Автор термина биосфера


Понятие биосферы

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э. Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".


Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б. Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:

— автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;

—       гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;

—       миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).


Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

 ·  Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев:

—       тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем состредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;

—       стратосфера;

—       ноносфера – там “живое вещество” отсутствует. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

 ·  Гидросфера – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C.   Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.


 ·  Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.


Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).




v Живое вещество – совокупность всех живых организмов
v Косное вещество–совокупность всех неживых тел, образующихся в процессах без участия живого
v Биогенное вещество – совокупность неживых тел, образованных в результате жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, известняки, углеводороды, углеводы и т.п.)
v Биокосное вещество – совокупность биокосных тел, представляющих собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (вода, почва, нефть)
v Радиоактивное вещество – атомы радиоактивных элементов (радиоактивные изотопы)
v Рассеянные атомы– атомы, относящиеся к диффузной материи (создаются из земных веществ под действием космических излучений)
v Вещество космического происхождения – (метеориты, космическая пыль)

Классификация вещества биосферы, предложенная Вернадским, с логической точки зрения не является безупречной, так как выделенные категории вещества частично перекрывают друг друга, а «биокосное вещество» – это фактически динамическая система, состоящая из двух веществ – живого и косного, что подчеркивал и сам Вернадский.

Существуют в связи с этим видоизмененные классификации веществ биосферы. Так, например, А. В.

Понятие биосферы


Лано в 1979 г. ввёл всего два типа веществ: живое и неживое, внутри данных типов веществ выделил две градации по исходному материалу: биогенное и абиогенное.

Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. Выделяют следующие основные геохимические функции живого вещества, которые сгруппированы в схеме 66.

Дата публикования: 2014-11-18; Прочитано: 202 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…Автор термина биосфера

Биосфера (состав, структура, части)

Автор термина биосфера

Определение и терминология бисферы

Биосфера (от греческого слова — Bios — жизнь и sphaira — шар) — сфера распространения жизни, живая оболочка Земли, в которую входят верхняя часть литосферы (суша, почва, подгрунтные горные породы), практически вся гидросфера и нижняя часть атмосферы (тропосфера). Биосфера является крупнейшей экологической системой нашей планеты, элементами которой являются системы низших уровней (природные комплексы, биогеоценозы, популяция, группировки, живые существа и т.д.). Термин биосфера является одним из главных понятий экологии.

Термин биосфера


Впервые термин биосфера употреблен геологом Е.Ф. Зюссом.

Состав биосферы

Основателем современного учения о биосферы является В.И. Вернадский. В состав биосферы, по Вернадскому, входят все живые существа (живое вещество) и компоненты неживой природы (косное вещество) — среда их существования.

Все компоненты биосферы находятся между собой в непрерывном взаимодействии. Влияние абиотических экологических факторов определяет условия жизни живых организмов. В свою очередь, живое вещество постепенно изменяет свойства неживой природы.

Так, развитие жизни (на первых этапах лишь в океанических водах, которые защищали живые существа от губительного действия коротковолнового — менее 280 нм — УФ-излучения Солнца) привел к кардинальным изменениям состава веществ, растворенных в водах Мирового океана, а впоследствии — и атмосферы (уменьшение содержания аммиака, сероводорода, метана, углекислого газа, увеличение кислорода, азота, водяного пара). Вследствие этого образовался защитный озоновый слой, который, поглощая большую долю энергии коротковолнового УФ-излучения, позволил живым организмом заселить сушу и, таким образом, расширить границы биосферы.

Части биосферы

Через биосферные процессы изменяется состав литосферы — часть ее вещества привлекается к структуре бисферы (например при почвообразовании), зато в литосфере из остатков живых организмов образовались некоторые горные породы (например, известняк) и залежи горючих ископаемых (торф, уголь, нефть, природный газ).

Структура биосферы


В структурном смысле биосфера является открытой системой, которая непрерывно обменивается энергией с космическим пространством и земными недрами. Главным источником энергии для биосферного процессов является солнечное излучение. Определенное значение имеет тепловая энергия, поступающая из земных недр. Вследствие этого возникают энергетические потоки и круговорот вещества не только в отдельных частях бисферы, но и в земных недрах и ближайшем космосе.

