Условия устойчивости, стабильности биосферы - раздел Экология, Экология: экзаменационные ответы Биосфера Выступает Как Огромная, Чрезвычайно Сложная Экологическая Система, ...
Биосфера выступает как огромная, чрезвычайно сложная экологическая система, работающая в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех ее составляющих частей и процессов.
Стабильность биосферы основывается на высоком разнообразии живых организмов, отдельные группы которых выполняют различные функции в поддержании общего потока вещества и распределении энергии, на теснейшем переплетении и взаимосвязи биогенных и абиогенных процессов, на согласованности циклов отдельных элементов и уравновешивании емкости отдельных резервуаров. В биосфере действуют сложные системы обратных связей и зависимостей.
Стабильность биосферы обусловлена тем, что результаты активности трех групп организмов, выполняющих разные функции в биотическом круговороте, - продуцентов (аутотрофы), потребителей (гетеротрофы) и деструкторов (минерализирующие органические остатки) — взаимоуравновешиваются.
Важное значение для поддержания стабильности биосферы наряду с биологическим круговоротом имеет круговорот воды, источником энергии для которого служит солнечное излучение. В круговороте воды огромную роль играют живые организмы, в частности, транспирирующие растения, на создание единицы продукции которых требуется в сотни раз больше транспиерируемой влаги.
В пределах ограниченных территорий круговорот воды заключается в испарении ее с поверхности почвы, водоемов, растений, концентрировании облаков и выпадении осадков. В пределах всей планеты этот круговорот выражается в водообмене «океаны — материки». Вода, испаряемая с поверхности океана, переносится ветрами на материки, выпадает над ними и с речными и подземными стоками вновь возвращается в океан. Круговорот воды — главный источник механической работы в биосфере, тогда как биологический круговорот обусловлен в основном химическими процессами, которые сопровождаются превращениями химической энергии. Однако механическая работа, совершаемая на Земле в ходе круговорота воды - выветривание, растворение и т.п. — тем не менее, совершается или при участии живых организмов или за счет продуктов их жизнедеятельности. Перемещение воды осуществляют в биосфере процессы эрозии, транспорта, перераспределения, осаждения и накопления механических и химических осадков на суше и в океане.
Солнечная энергия вызывает планетарные перемещения воздушных масс в результате их неравномерного нагревания. Возникают грандиозные процессы атмосферной циркуляции, которые носят ритмический характер.
Все эти планетарные процессы на Земле тесно переплетены, образуя общий, глобальный круговорот веществ, перераспределяющий энергию, поступающую от солнца. Он осуществляется через систему малых круговоротов. К большим и малым круговоротам подключаются тектонические процессы, обусловленные вулканической деятельностью и движением океанических плит в земной коре. В результате на Земле осуществляется большой геологический круговорот веществ.
Любой биологический круговорот характеризуется многократным включением атомов химических элементов в тела живых организмов и выходом их в окружающую среду, откуда они вновь захватываются растениями и вовлекаются в круговорот. Малый биологический круговорот характеризуется емкостью — количеством химических элементов, находящихся одновременно в составе живого вещества в данной экосистеме, и скоростью — количеством живого вещества, образующегося и разлагающегося в единицу времени.
Скорость биологических круговоротов на суше составляет годы и десятки лет, в водных экосистемах — несколько дней или недель.
Биологический круговорот суши и гидросферы объединяют круговороты отдельных ландшафтов посредством водного стока и атмосферных перемещений. Особенно важна роль циркуляции воды и атмосферы в объединении всех материков и океанов в единый круговорот биосферы.
Большой геологический круговорот вовлекает осадочные породы вглубь земной коры, надолго выключая содержащиеся в них элементы из системы биологического круговорота. В ходе геологической истории преобразованные осадочные породы, вновь оказавшись на поверхности Земли, постепенно разрушаются деятельностью живых организмов, воды и воздуха и снова включаются в биосферный круговорот.
Установлено, что в последние 600 млн лет характер основных круговоротов на Земле существенно не менялся. Осуществлялись фундаментальные геохимические процессы, характерные и для современной эпохи: накопление кислорода, связывание азота, осаждение кальция, образование кремнистых сланцев, отложение железных, марганцевых руд и сульфидных минералов, накопление фосфора. Менялись лишь скорости этих процессов. В общих чертах не менялся и общий поток атомов, вовлекаемых в живые организмы. Специалисты считают, что масса живого вещества оставалась приблизительно постоянной, начиная с каменноугольного периода, т. е. биосфера с тех пор поддерживает себя в определенном стабильном режиме круговоротов.
