Biosfera ca un ecosistem global - studopediya

Biosferă - o coajă vie a planetei. Într-o epocă a progresului științific și tehnologic sunt deosebit de importante cunoștințe de procese de viață ca un întreg, care are loc pe planeta noastră. Nevoia de ei apare în legătură cu a crescut brusc impactul uman devastator asupra persoanei fizice sredu- Retragerea resurselor naturale - apă proaspătă, humus pochveennogo, produse vegetale și animale - 0 a depășit rata de reproducere naturală. Deșeuri activităților umane poluează mediul înconjurător, deoarece acestea nu pot fi incluse în circulație naturală. Poluarea duce la degradarea naturii și reprezintă o amenințare pentru viața umană însăși. În prezent, mai mult ca oricând, omenirea a început să se simtă nu numai domeniul de aplicare al activităților lor, dar, de asemenea, dependența lor asupra mediului. De aceea, atât de multă importanță acordă la cunoașterea universală interconectarea și interdependența fenomenelor naturale, despre viața structurii din lume, rolul de a ocupa organismelor sale vii, pe baza vieții stabile în sine. Este aceste probleme yavlyakyutsya centrale la predarea biosferei.

Biosfera Termenul a fost propus în 1875 de geologul austriac E. Suess. Cu toate acestea, el nu a dezvoltat idei despre biosfera și introducerea termenului nu a dat o definiție precisă.

Conceptul de materie vie. Componenta principală a biosferei este materia vie - mulțimea tuturor organismelor existente în prezent vii ale planetei, care este exprimată numeric în compoziția chimică elementară, în masă, energie. Această substanță geochimic extrem de activ, ca și în implementarea proceselor de nutriție, respirația, izolarea este conectat cu debit mediu de substanțe chimice biogene. Datorită acestui flux aproape toate elementele chimice sunt în lanț de reacții generale prin intermediul link-biogeochimic. Astfel, activitatea vitală a organismelor - un proces profund și puternic de transformare și transferul materiei, al cărei rezultat este de a schimba forma planetei. Migrarea elementelor chimice din organism miercuri și înapoi nu se oprește pentru o secundă. Această migrare ar fi imposibilă în cazul în care compoziția chimică elementară a organismelor nu a fost apropiată de cea a scoarța Pământului. VI Vernadsky a scris: „Corpul trebuie să se ocupe cu mediul, la care el nu doar adaptat, dar care este adaptat și pentru el.“

Datorită plante verzi, desfășurarea procesului de fotosinteză, în biosferă sunt molecule organice complexe. energia conținută în ele este utilizat pentru organismele heterotrofe procese vitale. Aceasta este funcția de cosmice plante verzi ale biosferei. Nu vie fascicul de materia de energie solară ar reduce doar la deplasarea de gaze, lichide și solide pe suprafața unei planete și la timpul de căldură în timpul zilei și de răcire pe timp de noapte. Materia vie acționează ca o baterie gigant și un convertor unic de energie solară, legate în legăturile chimice ale moleculelor organice complexe. Energia solară fără materie vie nu s-ar fi comis în lumea de activitate creatoare, așa cum nici nu ar putea păstra ei, nici să fie transformat într-o altă formă de energie (mecanice, termice și altele.). Captarea energiei solare transportate organisme fototrofice. Dar, în păstrarea și conversia acestora închise în energia solară, mișcă pe suprafața pământului, precum și din exterior în straturile mai adânci ale planetei ia parte toată materia vie. Acest proces este mulțumită interminabile la proliferarea și creșterea ulterioară a organismului. Rata de reproducere, potrivit Vernadsky, - este rata de transmisie în energia geochimică biosferă.

unitate structurală și funcțională elementară a biosferei este biogeocoenosis. Este în organismele biogeocoenose și mediul sunt strâns interconectate și ajustate reciproc între ele, ceea ce face posibilă punerea în aplicare a ciclului biologic al materiei - baza infinitatea vieții pe planetă. În cursul ciclului biologic al livrărilor limitate de produse chimice dobândi proprietatea infinitului, așa cum sunt în circulație circulară continuă. circulația substanțelor sub forma unei cicluri biogeochimice - o condiție necesară pentru existența biosferei. Între magnitudinile energiei solare de intrare și cantitatea de trai relație apropiată format materia a fost stabilită. Astfel, legătura inseparabilă dintre planeta si corpul nu este numai de calitate, dar, de asemenea, aspectul cantitativ. „Planeta a corpului si este indisolubil legata de cuantificat“, a scris V. I. Vernadsky.