Круговорот веществ осуществляется по двум взаимосвязанным механизмами:

  • в результате относительно быстрых биологических процессов (ассимиляции из окружающей среды, передачи по пищевым цепям, дисимиляция в окружающую среду)
  • относительно медленные геохимические процессы, вызванные внутренними (теплота земных недр, горообразование, тектоническая, сейсмическая, вулканическая деятельность) и внешними (выветривание, выщелачивание) силами Земли

Значительная часть энергии солнечного излучения возвращается из биосферы в ближайший космос главным образом в виде ИК теплового излучения. Возникновение и развитие человеческой цивилизации существенно изменило характер биосферных процессов. Появился принципиально новый механизм этих процессов — социальный, который отличается наличием волевого организирующего начала, то есть дает возможность осуществлять процессы, которые произвольно в природе не происходят:

  • добыча полезных ископаемых
  • их переработка
  • использование других природных ресурсов
  • удаления отходов

Среди последних есть вещества, которые, попадая в биосферу, не участвуют в процессах обмена веществ или существенно нарушают их (ксенобиотики). Поэтому состав бисферы под влиянием человеческой деятельности постепенно меняется. Изменения эти оказываются в нарушении естественных биогеоценозов и образовании новых, антропогенных, характеризуемых обедненной видовой структурой и низкой устойчивостью. Образуется техносфера – часть биосферы, измененная человеческой деятельностью. Она подвержена деградации из-за несбалансированности процессов, которые происходят в ней.

^Наверх

Полезно знать

Пособие к разделам «Биосфера»

Основные черты структурно – функциональной организации биосферы.

Вопрос — Назовите важнейшие черты учения о биосфере?

Ответ – В настоящее время учение о биосфере приобрело не только большое научное, но и практическое значение. Вместе с тем многие положения В.И. Вернадского до сих пор продолжают оставаться сложными для интерпретации. В.И. Вернадский не только наполнил концепцию биосферы биогеохимическим смыслом, но и разработал основы ее структурно- функциональной организации. За прошедшие годы система взглядов на учение о биосфере претерпела концептуальную и структурную перестройку, включая периоды интегрирования и дифференцирования.


ение о биосфере послужило становлению биогеохимии в основе, которой по определению В.В. Ковальского(1985), лежит системная организованность биосферы. Одной из важнейших тенденций в изучении биосферы является исключительно повышенный интерес к составу и роли живых организмов в процессах аккумуляции, трансформации и перераспределения космической энергии. Наиболее актуальным в развитии концепции биосферы продолжает оставаться ее исследование как единой системы на планетарном уровне, а в будущем и определение ее роли и места в вещественном и энергетическом поле космического пространства. Несомненно, что проблема биосферы примыкает вообще к вопросам изучения земных оболочек. К настоящему времени кроме биосферы Существует много других терминов, обозначающих земную оболочку, населенную живыми организмами: фитогеосфера (Е.М.

Вопрос 1. Кто впервые ввел в научную литературу термин биосфера.

Лавренко), эпигенеза (Р.И. Аболин), экосфера (Cole), биогеосфера (И.М. Забелин), витасфера (А.Н. Тюрюканов и В.Д. Александрова); В.А. Ковда ввел понятие гумусферы.

Вопрос – Дайте определение биосферы.

Ответ — Фундаментальная концепция биосферы заключается, прежде всего, в том, что априори признается ее самостоятельность в системе земных оболочек, включая специфические законы ее формирования, при которых ведущее значение принадлежит живым организмам. Если Зюсс, профессор Венского университета, еще в1875 году понимал под биосферой область, пронизанную жизнью и, по словам В.И.Вернадского закончил медленно проникавшее в сознание людей представление о всюдности жизни, то уже Н.М. Сибирцев, почти за четверть века (до 1900 года), еще до основных работ В.И. Вернадского, определил биосферу как особую оболочку. Так, при определении выветривания он писал, что "оно совершается под влиянием внешних, периферических, сил и притом в обстановке, соответствующей сочетанию и напряженности этих сил у границы литосферы с атмосферой и биосферой" (Сибирцев, 1951, с.90). С.Н. Кравков (1937, с.17) отмечал, что "процессы превращения той или иной горной породы в почву подразумевают непременное участие в этой работе элементов биосферы", относя к ним не только живые организмы, но и продукты их разложения и минерализации. В рамках концепции биосферы это означает, что речь идет о биогенных и биокосных образованиях. Однако только работами В.И.Вернадского было заложено научное представление о структурно-функциональной организации биосферы, включая ее компонентный состав и специфику функционирования. В.И Вернадский сложился как исследователь под влиянием глубоких идей В.В.Докучаева. По его словам влияние В.В. Докучаева определила весь ход его мыслей и ход работы биогеохимической лаборатории. Кроме того, В.И.Верндаский подчеркивал влияние Бюффона, что вероятно, объясняется эволюционными идеями последнего. В центре пристального внимания В.И.Вернадского при изложении концепции биосферы всегда лежит учение о живом веществе. В.И.Вернадский обращал внимание на то, что при изучении биосферы важным представляется значение трех групп произведений – натуралистов мыслителей, летописцев, а также мастеров художественной литературы. В последнем случае он имел ввиду произведения, в которых дается описание тех или иных природных ландшафтов.

