Что характерно для биосферы

Биосфера и ее границы (3 фото)

История термина «биосфера»

Ж. Б. Ламарк в 1802 году назвал биосферой совокупность всех живых организмов Земли.

Э. Зюсс в 1875 году ввел термин «биосфера» — тонкая пленка земной поверхности, населенная жизнью.

В. И. Вернадский в 1919 создал учение о биосфере, в нем:

«Биосфера — «область жизни», включающая живые организмы и среду их обитания; особая оболочка Земли, в пределах которой проявляется геологическая деятельность живого населения планеты».

Ноосфера (по Вернадскому) — сфера человеческого разума.

Границы биосферы

Верхняя граница в атмосфере: 15 — 20 км.
Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5 — 7,5 км.
Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Нижняя граница в гидросфере: 10 — 11 км (Марианская впадина).
Определяется дном Мирового океана, включая донные отложения.
Ту часть биосферы, в которой в настоящее время постоянно встречаются живые организмы, называют эубиосферой, ее границы несколько уже.

Таким образом, биосфера включает в себя часть атмосферы, гидросферы и литосферы.

Биомасса биосферы

Общая сухая биомасса биосферы оценивается в 2,5 x тонн. Большая часть этой биомассы приходится на наземные экосистемы, биомасса океана составляет лишь около 0,003 x тонн. Основную часть биомассы суши составляют наземные растения, их биомасса примерно в 500–1000 раз больше, чем биомасса животных. Из всех видов диких животных, по-видимому, наибольшей биомассой обладает морской рачок Euphausia suberba (150 млн. тонн), но общая биомасса одомашненного человеком крупного рогатого скота (Bos taurus) еще больше — 520 млн. тонн, как и самих людей — 350 млн тонн. Большой биомассой обладают муравьи (3 млрд тонн) и морские рыбы (800 — 2000 млн. тонн), но это группы животных, включающие множество видов. Общая биомасса наземных растений — 560 млрд. тонн, морского фитопланктона и растений — 5 — 10 млрд. тонн, наземных животных — 5 млрд. тонн.

Наибольшая концентрация биомассы на границах сред:

граница литосферы и атмосферы;
граница гидросферы и атмосферы (планктонные организмы);
граница литосферы и гидросферы (бентосные организмы).
Первичная биомасса образуется автотрофами (обычно растениями) в процессе фотосинтеза с использованием солнечной энергии. Поэтому минимальная биомасса наблюдается в пустынях и во льдах, что связано в первую очередь с минимальным количеством растений в качестве источника прироста биомассы.

Структура биосферы

1.Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4 — 3,6 x тонн (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (около 3 x тонн), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Однако именно эта часть биосферы является наиболее важной, т. к. активно участвует в биогеохимических циклах и преобразует неживое вещество Земли.

2. Биогенное вещество — осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляющие собой их разложившиеся остатки (известняки, ракушечные породы, горючие сланцы, ископаемые угли, нефть и др.).

3. Косное вещество — вещество, образующееся без участия живых организмов.

4. Биокосное вещество — вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д.

5. Радиоактивные вещества и продукты их распада, а также атомы, непрерывно образующиеся из земного вещества под влиянием космических излучений.

6. Вещество космического происхождения (метеориты).

Источник

Биосфера

Запомните, что наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред (к примеру, на границе литосферы и атмосферы).

Границы биосферы

Выше «озонового экрана» существование жизни в привычном для нас виде невозможно, так как губительное УФ (ультрафиолетовое) излучение уничтожает все живое. Возникновению жизни в недрах Земли препятствует высокая температура, оказывающая разрушительное воздействие.

Вещество биосферы

Формируется без участия живых организмов. Базальт, гранит, песок, золотоносные руды. К косному веществу можно отнести горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.

Это вещество образуется живыми организмами в процессе их жизнедеятельности. Примерами биогенного вещества могут послужить залежи известняка, природный газ, кислород, нефть, каменный уголь, торф.

Биокосное вещество создается одновременно деятельностью живых организмов и косными процессами. Таким образом, биокосное вещество объединяет в себе живое и косное вещества.

