БИОСФЕРА План лекции 1 Понятие биосферы 2 Состав

БИОСФЕРА План лекции: 1. Понятие биосферы 2. Состав и границы биосферы 3. Структура биосферы 4. Живое вещество биосферы 5. Основные свойства биосферы

1. Понятие биосферы

Биосфера (греч. bios — жизнь, sphaira — шар, сфера) — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты.

Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Австрии Э. Зюссом в 1875 г.

В первой трети XX в. возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании — уче ние о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В. И. Вернадский.

Основу учения В. И. Вернадского составляет понятие биосферы как целостной оболочки Земли, населенной жизнью и качественно преобразованной живым веществом планеты.

2. Состав и границы биосферы

В вертикальном разрезе биосферы три яруса господства фаз вещества: твердого (литосферы), жидкого (гидросферы) и газообразного (атмосферы). Приблизительная масса биосферы составляет 0, 05% массы Земли, а ее объем, включая атмосферу, - 0, 4% объема планеты.

Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: азот – 78%, кислород – 21%, углекислый газ – 0, 03%.

Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: ионы натрия, магния, кальция, хлора, серы, углерода.

Литосфера каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы) - сложена горными породами. Более 70% - базальты, граниты и другие магматические породы, около 17% — преобразованные давлением и высокой температурой породы и около 12% — осадочные породы.

3. Структура биосферы

В. И. Вернадский выделил 7 типов вещества, входящих в структуру биосферы: - живое; - косное; - биогенное; - биокосное; - рассеянное состояние; - космическое; - вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

Косное вещество – магматические и метаморфические горные породы

Прошлые ГЭ Нынешняя ГЭ Нефть Каменный уголь Осадочные горные породы Пища Мех, перо, детрит

Биокосное тело – почва – преобразованные живым веществом биосферы горные породы

Вода – биокосное вещество планеты

Атмосфера – биокосное тело, преобразующееся в результате процессов фотосинтеза и дыхания

Рассеянные химические элементы - группа химических элементов (олово, рубидий, кадмий, скандий и др. ), встречающиеся в природе главным образом в виде примеси в различных минералах и извлекаемые попутно.

Вещество космического происхождения – метеориты, космическая пыль и пр. – трансформируется живым веществом биосферы

Радиоактивные элементы – уран, торий, радий, актиний, полоний и т. д.

4. Живое вещество биосферы

Живое вещество совокупность всех живых организмов, выраженную через массу, энергию и химический состав.

К основным уникальным особенностям живого вещества, обусловливающим его крайне высокую средообразующую деятельность, можно отнести следующие:

1. Способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. 2. Движение не только пассивное, но и активное. 3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти.

4. Высокая приспособительная способность (адаптация) к различным условиям. 5. Высокая скорость протекания реакций. 6. Высокая скорость обновления.

В. И. Вернадский выделил девять функций живого вещества:

1. Энергетическая. Связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей ее по цепям питания, рассеиванием.

Первый принцип: геохимическая биогенная энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению. Второй принцип: в процессе эволюции выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают геохимическую энергию.

2. Газовая – способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.

3. Окислительновосстановительная. Связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов как окисления, благодаря обогащению среды кислородом, так и восстановления.

4. Концентрационная - способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой на несколько порядков.

5. Деструктивная – разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, как самих остатков органического вещества, так и косных веществ.

6. Транспортная – перенос веществ и энергии в результате активной формы движения организмов.

7. Средообразующая. Эта функция является в значительной мере интегративной. С ней, в конечном счете, связано преобразование физико-химических параметров среды.

8. Рассеивающая - проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов.

9. Информационная функция живого вещества, выражающаяся в том, что живые организмы и их сообщества накапливают определенную информацию, закрепляют ее в наследственных структурах и затем передают последующим поколениям.

5. Основные свойства биосферы

1. Биосфера – централизованная система. 2. Биосфера – открытая система. 3. Биосфера – саморегулирующаяся система. 4. Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием.

Литература 1. Воронков Н. А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей. – М. : Агар, - 1999. - С. 32 -44. 2. Ивонин В. М. , Водяной С. М. Экология: Учебное пособие для вузов. – Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, - 2000. - С. 10 -14. 3. Коробкин В. И. , Передельский Л. В. Экология в вопросах и ответах: Учебное пособие. Ростов н/Д: Феникс, - 2002. - С. 98 -140. 4. Коробкин В. И. , Передельский Л. В. Экология. - Ростов н/Д 6 издво «Феникс» , - 2001. - С. 151 -227. 5. Никаноров. А. М. , Хоружая Т. А. Экология. - М. : «Издательство ПРИОР» , - 2000. – С. 25 -42. 6. Степановских А. С. Экология. - Курган: ГИПП «Зауралье» , - 1997. С. 331 -351.