Многие исследователи вслед за В.И. Вернадским давали определение биосферы. Одно из удачных определений принадлежит В.А. Ковде (1972): биосфера – это сложная многокомпонентная общепланетарная термодинамически открытая саморегулирующаяся система живого вещества и неживой материи, аккумулирующая и перераспределяющая огромные ресурсы энергии и определяющая состав и динамику земной коры, атмосферы и гидросферы. В его определении важным является несколько аспектов. Основной аспект в определении – это системный подход и саморегулируемость биосферы, что определяет ее устойчивость. В зарубежных работах биосфера часто понимается в более упрощенном виде, например, только как область («Биосфера», 1972), на которую падает лучистая энергия и которая богата водой.

Вопрос: Назовите компоненты биосферы?

Ответ:В рамках концепции В.И.Вернадского в биосфере представлено три группы компонентов, генетически взаимно связанных между собой. Первая и важнейшая групп – это живое вещество – совокупность живых организмов. Вторая группа – это биогенное вещество (продукты, созданные живым веществом, например: угли, сапропели, гумус). Третья важнейшая группа включает в себя биокосные образования — продукты, образовавшиеся в результате взаимодействия живых организмов и неживой материи – почвы, или, осадочные породы, некоторые газы).

Читайте также:

Вопрос: Назовите важнейшие особенности развития биосферы в голоцене
Вопрос: Назовите важнейшие черты химического состава биосферы.
Вопрос: Назовите важнейшие черты эволюции биосферы.
Вопрос: Назовите свойства биосферы.
Здания, назовите имена архитекторов.
Какие факторы обусловили респираторные, гемодинамические и психоневрологические расстройства? Назовите их и охарактеризуйте механизмы их действия.
Какую роль играют коммуникации в информационных системах, назовите виды коммуникаций.
Компоненты аудиторского риска.
Компоненты классической психоаналитической техники

Читайте также:

Понятие биосферы. Общие представления о биосфере.

12345Следующая ⇒

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра образовательных дисциплин

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Экология»

Выполнил: ст-т группы ЭСз-10 Смалюк Анна Николаевна

Иркутск 2012г.

1. Понятие о биосфере. Общие представления о биосфере.

2. Закон толерантности.

3. Биологическое загрязнение окружающей среды.

4. Антропогенное воздействие на биосферу.

5. Список используемой литературы

6. Задача 1.

7. Задача 2.

8. Задача 3.

9. 3адача 4

Понятие биосферы. Общие представления о биосфере.

Биосфера, согласно учению академика В.И. Вернадского, представляет собой наружную оболочку Земли, включающую все живое вещество и область его распространения (среду обитания). Верхняя граница биосферы — защитный озоновый слой в атмосфере на высоте 20—25 км, выше которого жизнь невозможна ввиду воздействия ультрафиолетового излучения. Нижней границей биосферы являются: литосфера до глубины 3—5 км и гидросфера до глубины 11—12 км (рис. 1).

Автор термина биосфера
Рис 1. Строение биосферы (по В.И. Вернадскому)

Компоненты биосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера — выполняют важнейшие функции по обеспечению жизни на Земле.

Биосфера возникла около 4,5 млрд лет назад и прошла несколько этапов эволюционного развития: от первоначального круговорота органического вещества к биологическому круговороту — непрерывному обмену веществом и энергией между живыми организмами и окружающей средой в течение всей жизни организмов и после их смерти.

Важнейшими компонентами биосферы являются:

• живое вещество (растения, животные, микроорганизмы);

• биогенное вещество органического происхождения (уголь, торф, почвенный гумус, нефть, мел, известняк и др.);

• косное вещество (горные породы неорганического происхождения);

• биокосное вещество (продукты распада и переработки горных пород живыми организмами).

Важным во взаимоотношениях организмов является пищевой трофический фактор (от греч. trophe— пища). Первичное органическое вещество создают зеленые растения {продуценты — производители), используя солнечную энергию. Они потребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород.

Потребителей (консументов) можно разделит на два порядка:

I — организмы, питающиеся растительной пищей;

II — организмы, питающиеся животной пищей.

Редуценты (восстановители) — организмы, питающиеся разлагающимися организмами, бактерии и грибы. Здесь особенно велика роль микроорганизмов, до конца разрушающих органические остатки и превращающих их в конечные продукты (минеральные соли, углекислый газ, воду, простейшие органические вещества), поступающие в почву и вновь потребляемые растениями.

Способность живых организмов адаптироваться к факторам среды характеризуется экологической валентностью, или пластичностью.

Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, состоящей из множества меняющихся во времени и пространстве явлений, условий, элементов, называемых экологическими факторами среды. Это любые условия окружающей среды, оказывающие длительное или кратковременное влияние на живые организмы, реагирующие на эти влияния приспособительными реакциями. Они делятся на абиотические (факторы неживой природы) и биотические (факторы живой природы). Принятый сегодня вариант классификации экологических факторов среды представлен в табл. 1.

Таблица 1.
Классификация экологических факторов среды

Абиотические Биотические
Климатические: свет, температура, влага, движение воздуха, давление Фитогенные: растительные организмы
Эдафогенные («эдафос» — почва): механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность Зоогенные: животные
Орографические: рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона Микробиогенные: вирусы, простейшие, бактерии, риккетсии
Химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов Антропогенные: деятельность человека (в том числе строительная)

Биотические экологические факторы определяют взаимоотношения организмов. Указанные факторы в этом случае называют трофическими, т.е. пищевыми.

Экологические факторы под действием вновь полученных химических веществ, которых нет в природе, и техногенных компонентов, созданных человеком, сильно изменены.

Studepedia.org — это Лекции, Методички, и много других полезных для учебы материалов

Появляются вещества-загрязнители, что приводит к нарушению сапрофитного (поддерживающего равновесие в экосистеме) взаимодействия в природной среде. Это часто сопровождается гибелью животных, растений, приводит к нарушению функций, гибели всего живого и опустыниванию земли. Преобладающими видами в микробиоте становятся патогенные микроорганизмы, которые можно отнести к биологическим загрязнителям. Негативно изменяется состав атмосферы, повышается агрессивность подземных и грунтовых вод. На планете наблюдаются потепление, нарушение озонового слоя, учащаются кислотные дожди.

Все перечисленные факторы оказывают влияние не только на живые организмы (в том числе и человека), но и на памятники, и неучет даже одного из них может сказаться на качестве реставрации и даже привести к гибели памятника.
2. Закон толерантности.

Закон толерантности (от лат. толерантиа — терпение) Шелфорда — принцип экологии, согласно которому лимитирующим фактором, определяющим процветание организма, может быть как минимум, так и максимум экологического влияния; диапазон между крайними значениями и определяет степень выносливости, толерантности организма к данному фактору. Этот закон в 1913 году сформулировал американский эколог Виктор Эрнест Шелфорд (1877—1968). Логика закона очевидна: любой организм, в том числе и человек, одинаково некомфортно чувствует себя, например, при крайне низких или крайне высоких температурных границах.

Для успешного применения этого закона следует учитывать ряд вспомогательных принципов.

Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого фактора.

Организмы с широкими пределами толерантности практически ко всем факторам обычно наиболее широко распространены и образуют экотипы, отличающиеся по положению зоны оптимума в пределах толерантности.

Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам. Например, при лимитирующем содержании азота в почве снижается засухоустойчивость у злаков.

В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному диапазону того или иного фактора. Пользоваться оптимальными условиями среды организмам часто мешают межпопуляционные и внутрипопуляционные взаимоотношения, т.е. межвидовые и внутривидовые биотические факторы. Например, при большом количестве сорняков культурные растения не могут в полной мере использовать солнечную энергию, воду и элементы питания, аналогично как и при слишком густом посеве культурных растений.

Начальные этапы развития организмов обычно являются критическими, т.к. многие факторы среды в этот период часто становятся лимитирующими в силу того, что пределы толерантности для развивающихся особей обычно уже, чем для взрослых организмов. Например, взрослое растение кипариса может расти на сухом нагорье и «по колено в воде», тогда как прорастание семян и развитие проростков возможно только в умеренно увлажненной почве.

Ценность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций в природе. Основное внимание следует уделять тем факторам, которые функционально важны для организма на каких-то этапах его жизненного цикла. Тогда удастся довольно точно предсказать результат изменений среды. Для этого нужно:

1) Путем наблюдений, анализа, эксперимента обнаружить функционально важные для организма факторы.

2) Определить, как эти факторы влияют на особей, популяции, сообщества.

Чтобы определить, сможет ли вид существовать в данном регионе, нужно выяснить, не выходят ли какие-либо лимитирующие факторы среды за пределы его экологической валентности, особенно в период размножения и развития.

Выявление лимитирующих факторов очень важно в практике сельского хозяйства, т.к., направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность растений или продуктивность животных. Таким образом, знание законов о лимитирующих факторах является ключом к управлению жизнедеятельностью организмов в природе и хозяйстве.