Стабильное состояние биосферы обусловлено деятельностью самого живого вещества, обеспечивающей определенную степень фиксации солнечной энергии и уровень биогенной миграции атомов.
Однако необходимо учитывать, что стабильность биосферы, как любой другой системы, имеет определенные пределы.
Человеческое общество, используя не только энергетические ресурсы биосферы, но и небиосферные источники энергии (например, ядерной), ускоряет геохимические преобразования на планете, вмешивается в ход биосферных процессов. Некоторые процессы, вызванные деятельностью человека, имеют противоположную направленность по отношению к естественным процессам (рассеивание руд металлов, углерода и других биогенных элементов, торможение минерализации и гумификации, освобождение углерода и его окисление, нарушение глобальных процессов в атмосфере, влияющих на климат, и т.д.).
В соответствии с этим одной из основных задач современной экологии является изучение регуляторных процессов в биосфере, создание научного фундамента ее рационального использования, поддержания ее стабильности.
Все темы данного раздела:
IV.БИОСФЕРА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Понятие о биосфере. Современные концепции биосферы
Структура биосферы
Функции биосферы
Границы жизни в биосфере
Круговорот веществ в биосфере
Биогенная
VI. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА
Что изучает экология человека
Экологическая дифференциация человечества. Понятие об адаптивных типах
Человечество как экологический фактор
Связь между экологической ситуа
Основные методы экологии
Традиционное деление экологии на общую, (изучение основных принципов организации и функционирования биологических систем) и частную (изучение конкретных групп живых организмов) отражает не стольк
Среда обитания
Одним из важнейших понятий экологии является среда обитания. Среда — это совокупность факторов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания.
Любое живое существо живет в сл
Характеристика основных методов анализа и моделирования экологических процессов
Надорганизменные системы, которые изучает экология — популяции, биоценозы, экосистемы — чрезвычайно сложны. В них наблюдается огромное количество взаимосвязей, прочность и постоянство которых пост
Вид и его экологическая характеристика
Вид — элементарная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап в их эволюции.
Вид — это совокупность особей, обладающих сходством внутреннего и внешнего строения, би
Популяция как форма существования вида
Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале) и отделенная от других популяций той или иной формой изоляции. Популяция является элемен
Регуляция численности популяций в биоценозах
Современная теория динамики численности популяций рассматривает колебания численности популяции как авторегулируемый процесс. Выделяют две принципиально разные стороны популяционной динамики: моди
Характер связей между организмами в экосистеме
В состав любой экосистемы или биоценоза обычно входит множество видов растений, животных, грибов, бактерий, каждый из которых представлен здесь популяцией. Все живые организмы испытывают влияние
Гомеостатические реакции организмов на изменение экологической ситуации
Для большинства видов экологический оптимум биологической активности ограничен жесткими рамками. Сохранение должного уровня биологической активности, несмотря на колебания интенсивности экологич
Основные пути адаптации в экосистемах
Адаптация— это процесс приспособления строения и функций организмов (особей, популяций, видов) к меняющимся условиям среды. С течением времени любые условия существования изменяю
Концепция биогеоценоза
Всю полноту взаимодействия и взаимозависимости живых организмов и элементов неживой природы в области распространения жизни отражает концепция биогеоценоза В.Н. Сукачева.
Биогеоценоз — эт
Биоценоз и его главные характеристики
Биоценоз — это самоподдерживающаяся, саморегулирующаяся система, состоящая из определенного комплекса видов, в которой осуществляется круговорот веществ и энергии.
К важнейшим характерист
Понятие о динамике, или эволюции биоценозов
Биоценозы не остаются неизменными, они развиваются, эволюционируют, в них постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности организмов и соотношении популяций. Все многообразные измене
Пищевые сети и цепи
Существование любого биоценоза возможно только при постоянном притоке энергии. По существу, вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующим
Экологическая пирамида. Правило экологической пирамиды
Экологическая пирамида — это графическое изображение потерь энергии в цепях питания.
Цепи питания — это устойчивые цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энер
Сравнение биоценоза и агроценоза. Пути повышения продуктивности агроценоза
Агроценоз— это биоценоз, искусственно созданный человеком для своих целей с определенным уровнем и характером продуктивности.
В настоящее время агроценозами занято около
Понятие «биосфера». Современные концепции биосферы
Биосфера - это часть оболочек земного шара, населенная живыми организмами и активно преобразующаяся ими. Термин «биосфера» предложен австралийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. для обозначения оболо
Структура биосферы
Биосфера— это часть оболочек земного шара, населенная живыми организмами, т.е. часть атмосферы, гидросферы и литосферы.