Функции живого вещества

Деятельность живых организмов обеспечивает постоянный газовый состав атмосферы. В ходе дыхания животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а растения в ходе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Бактерии хемотрофы также выделяют в атмосферу некоторые газы, полученные окислением сероводорода, азота.

Я никогда не перестану восхищаться этой функцией живого вещества. Вы только вдумайтесь: на одной и той же почве, рядом друг с другом, растут совершенно разные растения по форме, размеру и окраске плодов, цветков! Каждый раз задумываешься: как это возможно?

Живые организмы способны окислять и восстанавливать различные химические вещества. На реакциях окисления и восстановления основан метаболизм (обмен веществ) любого живого существа, подобные реакции протекают постоянно в ходе фотосинтеза, энергетического обмена.

Теория биогенной миграции атомов Вернадского В.И.

При непосредственном участии живого вещества в биосфере непрерывно осуществляется биогенная миграция атомов. Даже сейчас, с каждым вашим вдохом, атомы кислорода соединяются с гемоглобином эритроцитов, доставляются по крови к клеткам тканей организма и становятся частью ваших клеток.

Откуда взялся кислород, которым мы дышим? Его в процессе фотосинтеза выделили растения. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, который в процессе дыхания выделяют животные, углекислый газ, который образуется при разложении останков растений и животных. Получается круговорот атомов.

Я искренне восхищаюсь этой теорией, она показывает непрерывность жизни, бесконечность нашего существования и единство всего живого.

Ноосфера

К сожалению, нынешняя ситуация напоминает старую поговорку: «Пока не потеряешь, не осознаешь ценность». Неужели растения должны исчезнуть с лица Земли, чтобы мы вспомнили о том, что благодаря фотосинтезу в их листьях мы дышим кислородом? В этом случае чувство нашего ложного величия может сильно пострадать.

Круговорот веществ

Подобно этому, долгое время нефть и уголь были почти полностью исключены из круговорота веществ, однако в настоящее время человек «вернул их в строй» вместе с выхлопными газами.

Азот находится в воздухе, которым мы дышим, и составляет 78% от его объема. Большая часть азота поступает в почву и воду благодаря деятельности микроорганизмов, бактерий и водорослей.

Широко известны клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, находящиеся с ними в симбиозе. Клубеньковые бактерии переводят атмосферный азот в нитраты, которые необходимы для роста и развития растения и могут быть усвоены им, в отличие от атмосферного азота (газа).

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Понятие биосферы в географии — что это такое, особенности биосферы

Что такое биосфера

Термин биосфера пришел из греческого языка. Слово образовалось из двух основ: жизнь и шар.

Биосферу определяют как наружную оболочку Земли, которая заселена живыми организмами. Они составляют живое вещество планеты.

Биосфера — глобальная экосистема Земли.

В биосферу из космоса поступает энергия солнечного света. За счет света существует большинство экосистем планеты. Поэтому биосферу называют открытой системой.

Ученые из израильского Института Вейцмана пытались определить массу биосферы. Оценка проводилась по количеству углерода, который связан с животным царством. Это делалось для того, чтобы исключить влияние содержания воды в разных организмах.

Показатель общей массы всей биосферы Земли по их данным составил приблизительно 550 млрд тонн (или гигатонн — Гт).

Лидерами стали растения. Основной вес пришелся на те растения, которые произрастают на суше.

Доли массы биосферы:

Среди доли животных человечество оценивают в 0,06 Гт (или 60 млн тонн).

Большая концентрация биомассы определяется границами сред:

Литосфера — внешний, твердый слой, оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии до астеносферы — верхнего слоя мантии планеты.

Атмосфера — газовая оболочка, которая окружает планету Земля.

Гидросфера — водная оболочка Земли, которая включает в себя воды Мирового океана, континентальные поверхностные воды, ледники и подземные воды.

Планктонные организмы — среда обитания: гидросфера и атмосфера.

Бентосные организмы — среда обитания: литосфера и гидросфера.