Из закона толерантности следует, что факторы среды благоприятны при оптимальном для данного вида организмов уровне влияния, которое обычно близко к среднему действию фактора (рисунок 2). В этом случае организм как бы не замечает действия этого фактора. Причём, чем шире пределы действия фактора, при котором организм сохраняет жизнеспособность, тем выше его толерантность к действию этого фактора. Поэтому организмы, имеющие широкий диапазон толерантности ко многим экологическим факторам, обычно являются самыми распространёнными.

Автор термина биосфера

Рисунок 2 — Графическое представление закона толерантности Шелфорда.

12345Следующая ⇒

Дата добавления: 2017-03-11; просмотров: 392 | Нарушение авторских прав

Поиск на сайте:

б) потенциальная эффективность Флейшмана;

в) иерархическая упорядоченность, характерная для систем управления;

г) отображение наиболее значимых элементов и их свойств;

д) выделение всех связей между элементами и целями системы в виде детерминированных или аналитических зависимостей.

34. Неаддитивность системы – это…

а) принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее компонентов;

б) активное подавление вредных качеств;

в) наличие системообразующих, системосохраняющих факторов;

г) процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы

д) сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования.

Закончите предложение

35. Закономерность самоорганизации проявляется в …..

а) способности системы противостоять энтропийным тенденциям, адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру;

б) стремлении системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) наличии управляющей системы большего информационного потенциала, чем у объекта управления;

г) наличии меньшего разнообразия системы управления по сравнению с разнообразием объекта управления;

д) наличии существенных связей между элементами и (или) их свойствами, превосходящих по мощности (силе) связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему.

36. Закон «необходимого разнообразия» У.Р. Эшби:

а) «Разнообразие управляющей системы (системы управления) должно быть больше разнообразия управляемого объекта»;

б) «Информационный потенциал системы управления должен быть меньше информационного потенциала объекта управления»;

в) «Способность системы независимо от начальных условий и времени достигать некоторого предельного состояния, зависящего от уровня развития системы»;

г) «Мощность внутренних связей элементов системы должна быть выше мощности связей между элементами системы и элементами среды»;

д) «Целое, созданное из частей и элементов целенаправленной деятельности должно обладать новыми свойствами, отсутствующими у элементов и частей, его образующих».

Выберите правильный вариант ответа

Эквифинальность характеризует…

а) наличие всевозможных связей между системами;

б) предельные возможности системы;

в) пространственную связность элементов систем;

г) образы проявления реальных систем;

д) иерархическую упорядоченность.

38. Коммуникативность – это….

а) совокупность элементов реальной системы;

б) временная согласованность, пространственная связность и эквифинальность системы;

в) наличие связей между системой и ее окружением;

г) наличие целевой функции;

д) причина, движущая сила какого-либо процесса или явления, определяющая его характер или одну из основных черт.

39. Интегративность характеризуется….

а) физической аддитивностью;

б) увеличением самостоятельности элементов системы;

в) тем, что свойство всей системы не является простой суммой свойств составляющих ее элементов;

г) тем, что свойства системы (целого) зависят от свойств составляющих ее элементов;

д) утратой элементами некоторых свойств, присущих им вне системы.

40. Прогрессирующая систематизация – это….

а) стремление системы к состоянию с независимыми элементами;

б) стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) факторный анализ;

г) единство взаимосвязанных и взаимовлияющих элементов, расположенных в определенной закономерности в пространстве и во времени;

д) способность системы к сохранению своего равновесия.

41. Прогрессирующая факторизация – это…..

а) стремление системы к состоянию с независимыми элементами;

б) стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) наличие системоформирующих факторов;

г) факторный анализ;

д) актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой.

42. Целесообразность общества проявляется в….

а) наличии системы законов;

б) отсутствии идеологии;

в) существовании конституционных принципов построения государства;

г) наличии парламентаризма;

д) отсутствии централизма в управлении.

43. Подсистема ценностей включает в себя:

а) ценности; цели; ценностные принципы; законы эквивалентности;

б) элементы; связи; структуры; законы интерпретации;

в) структуры; процессы; ценности; цели;

г) информацию; цели; ценности; законы трансформации;

д) ценности; цели; сфероценоз; законы движения.

44. Подсистема процессов включает в себя:

а) факторы; процессы; знания; структуры;

б) процессы; факторы; законы изменения (движения); состояния;

в) процессы; знания; состояния; законы интерпретации;

г) факторы; знания; информацию; сфероценоз;

д) факторы, процессы, структуры, законы интерпретации.

Что такое биосфера

Подсистема информации (знаний) состоит из следующих компонентов:

а) информации; законов интерпретации; памяти; языка;

б) информации; законов информации; информационного анализа; языка;

в) процессов; информации; структур; ценностей;

г) структур; языка; процессов; информации;

д) знаний; информации; интеллекта; памяти.

