может сильно пострадать.
Круговорот веществ
Подобно этому, долгое время нефть и уголь были почти полностью исключены из круговорота веществ, однако в настоящее время человек «вернул их в строй» вместе с выхлопными газами.
Азот находится в воздухе, которым мы дышим, и составляет 78% от его объема. Большая часть азота поступает в почву и воду благодаря деятельности микроорганизмов, бактерий и водорослей.
Широко известны клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, находящиеся с ними в симбиозе. Клубеньковые бактерии переводят атмосферный азот в нитраты, которые необходимы для роста и развития растения и могут быть усвоены им, в отличие от атмосферного азота (газа).
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
§ 11. Геоэкологические особенности биосферы
1. Проверим свои знания.
1. Какие основные функции выполняет биосфера в географической оболочке?
Энергетическая, газовая, концентрационная, транспортная, средообразующая, деструктивная, информационная.
2. В чём проявляется воздействие человека на биосферу?
Человек как биологический вид находится на вершине экологической пирамиды. По законам биологической экологии ему «полагается» на питание лишь несколько процентов производимой на суше первичной биологической продукции, а это около 10 млрд т в год.
За счёт использования пашни, пастбищ и лесов человек потребляет сельскохозяйственные и лесные продукты общей массой 31 млрд т в год. Изменения природных ландшафтов, превращение естественных экосистем в антропогенные и другая деятельность человека уменьшили первичную биологическую продукцию на 27 млрд т. Таким образом, общее количество потребляемой и разрушаемой человеком биомассы суши равно 58 млрд т в год, или почти 40 % первичной биологической продукции суши.
Потребление человеком первичной биологической продукции превосходит все допустимые пределы. В конечном итоге это может привести к катастрофическим изменениям биосферы и всей географической оболочки.
3. Какие две главные группы ландшафтов в настоящее время выделяют на земной поверхности?
Природные первичные, природные антропогенные.
2. От простого к сложному.
1. Какое значение имеет биосфера для человека как биологического вида?
Биосфера играет важнейшую роль в распределении энергетических потоков планеты.
Таким образом, биосфера – это жизненное пространство людей, животных и растений. В ней содержатся важнейшие вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие.
2. В чём сущность информационной функции биосферы?
Накопление информации, закрепление её в наследственных структурах и передача следующим поколениям.
3. От теории к практике.
1. Подготовьте презентацию о первичных природных ландшафтах.
2. Приведите примеры изменения ландшафтов своей местности в результате хозяйственной деятельности человека.
Терриконы Солигорска, изменение территории для городской застройки (вырубка лесов, изменение растительного покрова, выравнивание рельефа), вырубка лесов для сельскохозяйственного использования земель.
Биосфера – глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Живое вещество, его функции. Особенности распределения биомассы на Земле
Содержание:
Биосферу можно также назвать глобальной экосистемой. Важной ее составляющей является, так называемая, сложная система круговорота между организмами и сложными химическими веществами. Одним из основополагающих процессов в глобальной экосистеме можно смело считать фотосинтез. Также, к основным процессам относятся трофические связи организмов, находящихся в одной пищевой цепи.
В живую оболочку Земли, кроме растений, микроорганизмов, животных, входят продукты жизнедеятельности организмов, такие как, уголь, нефть.
Останки живых организмов, осадочные породы также составляют часть биосферы.
Если из данной экосистемы изъять, к примеру, воздух или воду, то вся система рушится. Это, в конечном итоге, может пагубно отразится на всей системе и вывести ее из гармонии. Строение органических веществ соответствует среде обитания, а их разнообразие говорит о многообразии пространств, в которых живут те или иные организмы.
Последние годы человечество только этим и занимается. Люди обедняют и осушают почву, уничтожают леса, истребляют животных, загрязняют воздух и воду. Тем самым нанося непоправимый вред биосфере и самим себе в частности.
Существование экосистем предполагает обмен энергетическими потоками, первым звеном в котором являются автотрофные организмы, продуцирующие органику.
Биосфера – это оболочка Земли, то пространство, где существует жизнь. Термин «биосфера» был введен австрийским ученым Эдуардом Зюссом в 1875 году. Позже учение о «пленке жизни» продолжил естествоиспытатель Владимир Вернадский. По его учению, в биосфере взаимосвязаны все компоненты на геохимическом уровне. Вернадский ввел новый термин – «ноосфера», он доказал, что живые организмы являются определяющими в жизненной силе Земли.
Живая оболочка планеты является саморегулируемой системой, обладающей свойствами саморегуляции.
Разнообразие видов, форм жизни обуславливает стабильность и устойчивость жизненной сферы. Окружающая среда наносит отпечаток на внешний вид, строение организмов, которые проявляются в различных адаптациях, приспособлениях, ответных реакциях.
Жизнь кишит везде, все ее элементы связаны, влияют друг на друга и на природу в целом. В атмосфере живет множество животных и микроорганизмов, которые передвигаются активным или пассивным способом.
Грибные и бактериальные споры были найдены на высоте 20—22 км.
Учение В.И. Вернадского о биосфере
В.И. Вернадский – общепризнанный разработчик учение о биосфере. Он ввел понятие «живого вещества», как формирующего фактора биологической геосферы.
