Фундаментальное учение о биосфере создал


КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ

В.Г. СМЕЛОВА,
учитель биологии МОСШ No 7, г. Ноябрьск

Фундаментальное учение о биосфере создал

Вариант 1

Задание А. Выпишите номера вопросов, против них запишите буквы правильных ответов.

1. Оболочка Земли, заселенная живыми организмами, называется:

а) гидросфера;
б) литосфера;
в) атмосфера;
г) биосфера.

2. Учение о биосфере было создано:

а) Ж.-Б. Ламарком;
б) В.И. Вернадским;
в) Э.Зюссом;
г) Э.Леруа.


3. Граница биосферы в атмосфере находится на высоте:

а) 77 км;
б) 12,5 км,
в) 10 км;
г) 2 км.

4. Пленка жизни на поверхности Мирового океана называется:

а) планктон;
б) нектон;
в) бентос;
г) нейстон.

5. В Мертвом море фактором, ограничивающим распространение жизни, является:

а) отсутствие воды в жидкой фазе;
б) концентрация соли свыше 270 г/л;
в) отсутствие элементов минерального питания;
г) все перечисленные условия.

6. Живое вещество – это:

а) совокупность всех растений биосферы;
б) совокупность всех животных биосферы;
в) совокупность всех живых организмов биосферы;
г) нет правильного ответа.

7. К косному веществу биосферы относятся:

а) нефть, каменный уголь, известняк;
б) вода, почва;
в) гранит, базальт;
г) растения, животные, бактерии, грибы.

8. Концентрационная функция живого вещества состоит в способности:

а) живых организмов накапливать и передавать по пищевой цепи энергию;
б) зеленых растений использовать СО2 и выделять в атмосферу О2;
в) хемоавтотрофов окислять химические элементы;
г) живых организмов накапливать различные химические элементы.


9. Биосфера – это глобальная саморегулирующаяся система со своим входом и выходом:

а) да;
б) нет.

10. Ноосфера – это:

а) сфера прошлой жизни;
б) сфера разумной жизни;
в) сфера будущей жизни;
г) правильного ответа нет.

Ответы: 1 – г; 2 – б; 3 – а; 4 – г; 5 – б; 6 – в; 7 – в; 8 – г; 9 – а; 10 – б.

Задание Б. Кратко ответьте на поставленные вопросы.

1. Живое вещество является мощной геологической силой, преобразующей лик планеты. Приведите примеры влияния живого вещества на оболочки Земли.

(Изменение газового состава атмосферы; накопление горных пород и минералов; вовлечение в круговорот отмерших органических остатков и др.)

2. Какое вещество биосферы называется биогенным? Приведите примеры.

(Биогенное – созданное живыми организмами: нефть, каменный уголь, известняк и др.)


3. Почему граница биосферы в атмосфере проходит на высоте 77 км?

(Выше – сильное ультрафиолетовое излучение, низкая температура воздуха, отсутствие кислорода и углекислого газа, высокий уровень радиации.)

4. Перечислите функции живого вещества. Раскройте сущность энергетической функции.

(Энергетическая, окислительно-восстановительная, газовая, концентрационная.

Энергетическая состоит в способности зеленых растений ассимилировать и передавать по пищевой цепи энергию Солнца.)

5. Что такое почва? Какой опыт можно поставить, чтобы доказать наличие в почве воды?

(Почва – это верхний, рыхлый, плодородный слой литосферы, на котором растут и развиваются растения. Чтобы доказать наличие в почве воды, надо поместить небольшое количество почвы в пробирку и нагреть ее – на стенках пробирки появится конденсат.)

6. Какое значение имеет азот в жизни растений?

(Атомы азота входят в состав многих органических молекул. В отсутствие этого вещества невозможны нормальный рост и накопление фитомассы стеблей и листьев растения.)

7. Оцените биомассу и продуктивность продуцентов в Мировом океане.

(Биомасса продуцентов в Мировом океане составляет примерно 2,6 млрд т, что составляет примерно 8,5% от общей биомассы. Однако продуктивность продуцентов составляет 430 млрд т, что составляет всю продуктивность Мирового океана.)


8. Составьте нектонную пищевую цепь в Мировом океане.

(Например: хамса —> скумбрия —> дельфин.)

9. Какое влияние на биосферу Земли оказало использование человеком огня?

(Негативное – создание пирогенных ландшафтов, опустынивание, изменение экосистем. Например, Сахара, Калахари, саванны Австралии – пирогенные ландшафты.)

Вариант 2

Задание А. Выпишите номера вопросов, против них запишите буквы правильных ответов.

1. Биосфера – это:

а) водная оболочка Земли, заселенная живыми организмами;
б) воздушная оболочка Земли, заселенная живыми организмами;
в) твердая оболочка Земли, заселенная живыми организмами;
г) часть всех оболочек Земли, заселенная живыми организмами.

2. Термин «биосфера» был предложен:

а) Ж.-Б. Ламарком;
б) В.И. Вернадским;
в) Э.Зюссом;
г) Э.Леруа.

3. Границы биосферы в гидросфере проходят на глубине:

а) 1 км;
б) 2 км;
в) 10 км;
г) гидросфера заселена живыми организмами полностью.


4. Сгущение жизни на дне Мирового океана называется:

а) планктон;
б) нектон;
в) бентос;
г) нейстон.

5. В пустыне Уайт Сэндс (США) фактором, ограничивающим распространение жизни, является:

а) отсутствие воды в жидкой фазе;
б) концентрация соли свыше 270 г/л;
в) отсутствие элементов минерального питания;
г) все перечисленные условия.

6. Совокупность всех живых организмов биосферы В.И. Вернадский предложил назвать:

а) жизнь;
б) биомасса;
в) живое вещество;
г) правильного ответа нет.

7. К биокосному веществу биосферы относятся:

а) нефть, каменный уголь, известняк;
б) почва;
в) гранит, базальт;
г) растения, животные, бактерии, грибы.

8. Газовая функция живого вещества состоит в способности:

а) живых организмов накапливать и передавать по пищевой цепи энергию;
б) зеленых растений использовать СО2 и выделять в атмосферу О2;
в) хемоавтотрофов окислять химические элементы;
г) живых организмов накапливать различные химические элементы.


9. Биосфера – это глобальная нерегулирующаяся система, имеющая вход, но не имеющая выхода:

а) да;
б) нет.

10. Эжен Леруа:

а) создал учение о биосфере;
б) предложил термин «биосфера»;
в) предложил термин «ноосфера»;
г) был другом В.И. Вернадского.

Ответы: 1 – г; 2 – в; 3 – г; 4 – в; 5 – а; 6 – в; 7 – б; 8 – б; 9 – б; 10 – в.

Задание Б. Кратко ответьте на поставленные вопросы.

1. Приведите несколько определений биосферы.