46. Структура …

а) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство;

б) это способность системы переходить из одного состояния в другое;

в) это способность системы независимо от начальных условий и времени достигать некоторого предельного состояния, определяющегося внутренними параметрами системы;

г) это множество элементов;

д) способность системы возвращаться в некоторое равновесное состояние после окончания действия внешних сил или внутренних возмущений.

47. Вход системы….

а) состоит из элементов, классифицируемых по их роли в процессах, протекающих в системе;

б) обеспечивает размещение и перемещение компонентов системы;

в) внешняя (окружающая) среда, под которой понимается совокупность факторов и явлений, воздействующих на процессы системы и не поддающихся прямому управлению со стороны ее руководителей;

г) обменивается материально-информационными ресурсами или энергией с окружающей средой регулярным и понятным образом;

д) действует с относительно небольшим обменом энергией или материалами с окружающей средой.

48. Связь преобразования – это…

а) связь, реализуемая через определенный объект, обеспечивающий это изменение системы;

б) необходимая связь между экономическими явлениями и объектами, при которой ясно, где причина и где следствие;

в) сложная обратная связь, при которой развитие науки двигает производство, а последнее создает основу для расширения научных исследований;

г) обеспечивает реальную жизнедеятельность объекта или его работу;

д) предназначена для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций – от одного элемента к другому в направлении основного процесса.

49. Детерминированная (жесткая) связь – это…

а) неявная, косвенная зависимость между элементами системы

б) четко обусловленная формула взаимодействия элементов;

в) управляемая система, рассматриваемая как совокупность взаимосвязанных управляемых подсистем, объединенных общей целью функционирования;

г) обеспечивает размещение и перемещение компонентов системы;

д) однонаправленность (или целенаправленность) действий компонентов усиливает эффективность функционирования системы.

50. Мультипликативность – это…

а) качества элементов, дающие возможность количественного описания системы, выражения ее в определенных величинах;

б) свойство, которое обеспечивает соответствие между выходом системы и требованием к нему, как к входу в последующую систему;

в) операции, процессы или каналы, через которые проходят элементы входа;

г) свойство, при котором и позитивные, и негативные эффекты функционирования компонентов в системе обладают свойством умножения, а не сложения;

д) упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними.

Источник: magictemple.ru

Биосфера

Вернадский и биосфера. Впервые термин «биосфера» встречается в работах величайшего французского натуралиста и мыслителя Жана Батиста Ламарка (1744 – 1829), изучавшего ботанику, зоологию и геологию. В его научных трудах термин «биосфера» обозначал область жизни и влияния живых организмов на процессы, происходящие на Земле. Однако дифференциация наук о природе, происходившая быстрыми темпами в ХVIII в., привела к тому, что на долгие годы было забыто об исследованиях важных для наук о природе процессов взаимодействия сообществ живых организмов и косных (неживых) оболочек Земли. И только в 1875 г. австрийский геолог и палеонтолог Эдуард Зюсс (1831 – 1914) обратил внимание на место живого в строении и развитии земной коры и вновь после Ламарка ввел в науку термин «биосфера», рассуждая об оболочке Земли в своей книге о происхождении Альп. Затем снова на несколько десятилетий этот термин был предан забвению.

Новую (уже третью) жизнь термину «биосфера» дал выдающийся русский (советский) ученый – геолог В.И. Вернадский(1863 – 1945), создавший в 20-х годах ХХ века современное учение о биосфере. Возможно поэтому введение термина «биосфера» в научный обиход часто приписывается именно Вернадскому.

Изучая историю минералов и миграцию химических элементов в земной коре, В.И. Вернадский выявляет огромную роль живого вещества в геохимических процессах на нашей планете. Для изучения роли живого вещества в эволюции биосферы ему потребовались знания биологии, геологии, химии, на основе которых сформировалась новая наука – биогеохимия. Об исключительной роли живого вещества в биосфере В.И. Вернадский пишет в «Очерках геохимии», опубликованных в 1924 г. в Париже и в 1927 г. в Ленинграде. В 1926 г. выходит его книга «Биосфера», в которой представление биосферы как «тонкой пленки жизни», «живой оболочки» Земли оказалось очень своевременным, хотя и несколько опередившим время. учению В.И. Вернадский о биосфере сначала не было оказано должного внимания. Однако изучение последствий радиоактивного и химического загрязнения атмосферы, гидросферы и почв после второй мировой войны заставило ученых и политиков обратиться к учению Вернадского о биосфере, которое получило широкое распространение в западных странах, а затем и во всем мире.