Планктонные организмы пассивно перемещаются в толще воды за счет течения: одноклеточные водоросли, одноклеточные животные, рачки, медузы.

Бентосные организмы прикрепляются ко дну и живут в илистых осадках или просто покоятся на дне.

Бентос подвижный: крабы, морские звезды, морские ежи.

Малоподвижный: моллюски, черви.

Бентос прикрепленный: кораллы, мшанки, известковые водоросли.

Биосфера начала формироваться около 3,8 млрд лет назад во время зарождения первых живых организмов. Она охватывает всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы.

Биосфера — это все живые организмы.

Человек тоже является частью биосферы.

Понятие биосферы и ее сущность

Само понятие биосферы ввел австрийский геолог Э. Зюсс.

Под биосферой Э. Зюсс понимал тонкую пленку земной поверхности, которая населена жизнью.

До Э. Зюсса Ж. Б. Ламарк предполагал наличие такой оболочки планеты, где содержится совокупность живых организмов Земли. Но устоявшееся название ей не дал. Учение о биосфере создал и развивал Владимир Иванович Вернадский, советский и российский ученый.

Биосферой, согласно В. И. Вернадскому, называют такую область жизни, которая включает:

Это особая оболочка планеты. В ее пределах проявляется геологическая деятельность живого населения планеты.

Всю совокупность биогеоценозов в открытой системе, в которой структура и свойства определяются деятельностью организмов в прошлом и настоящем, называют биосферой.

Состав и структурное строение биосферы

Биосферу представляют многокомпонентной сложной системой. Она включает несколько отдельных элементов.

Биосфера состоит из:

В. И. Вернадский показал, что деятельность живых организмов является важным фактором геологических изменений на планете.

Наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред.

Функции живого вещества:

Метаболизмом называют обмен веществ.

Биогенные вещества представляют собой осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляют собой их остатки.

Остатками выступают известняки, ракушечные породы, сланцы, ископаемые угли, природный газ, торф и так далее.

Косное вещество образуется без участия живых организмов: базальт, песок, гранит. Часто относят к косному веществу горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.

Биокосное вещество образуют живые организмы и косные процессы.

К биокосным процессам относят почву, ил, кору выветривания и прочее.

К признакам биосферы относят:

Биотическим или биологическим круговоротом называют процесс поступления химических элементов из почвы, воды, атмосферы в живые организмы и их превращения в новые сложные соединения. Потом эти сложные соединения возвращаются обратно в процессе жизнедеятельности. Это циркуляция веществ между почвой, растениями, животными и микроорганизмами.

Три группы организмов, которые обеспечивают биотический круговорот:

К продуцентам относят такие организмы, которые создают первичное органическое вещество.

Продуценты: зеленые фотосинтезирующие растения; бактерии, которые способны к хемосинтезу.

Фотосинтез — процесс образования кислорода зелеными растениями после поглощения углекислого газа.

Хемосинтезом называют способ автотрофного питания. Источник энергии для синтеза органических веществ — окисление неорганических соединений.

Консументами называют организмы, которые потребляют органическое вещество.

Консументы: хищные животные; растительноядные животные.

К редуцентам относят организмы, которые разлагают мертвое органическое вещество до минерального.

Как биосфера связана с другими оболочками планеты

Биосфера включает в себя части:

Часть биосферы между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы, где в настоящее время встречают живые организмы, называют эубиосферой.

Гипобиосфера — неблагоприятный слой для жизни в литосфере. Туда живые организмы попадают случайно, временно существуют и не могут размножаться.

Парабиосфера — верхний аналог гипобиосферы между 6-7 и 60-80 км над поверхностью Земли. Организмы не в состоянии нормально жить и размножаться.

Верхняя граница биосферы находится в атмосфере. Ее протяженность составляет от 15 до 20 км. Эту часть определяют озоновым слоем, где задерживаются коротковолновое ультрафиолетовое излучение.

Ультрафиолетовым излучением называют такую область оптического, электромагнитного излучения, которая не воспринимается глазом. Излучение занимает спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучением.