(Биосфера – это живая оболочка Земли. Биосфера – это оболочка Земли, населенная живыми организмами. Биосфера – это открытая, глобальная, саморегулирующаяся система со своим входом и выходом.)

2. Какие факторы определяют границы биосферы в атмосфере?

(Жесткий ультрафиолет, низкая температура воздуха, отсутствие кислорода и углекислого газа, высокий уровень радиации и др.)

3. Каковы основные функции живого вещества в биосфере? Раскройте сущность газовой функции.


(Энергетическая, окислительно-восстановительная, газовая, концентрационная.

Газовая состоит в способности живых организмов изменять газовый состав атмосферы, например, зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород.)

4. Какое вещество биосферы является биогенным? Приведите примеры.

(Биогенное – вещество, созданное живыми организмами, например, нефть, каменный уголь, известняк.)

5. Что такое почва? Какой опыт можно поставить, чтобы доказать наличие в почве минеральных веществ?

(Почва – это верхний, рыхлый, плодородный слой литосферы, на котором растут и развиваются растения. Чтобы доказать наличие в почве минеральных веществ, надо небольшое количество почвы растворить в воде, профильтровать, фильтрат выпарить. На часовом стеклышке останется небольшое количество минеральных солей.)

6. Какое значение имеет калий в жизни растений?

(Ионы калия присутствуют в цитоплазме всех живых клеток и участвуют во многих биохимических процессах. Одна из функций калия в организме растения – влияние на формирование корневой системы.)

7. Приведите пример бентосной пищевой цепи.

(Например: детрит —> двустворчатые моллюски —> морские звезды.)


8. Оцените вклад редуцентов в биомассу и продуктивность Мирового океана.

(Биомасса редуцентов в Мировом океане составляет ничтожную часть от общей биомассы, а продуктивность и того меньше.)

9. Какое значение оказало возникновение городов на биосферу Земли?

(Негативное влияние – концентрация населения и связанное с ней загрязнение среды бытовыми и промышленными отходами, исчезновение видов растений и животных и др.)

Вариант 3

Задание А. Выпишите номера вопросов, против них запишите буквы правильных ответов.

1. Живая оболочка Земли, заселенная живыми организмами, называется:

а) гидросфера;
б) литосфера;
в) атмосфера;
г) биосфера.

2. Учение о биосфере было создано:

а) Ж.-Б. Ламарком;
б) Ч.Дарвином;
в) Э.Зюссом;
г) правильного ответа нет.

3. Границы биосферы в литосфере на суше проходят на глубине:

а) 100–200 м;
б) 1–2 км;
в) 3–4 км;
г) 100–200 км.

4. Группа пассивно плавающих в толще Мирового океана живых организмов называется:

а) планктон;
б) нектон;
в) бентос;
г) нейстон.


5. На склонах горы Мак-Кинли (Аляска) фактором, ограничивающим распространение жизни, является:

а) отсутствие воды в жидкой фазе;
б) концентрация соли свыше 270 г/л;
в) отсутствие элементов минерального питания;
г) все перечисленные условия.

6. Совокупность всех живых организмов биосферы называется:

а) косное вещество;
б) биокосное вещество;
в) живое вещество;
г) биогенное вещество.

7. К биогенному веществу биосферы относятся:

а) нефть, каменный уголь, известняк;
б) вода, почва;
в) гранит, базальт;
г) растения, животные, бактерии, грибы.

8. Окислительно-восстановительная функция живого вещества состоит в способности:

а) живых организмов накапливать и передавать по пищевой цепи энергию;
б) зеленых растений использовать СО2 и выделять в атмосферу О2;
в) хемоавтотрофов окислять химические элементы;
г) живых организмов накапливать различные химические элементы.


9. Биосфера – это глобальная саморегулирующаяся система со своим входом и выходом:

а) да;
б) нет.

10. Учение о ноосфере было разработано:

а) В.И. Вернадским;
б) Э.Леруа;
в) П.Тейаром-де-Шарденом;
г) все ответы верны.

Ответы: 1 – г; 2 – г; 3 – в; 4 – а; 5 – в; 6 – в; 7 – а; 8 – в; 9 – а; 10 – г.

Задание Б. Кратко ответьте на поставленные вопросы.

1. Кто первым создал стройное учение о биосфере?

(В.И. Вернадский.)

2. Какие факторы определяют границы биосферы в гидросфере?

(Высокое давление, отсутствие света, соленость водной среды выше 270 г/л.)

3. Перечислите основные функции живого вещества. Раскройте понятие концентрационной функции.

(Энергетическая, окислительно-восстановительная, газовая, концентрационная.

Концентрационная состоит в способности живых организмов накапливать в себе химические элементы, например, кальций в раковинах моллюсков.)

4. Какое вещество биосферы является биокосным? Приведите примеры.

(Биокосное – вещество биосферы, возникающее при взаимодействии живых организмов и окружающей среды, – почва.)

5. Что такое почва? Какой опыт можно поставить, чтобы доказать наличие в почве гумуса?

(Почва – это верхний, рыхлый, плодородный слой литосферы, на котором растут и развиваются растения. Чтобы доказать наличие в почве гумуса, нужно поместить почву в пробирку и нагреть. Через некоторое время появится характерный запах горящей органики.)

6. Какое значение имеет аэрация почвы в жизни растений?

(Аэрация – это степень насыщенности почвы воздухом. Воздух необходим для дыхания корней растений.)

7. Как и почему с погружением в глубину меняется окраска водорослей?

(С погружением в глубину окраска водорослей меняется от зеленой до бурой и красной. Это связано с уменьшением количества солнечного света, попадающего в более глубокие слои воды и, соответственно с уменьшением количества хлорофилла и увеличением количества каротиноидов.)

8. Сравните биомассу поверхности суши с биомассой Мирового океана.

(Биомасса поверхности суши примерно в 800 раз больше биомассы Мирового океана. Однако на суше основную часть биомассы составляют продуценты, тогда как в Мировом океане, напротив, более 90% – консументы.)

9. Перечислите три основных этапа в эволюции человека, которые оказали наибольшее влияние на биосферу.

(Использование огня, неолитическая революция (одомашнивание растений и животных) и научно-технический прогресс.)

Вариант 4

Задание А. Выпишите номера вопросов, против них запишите буквы правильных ответов.

1. Биосфера – это:

а) водная оболочка Земли, заселенная живыми организмами;
б) воздушная оболочка Земли, заселенная живыми организмами;
в) твердая оболочка Земли, заселенная живыми организмами;
г) часть всех оболочек Земли, заселенная живыми организмами.

2. Термин «биосфера» был предложен:

а) Ж-Б. Ламарком;
б) В.И. Вернадским;
в) Э.Леруа;
г) правильного ответа нет.

