Строение биосферы

Условия и ресурсы среды

Условия и ресурсы среды - взаимосвязанные понятия. Они характеризуют среду обитания живого организма. Условия среды характеризуются экологическими факторами, которые оказывают влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живого организма.

Условно эти факторы делятся на 3 группы:

1. абиотические факторы

2. биотические факторы

3. антропогенные факторы

Абиотические факторы – это факторы неживой природы, прежде всего климатические, действующие на живой организм – солнечная радиация, влажность, температура и т.д., - может действовать прямо и косвенно.

Биотические – это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга – например, симбиоз, опыление, борьба за выживаемость – действуют прямо и косвенно.

Антропогенные факторы – это все те формы деятельности человека, которые воздействуют на природную среду (естественную), либо изменяя среду обитания, либо действуя на сами организмы.

На Земле существует 4 основные среды обитания, которые освоены и заселены живыми организмами:

1. водная среда

2. наземно-воздушная

3. почвенная

4. среды, созданные самими живыми организмами.

Обитателей водной среды называют гидробионтами, почвы – геобионтами.

Кроме того тела многих других организмов живут за счет другого организма (паразитизм).

Толерантность – (терпение) - способность организма выдерживать изменение условий жизни (например, колебание температур, пищевое разнообразие).

В разных условиях биопроцессы протекают с различной скоростью. Кривая, характеризующая скорость протекания того или иного процесса, всегда имеет формы (перевернутого) колокола. Пологая кривая соответствует широкому диапазону толерантности(приспособленности) организма.

Организмы, которые имеют широкий диапазон толерантности, используется приставка «эври» (например, эвритермным является очень «приспособленный» окунь).

Узкий диапазон толерантности – приставка «стено» (например, стенотермна – форель).

Кроме того, некоторые организмы способны приспосабливаться к изменениям окружающей среды, т.е. адаптироваться (акклиматизация) – сдвигается купол толерантности.

 

Био – жизнь; сфера – шар.

В биологию это понятие введено Лемарком. В геологию – австрийским ученым Зюссом.

Биосферой называют область распространения жизни на земле. Известны 3 основные сферы земли:

· атмосфера: тропосфера, стратосфера, ионосфера

· литосфера

· гидросфера (включает в себя все воды земного шара в жидком и твердом и газообразном состоянии). Жизнь присуща всей гидросфере. 71 % видимой поверхности Земли – вода.

Биосфера представляет собой равновесную систему с непрерывным круговоротом веществ и энергии. Активную роль в этом процессе играют микроорганизмы.

Для биосферы характерно:

1. наличие живого вещества

2. наличие значительного количества жидкой воды

3. восприятие мощного потока энергии и солнечных лучей

4. присутствие поверхности раздела между веществами, находящимися в трех фазах – жидкой, твердой и газообразной.

 

Развитие биосферы определяет космос, т.к. оттуда поступает поток основной энергии. Эта энергия расходуется на:

1. физические и химические процессы, происходящие в атмосфере, литосфере и гидросфере

2. перемещение воздушных масс

3. испарение воды

4. выделение и поглощение газов

5. на растворение веществ

 

Системы взаимодействия живой (биоценоз) и неживой природы получили название экологических систем, или биогеоценозов.

Основными компонентами биоценоза являются 3 группы организмов: растения, животные и микроорганизмы.

В реальных экосистемах круговорот веществ и энергии обычно не замкнут, но в целом круговорот веществ и энергий в природе сохраняется.

Выделяют 2 основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический).

Большой геологический длится миллионы лет (горные породы разрушаются, океаны смещаются и т.д.).

Биотический или малый круговорот - часть большого. Происходит на уровне биогеоциноза, т.е. экологической системы, и заключается в том, что питательные вещества почвы, влаги, воздуха аккумулируются в растениях, расходуются на создание их массы и на жизненные процессы, протекающие в них же. Возврат химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнца и химических реакций – называется биохимическим циклом.

В круговороте веществ участвуют 3 группы организмов.

1. Продуценты (или производители). Они потребляют углекислый газ, воду, соли, и выделяют кислород.

2. Консументы (или потребители). Подразделяются на консументы первого порядка – животные, потребляющие растительную пищу, кислород и выделяющие углекислый газ. Консументы второго порядка – это хищники и паразиты растительных организмов.

3. Редуценты или восстановители. Это организмы, питающиеся близкими себе организмами, бактериями и грибками. В этой группе особо выделяются микроорганизмы, т.к. они до конца разрушают органические остатки и превращают их в конечный продукт – минеральные соли, углекислый газ, воду и т.д.

 

Общая масса живого вещества на Земле включает приблизительно 500 тыс. видов растений и около 2 млн. видов животных.

Скорость образования биомассы называют продуктивностью экосистемы.

На суше общий объем биомассы – 6,6*10¹² тонн, что составляет 4,5*10¹⁸ кДж энергии.

В океане масса животных в 30 раз > массы растений, а на суше масса растений составляет 99% всей биомассы.

Биологическая продуктивность суши и океана приблизительно одинакова. Т.к. в биомассе океана много одноклеточных водорослей, которые обновляются ежедневно, а обновление биомассы суши равно приблизительно 15 годам.