Функции живого вещества по учению Вернадского:
В.И. Вернадский смог выделить несколько основных функций биосферы. А именно:
| Функции | Содержание |
| Газовая функция | В результате фотосинтеза растения выделяют кислород. Данная функция осуществляется также благодаря животным, выделяющим углекислый газ в окружающую среду. |
| Концентрационная функция | Осуществляется в организмах различных животных, которые имеют способность накапливать в своих телах определенные химические элементы, такие как углерод и кальций. |
| Окислительно-восстановительная функция | Основывается на превращении веществ и энергии в процессе жизнедеятельности. В результате химических реакций получаются соли, окислы и разнообразные органические и неорганические соединения. Именно благодаря этой функции образовываются железные и марганцовые руды. |
| Функция образования среды | Подразумевает трансформацию физических и химических характеристик среды обитания организмов, включая атмосферу, грунт, моря и океаны. |
| Функция накопления кальция | Преобразование химического элемента в углекислые, щавелевокислые, фосфорнокислые кальциевые соли. |
Особенностью живого вещества является то, что компоненты, входящие в его состав проявляют устойчивость исключительно в живых организмах.
Структура биосферы
Согласно учению Вернадского биосфера являет собой организованную сферу планеты, которая находится в контакте с живыми организмами.
В.И. Вернадский в составе биосферы выделял такие элементы:
Живое вещество, его функции
В основе концепции глобальной экосистемы заложено понимание термина «живое вещество». Большую часть живого вещества составляет земная растительность (около 90%). Данное вещество является самым мощным энергетическим, а также геохимическим фактором, его можно смело назвать основным фактором развития биосферы.
Как известно, источником биохимической активности живых организмов является солнечная энергия, без которой не сможет произойти такой важный процесс как фотосинтез.
С самого своего появления жизнь не стоит на месте, а постоянно развивается. Тем самым, влияя на окружающую среду и, в определенной мере, изменяя ее.
Исходя из этого, можно с полной уверенностью сказать, что эволюционный процесс экосистемы и всей органической жизни проходит параллельно.
Жизнь на нашей планете появилась около четырех миллиардов лет назад, с этого самого момента на Земле и сформировалась биосфера. Огромный вклад в образование биосферы внесли цианобактерии. Они первыми освоили кислородный фотосинтез. Других претендентов на производство атмосферы не существовало в мире прокариотов.
Живая оболочка Земли — это не только сфера, в которой находится все живое, но и совместный результат деятельности организмов. Вещество и биосфера неразделимы. Биосферный уровень включает в себя все живое вещество планеты.
Геологический круговорот веществ происходит в течение многих тысяч и миллионов лет. В процессе круговорота образуется живое вещество из неорганических соединений, впоследствии органика распадается на неорганические компоненты.
Особенности распределения биомассы на Земле
Состав и распределение биосферы – один из интереснейших вопросов в биологии.
Биосфера включает в себя огромное количество растений, животных и других форм жизни нашей планеты. Термин «ноосфера», предложенный Вернадским в начале 20-го столетия, получил широкое распространение.
В современном мире огромное влияние на биомассу оказывает человек. Сокращаются площади, производящие живую массу.
Что такое биосфера, каковы ее составные части и чем она отличается от других оболочек Земли?
Планета Земля удивительна и уникальна. Она состоит из нескольких оболочек: атмосферы, гидросферы, биосферы, литосферы, пиросферы и центросферы. В отличие от других планет, Земля населена растениями, животными, людьми, микроорганизмами и т. д. Все живые организмы образуют биосферу. Эта оболочка включает в себя часть атмосферы и литосферы, а также всю гидросферу. В данной статье рассмотрим, что такое биосфера, каковы ее составные части и функции.
Определение понятия
Несмотря на то что сегодня почти каждый знает, что такое биосфера, определение этого понятия было введено в научный оборот только в 1875 году австрийским геологом Эдуардом Зюссом (труд «Лик Земли»). Однако следующие полвека этот термин использовался только в узких кругах.
В 1926 году знаменитый русский ученый В. И. Вернадский издал книгу «Биосфера». В этом труде он обосновал роль живых организмов в геологических процессах. Именно В. И. Вернадский впервые определил, что такое биосфера и чем она отличается от других оболочек Земли. Он показал ее динамической активной системой, населенной и управляемой живыми существами.
Сегодня в науке существует единственное общепринятое определение понятия «биосфера». Это оболочка планеты Земля, которая населена живыми организмами. Биосфера занимает особенное место по отношению к другим геосферам. Это связано с тем, что только в границах этой оболочки проявляется геологическая деятельность всех живых существ.
Границы биосферы
Биосфера охватывает собой верхнюю область (около 7,5 км) литосферы, нижнюю границу атмосферы (15-20 км) и всю гидросферу.
Литосфера – твердая оболочка нашей планеты. Она охватывает собой всю земную кору и часть верхней мантии. Большинство живых организмов находится в почве на глубине до 1 м. Однако некоторые бактерии могут проникать вглубь литосферы (до 4 км).
Гидросфера – водная оболочка планеты Земля. Она представляет собой совокупность всех океанов, морей, рек, озер и других водоемов. Эта оболочка полностью освоена и заселена живыми организмами. Большинство из них обитает на глубине до 200 м. Однако некоторые виды проживают даже на дне Мирового океана (около 12 км).
Атмосфера – газовая оболочка нашей планеты. Она состоит из азота, кислорода, озона и углекислого газа. В состав биосферы входят только самые нижние слои атмосферы. Это связано с тем, что отдельные виды насекомых и птиц могут подниматься на высоту до 5 км над поверхностью земли.
Компоненты биосферы
В составе биосферы выделяют 4 компонента (классификация предложена В. И. Вернадским):
Особенности и функции биосферы
Биосфере, как и другим важнейшим природным системам, присущ ряд функций. Рассмотрим важнейшие из них.
Одной из главных особенностей и характеристик биосферы является разнообразие. Благодаря существованию различных биологических видов в системе всегда существует атмосфера конкуренции, которая обеспечивает защиту от влияний извне.
Функции живого вещества
Сегодня науке достоверно известно, что такое биосфера. В биологии ее главный компонент – живое вещество – является важнейшей категорией. Рассмотрим функции этого системообразующего элемента биосферы.