3. Границы биосферы определяются:

а) наличием воды в жидкой фазе;
б) благоприятным температурным режимом;
в) уровнем радиации;
г) наличием кислорода и углекислого газа;
д) степенью солености воды;
е) всеми перечисленными факторами.

4. Группа активно плавающих в толще Мирового океана живых организмов называется:

а) планктон;
б) нектон;
в) бентос;
г) нейстон.

5. В арктических пустынях фактором, ограничивающим распространение жизни, является:

а) отсутствие воды в жидкой фазе;
б) отсутствие элементов минерального питания;
в) неблагоприятный температурный режим;
г) все перечисленные условия.

6. Совокупность всех живых организмов биосферы В.И. Вернадский предложил назвать:

а) жизнь;
б) биомасса;
в) живое вещество;
г) правильного ответа нет.

7. К живому веществу биосферы относятся:

а) нефть, каменный уголь, известняк;
б) вода, почва;
в) гранит, базальт;
г) растения, животные, бактерии, грибы.

8. Энергетическая функция живого вещества состоит в способности:

а) живых организмов накапливать и передавать по пищевой цепи энергию;
б) зеленых растений использовать СО2 и выделять в атмосферу О2;
в) хемоавтотрофов окислять химические элементы;
г) живых организмов накапливать различные химические элементы.

9. Биосфера – это глобальная замкнутая саморегулирующаяся система, не имеющая входа и выхода:

а) да;
б) нет.

10. Ноосфера – это:

а) стадия разумной жизни;
б) сфера разумной жизни;
в) стадия развития биосферы;
г) все ответы верны.

Ответы: 1 – г; 2 – г; 3 – e; 4 – б; 5 – г; 6 – в; 7 – г; 8 – а; 9 – б; 10 – г.

Задание Б. Кратко ответьте на поставленные вопросы.

1. В.И. Вернадский писал: «Живое вещество… подобно массе газа растекается по земной поверхности и оказывает определенное давление в окружающий среде». Как вы понимаете это высказывание?

(Живое вещество распространено почти по всей земной поверхности, там, где есть подходящие условия для жизни. Живое вещество оказывает мощное давление на все оболочки Земли. Например, изменяет газовый состав атмосферы, способствует образованию горных пород (нефть, каменный уголь, известняк), окисляет горные породы и др.)

2. Какие факторы определяют границы биосферы в литосфере?

(Наличие воды в жидкой фазе, наличие свободного кислорода и углекислого газа, определенный температурный режим, наличие минимума минерального питания и др.)

3. Что входит в понятие «живое вещество»?

(Совокупность всех живых организмов биосферы.)

4. Перечислите основные функции живого вещества. Раскройте понятие окислительно-восстановительной функции.

(Энергетическая, окислительно-восстановительная, газовая, концентрационная.
Окислительно-восстановительная состоит в способности живых организмов окислять и восстанавливать химические элементы.)

5. Что такое почва? Какой опыт можно поставить, чтобы доказать наличие в почве воздуха?

(Почва – это верхний, рыхлый, плодородный слой литосферы, на котором растут и развиваются растения. Чтобы доказать наличие в почве воздуха, нужно небольшое количество почвы бросить в воду – будут заметны пузырьки.)

6. Какое влияние оказывает фосфор на жизнь растений?

(Атомы фосфора входят в состав многих органических молекул. Недостаток этого вещества у растений угнетает процессы цветения и плодоношения.)

7. Приведите пример планктонной пищевой цепи.

(Например: фитопланктон —> зоопланктон —> медуза.)

8. Оцените вклад консументов в биомассу и продуктивность Мирового океана.

(По биомассе консументы составляют более 90% общей биомассы Мирового океана, однако продуктивность их очень невелика по сравнению с продуктивностью продуцентов.)

9. Какое значение оказало одомашнивание растений и животных на биосферу Земли?

(Негативное – изменение экосистем, исчезновение многих видов растений и животных.)

 

Источник: bio.1sept.ru

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. 1.3).

Фундаментальное учение о биосфере создал
Рис 1.3. 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).

По В.И. Вернадскому, живое вещество является носителем свободной энергии биосферы и связано с неживым веществом биогенной миграцией атомов. Биомасса сухого вещества живых организмов Земли, включающих около 500 тыс. видов растений и 1,5 млн видов животных, чрезвычайно велика и составляет, примерно, 2,4232*1012 т. Ежегодный прирост живого вещества на Земле составляет около 8,8*1011 т. Через эти живые организмы прошло большое количество элементов верхней части литосферы, атмосферы и гидросферы.

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.

Все животные и растения избирательны к составу пищи в зависимости от необходимости в тех или иных минеральных элементах. Животные и растения — необходимые факторы среды по отношению к другим животным и растениям, они взаимно необходимы.

Любой организм приспособлен к существованию в достаточно узких пределах изменения условий окружающей среды, причем выход параметров среды за сложившиеся границы влечет за собой угнетение жизнедеятельности данного вида или его гибель. Границы распространения организма (ареал) обусловлены соблюдением необходимых требований данного организма к условиям (факторам) среды. Каждый вид занимает то место, которое обусловлено его требованиями к территории, пище, воспроизводству и другими функциями организма. Эта совокупность параметров среды для обитания вида, место, занимаемое им в биосфере, называется экологической нишей. Все факторы в экологической нише взаимосвязаны: изменение одного из них влечет за собой изменение других.

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. 1.2.

Таблица 1.2
Классификация экологических факторов среды

Характеристики основных абиотических факторов, которые необходимо учитывать при реставрации памятников архитектуры, приведены в Приложении 1.1. Это состав атмосферы; соотношение баллов 12-ти бальной сейсмической шкалы с магнитудой землетрясений; сейсмическая шкала; шкала силы ветра.

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. 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.

Живые организмы в природе существуют в виде популяций — исторически сложившихся естественных совокупностей особей данного вида, связанных взаимоотношениями и адаптацией в условиях определенного района или иного места обитания (биотопа). В естественных природных условиях численность и плотность популяции неслучайны, они определяются регулирующими (управляющими) экологическими факторами. Способность среды поддерживать нормальную жизнедеятельность организма или популяции называется емкостью экосистемы.

Экологическая система (экосистема) — это совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых совместно обитающих различных видов организмов и условий их существования. В экосистеме связаны биоценоз (сообщество совместно живущих организмов) и биотоп (среда обитания). Основные типы природных экосистем на Земном шаре перечислены на рис. 1.4.

Фундаментальное учение о биосфере создал
Рис. 1.4. Основные типы природных экосистем
 

Академик В.Н. Сукачев предложил понятие биогеоценоз (от греч. биос — жизнь, Гея — Земля, ценоз — общий) — природная система живых организмов и окружающей их абиотической среды, связанная обменом — веществами, энергией и информацией. Сейчас термины «экосистема» и «биогеоценоз» принято считать практически синонимами.