Атмосфера— воздушная оболочка Зе
Функции биосферы
Главную роль в теории биосферы В.И. Вернадского играет представление о живом веществе и его функциях.
Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов.
Границы жизни в биосфере
В.И. Вернадский определил биосферу как термодинамическую оболочку с температурой от —50 до +50 градусов и давлением около 1 атмосферы. Эти условия и определяют границы жизни для большинства органи
Круговорот веществ в биосфере
Главная функция биосферы заключается в осуществлении круговорота химических элементов. Глобальный биотический круговорот совершается при участии всех населяющих планету организмов. Он заключаетс
Биогенная миграция атомов
В.И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основа которой — взаимодействие живого и косного вещества: «живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и эн
Основные этапы эволюции биосферы
Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов: естественных геологических и климатических изменений на планете и изменений видового со
Понятия о биогенезе и ноогенезе
В настоящее время наиболее актуальным становится разработанное В.И. Вернадским учение о биосфере и неизбежности ее эволюционного превращения в принципиально измененную оболочку Земли, управляему
Характеристика потока энергии в биосфере
Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Более 99% энергии, поступающей на поверхность Земли, составляет из
Характеристика химического состава атмосферы как геосферы и части биосферы
Атмосфера Земли — это газовая оболочка, окружающая Землю. Атмосферой называют ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с ней как единое целое. Масса атмосферы составляет 5,
Характеристика химического состава гидросферы как геосферы и части биосферы
Гидросфера — водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности воды проникают повсеместно в различные природные образования. Вода находится в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируе
Характеристика химического состава литосферы как геосферы и части биосферы
Земная кора- наиболее неоднородная оболочка Земли, образованная различными минеральными ассоциациями в виде осадочных, изверженных и метаморфических горных пород, различных форм за
Характеристика биомассы поверхности суши, почвы и Мирового океана
Биомассой называют количество живого вещества всех групп растительных и животных организмов в биосфере. Общая масса живого вещества на Земле была впервые подсчитана В.И. Вернадским, который в 1927
Ресурсы биосферы и современные демографические проблемы
С философской и экономической точек зрения, главной причиной ухудшения экологической инфраструктуры среды обитания человека следует считать процессы резкого расхождения интересов технократических
Закономерности зависимости организмов от факторов среды
В связи с деятельностью живого вещества планеты формируется современный химический состав атмосферы и растворенного вещества гидросферы. Поскольку все участки биосферы формируются в результате де
Сущность концепции экологического риска
Природная среда представляет человеку условия обитания и ресурсы для жизнедеятельности. Развитие хозяйственной деятельности человека улучшает условия существования людей, но требует увеличения р
Особенности экологии городов и крупных сельскохозяйственных районов
Экологические проблемы городов, главным образом, наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий,
Понятие о стратегии устойчивого экологического развития
Впервые идея разработки Всемирной стратегии охраны природы была выдвинута в конце 70-х годов международными организациями: Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (МСОП), Программ
Экологические принципы охраны человека и природы
С точки зрения философии принцип целесообразности должен быть принят в качестве определяющего критерия организации. Принимая этот критерий за основной, понятие организации можно определить как цел
Понятие об экологическом кризисе
Качественно новый этап в развитии биосферы наступил с возникновением человеческого общества. На новых этапах антропогенеза интенсивность воздействия людей на среду обитания не отличалась от воздейс
Экологические принципы природопользования
Развитие человеческого общества невозможно без взаимодействия с окружающей средой, без воздействия на природу, без использования ее ресурсов. Человек получает от природы все необходимое для жизни
Понятия о биогеохимических провинциях и геохимических заболеваниях
Территории на земном шаре, на которых вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в литосфере, гидросфере и атмосфере наблюдается недостаток или избыток какого-то х
Экологическая экспертиза, ее цели и задачи
Важной функцией государственного экологического кон троля является экологическая экспертиза как комплекс мер юридического и экономического характера. Ее механизм воплощает три основных компонента:
Экологическая преступность. Виды экологических преступлений
Экологическая преступность— сложная совокупность экологических преступлений, то есть общественно опасных, виновных, противоправных, причиняющих вред окружающей природной среде и з
Понятие об экологическом паспорте предприятия
Комплексные экологические требования применительно к каждому отдельному предприятию конкретизируются в его экологическом паспорте. Экологический паспорт промышленного предприятия—
Что изучает экология человека
В настоящее время термином «экология человека» обозначают область экологии, касающуюся взаимодействия человека с окружающей средой. Особенностью экологии человека как самостоятельной науки являетс
Экологическая дифференциация человечества. Понятие об адаптивных типах
Результатом действия природных факторов на протяжении истории человечества является экологическая дифференциация населения земного шара, подразделение его на адаптивные типы.
