Кафедра медицинской биологии Днепропетровской государственной медицинской академии

План лекции: Ø Ø Ø Ø Ø Введение; Структура биосферы; Эволюция биосферы; Природные ресурсы и их использование; Устойчивость биосферы; Биопродуктивность экосистем; Биосфера и человек. Ноосфера; Роль человеческого фактора в развитии биосферы; Экологические проблемы биосферы; Охрана природы и перспективы рационального природопользования.

БИОСФЕРА Термин «биосфера» впервые был введен в науку в 1875 году австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (18311914). Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б. Ламарк(1744 -1829). Значительный вклад в развитие учения о биосфере сделал отечественный ученый, геолог В. И. Вернадский.

• БИОСФЕРА- своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА БИОСФЕРЫ: 1. Биосфера – открытая система. 2. Биосфера – централизованная система. 3. Биосфера – саморегулирующаяся система. 4. Биосфера – система с большим разнообразием составляющих компонентов.

Устойчивость биосферыеё способность возвращаться в исходное состояние после любых возмущающих воздействий • Непрерывность существования биосферы возможна потому, что все живые организмы имеют один и тот же генетический код, записанный в молекуле ДНК, а их белки построены из 20 аминокислот, одинаковых у всех организмов. • Биосфера обладает огромными внутренними резервами для восстановления и развития.

ФУНКЦИИ БИОСФЕРЫ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Газовая. Окислительно-восстановительная. Концентрационная. Деструктивная. Транспортная. Средообразующая. Рассеивающая. Энергетическая.

ВЕЩЕСТВА БИОСФЕРЫ КОСНОЕ БИОГЕННОЕ РАДИОАКТИВНОЕ РАССЕЯННЫЕ АТОМЫ ЖИВОЕ

СВОЙСТВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА: 1. Способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. 2. Движение: пассивное(под действием силы тяжести, гравитационных сил), активное( против течения воды, силы тяжести, движения воздушных потоков). 3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти. 4. Высокая приспособительная способность (адаптация) к различным условиям. 5. Феноменально высокая скорость протекания реакций. 6. Концентрация больших запасов энергии.

Живая природа представляет собой сложно организованную иерархичную систему. Выделяют несколько уровней организации живой материи: МОЛЕКУЛЯРНЫЙ КЛЕТОЧНЫЙ ОРГАНИЗМЕННЫЙ БИОСФЕРНЫЙ БИОГЕОЦЕНОТИЧЕ СКИЙ ПОПУЛЯЦИОННОВИДОВОЙ

ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ Атмосфе ра Гидросф ера Литосфе ра • Верхняя граница: 20 -25 км • Ограничена озоновым слоем • Полностью заселена живыми организмами • Высокая плотность, давление • Низкое содержание кислорода, низкая освещенность • Нижняя граница: базальтовый слой(2 -3 км ниже поверхности суши) • Колебания тепла, влаги и света • Низкая плотность воздуха

АТМОСФЕРА СОСТАВ: 78, 08%- азот; 20, 94%-кислород; 0, 93%-аргон; 0, 03%-углекислый газ; 0, 00005%- озон; 8%- примеси других газов

Атмосфера • Тропосфера – от 8 до 40 км (8 -10 км на полюсах, 16 -18 на экваторе) • Стратосфера – 40 -80 км, максимальная концентрация озона на уровне 22 -25 км • Мезосфера до 80 км (низкие температуры) • Термосфера 80 -850 км • (высокие температуры • Экзосфера от 850 км • • • Основные химические загрязняющие вещества Оксид углерода – сжигание твердых отходов , выхлопные газы, выбросы предприятий Сернистый и серный ангидрид Способствует образованию кислотных дождей Сероводород и сероуглерод – продукты нефтепромысла и переработки угля Окислы азота – анилиновые красители, азотные удобрения, Соединения фтора ? хлора – химические предприятия

ГИДРОСФЕРА СОСТАВ: Na+, Mg 2+, Ca 2+, Cl-, S, C. Основная часть воды(95%)находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км 3; поверхностные воды включают 0, 182 млн. км 3; а количество воды в живых организмах составляет всего 0, 001 млн. км 3.