В состав биогеоценоза входят:

•  растительный компонент (фитоценоз);

•  животный компонент (зооценоз);

•  микроорганизмы (микробиоценоз);

•  почва и почвенно-грунтовые воды, во взаимодействии с растительным, животным компонентами и микроорганизмами образующие эдафотоп;

•   атмосфера, которая, взаимодействуя с другими компонентами, образует климатоп;

•  неживая природа, представляющая собой косное вещество — экотоп.

Таким образом, биогеоценоз — пространственно обособленная, целостная элементарная единица биосферы, все компоненты которой тесно связаны между собой. Основными компонентами биогеоценоза являются три группы организмов — растения, животные и микробы, с помощью которых вещества движутся от одного компонента к другому, отражая известную общую закономерность круговорота веществ в природе.

Экологические компоненты биогеоценоза (или ландшафта, или средообразующие компоненты) в экологии рассматриваются как основные материально-энергетические составляющие экологических систем. К ним, по Н.Ф. Реймерсу (рис 1.5.), относятся: энергия, газовый состав (атмосфера), вода (жидкая составляющая), почвосубстрат, автотрофы-продуценты (растения) и организмы — гетеротрофы (консументы и редуценты). Сегодня к этому перечню экологических компонентов прибавляют информацию.

Фундаментальное учение о биосфере создал
Рис. 1.5. Экологические компоненты (по Н.Ф. Реймерсу)
 

Экологические компоненты обеспечивают круговорот веществ и закономерное прохождение потока энергии в биосфере. Энергия Солнца, попадая на растения, создает предпосылки для осуществления фотосинтеза и создания органического вещества с привлечением газов атмосферы и минеральных веществ из почвосубстрата. Органическое вещество растений потребляется животными и паразитическими растениями и, как растительное, так и животное, оно вновь разлагается после смерти микроорганизмами (редуцентами) на простые соединения (соли и газы), возвращающиеся, таким образом, в атмосферу и почвогрунты. Так поддерживается равновесие в системе и происходит замыкание цикла круговоротов в природе.

В то же время все экологические компоненты являются природными ресурсами, качество которых определяет качество жизни человека, а антропогенное нарушение взаимодействий между ними может это качество снизить.

В реальных экосистемах круговорот обычно бывает незамкнутым, так как часть веществ уходит за пределы экосистемы, а часть поступает извне. Но в целом принцип круговорота в природе сохраняется. Более простые экосистемы объединены в общую планетарную экосистему (биосферу), в которой круговорот веществ проявляется в полной мере — жизнь на Земле возникла миллиарды лет назад, и если бы не было замкнутого потока необходимых для жизни веществ, их запасы давно исчерпались бы и жизнь прекратилась.

Вмешательство человека отрицательно влияет на процессы круговорота. Например, вырубка лесов или нарушение процессов ассимиляции веществ растениями в результате загрязнений приводят к снижению интенсивности усвоения углерода. Избыток органических элементов в воде, возникающий под действием промышленных стоков, вызывает загнивание водоемов и перерасход растворенного в воде кислорода, что исключает возможность развития здесь аэробных (потребляющих кислород) бактерий. Сжигая ископаемое топливо, фиксируя атмосферный азот в продуктах производства, связывая фосфор в синтетических моющих средствах человек нарушает круговорот этих элементов.

Круговорот веществ в природе подразумевает общую согласованность места, времени и скоростей процессов, идущих на разных уровнях — от популяции до биосферы. Такую согласованность явлений природы называют экологическим равновесием; это равновесие подвижное, динамическое.

В экологической системе (без вмешательства человека) поддерживается равновесие, исключающее необратимое уничтожение тех или иных звеньев в трофических цепях. Человек в процессе своей деятельности постоянно воздействует на экосистему в целом, а также на ее отдельные звенья. Это может проявляться в виде введения в экосистему новых компонентов, в том числе загрязняющих веществ, либо уничтожения отдельных компонентов (отстрел животных, вырубка лесов и т.д.). Не всегда и не сразу эти воздействия ведут к распаду всей системы, нарушению ее стабильности. Но сохранение системы не означает, что она осталась неизменной. Система трансформируется, и оценить количество и направление возникших изменений крайне сложно.

Естественные регуляторы неспособны сохранить биоценоз при резких антропогенных воздействиях. За разрушением отдельных экосистем может последовать и разрушение биосферы в целом или существенное снижение ее продуктивности.

В результате производственной деятельности человека возник новый процесс обмена веществ и энергией между природой и обществом (при сохранении биологического обмена) — антропогенный обмен, который существенно изменяет общепланетарный круговорот веществ, резко ускоряя его. Антропогенный обмен отличается от биотического круговорота своей незамкнутостью, он носит открытый характер. На входе антропогенного обмена находятся природные ресурсы, а на выходе — производственные и бытовые отходы. Экологическое несовершенство антропогенного обмена заключается в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов, как правило, чрезвычайно низок, а отходы производства загрязняют природную среду. Более того, многие из них не разлагаются до природного состояния. Масштабы и скорость антропогенного обмена резко возрастают, вызывая заметное напряжение в биосфере.

На последнем этапе развития биосферы в мощную силу превратилась человеческая деятельность, необратимо и целенаправленно меняющая природную среду. Сформировалась биотехносфера — следствие социального и научно-технического развития человечества. Взаимоотношения между природой и человеком во многих случаях несбалансированы, ведут к угнетению окружающей среды (в частности, разрушению среды архитектурно-исторической), что может привести к деградации биосферы.

Сформированную строителями новую систему можно назвать природно-техногенной (ПТС). Процесс ее формирования, если он не откорректирован в соответствии с экологическими компонентами (другими словами, в соответствии с законами развития экосистемы), как правило, приводит к нарушению естествен-

ных взаимодействий в природной системе, в основном, за счет привнесения в нее «чуждых» компонентов, которые могут быть восприняты экосистемой как загрязнители. Недоучет этих взаимодействий при осуществлении строительной деятельности недопустим, так как он приводит к снижению качества строительства и ухудшает качество среды проживания.

Экологически необоснованная деятельность строителей и реставраторов наносит невосполнимый ущерб природному ландшафту и информационному компоненту экосистемы. Как отмечает Пруцын О.И., происходит разрушение архитектурно-исторической среды*: «Нарушается силуэтность пространственных композиций, гармоничная соподчиненность всего построения, ансамблевое единство. Силуэтность и пропорциональность, достигнутые в историческом периоде, необходимо полностью сохранить, ибо, благодаря классическим соотношениям они могут легко сочетаться с любой предстоящей застройкой».

