Тема 2 біосфера як середовище життя людини

1. Складові елементи навколишнього середовища.

2. Склад біосфери і її складові компоненти.

3. Біологічний і геологічний кругообіг речовин в біосфері.

4. Екологічна система, біоценоз і біогеоценоз.

5. Основні закони екології.

1. Для вивчення навколишнього середовища можна виділити її складові:

- повітряне середовище суміш різних газів за обсягом - азот 78,08%; кисень 20,95%; інертні гази 0,94%; вуглекислий газ 0,03%;

- водяну середу: сукупність водяних об'єктів земної кулі (океани, моря, річки);

- тваринний світ: людина, тварини, риби, птиці;

- рослинний світ: рослини, в тому числі і в воді;

- грунт: рослинний шар;

- надра: верхня частина земної кори, в межах якої можливий видобуток природних копалин;

- кліматична і акустична середовища: важливий фактор, визначає розвиток тварин, рослин. Особливістю РБ є її територія, має значно більше холодний клімат, ніж в інших країнах. Середня температура найхолоднішого місяця в Могильові -6; в Парижі +3,4; в Лондоні +5,3; в Римі +6,8 о С

Внутрішня температура будівель +18 о С. Кількість теплоти, необхідне для опалення будівлі на 1 людину, підігріву припливного повітря прямопропорційно різниці температур внутрішнього і зовнішнього повітря. Ця різниця температур (Могильов в 2,2 рази більше ніж для Риму і в 1,6 рази більше ніж для Парижа) збільшує витрату палива і забруднення навколишнього середовища.

Акустичне середовище також впливає на самопочуття людей і тварин. Встановлено що підвищений шум негативно впливає на живе.

2. Термін біосфера (БІОС- життя і сфера - куля) запропонований в 1875р. австрійським ученим Зюссом. Струнке вчення про біосферу створив Вернадський.

Біосфера - зовнішня оболонка землі, область поширення життя.

Нижня частина атмосфери до озонового шару 25км. гідросфера до глибини 12 км. і верхній шар літосфери на глибину до 3 км.

Маса біосфери 0,05% маси землі, а її обсяг 0,4% обсягу землі.

Біосфера складається з 7 компонентів:

1) жива речовина - сумісність живих істот, що населяють планету. В даний час існує ≈ 1,5 мільйона тварин і 0,5 мільйона рослин;

2) біокостних речовина - речовина, що створюється, тваринними організмами та кістковими процесами (грунтовий покрив, природні води, кора вивітрювання);

3) кісткове речовина - неживе речовина глибинні породи, гази атмосфери;

4) біогенна речовина - фітогенні (рослинні нафту, торф, вугілля), ізогенні (тваринні залишки - крейда, вапняк);

5) космічне речовина - надходить з відкритого космосу, у вигляді космічного пилу, у вигляді болідів;

6) радіоактивні речовини - мають власну радіацію.

Вернадський вважав, що радіоактивність сприяла еволюції і сприяла перетворенню неживого речовини в живе.

7) розсіяні атоми - перетворені жорстким космічним випромінюванням.

3. Основний постачальник енергії для планети - сонце, світло і тепло якого в процесі фотосинтезу, перетворюється в багаті енергією хімічні зв'язки.

Основою динамічної рівноваги і стійкості біосфери є кругообіг речовин і перетворення енергії, кругообіг складається з безлічі процесів перетворення речовин (кругообіг води, кисню, вуглецю, мінеральних речовин).

Вирішальне значення в історії біосфери мало поява рослин, здатних вловлювати енергію сонячних променів і синтезувати органічну з мінеральної речовини. За допомогою фотосинтезу змінюється вигляд землі. Уловлювання сонячної енергії, засвоюючи СО2. створюючи щорічно мільйон тон органічної речовини і виділяючи в повітря велику кількість О2. зелені рослини перетворять нашу планету.

Процес фотосинтезу: 6СО2 + 6Н2 О + 2832кДж

Сонячна енергія викликає круговорот речовин в природі:

а) кругова циркуляція речовин між грунтом, рослиною, мікроорганізмами і тваринами; зелені рослини в процесі фотосинтезу споживають з грунту мінеральні речовини, з повітря СО2 і виділяють О2. створюючи органічні речовини з неорганічних вони переробляють і накопичують сонячну енергію в органо речовинах тварини споживають О2. поїдають рослини, виділяють вуглекислоту консументи - споживають речовини і накопичують енергію:

I порядку рослиноїдна;

II порядку м'ясоїдні;

III порядку хижаки.

Бактерії перетворять мертвих тварин і рослини, відходи виробництва, руйнуючи їх, перетворюють на мінеральні або прості органічні сполуки, які споживають рослинами при фотосинтезі. Редуценти - мінералізація органічної речовини.

Малий кругообіг - основа існування біосфери заснований на здатності одних користуватися відходами інших.

б) кругообіг речовин між океаном і сушею. Вода містить речовини, випаровується і повітряними потоками переносяться на багато кілометрів. Випадаючи у вигляді опадів, сприяє руйнуванню гірських порід і доступні для рослин і мікроорганізмів. Розмиваючи грунт, йде з розчиненими в ній хімічними сполуками і органічними речовинами в річки, моря. Циркуляція води між сушею і океаном важлива ланка підтримки живих організмів на землі і основна умова взаємодії рослин і тварин неживої природи.

4. Екосистема - сумісність спільно мешкають різних видів організмів і умов їх існувань, які перебувають в закономірному взаємозв'язку один з одним.

1) мікро екосистеми (стовбур дерева);

2) мезо екосистеми (озеро);

3) макро екосистеми (океан);

4) глобальна екосистема (біосфера).

Біогеоценоз - гео земля

Складова частина біоценозу - сумісність головних компонентів (рослини, тварини) і його біологічне середовище утворюють біогеоценоз. Рослинна співтовариство (фітоценоз) + тваринний світ (зооценоз) + мікроорганізми + відповідну ділянку землі з його особливими властивостями атмосфери (мікроклімату, геологічної будови, грунту і водного режиму).

Біоценоз + клімат + грунт = біогеоценоз.

Екосистема і біоценоз синоніми, їх співвідношення може бути представлено:

Біогеоценоз - екосистема в межах фотосинтезу;

Біогеоценоз - окремий випадок екосистеми, завжди явище природне, навіть в разі впливу людини;

Екосистема може бути цілком штучною, наприклад: космічний корабель, літак, акваріум.

5. Різноманіття зв'язків між компонентами біосфери, залежність елементів біогеоценозу, розвиток природи відображено в 4-ох законах американського вченого Коммонера в 1974 р

все пов'язано з усім - відображає існування колосальної мережі зв'язків в біосфері між живими організмами і навколишнім середовищем;

все повинно кудись діватися (закон збереження);

ніщо не дається даром (закон про ціну розвитку);

природа знає краще (еволюційний відбір)

Існують інші закони і принципи екології:

закон екологічної токсикології - малі дози токсиканту стимулюють організм, великі його руйнують;

закон зниження родючості грунтів - з кожним роком родючість грунтів знижується;

закон Лібіха (мінімуму) - речовина, що знаходиться в мінімумі, визначається ефективністю життєдіяльності організму;

закон Шелфолрда (максимуму) - не тільки недолік, але і надлишок елементів шкідливий.

Екосистема, що втратила частину своїх елементів не може повернутися в первісний стан.