В последние годы жизни Владимир Иванович Вернадский писал в дневнике: «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. Перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».



Понятие ноосферы (от греч. ноос – разум) также имеет свою историю. Считается, что оно было введено в ХIХ в. французским ученым Ле Руа и развито далее Тейяр де Шарденом (1881 – 1955). Они понимали под этим термином особую оболочку Земли, рассматриваемую в качестве некоего «мыслящего слоя» над биосферой, в который включается индустриальное общество с атрибутами цивилизации (языком, религией и пр.). Однако Вернадский рассматривал ноосферу как новое геологическое явление на Земле и человек в ней впервые становится мощной геологической силой. Как и все живое на Земле, он может мыслить и действовать только в области распространения жизни, т.е. в биосфере, с которой он неразрывно связан и из которой уйти не может. Вернадский считал, что на данном этапе эволюции биосферы человек будет вынужден не только исправить возникшие в результате его деятельности нарушения в состоянии природы, но и предотвращать подобные нарушения в будущем.

В настоящее время весьма ощутимые последствия научно-технического прогресса, поставившие под угрозу существование человечества на Земле, привели к необходимости предвидения последствий человеческой деятельности во всех странах с целью сохранения биосферы, т.е. жизни на Земле. Поэтому охрана биосферы должна быть заботой всего человечества, живущего на Земле, и как руководителей государств, так и отдельных людей. Для этого каждому надо знать строение биосферы, взаимосвязи происходящих в ней процессов и влияние деятельности человеческого общества на возникающие в биосфере изменения. Выдающийся ученый и мыслитель В.И. Вернадский был уверен, что знание процессов, происходящих в биосфере, и разумная организация жизни и всей деятельности человечества приведут к созданию ноосферы на нашей планете. Однако необходимо отметить, что, кроме представлений о неизбежности перехода биосферы в ноосферу, изложенных в учении В.И. Вернадского о биосфере, в научном мире существуют и другие взгляды на перспективы развития биосферы.

Общая характеристика биосферы. Биосфера (по В.И. Вернадскому) – оболочка Земли, включающая как область распространения живого вещества, так и само это вещество. Здесь под живым веществом понимается совокупность всех организмов, населяющих Землю. Понятие биосферы несколько условно, так как кроме естественных мест существования органической жизни, создаются и искусственные (космические корабли, подводные лодки) «островки жизни». Органическая жизнь сосредоточена в трех косных (неживых) географических оболочках – геосферах Земли (литосфера, гидросфера и атмосфера). К биосфере относится и человеческое сообщество с его производством.

Еще со времени Ламарка было известно, что процессы, происходящие в геосферах Земли, оказывают значительное воздействие на структуру и свойства живого вещества биосферы. Но и само живое вещество, как показал В.И. Вернадский, производит существенное преобразование геосфер. Причем с появлением человечества на Земле это преобразующее воздействие многократно возросло и по некоторым оценкам в настоящее время достигло критического уровня.

Общая совокупность живых организмов, выраженная в массе на единицу площади (суши, акватории, дна водоема) или объема (воды, почвы, осадков), принято называть биомассой. Следовательно, понятие «живое вещество» биосферы эквивалентно биомассе всей Земли. По современным оценкам сухая масса живого вещества биосферы, составляющая всего 2–3 трлн. т, в тысячу раз меньше массы тропосферы, в десять миллионов раз – массы земной коры и в миллиард раз – массы Земли. Именно ее «ничтожные» размеры длительное время мешали геологам понять исключительную роль жизни на Земле в геологических процессах, на что и обратил внимание В.И. Вернадский.

Распределение массы живого вещества (биомассы) в биосфере крайне неравномерно. На океан приходится лишь 3% суммарной биомассы Земли. Однако вследствие значительно более высокой интенсивности жизненных процессов в океане по сравнению с сушей океан ежегодно производит живое вещество, масса которого составляет более четверти от суммарной продукции биосферы Земли, оцениваемой величиной 230 млрд. т. Несмотря на удивительно малую величину ежегодно производимой на Земле биомассы, накопленное за миллионы лет в осадочных толщах земной коры захороненное органическое вещество и привело к образованию таких полезных ископаемых, как каменные угли, нефть, газ, фосфориты и др.

Фотосинтез и круговорот веществ – основные факторы существования биосферы. Фотосинтез является единственным на Земле процессом, в котором зелеными растениями из бедных энергией неорганических веществ (углекислого газа, воды, минеральных солей) с помощью солнечной энергии в огромных масштабах образуются сложные, богатые энергией органические соединения. Эти соединения, способные к разнообразным химическим превращениям, – основа жизни всех других организмов биосферы. Все виды живых существ, обитающие на Земле, используют в конечном счете одну и ту же форму энергии химических связей. Любое проявление жизни на нашей планете связано с образованием и потреблением этой биохимической энергии.