Не следует забывать, что ландшафт — это всеобъемлющая и вневременная реальность, в которой существовал человек в доурбанистическую эпоху. Именно безукоризненное чувство ландшафта было присуще людям в прошлые века, когда постройки срастались с природным окружением. Архитектура прошлого и сегодня представляет собой школу мастерства зодчества и градостроительства на Руси. Уже начиная с XI в. власти города обязывали застройщиков соблюдать градостроительные правила и законы, регулирующие взаимосвязь между архитектурой и природой. На Руси с XI в. действовал византийский «Закон градский», записанный в кормчих книгах**. Среди его положений были, например, такие: «Только тогда здание можно увидеть по-настоящему, когда оно располагается на стройном месте. Прежде чем строить, осмотри внимательно местность. Выбери такое место, чтобы здание не мешало природе». Или такие: «…повелеваем, чтобы обновляющий ветхий двор не отнимал у соседа света и не лишал его их вида, не изменял первоначального образа»; «…не загораживай насильственно вида соседу, если он прямо видит море, стоя на своем дворе». И сегодня в строительной и реставрационной деятельности основополагающей должна стать «природная» логика.

На этапе развития разумного отношения к сохранению природы должно произойти постепенное превращение биотехносферы в ноосферу — сферу разума, которая, по В.И Вернадскому, является неизбежным и закономерным этапом развития биосферы.

Доказательством начала такого превращения является принятая ООН концепция «устойчивого развития», «устойчивого строительства», «устойчивой реставрации», напрямую связанная с понятием «устойчивость экологическая». Последняя подразумевает способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних факторов. Нередко «устойчивость экологическая» рассматривается как синоним экологической стабильности.

Ниже рассмотрены основные понятия и требования, относящиеся к категории экологической устойчивости. Их понимание необходимо для решения актуальных задач природопользования в сферах строительной и реставрационной деятельности, создания комфортной среды проживания и определения стратегии деятельности в сфере «устойчивого развития», «устойчивого строительства», «устойчивой реставрации».

 

* Пруцын О., Рымашевский Б., Борусевич В. Архитектурно-историческая среда. — М.: Стройиздат, 1990.

** Алферова Г.В. Кормчая книга как ценнейший источник древнерусского градостроительного искусства//Византийский временник, 1973. — Т. 35.

Источник: art-con.ru

Владимир Иванович Вернадский, биография

Учение Вернадского о биосфере стало итогом и вершиной жизни и научной деятельности этого выдающегося человека, но и послужило основанием для развития ряда «наук о Земле», стало началом философской концепции о роли человека, его разума и деятельности в жизни планеты и ее преобразовании.

Российский и советский ученый Вернадский Владимир Иванович родился 28 февраля 1863 года в городе Санкт–Петербург в либерально-демократической семье потомственного запорожского казака. Его отец – Иван Васильевич был профессором экономики в Киеве, после переезда в Санкт-Петербург стал служить в чине тайного советника. Мать – Анна Петровна – потомственная русская дворянка.

Владимир Иванович ВернадскийВ 1868 году Вернадские переезжают в Харьков, где в 1873 г. Владимир поступает в первый класс классической гимназии. Через три года семья возвращается в столицу, и обучение его продолжается в Первой Санкт-Петербургской классической гимназии. С 1881 г. по 1885 г. Владимир Вернадский учится на физико-математическом факультете университета, где его учителями были Д.И. Менделеев и А.Н. Бекетов. До 1890 года он продолжает обучение за границей – во Франции, Италии и Германии. Защищает докторскую диссертацию и поступает на кафедру кристаллографии и минералогии Московского университета. С 1906 по 1917 год В.И. Вернадский занимает различные должности в российских академиях наук и университетах, в Государственном совете, занимается организацией изучения радиоактивных материалов, работает за границей. В 1917 году он приезжает в Украину и основывает академию наук. Преподает в Киевском и Таврическом университете. В 1921 году возвращается в Петроград, где был арестован по подозрению в шпионаже. Но был освобожден и в 1922 году создает Радиевый институт, директором которого был до 1939 года. В продолжение этих лет он преподает во Франции, является председателем Комиссии по изучению естественных природных сил России, один из создателей плана ГОЭЛРО. Он продолжает находиться под негласным подозрением и уже с 1930 года не может выезжать за пределы страны. В 1935 году здоровье В.И. Вернадского ухудшилось. Ему было позволено выехать на лечение в Карловы Вары. По окончании лечения, он едет работать во Францию, Германию и Великобританию. Он возвращается в СССР, хотя его дети живут в США. В начале войны он уезжает в Казахстан, где продолжает свои исследования в области ядерной энергетики и пишет книги «О состоянии пространства в геологических явлениях Земли» и «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения». 6 января 1945 года Владимир Иванович Вернадский умер.

В.И. Вернадский – академик Санкт-Петербургской и Российской академии наук, Академии наук СССР. Ученый, мыслитель, естествоиспытатель, общественный деятель. В сфере его интересов была химия, геология, биология, почвоведение, минералогия, радиология, философия и история. Благодаря разносторонним, глубоким и фундаментальным знаниям, а также философскому складу мышления, он развил ранее предложенные теории, создал учение о биосфере и преобразовал, в ранее несуществовавшую науку — биогеохимию.

Учение о биосфере

Учение о биосфереЕсли попытаться изложить учение Вернадского о биосфере кратко, то оно будет выглядеть так: главная и определяющая роль в биосфере принадлежит живому веществу, в котором человек занимает центральное и решающее положение.

В первую очередь учение Вернадского о биосфере определяет ее структуру. Основными составляющими являются живое и неживое или косное вещество. Объем косного вещества на планете значительно превышает объем живого, которое составляет всего лишь 0,25% всей биосферы. Кроме того, в структуру входит еще пять компонентов. Биогенное вещество, то есть полученное в результате жизнедеятельности живого и переработанное им. Биокосное или то, которое образуется при взаимодействии живого и неживого. Прежде всего вода и почва. Биосфера содержит в себе вещества, находящиеся в стадии радиоактивного распада и попавшие в нее из космоса, а также рассеянные атомы.

Живое вещество В.И. Вернадский рассматривает не как нечто единожды появившееся и застывшее в своем начальном состоянии, а как постоянно развивающееся, обладающее структурой и строением. Оно различно по этим признакам, как во времени, так и в пространстве. Определенному строению вещества соответствует определенное пространство. Из этого ученый делал вывод, что и само пространство разнообразно, а раз так, то живое и косное вещество имеют разное происхождение.

Рассматривая различные теории происхождения жизни, формы ее существования во Вселенной, а также считая ее одной из обязательных форм существования материи, В.И. Вернадский пришел к выводу, что о жизни можно говорить как о чем-то вечном, но только в геологическом временном исчислении. И, тем не менее, настаивал на единстве пространства и времени для жизни.