Crearea unei teorii a biosferei a fost o realizare științifică importantă a omenirii. Pentru prima dată faunei a fost privită ca un sistem integral, lucrează în strânsă colaborare cu mediul anorganic. V. I. Vernadsky a pus bazele ideilor științifice și filozofice moderne despre semnificația planetară și cosmică a vieții, a relației și interacțiunea dintre insufletite și natura neînsuflețită.

Lungimea biosferei. Pe Pământ, există trei geosferei în care există viață. Limitele biosferă din cadrul Geospheres determinate de prezența condițiilor necesare pentru viața diferitelor organisme.

Atmosfera - coajă de aer al Pământului. Cu o inaltime de densitatea aerului scade rapid 75% din masa atmosferei este concentrată într-un strat mai puțin de 10 km, 90% - mai puțin de 15 km, 99% - mai puțin de 30 km, 99,9% - mai mică de 50 km. Aerul este lipsit de umiditate și de particule de impurități, este format din azot (78,08%), oxigen (20,95%), argon (0,93%), dioxid de carbon (0,03%) și cantități mici de alte gaze. Aburul împreună cu dioxid de carbon și materiale gazoase contribuie în mare măsură la asigurarea reflectată de suprafața razelor de căldură planetei lungi de lungime de undă (așa-numitul efect de seră). Datorită acestui efect straturile inferioare ale atmosferei sunt calde.

DOMENIUL biosferă este prezent numai în stratul inferior al atmosferei - troposferă. Înălțimea straturilor troposferei variază de la 8-10 km prezintă la latitudinile polare la 16 la 18 km în zona ecuatorială. Limita superioară a biosferei considera zona de 15 km, peste care stratul de ozon stratosferic este situat în regiunea de 15-25 km. Ozonul absoarbe ecran în detrimentul organismelor vii radiații ultraviolete unde scurte de la soare.

Lithosphere (lithos greacă -. Stone) - exterior coajă tare (miez) a planetei. În ea există trei straturi: - sus un strat de sedimente, mediu - granit și inferior - bazalt. Grosimea straturilor de bază non-uniform, astfel încât în ​​unele locuri de granit vine la suprafață. materia vie în litosfera este concentrată în principal în câteva zeci de metri superioare. Cu toate acestea, formele inactive de viata (sporilor, chisturi), ulei și bacterii cont și la adâncimi de 3-4 km. Propagarea viață în regiune mai adâncă a temperaturilor ridicate lithosphere sub suprafață limitată (peste 100 ° C). Majoritatea aceeași densitate de trai litosfera materiei observate în crusta stratului de suprafață - solul.

Hidrosfera este o colecție de apele oceanului, mări, lacuri, râuri, ape subterane, calotelor planeta. Se formează învelișul său apos discontinuu. Adâncimea medie a oceanului este de 3,8 km, maxim (Groapa Marianelor din Oceanul Pacific) - 11,034 km. Aproximativ 97% din masa hidrosfera este sare ocean de apă, 2,2% - apă cu gheață, restul vine din subteran, lac și râu de apă dulce. DOMENIUL biosferă hidrosfera este reprezentată în întreaga sa grosime, dar cea mai mare densitate a materiei vii cade pe suprafața încălzită de razele soarelui și straturile iluminate, precum și zonele de coastă.

O măsură cantitativă a materiei vii este biomasă și de producție. Biomasa - exprimată în greutate din cantitatea de materie vie pe unitate de suprafață sau de volum a habitatului (g / m kg / ha g / m 3, etc ....). produse -

creștere de biomasă pe unitate de suprafață pe unitatea de timp (de exemplu, g / m2 pe zi).

