Лекція з дисципліни "Екологія" на тему "БІОСФЕРА ТА ЇЇ МЕЖІ"

ТЕМА 2

БІОСФЕРА ТА ЇЇ МЕЖІ

Життя на Землі реалізується у формі живої речовини називається біотою. Поняття «жива речовина» ввів у науку Володимир Іванович Вернадський.

Жива речовина - це сукупність усіх живих організмів планети .

Основні властивості живої речовини:

• високоорганізована внутрішня структура;

• здатність уловлювати із зовнішнього середовища і трансформувати речовину та енергію, забезпечуючи цими процеси своє життєвої діяльності;

• здатність підтримувати сталість внутрішнього середовища не зважаючи на коливання зовнішніх умов, якщо ці коливання сумісні із життям.

• здатність до самовідтворення шляхом розмноження.

Перші уявлення про біосферу, як зону життя дав французький біолог

Жан-Батіст Ламарк.

Термін «біосфера» ввів у науку у 1875р австралійський геолог Зюсс.

Цілісне вчення про біосферу створив В.І.Вернадський.

Біосфера – простір нашої планети, у якому існує і працює жива речовина; це відкрита термодинамічна система, що одержує енергію у вигляді променистої енергії Сонця й теплової енергії процесів радіоактивного розпаду речовин у земній корі та ядрі планети.

Біосфера охоплює 3 геологічні сфери:

• частину атмосфери (повітря);

• біосфера охоплює частину літосфери ( на глибинах понад 10 м породи вже смертельні) але у нафтових родовищах на глибині 2-3 км виявлено свою нафтову мікрофлору;

• біосфера охоплює всю гідросферу навіть найглибші океанічні западини до 11 км де існує значна кількість глибоко водних організмів.

Існують різні думки про верхню межу біосфери в атмосфері :

• на висоті вершин Гімалаїв (10 км над рівн. моря);

• досягає нижніх шарів стратосфери (30 км над рівнем моря), де трапляються спори і навіть клітини бактерій, грибів,водоростей.

• озоновий шар (25-30 км над рівнем планети) захищає всі живі організми від ультрафіолетових променів.

Щороку Земля одержує від Сонця енергію, яка становить близько кДж. Більша частина цієї енергії відбивається від хмар , пилу й земної поверхні ( близько 34%) , нагріває атмосферу , літосферу й Світовий океан , після чого розсіюється в космічному просторі у вигляді інфрачервоного випромінювання (42%) витрачається на випаровування води й утворення хмар (23%) на переміщення повітряних мас – утворення вітру ( близько 1%). І лише 0,023% сонячної енергії , що потрапляє на Землю, вловлюється продуцентами – вищими рослинами , водоростями та фототрофними бактеріями – й запасається в процесі фотосинтезу у вигляді енергії хімічних зв’язків органічних сполук.

Кругообіг кисню й водню. Ці елементи входять до складу всіх органічних сполук. Вони поглинаються продуцентами в складі води та вуглекислого газу , а всіма іншими – з органічною речовиною й питною водою. В кінці кругообігу водень і частина кисню повертаються в неживе середовище у вигляді води.

Кругообіг вуглецю. Вуглець – це основа органічних речовин. Джерелом вуглецю в біосфері є вуглекислий газ, що становить 0,036% загального об’єму тропосфери . Вуглець поглинається продуцентами - фото й хемосинтез - молекули сахарів - інші органічні сполуки - (якщо людина їх не використовує) торф, вугілля , нафта.

Кругообіг азоту. Атмосферний азот , що перебуває в молекулярній формі, доступний тільки для начисленої групи азотфіксувальних бактерій і синьоземних водоростей. Вони переводять азот, він транспортується в мінеральну форму – його поглинають лише рослини . Після відмирання рослин він стає органічним азотом – доступними для тварин і грибів. Після їх відмирання азот повертається в атмосферу.

Отже, існування життя на Землі залежить не лише від потоку енергії , а й від кругообігу речовин у біосфері.

Біогеценозом називають однорідну ділянку земної поверхні з повним складом організмів, що населяють її ( бактерії, рослини, тварини, гриби) і комплексам абіотичних компонентів (грунтом, повітрям, сонячною енергією) , які пов’язуються обмінам речовин й енергії в єдину природну систему.

Складові біогеоценозу:

• Біотор – однорідний за абіотичний факторами середовища простір;

• Біоценоз – сукупність всіх представлених у межах даного біотопу організмів;

Функціональні складові біоценозу:

1. Фітоценоз – сукупність всіх продуцентів даного біотопу.

2. Геоценоз – сукупність всіх тварин –констументів.

3. Мікробоценоз – сукупність бактерій і грибів – сапротрофів.

Сукупність біогеоценозів із відносно схожими характеристиками ( передусім – рослинністю), які займають значну територію й розвиваються в схожих кліматичних умовах називаються біомасами.

Літосфера – це зовнішня тверда оболонка Землі, що займає всю земну кору й частину верхньої матерії, вона складається з осадових, вивержених і метаморфічних порід.

Функції літосфери:

• на її поверхні живе більшість рослин і тварин, у тому числі і людина;

• верхня тонка оболонка літосфери на материках – це ґрунти, що забезпечують умови життя для рослин і є основним джерелом отримання продуктів харчування для людей.

• Літосфера – це й «комора» корисних копалин – енергетичної сировини , руд металів, мінеральних добрив, будівельних матеріалів.

Товщина літосфери на континентах і під океанами різна й становить відповідно 25-200 то 5-100 км. Найглибшою у світі свердловиною є свердловина на Кольському півострові трохи більше 12 км. Про склад і будову глибинних зон літосфери нам відомо лише на основі непрямих методів.