Родоначальниками теории о биосфере следует считать французских ученых XIX Ламарка и Реюта, которые для обозначения области распространения жизни ввели термин «биосфера». Австрийский геолог Зюсс применял этот термин для обозначения особой оболочки Земли, включающей всю совокупность живых организмов. Такое определение биосферы существует и сейчас.

Свое учение о биосфере В.И. Вернадский системно изложил в книге «Биосфера», состоящую из двух частей: «Биосфера и космос» и «Область жизни», опубликованной в 1926 году. Продолжение учение получило в книге «Химическое строение биосферы Земли», изданное через 20 лет после смерти ученого.

Учение о биосфереВ них биосфера представлена как целостная система, обладающая всеми ее характерными качествами. Функцию управления системой он отдал живому веществу. Взаимодействие живого и неживого порождает разнообразные гео- и биохимические процессы, содействует миграции атомов. Как утверждал В.И. Вернадский, биосфера – это единство пространства или среды обитания и результата деятельности живых организмов, который происходит благодаря солнечной энергии и обеспечивает круговорот веществ в природе. Вступая во взаимодействие с внешним слоем земной коры, живое вещество воздействует на него, изменяет его химическое состояние и дает старт круговороту или миграции атомов. Это же влечет за собой эволюцию живых организмов. Изменение и создание новых форм жизни, по мнению В.И. Вернадского, должно привести к увеличению биогенной миграции и расширению пределов существования живого вещества. Область существования может быть ограничена только неблагоприятными абиотическими факторами. Это: наличие или отсутствие кислорода, углекислого газа и минералов, воды в жидком ее состоянии, температурные показатели, химическое состояние среды.

Для учения о биосфере автор определил ее функцию, которую охарактеризовал пятью постулатами. Первый – первичная жизнь уже при своем появлении была формой разнообразной, сложной и многофункциональной. Второй – не было первого живого организма, потому что их сразу возникла масса. И эта масса была таковой, что благодаря своему составу и сложности, могла обеспечить всю биохимическую полноту жизни. То есть первым появился не отдельный организм, а целостный биоценоз. Третий, является следствием второго. Какие бы биоценозы по виду и составу ни появлялись и исчезали в процессе эволюции, все они обеспечивают единственную функцию – химическую. Четвертый постулат касается обеспечения миграции химических элементов в биосфере. Для этого живые организмы дышат, питаются, растут, рождаются и умирают, а химические элементы на протяжении миллионов и миллионов лет образуют все те же минералы и проходят все те же циклы преобразования. Для того чтобы эти преобразования осуществлялись достаточно деятельности простых одноклеточных организмов. И об этом пятый постулат.

Учение о биосфереТо есть разнообразие живых организмов необходимо лишь для устойчивости системы, но не является обязательным условием для круговорота химических элементов. А раз так, то появление человека не являлось обязательным этапом эволюции, и тем более его вершиной. Он считал ключевым условием существование жизни на Земле поступление солнечной энергии, главным преобразователем которой являются зеленые растения.

В.И. Вернадский определил границы биосферы, то есть те пределы, в которых существует жизнь. Это нижняя часть атмосферы, верхняя часть литосферы и вся гидросфера. Он определил общность живого и неживого вещества. Это то, что они состоят из одних и тех же химических элементов. На этом основании были сформулированы основные биогеохимические принципы. Это стремление биогенной миграции к максимальному своему проявлению, для чего идет перманентная эволюция видов в направлении создания наиболее эффективных форм и происходит постоянный химический обмен между живым веществом и окружающей средой под воздействием солнечной энергии.

Ноосфера

Понятие «ноосфера» было предложено миру французским математиком Леруа. Свое авторство он делил с геологом и философом Шарденом. Разрабатывая свое учение, В.И. Вернадский биосфера и ноосфера, как термины и понятия, расположил в иерархическом и историческом порядке.

Развитие жизни, благодаря центральной роли в ней человека, согласно теории В.И. Вернадского, обязательно придет к стадии ноосферы. Для наступления этого этапа в эволюции биосферы существовали все необходимые предпосылки.

  • НоосфераВо-первых, это расселение человека по всей поверхности планеты и его доминирование над всеми иными видами живых организмов.
  • Во-вторых, возникновение возможности глобального обмена информацией.
  • В-третьих, получение дополнительной энергии, из новых источников.
  • В-четвертых, он считал, что в мире победила демократия и народные массы стали управлять государствами.
  • Пятая предпосылка также спорна, как и предыдущая. Ею, по мнению Вернадского, является то, что все большее количество людей стало интересоваться и заниматься наукой. Развитие науки он считал единственным доказательством прогресса. На основании всего этого В.И. Вернадского относят к историческим оптимистам. С этим трудно согласиться, учитывая исторический период и государства, в которых жил ученый. Его исторический оптимизм стал скорее не доказательством неотвратимости прогресса, а оправданием безжалостного отношения человека к природе.

Ноосфера или сфера разума, место взаимодействия человеческого общества и природы. В.И. Вернадский считал, что разумная деятельность человека должна вести к развитию. Он говорил, что это новая стадия эволюции биосферы. Во времена создания своей теории ноосферы, достижения человечества в ядерной сфере были на начальном этапе. Сам В.И. Вернадский уделял большое внимание этому направлению развития науки. Его слова о том, что разум и воля человека являются огромной силой, оказывающей глубокое воздействие на природу и до сих пор еще не получившей надлежащей оценки, нашли свое подтверждение. Уровень и степень его воздействия на природу трудно преувеличить – он глобален. Но, к сожалению, кроме воли, в нем немного разума. Ученый явно переоценил человека.

Биогеохимия

БиогеохимияВ.И. Вернадский автор еще одной научной теории или дисциплины или даже научного направления – это биогеохимия, которая легла в основу учения о биосфере.

Биогеохимия является разделом геохимии и изучает состав живого вещества и процессы, происходящие при его участии в биосфере. Биогеохимию можно назвать междисциплинарной, так как она изучает общие проблемы с биологией, экологией, почвоведением и другими науками об окружающей среде. Основным предметом исследования в биогеохимии является углекислый газ, его соединения и природные циклы. Именно в ней возникли вопросы, касающиеся глобального потепления. Одним из достижений биогеохимии считается открытие биогеохимических провинций, то есть областей с недостатком или избытком какого-либо химического вещества или соединения.

Источник: ecology-of.ru

Биосфера (от греч. bios — жизнь) — поверхностный слой земли, населенный живыми организмами и изменяемый их деятельностью. Биосфера представляет собой единую термодинамическую оболочку, в которой сосредоточена жизнь и происходит постоянное взаимодействие между живыми организмами и неорганическими ресурсами планеты. Биосфера включает в себя нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы вместе с живыми организмами. Биосфера является синонимом понятия природной среды. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс в 1873 г.