«Середина» биосферы — граница между атмосферой и литосферой — находится в гидросфере и составляет 10-11 километров — Марианская впадина. Границу определяют дном Мирового океана с донными отложениями.

Нижняя граница биосферы находится в литосфере, и ее протяженность составляет от 3,5 до 7,5 км. Показатель — температура перехода воды в пар и температура денатурации белков.

Денатурация белка — процесс, когда структура белковой молекулы нарушается и разрушается под действием химических и физико-химических факторов.

Но живые организмы распространены вглубь только на несколько метров в почве и несколько сотен метров в подземных пещерах.

Значение биосферы для нашей планеты

Биосфера является открытой биосистемой, которая взаимодействует с окружающей средой посредством обмена веществом и энергией. Она играет важную роль в распределении энергетических потоков планеты.

Различают следующие виды живых организмов:

Автотрофы производят органическое вещество.

Гетеротрофы потребляют и разрушают органическое вещество.

Процессы создания и преобразования органического вещества находятся в относительном равновесии. Такое равновесие служит основой устойчивости биосферы.

Под устойчивостью понимают свойство экосистемы, выраженное в способности поддержания своего состава, функции и структуры. Устойчивая система способна восстанавливаться, если будет нарушена.

К признакам устойчивости биосферы относят:

Под жизненной активностью живого вещества понимают скорость размножения организмов и их распространения.

Биосфера включает в себя большое количество растений и животных, других форм жизни. Изучение биомассы важно для понимания климатических сдвигов, путей передачи и трансформации углерода и других элементов.

Биосфера регулирует количество газов и распределяет их.

Человек является частью биосферы. Биосфера дает человеку важнейшие природные вещества и ресурсы: землю и воду, кислород, продукты питания.

Современное состояние и прогнозируемое будущее

Состояние биосферы характеризует величина биомассы, количество углерода, годичный прирост и количество минеральных веществ.

Состояние биосферы меняется под влиянием естественных факторов. Тогда оно возвращается в почти первоначальное. Например, изменения температуры и давления происходят в некоторых постоянных средних значениях.

Изменения в биосфере под влиянием антропогенных факторов происходит в более короткие сроки. Для регулирования процессов создана информационная система экологического мониторинга.

Современное состояние биосферы оценивают как острый экологический кризис.

Прогресс науки и техники позволил человеку получить больше сил для воздействия на окружающую среду. Это воздействие направлено на удовлетворение потребностей современного общества. При этом оно ухудшает существование биологических видов на планете.

Система «человечество–среда обитания» становится неуравновешенной. Деятельность человека нарушает структуру, организованность и функции биосферы.

Показатель современного состояния биосферы определяется по концентрации углекислого газа в атмосфере. Благодаря системному анализу, применению принципа Ле Шателье-Брауна, выяснили, что в первой половине XX века при повышенной концентрации углекислого газа произошел выход биосферы как системы из равновесия.

Человечество своими поступками приводит биосферу к переходу в другое устойчивое состояние. При этом условия жизни для человека остаются неясными, но вряд ли они будут оптимальными.

Антропогенная нагрузка на биосферу находится в пропорциональной зависимости от энергетической мощи человечества.

Источник

Биосфера – глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Живое вещество, его функции. Особенности распределения биомассы на Земле

Содержание:

Биосферу можно также назвать глобальной экосистемой. Важной ее составляющей является, так называемая, сложная система круговорота между организмами и сложными химическими веществами. Одним из основополагающих процессов в глобальной экосистеме можно смело считать фотосинтез. Также, к основным процессам относятся трофические связи организмов, находящихся в одной пищевой цепи.

В живую оболочку Земли, кроме растений, микроорганизмов, животных, входят продукты жизнедеятельности организмов, такие как, уголь, нефть.

Останки живых организмов, осадочные породы также составляют часть биосферы.