Гидросфера • Литораль (береговой) – приливно-отливная зона • Сублитораль – толщина до 200 -500 метров, наиболее богата живыми организмами • Батиаль (глубинный) – зона морского дна от 200 -500 м до 3000 м, соответствующая континентальному склону. Занимает 15% площади дна океана • Абиссаль (бездонный) - зона морского дна от 3000 м до 6000 м, занимает более 75% дна океана • • Пелагиаль – толща воды, заселенная живыми организмами: планктон, нектон, плейстон, бентос Планктон (блуждающий) – организмы, не способные противостоять течениям Нектон – активно плавающие организмы, способные противостоять течениям Плейстон– организмы, обитающие у пленки воды Бентос (глубинный) – донные организмы: зообентос, фитобентос

ЛИТОСФЕРА СОСТАВ: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества- продукты жизнедеятельности организмов.

ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ Общую массу живых организмов оценивают в 2, 43*1012 т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99, 2% представлена зелёными растениями и 0, 8%- животными и микроорганизмами. В океане на долю растений приходится 6, 3%, а на долю животных и микроорганизмов- 93, 7% всей биомассы. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов беспозвоночные и только 4%- позвоночные, из которых десятая часть- млекопитающие.

ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ биосфера существует около 3, 8 миллиардов лет, за это время её эволюция не прерывалась Влияние живой материи (фотосинтез, деятельность микроорганизмов и растений- образование почвы) Геологические процессы (извержения вулканов, землетрясения, движения земной коры, горообразование) изменение облика Земли

Биогеохимические циклы- это совокупность циклических процессов обмена веществ и энергии между отдельными компонентами биосферы, обусловлена жизнедеятельностью организмов. Двигательная сила биогеохимических цикловсолнечная энергия, фотосинтез, метаболизм. Ёмкость Б. К. - количество химических элементов, находящихся одновременно в составе живого вещества в данной экосистеме. Скорость Б. К. - количество живого вещества, образующегося и разлагающегося в единицу времени. Круговорот воды Круговор от азота Круговорот веществ в биосфере Круговорот углерода Круговор от кислорода

БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ В. И. ВЕРНАДСКОГО: Первый Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению. Второй Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. Третий Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, создается и поддерживается на нашей планете космической энергией Солнца.

Вершиной эволюции живого на Земле явился человек. Посредством орудий труда человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания. С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.

Антропогенное воздействие на биосферу Загрязнение среды опасными отходами; Шумовое воздействие; Биологическое загрязнение; Воздействие электромагнитных полей и излучений; Воздействие оружия массового уничтожения; Воздействие техногенных экологических катастроф

Отрасли, наиболее загрязняющие окружающую среду

Наиболее грязные регионы мира

Экологические проблемы промышленного производства ØОбезлесение ØНефтяное загрязнение Мирового океана ØВыпадение кислотных осадков Ø Промышленно-городское загрязнение атмосферы ØЗахоронение радиоактивных отходов в Мировом океане ØПроведение испытаний ядерного оружия ØТехногенные катастрофы ØЗагрязнение рек

Природные ресурсы и их использование Неисчерпаемые ресурсы климатические Исчерпаемые ресурсы возобновляемые (растительный, животный мир, плодородие почва) космические невозобновляемые (полезные ископаемые) водные(относительно)

НООСФЕРА РАЗУМНАЯ ОБОЛОЧКА ПЛАНЕТЫ, СВЯЗАННАЯ С ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ЧЕЛОВЕКА Человек Биологическое существо: неразрывно связанное с круговоротом веществ, системой трофических и энергетических связей и другими участниками экосистем. Социальный объект: человек создаёт социальную систему, которая ставит существенные требования среде, обусловленные возрастающими потребностями человечества

П Р О Б Л Е М Ы Б И О С Ф Е Р Ы Парниковый эффект, истощение озонового слоя Увеличение населения Земли, урбанизация, исчезновение видов Экологические проблемы биосферы Отходы производства, сельского хозяйства, урбанизация Массовое сведение лесов, нарушающее процесс круговорота кислорода и углерода

Одним из важных заданий современного человечества является разработка действенных методов сохранения и воспроизведения природных ресурсов.

Стратегические цели государств: • Поддержание благоприятной для здоровья экологически безопасной среды для обеспечения физического, психологического и социального благополучия населения всей страны; • Обеспечение рационального, неистощительного природопользования в интересах эффективного и устойчивого социально-экономического развития страны; • Сбалансированность процессов воспроизводства и использования возобновимых природных ресурсов, а также рациональное расходование невозобновимых ресурсов с широким вовлечением в хозяйственный оборот отходов производства и др.

Объекты охраны природы: Памятки природы; Заказники природы; Заповедники; Биосферные заповедники; Национальные природные парки

Красная книга- универсальная форма государственного контроля над видами, которым угрожает опасность исчезновения.

• Спасибо за внимание!