Создателем учения о биосфере и ее эволюции является В. И. Вернадский (1863—1945) — основатель геохимии и биогеохимии. Он же выдвинул теорию о мощном воздействии на окружающую среду человека и о преобразовании современной биосферы в ноосферу (сферу разума). По выражению В. И. Вернадского, «живая природа является основной чертой проявления биосферы, она резко отличает ее тем самым от других земных оболочек. Строение биосферы прежде всего и больше всего характеризуется жизнью». Учение Вернадского знаменует собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы. Будучи основоположником геохимии, В. И. Вернадский провел первые исследования закономерностей строения и состава взаимодействующих элементов и структур земной коры, гидросферы и атмосферы, исследовал миграцию химических элементов в литосфере. В 1923 г. им сформулирована теория о ведущей роли живых организмов в геохимических процессах; в 1926 г. — концепция и определение биосферы и живого вещества. В. И. Вернадским создано учение, согласно которому живое вещество, трансформируя солнечное излучение, вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот — это центральная концепция биогеохимии.

Сама планета Земля имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек (геосфер). К внешним оболочкам относится литосфера, гидросфера и атмосфера, к внутренним — земная мантия и ядро.

Геосферы имеют свои специфические особенности:

• агрегатная неоднородность — сферы отличаются агрегатным состоянием: твердое, жидкое, газообразное. Но в результате обменного процесса идет взаимодействие сфер. Каждый год около 519 • 103 м3 воды испаряется с поверхности водоемов, а в результате дождей и туманов приблизительно то же количество выпадает на землю, изменяя влажность атмосферы и литосферы;

• пространственная неоднородность — неравномерность распределения органического и минерального вещества. Основная часть веществ содержится в литосфере и гидросфере, а малая — в атмосфере;

• энергетическая неоднородность — неравномерное распределение по земной поверхности солнечной энергии (тепла и света).

Связующим фактором между различными оболочками геосферы являются обменные процессы, в преобразовании геосфер большую роль играют обменные процессы, которые происходят за счет биоты — около 90 % всего вещества в верхних слоях литосферы преобразовано живыми организмами. Согласно В. И. Вернадскому вещество биосферы состоит из:

• живого вещества — биомассы современных живых организмов;

• биогенного вещества — всех форм детрита, а также торфа, угля, нефти и газа биогенного происхождения;

• биокосного вещества — смесей биогенных веществ с минеральными породами небиогенного происхождения (почва, илы, вода, газо- и нефтеносные сланцы, битуминозные пески, часть осадочных карбонатов);

• косного вещества — горных пород, минералов, осадков, не затронутых прямым биогеохимическим воздействием организмов.

Биокосное вещество — это вещество, имеющее минеральную основу, которое коренным образом преобразовано жизнедеятельностью живых организмов. Это прежде всего почвенный покров, плодородие которого зависит от содержания органического вещества, а также от содержания кислорода и воды. За миллионы лет своего существования биосфера прошла сложный путь эволюционного развития. Первым этапом эволюции явилось возникновение жизни из неживой материи, что стало возможным за счет появления простых органических соединений под воздействием внешних абиотических факторов — высокой температуры, ультрафиолетового излучения, вулканической деятельности. Вторым этапом эволюции жизни можно назвать синтез и распад органических соединений, когда продукты распада одних соединений служат материалом для построения других.

Совокупность всех живых организмов Земли В. И. Вернадский предложил называть «живым веществом», а количество живых организмов, выраженное в массе, отнесенной к единице площади или объема, — биомассой. Живое вещество В. И. Вернадский считал носителем энергии в биосфере и главнейшей преобразующей силой Земли. В настоящее время существует более 2 млн видов живых организмов.

Многообразны функции живого вещества в биосфере:

• газообмен, который привел к созданию атмосферы и связан с поглощением и выделением кислорода, углекислого газа, аммиака, водяного пара и др.;

• окислительный процесс, являющийся частью газообмена;

• восстановительный процесс, являющийся результатом деятельности низших организмов, преобразующих органику в неорганику;

• концентрационный процесс, заключающийся в извлечении рассеянных веществ из окружающей среды и накоплении их в небольшом объеме.

Современные исследования внесли поправку в представление о структуре биосферы. Показано, что в понятие «биосфера» следует включать только те элементы и характеристики, которые находятся под контролем биоты, и не следует включать компоненты природы, относящиеся к геологическому прошлому. Таким образом, к биосфере относятся вся совокупность живых организмов и все вещества, которые находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования живыми организмами.

Для понимания той роли, которую играет живое вещество в биосфере, очень важными являются три основных биогеохими-ческих принципа В. И. Вернадского:

• принцип I: биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Прогрессивная эволюция любой экосистемы ведет к увеличению суммарного потока энергии через нее. Эта закономерность проявляется в способности живого к распространению, развитию;

• принцип II: эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Согласно этому принципу преимущества в ходе эволюции получают те организмы, которые приобрели способность усваивать новые формы энергии или «научились» полнее использовать химическую энергию, запасенную в других организмах;

• принцип III: живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, его окружающей, и создается и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца. Этот принцип очень важен для понимания тех процессов, которые обычно называют самоорганизацией биологических структур.

Основные идеи учения В. И. Вернадского об эволюции биосферы можно выразить следующим образом:

• сначала сформировалась литосфера, затем появились живые организмы и, как следствие их взаимодействия, образовалась биосфера;

• в течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались геологические эпохи, лишенные проявлений жизни. Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох;

• живые организмы являются главным фактором миграции атомов химических элементов в литосфере;

• геологический эффект деятельности живых организмов обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они в течение бесконечно большого промежутка времени;

• основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

Для обеспечения биотической регуляции окружающей среды необходимо не превышать определенные пороговые нагрузки на биосферу. В то же время культурные растения, домашние животные, интенсивно эксплуатируемые человеком сельскохозяйственные угодья и леса утратили способность к биологической регуляции. На сегодня биомасса человека, культурных растений и домашних животных составляет приблизительно около 20 % биомассы всех естественных видов. Антропогенное возмущение биосферы может привести к полной потере естественной биотической регуляции, и тогда потребуется создание техногенной системы управления окружающей средой в глобальном масштабе. Выполнение такой задачи невозможно, так как человечество не в состоянии обеспечить переработку потоков информации такого объема, которой исходит от биоты, потому что, например, каждый квадратный сантиметр поверхности земли обусловлен деятельностью сотен живых организмов, в клетках которых также происходит трансформация вещества, энергии и информации. Основная проблема современности — не допустить, чтобы изменения, происходящие в биосфере, происходили во вред человечеству. По выражению академика В. И. Вернадского, «человек становится крупнейшей геологической силой, меняющей облик нашей планеты».