Источник энергии для фотосинтеза (солнечная радиация) и главный инструмент фотосинтеза (живой организм) преобразуют углекислый газ, воду и минеральные соли в биохимическую энергию. Фотосинтезирующие организмы, использующие солнечную энергию для образования органических веществ из неорганических соединений и углекислого газа и называемые автотрофами (самопитающиеся), преобразуют энергию солнечного света в биохимическую энергию, запасая ее в виде энергии химических связей в сложных органических молекулах. Другие организмы биосферы (большинство бактерий, грибы, животные), нуждающиеся для своего роста и развития в готовых органических соединениях, – гетеротрофы, т.е. питающиеся другими организмами.

Кроме фотосинтеза, другим важнейшим для существования жизни процессом в биосфере является круговорот веществ, осуществляемый благодаря наличию в биосфере автотрофов, создающих органические вещества из неорганических, и гетеротрофов, которые используют эти органические вещества и снова превращают их в неорганические соединения, пополняя запас последних в биосфере. Следовательно, фотосинтез и круговорот веществ – это два основных фактора существования биосферы Земли.

 

Основные этапы развития биосферы. Можно условно выделить следующие последовательные этапы эволюции биосферы: синтез простых органических соединений, биогенез, антропогенез, техногенез и ноогенез.

1) Синтез простых органических соединений (химическая эволюция) в геосферах Земли совершался под действием ультрафиолетовой радиации: метана, аммиака, водорода, паров воды. Начало этапа – 3,5–4,5 млрд. лет.

2) Биогенез – преобразование косного вещества геосферы земли в живое вещество биосферы (образование высокомолекулярных органических соединений из простых соединений под действием геофизических факторов). Начало этапа – 2,5–3,5 млрд. лет назад (появление живого вещества биосферы).

3) Антропогенез – появление человека и превращение его в социальное существо, формирование общественной организации человеческих сообществ в процессе производственной трудовой деятельности. Начало этапа – 1,5–3 млн. лет назад (появление человека).

4) Техногенез – преобразование природных комплексов биосферы в процессе производственной деятельности человека и формирование техногенных и природно–технических комплексов, т.е. техносферы как составной части биосферы. Начало этапа – 10–15 тыс. лет назад (появление городских поселений).

5) Ноогенез – процесс превращения биосферы в состояние разумно управляемой социально–природной системы (ноосферы). Ее можно характеризовать как состояние биосферы, при котором осуществляются: а) рациональное использование природы, т.е. рациональное природопользование; б) устойчивое развитие мирового человеческого сообщества.

Заметим, что важное воздействие на эволюцию биосферы оказал дрейф континентов, в результате которого эволюция разных групп организмов пошла различными путями. Согласно теории дрейфа континентов, выдвинутой Альфредом Вегенером в двадцатых годах ХХ века, современные континенты возникли из единого массива суши, получившего название Пангея и существовавшего на нашей планете еще в палеозое, как остров в Мировом океане. Примерно 200–250 млн. лет назад в конце палеозоя – начале мезозоя Пангея «раскололась» на два крупных массива суши, которые стали расходиться, дав возможность сформироваться новым океанам. Индия и континенты, находящиеся сейчас в Южном полушарии (Южная Америка, Африка, Антарктида, Австралия), составляли вместе единый материк Гондвана. Нынешняя Северная Америка, Европа и Азия образовали материк Лавразия.

В юрский период Гондвана и Лавразия отделились друг от друга. К тому времени эволюция динозавров достигла довольно высокой степени, хвойные леса существовали уже на протяжении миллионов лет, появились первые птицы и млекопитающие. Еще до того как началось разделение Гондваны на ныне существующие южные континенты и Индию, динозавры и хвойные леса заняли господствующее положение среди живых организмов. После разделения Гондваны эволюция видов на разных континентах пошла различными путями. Так, сумчатые млекопитающие достигли большого разнообразия в Австралии и Южной Америке, тогда как плацентарные млекопитающие заняли доминирующее положение на других континентах.

Приблизительно в это же время происходило разделение Лавразии, где уже существовали хищные, копытные грызуны, приматы и многие другие млекопитающие. Поэтому неудивительно, что североамериканские, азиатские и европейские виды млекопитающих связаны между собой более близким родством, чем с млекопитающими Австралии и Южной Америки. Нынешние континенты сформировались в основном в конце мезозоя, около 110 млн. лет назад, хотя Индия, перемещаясь к северу, соединилась с Азией только 20 – 30 млн. лет назад.

Источник: studopedia.su


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.