Ада
Человечество как экологический фактор
Человек в окружающей среде, с одной стороны, является объектом взаимодействия экологических факторов, с другой — сам оказывает воздействие на среду. С этой точки зрения человек и человечество в ц
Связь между экологической ситуацией и здоровьем населения. Причины и типы основных патологий
В нынешних условиях развития общества на первое место выдвигаются не количественные показатели потребления экономических благ на душу населения, а качественные, и среди них важнейшее значение имее
Изменение климата в результате деятельности человека
За последние 5 лет стало очевидно, что человеческая деятельность оказывает заметное влияние на глобальный климат, так как в результате сжигания ископаемого топлива, изменений в землепользовании и
Кислотные дожди
Одной из важнейших (глобальных) проблем является дальний перенос в атмосфере различных загрязняющих веществ. Впервые проблема дальнего переноса возникла в связи с распространением на большие расст
Разрушение озонового слоя
Одной из глобальных проблем является разрушение озонового слоя Земли. Озон образуется в стратосфере из молекулярного кислорода путем присоединения к нему атомарного кислорода, который образуется
Смог и фотохимический туман
В ряде городов атмосферные выбросы столь значительны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (безветрие, температурная инверсия, при которой дым стелется к земле, антициклонал
Пути поступления вредных веществ в организм
Вредные вещества могут поступать в организм тремя путями: через легкие при вдыхании, через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой, через неповрежденную кожу путем резорбции.
Поступлени
Распределение, превращение и выделение ядов из организма
Поступившие в организм вредные химические вещества подвергаются разнообразным превращениям, почти все органические вещества вступают в различные химические реакции: окисления, восстановления, гид
Комбинированное действие вредных веществ
В настоящее время, в связи с развитием промышленности и нарастанием процессов урбанизации, создаются условия поступления в организм человека одновременно нескольких или многих вредных химических в
Принципы нормирования химических веществ в окружающей среде
Каков же предел содержания химических веществ в окружающей среде, где количественные границы этого предела для безопасности жизнедеятельности? В связи с этой проблемой и возникло понятие предельн
Основные экологические нормативные показатели
Основными экологическими нормативными показателями предприятий, технических средств, технологий являются предельно допустимые выбросы и предельно допустимые сбросы.
Предельно допустимый
Порядок определения платы за загрязнение окружающей среды
В соответствии с Порядком определения платы за загрязнение окружающей среды, размещение отходов, другие виды вредной деятельности, введенным постановлением Правительства РФ, с августа 1992 года у
Основные положения экологического законодательства
Законодательство в области экологической безопасности представляет сложную систему, включающую все нормативно-правовые акты и нормы законодательства страны, предметом регулирования которых являют
Правовые аспекты охраны лесов
Лесное законодательство Российской Федерации направлено на обеспечение рационального и неистощительного использования лесов, их охрану, защиту и воспроизводство, исходя из принципов устойчивого у
Основные правовые принципы и положения в области охраны животного мира и особо охраняемых природных территорий
Основными принципами в области охраны и использования животного мира, сохранения и восстановления среды его обитания являются:
• обеспечение устойчивого существования и устойчивого исполь
Основные принципы государственного законодательства в области охраны атмосферного воздуха
Государственное управление в области охраны атмосферного воздуха основывается на следующих принципах:
• приоритет охраны жизни и здоровья человека, настоящего и будущего поколений;
Основы реализации, цели водного законодательства Российской Федерации
Водное законодательство Российской Федерации регулирует отношения в области использования и охраны водных объектов в целях обеспечения прав граждан на чистую воду и благоприятную водную среду; п
Техногенные системы и их взаимодействие с окружающей средой
Современная научно-техническая революция значительно усложняет взаимоотношения между обществом, производством и природой. Современные масштабы производственной деятельности, объемы которой удваи
Мониторинг окружающей среды. Цели, задачи, объекты исследования
Важнейшим вопросом стратегии регулирования качества окружающей природной среды (ОПС) является вопрос создания системы, способной определять наиболее критические источники и факторы антропогенного
Виды мониторинга окружающей среды
Мониторинг состояния окружающей среды предусматривает постоянное наблюдение за процессами, происходящими в природе и техносфере, с целью предвидения изменений их качества, ухудшения среды обитан
Существующие уровни мониторинга окружающей среды и его организация
Эффективность любой системы (вида) мониторинга во многом определяется его организацией, что представляет собой сложную, многоплановую задачу.
Прежде всего, сложность организации мониторинг
Новости и инфо для студентов