Если из данной экосистемы изъять, к примеру, воздух или воду, то вся система рушится. Это, в конечном итоге, может пагубно отразится на всей системе и вывести ее из гармонии. Строение органических веществ соответствует среде обитания, а их разнообразие говорит о многообразии пространств, в которых живут те или иные организмы.

Последние годы человечество только этим и занимается. Люди обедняют и осушают почву, уничтожают леса, истребляют животных, загрязняют воздух и воду. Тем самым нанося непоправимый вред биосфере и самим себе в частности.

Существование экосистем предполагает обмен энергетическими потоками, первым звеном в котором являются автотрофные организмы, продуцирующие органику.

Биосфера – это оболочка Земли, то пространство, где существует жизнь. Термин «биосфера» был введен австрийским ученым Эдуардом Зюссом в 1875 году. Позже учение о «пленке жизни» продолжил естествоиспытатель Владимир Вернадский. По его учению, в биосфере взаимосвязаны все компоненты на геохимическом уровне. Вернадский ввел новый термин – «ноосфера», он доказал, что живые организмы являются определяющими в жизненной силе Земли.

Живая оболочка планеты является саморегулируемой системой, обладающей свойствами саморегуляции.

Разнообразие видов, форм жизни обуславливает стабильность и устойчивость жизненной сферы. Окружающая среда наносит отпечаток на внешний вид, строение организмов, которые проявляются в различных адаптациях, приспособлениях, ответных реакциях.

Жизнь кишит везде, все ее элементы связаны, влияют друг на друга и на природу в целом. В атмосфере живет множество животных и микроорганизмов, которые передвигаются активным или пассивным способом.

Грибные и бактериальные споры были найдены на высоте 20—22 км.

Учение В.И. Вернадского о биосфере

В.И. Вернадский – общепризнанный разработчик учение о биосфере. Он ввел понятие «живого вещества», как формирующего фактора биологической геосферы.

Функции живого вещества по учению Вернадского:

В.И. Вернадский смог выделить несколько основных функций биосферы. А именно:

Особенностью живого вещества является то, что компоненты, входящие в его состав проявляют устойчивость исключительно в живых организмах.

Структура биосферы

Согласно учению Вернадского биосфера являет собой организованную сферу планеты, которая находится в контакте с живыми организмами.

В.И. Вернадский в составе биосферы выделял такие элементы:

Живое вещество, его функции

В основе концепции глобальной экосистемы заложено понимание термина «живое вещество». Большую часть живого вещества составляет земная растительность (около 90%). Данное вещество является самым мощным энергетическим, а также геохимическим фактором, его можно смело назвать основным фактором развития биосферы.

Как известно, источником биохимической активности живых организмов является солнечная энергия, без которой не сможет произойти такой важный процесс как фотосинтез.

С самого своего появления жизнь не стоит на месте, а постоянно развивается. Тем самым, влияя на окружающую среду и, в определенной мере, изменяя ее.

Исходя из этого, можно с полной уверенностью сказать, что эволюционный процесс экосистемы и всей органической жизни проходит параллельно.

Жизнь на нашей планете появилась около четырех миллиардов лет назад, с этого самого момента на Земле и сформировалась биосфера. Огромный вклад в образование биосферы внесли цианобактерии. Они первыми освоили кислородный фотосинтез. Других претендентов на производство атмосферы не существовало в мире прокариотов.

Живая оболочка Земли — это не только сфера, в которой находится все живое, но и совместный результат деятельности организмов. Вещество и биосфера неразделимы. Биосферный уровень включает в себя все живое вещество планеты.

Геологический круговорот веществ происходит в течение многих тысяч и миллионов лет. В процессе круговорота образуется живое вещество из неорганических соединений, впоследствии органика распадается на неорганические компоненты.

Особенности распределения биомассы на Земле

Состав и распределение биосферы – один из интереснейших вопросов в биологии.

Биосфера включает в себя огромное количество растений, животных и других форм жизни нашей планеты. Термин «ноосфера», предложенный Вернадским в начале 20-го столетия, получил широкое распространение.

В современном мире огромное влияние на биомассу оказывает человек. Сокращаются площади, производящие живую массу.

Источник