Основные положения учения о биосфере

Проблемы взаимодействия природы и общества составляют предмет исследования разных учений, включая учение о биосфере. Термин «биосфера» предложил австрийский ученый Зюсс в 1875г.,а в начале 19в. введен Ж.Ламарком, но учение о биосфере, как активной оболочке земли создано В.И.Вернадским в 1926г.

Биосфера – это оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном процессе обмена с этими организмами.

Согласно учению Вернадского образование биосферы обусловлено совокупностью факторов:

- силой земного притяжения;

- космическим излучением;

- количеством кислорода и углерода в атмосфере;

- интенсивностью коротких ультрафиолетовых лучей;

- температурой.

Биосфера является глобальной экосистемой, состоящей из верхней части литосферы(3 км), нижней части атмосферы(около 20км) и гидросферы. Она тесно связана с космосом, а потоки энергии, поступающие к земле, создают условия обеспечивающие жизнь. Озоновый экран защищает планету от радиации.

Типы веществ слагающих биосферу:

- живое вещество (растения, животные, микроорганизмы);

- биогенное (органические и минеральные продукты, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории);

- косное (вода, атмосфера, почва, солнечная энергия);

-биокосное (результат взаимодействия живого и неживого вещества- осадочные породы, ил и т.д.).

К факторам устойчивости биосферы относятся:

- видовое разнообразие;

- круговорот веществ;

- передача энергии;

- эволюция видов;

- стабильная численность популяции.

Живущие в биосфере организмы можно изучить на уровнях популяций, сообществ и экосистем.

Популяция - это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды. Популяция обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. У популяции есть свои специфические функции (неоднозначны и многообразны) и своя структура, она состоит из отдельных организмов, особей, которые занимают свое положение в ней. Каждая популяция является развивающейся экологической единицей. У каждой популяции – своя эволюция и динамика развития.

Популяцию как единицу экосистемы характеризуют следующие признаки и свойства:

- Наличие генофонда

- Генетическая обособленность

- Рождаемость и смертность

- Возрастная и половая структура

- Плотность.

Для каждой популяции характерны следующие показатели:

- Численность - общее количество особей на выделяемой территории. Этот показатель не бывает постоянным и зависит от рождаемости и смертности.

- Плотность популяции - среднее число особей на единицу площади, занимаемого популяцией пространства; она изменчива и зависит от численности.

- Рождаемость (плодовитость)- число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.

- Смертность популяции - число погибших в популяции особей в определенный отрезок времени. Подобно рождаемости смертность изменяется в зависимости от условий среды обитания, возраста и состояния популяции; смертность выражается в % к средней величине ее.

- Прирост популяции - разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным.

- Темп роста популяции - средний прирост ее за единицу времени.

Размеры популяции могут уменьшаться в результате смертности и миграции. В экологии широкое распространение получила концепция иерархии популяции в зависимости от размеров занимаемой территории. Популяция представляет собой надорганизменную систему, объединяющую большое количество организмов в сообщество.

Сообществом илибиоценозомназывают совокупность растений и животных, населяющих участок среды обитания. Совокупность условий, необходимых для существования популяций, носит название экологической ниши, которая определяет положение вида в цепях питания. Следовательно, организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов, микроорганизмов, живущих совместно практически в одних и тех же условиях среды, называется биоценозом.

Сбалансированные животно-растительные сообщества являются высшей формой существования организмов. Для них характерен относительно устойчивый состав флоры и фауны. Сообщества обладают типичным набором животных организмов, которые сохраняют основные признаки во времени и пространстве. Биоценоз включает сообщества растений- фитоценоз, сообщества животных- зооценоз, сообщества микроорганизмов- микробоценоз. Следует подчеркнуть, что все они являются биологическим единством разных типов и уровней.

Особым типом биоценоза является агробиоценоз- искусственно созданное человеком сообщество растений, животных, микроорганизмов и грибов, предназначенное для получения сельскохозяйственной продукции. Следует подчеркнуть, что все они являются биологическим единством разных типов и уровней.

Пространство с однородными условиями, которое занимает биоценоз, носит название биотопа. Сукцессия – последовательное изменение биоценозов на одной и той же территории (биотопе) под влиянием естественных и антропогенных факторов. Основными структурными единицами биосферы являются экосистемы и биогеоценозы.

Биогеоценоз - это природная система совместно живущих и связанных друг с другом видов (биоценоз) и среда их обитания (биотоп). Это сложный природный комплекс живых веществ взаимосвязанных с неорганической средой, находящийся в материально-энергетической зависимости от нее. В структуре любого биогеоценоза можно выделить четыре функциональных компонента:

- абиотическое окружение, т.е. неживая природа;

- продуценты;

- консументы;

- редуценты.

Взаимоотношения между ними образуют систему трофических цепей. В таблице представлена классификация организмов в зависимости от способа питания.

Классификация организмов по способу питания:

Трофический уровень	Роль организмов в пищевой цепи	Категория организмов
I	Создание органического вещества из неорганического с использованием энергии солнца или энергии химических реакций	Продуценты
II	Питание живым органическим веществом растительного происхождения	Консументы 1го порядка
III	Питание живыми органическими веществами животного происхождения	Консументы 2го порядка
III	Питание мелкими остатками разложившихся трупов животных и растений.	Детритофаги
IV	Разложение органического вещества до неорганического	Редуценты

Каждый живой организм или их совокупность выполняют определенную биологическую функцию, которая либо начинает какой-то процесс, либо служит его промежуточным звеном, либо завершает его. Такая взаимосвязанная деятельность организмов Земли находится в тесной связи с окружающей средой и ее основными факторами физического, химического, биологического характера и создает сложное построенин жизни в разных ее проявлениях – экологическую систему. Термин «экосистема» впервые был предложен в 1935г. английским экологом А.Тенсли.

Экосистема - это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания. Экосистема и биогеоценоз представляют собой устойчивые взаимодействующие системы живых организмов и среды. Понятие экосистема более обширное и всеобъемлющее (экосистема может охватывать пространство любой протяженности – от капли до всей биосферы), в отличие от более узкого понятия биогеоценоза (имеет четкие границы, которые определены характером растительного покрова, т.е. определенным фитоценозом).

Выделяют микроэкосистемы (пенек с грибами, небольшое болото), мезоэкосистемы (участок леса, озеро, водохранилище) и макроэкосистемы (континент, океан). Глобальной экосистемой является биосфера нашей планеты.

По степени хозяйственного воздействия экосистемы подразделяются на:

-естественные (сохранившиеся практически в неприкосновенности);

-модифицированные (изменившиеся под воздействием антропогенных факторов);

-трансформированные (сильно преобразованные человеком);

-искусственные (созданные человеком - сельхозугодья, лесопосадки, космический корабль).

Основные типы экосистем:

- Наземные

- Пресноводные

- Морские

Выделяют микроэкосистемы (пенек с грибами, небольшое болото), мезоэкосистемы (участок леса, озеро, водохранилище) и макроэкосистемы (континент, океан). Глобальной экосистемой является биосфера нашей планеты.

В 1944г. Вернадский сформулировал закон:«Биосфера неизбежно преображается в ноосферу, где роль разума человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек – природа».Он выделил основные предпосылки перехода биосферы в ноосферу:

- высокий уровень развития науки;

- единство человечества (исключение насилия и войн);

- высокий уровень и качество жизни человека;

- исключение на Земле национализма, расизма, нищеты и эксплуатации;

- развитие СМИ и коммуникаций;

- наличие альтернативных технологий, источников энергии и т.д.

Дата добавления: 2014-01-04