Устойчивость биосферы зависит от многих факторов, суть которых состоит в следующем:

• биосфера использует внешние источники энергии — солнечную энергию и энергию недр Земли для биогеохимиче-ских процессов. В результате эволюционного развития сложился тепловой баланс на планете;

• биосфера использует вещества через систему круговоротов. Биогеохимические циклы отработаны эволюционно и не приводят к накоплению вредных отходов;

• в биосфере существует огромное разнообразие видов и биологических сообществ. Видовое разнообразие — это фактор, повышающий устойчивость экосистемы к воздействию внешних факторов;

• биосфера постоянно приспосабливается к непрерывно изменяющимся условиям;

• в биосфере происходит саморегуляция численности популяции, которая зависит от факторов природной среды.

Атмосфера — газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Земля, получая космическую пыль и метеоритный материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей тепловой режим поверхности планеты, вызывающей диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов.

Атмосферу делят на тропосферу (до 15 км), стратосферу (мезосферу) (15—80 км), термосферу (80—300 км), экзосферу (более 300 км). Обширная часть разреженной верхней атмосферы состоит преимущественно из ионов. Эта область обозначается как ионосфера (80—1200 км). Большая часть массы атмосферы имеет относительно однородный азотно-кислородный состав. В тропосфере во взвешенном состоянии присутствуют также твердые и жидкие частицы, которые, как правило, называют аэрозолями. Главными составными частями атмосферы являются азот, кислород, аргон и углекислый газ.

Гидросфера — совокупность всех вод Земли: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических, атмосферных. Как особая водная оболочка Земли здесь рассматриваются лишь воды, находящиеся на поверхности планеты, — материковые и океанические.

Вследствие высокой подвижности воды проникают повсеместно в различные природные образования. Они находятся в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируют океаны и моря, существуют в замороженном состоянии в высокогорных районах континентов, в виде мощных ледниковых панцирей покрывают полярные участки суши. Атмосферные осадки проникают в толщи осадочных пород, образуя подземные воды. Вода способна растворять в себе многие вещества, в связи с этим воды гидросферы можно рассматривать в качестве естественных растворов разной степени концентрации.

Фундаментальное учение о биосфере создал

 

Рис. 1. Факторы устойчивости биосферы


Фундаментальное учение о биосфере создал

 

Рис 2. Структура биосфера

Гидросфера находится в тесной связи с литосферой (подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым веществом биосферы, в которое она входит в качестве обязательного компонента.

Большая часть массы природных вод (94 %) — это воды Мирового океана.

Литосфера — верхняя твердая оболочка Земли, постепенно переходящая с глубиной в сферы с меньшей прочностью вещества, включает земную кору и верхнюю мантию Земли. Мощность литосферы 50… 100 км, в том числе земной коры — до 75 км на континентах и 10 км подо дном океана.

Химический состав земной коры в основном представлен восемью элементами: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий.

Земная кора сложена горными породами различного типа и происхождения. На осадочные породы приходится 9, 2 %, на метаморфические — 20 %, на магматические — 70, 8 %.

Поверхность континентов на 80 % занята породами осадочными, а океаническое дно — почти полностью свежими осадками как продуктами сноса материала континентов и деятельности морских организмов.

Континентальная часть земной коры в течение длительной геологической истории находилась в ту или другую эпоху в области биосферы, что наложило свой отпечаток на облик, состав и распространенность осадочных горных пород и сосредоточенных в них месторождений полезных ископаемых в виде нефти, угля, горючих сланцев, кремнистых и карбонатных пород, связанных в прошлом с деятельностью организмов. Поэтому континентальная земная кора имела и имеет прямое и косвенное отношение к биосфере.

«С появлением на нашей планете одаренного разумом живого существа, — писал В. И. Вернадский, — планета переходит в новую стадию своей истории. Биосфера переходит в ноосферу».

Ноосфера — новое эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития. Ноосфера представляет собой целостную планетную оболочку Земли, населенную людьми и рационально преобразуемую ими в соответствии с законами сохранения и поддержания жизни для гармоничного сосуществования общества и окружающей природной среды. В. И. Вернадский считал, что с появлением человека и развитием производственной деятельности к человечеству начинает переходить роль основного геологического фактора и ответственность за все происходящие на планете изменения. По его мнению, развитие ноосферы предполагает гармоничное сочетание не только природных и социальных явлений, но, прежде всего, достижение гармоничных отношений между самими людьми на основе идеалов равенства, добра и справедливости. В результате производственной деятельности людей возникли сложные структуры взаимодействия технических и природных комплексов, называемых природно-техническими геосистемами. Это специфические образования, распространение которых ныне во многом определяет сущность географической оболочки Земли.

Для ноосферы характерна тесная взаимосвязь законов природы с социально-экономическими законами и законами развития человеческого сообщества. Гармония между техногенной деятельностью человека и природой возможна только при выполнении следующих условий:

• перспективное планирование и рациональное использование природных ресурсов на планете;

• высокий уровень развития техники и энергетики с учетом отдаленных результатов;

• разработка и использование только экологически дружественных материалов, продукции, технологий с учетом жизненного цикла;

• максимальное использование вторичных материальных и энергетических ресурсов;

• контролирование численности человечества;

• формирование обоснованных потребностей человека;

• воспитание человека и ограничение необоснованных потребностей;

• преодоление экономической, политической и национальной разобщенности людей;

• осуществление глобального мониторинга за состоянием природной среды и др.

Учение о ноосфере — это не только научная позиция, научная теория, это и предостережение человечеству. Поскольку в первую очередь человечество определяет дальнейший ход развития биосферы, само является ее частью и вне ее (во всяком случае, при нынешнем уровне техники и технологии) существовать не может, постольку общество с необходимостью должно принять на себя ответственность за последующую эволюцию биосферы.

Серьезным шагом в направлении перехода к ноосфере является принятие концепции устойчивого развития. Устранение возникших противоречий между обществом и природой без потери качества жизни людей возможно только в рамках стабильного социально-экономического развития, не разрушающего естественный биотический механизм саморегуляции. Такое развитие в докладе «Всемирная стратегия охраны природы», подготовленном Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (1980 г. ), получило название «sustainable development», переведенное на русский язык как «устойчивое развитие». В широком смысле устойчивое развитие понимается как процесс, соответствующий новому типу функционирования общества, с экономическими, социальными, экологическими, культурными параметрами, радикально отличными от сложившихся в рамках антропоцентрической экологии. Устойчивое развитие невозможно без оптимизации управления состоянием окружающей среды.

Используемая литература: Графкина М. В., Михайлов В. Л., Иванов К. С.
Экология и экологическая безопасность автомобиля : учебник / М. В. Графкина, В. А. Михайлов, К. С. Иванов. — М. :
ФОРУМ, 2009. — 320 с. — (Высшее образование).

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Источник: privetstudent.com


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.