Distribuția biomasei materiei vie în continental (pământul) și părțile oceanice ale biosferă este prezentată în tabelul. 15.1.

Deși hidrosfera este de aproximativ 71% din suprafața planetei, cea mai mare parte a materiei vii concentrate pe continente biosferă (peste 99,8%); pe okeanosferu reprezintă doar 0,13%.

Pe continentele, dominat plante (99,2%), în oceane - animalele și microorganisme (93,7%). materia vie este concentrată în principal în plante verzi sushi, biomasa care este de patru ordine de mărime mai mare decât organismele fotosintetice hidrosfera. Organismele care nu sunt capabile de fotosinteză, este de 1%.

Cu toate acestea, numărul de produse fabricate și oxigen evoluat terestre și plante acvatice sopostavimy.Tak să fie aproximativ jumătate din cantitatea de oxigen format în timpul fotosintezei plantelor terestre (în principal, pădurile tropicale), a doua jumătate - hidrosferă alge microscopice (fitoplancton), cu toate că biomasa iar cei și altele nu pot fi comparate. Acest fenomen se explică prin rata mult mai mare de producere a producției fitoplanctonice în comparație cu cea a plantelor mari (copaci, arbuști) sushi.

Pe biosfera continentală materia vie este foarte inegal distribuite din cauza zonarea latitudinii și a altitudinal.

zonarea latitudinal se determină că alta decât energia solară, dioxid de carbon și minerale, pentru dezvoltarea plantei, ca rezultat al substanței organice primare de apa fotosinteză necesar (umiditate) și căldură. In diferite zone ale planetei raportul între cantitățile de căldură primită și de umiditate variază, ceea ce a determinat selectarea 20 a principalelor tipuri de peisaje naturale (tundra, taiga, păduri mixte, pădurile tropicale și așa mai departe. D.).

zonare altitudinii din cauza înălțimii habitatului deasupra nivelului mării. Odată cu creșterea înălțimii are loc scăderea temperaturii exterioare, presiunea parțială a oxigenului, dioxid de carbon și vapori de apă. Prin urmare, creșterea înălțimii deasupra nivelului mării materialului biomasă viu este redusă, iar peste 6 mii. M plantele nu pot trai.

Cele mai mari valori ale ecosistemelor de biomasă terenurilor de materie vie sunt pădurea tropicală, cel mai mic - deșert și tundra. In parte oceanic biosferă saturate zona cea mai vie chestiune coral reefs upwelling (upwelling) și superficială (raft). În ocean, biomasa materiei vii este scăzută din cauza lipsei de nutrienți minerali.

Funcțiile materiei vii. Funcții globale biogeochimice ale materiei vii sunt energie, gaze, concentrare, redox și biochimice.

Funcția de energie este de a asimila materie vie, de preferință, energia solară și transferul acesteia prin intermediul lanțului alimentar. În această caracteristică se bazează activitatea fotosintetică de plante verzi, care constituie 98% din producția primară a planetei, care este de 150 până la 200 de miliarde de euro. T materie organică uscată pe an.

Funcția de gaz este realizată de plante verzi, care eliberează oxigen în timpul fotosintezei, plante și animale care eliberează dioxid de carbon în timpul respirației, precum și multe bacterii reducătoare de azot, hidrogen sulfurat și altele. Datorită funcției compoziției gazului a atmosferei formate moderne, în mod semnificativ diferită de cea pre- perioada Biosferei.

Funcția Redox este exprimată în reacțiile chimice ale substanțelor în organism. În sol, apă și aer se formează săruri, oxizi, substanțe noi, ca urmare a reacțiilor redox. Cu microorganismele asociate cu formarea de fier și minereu de mangan, calcar și m. P.

Funcția biochimic este efectuată în procesul de metabolism in organisme (alimente, respirație, alocare) și distrugerea organismelor moarte și a produselor lor metabolice vii în substanțe anorganice simple. Toate acestea conduc la un ciclu de elemente chimice în natură, migrația lor biogenice.