Биосфера
Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная их жизнедеятельностью. Она объединяет части атмосферы, гидросферы и верхней литосферы, где существуют условия для жизни и происходит круговорот веществ.
Понятие и границы биосферы
Термин «биосфера» ввёл в науку австрийский геолог Эдуард Зюсс в XIX веке, а учение о биосфере разработал русский учёный Владимир Вернадский. Биосфера рассматривается не просто как область распространения организмов, а как глобальная система, в которой живое вещество постоянно взаимодействует с неживой природой.
Биосфера — оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь, а живые организмы участвуют в преобразовании вещества и энергии.
Биосфера не совпадает с границами отдельных географических оболочек. В атмосферу жизнь проникает примерно до высоты 20–25 км, но наиболее плотная часть живого вещества находится у земной поверхности. В гидросфере организмы встречаются практически до дна океанических впадин — примерно до 10–11 км. В литосфере жизнь обычно распространена до глубины 2–3 км, хотя отдельные микроорганизмы обнаружены глубже.
| Часть Земли | Положение границы жизни | Ограничивающий фактор |
|---|---|---|
| Атмосфера | До 20–25 км | Ультрафиолетовое излучение, низкая температура, недостаток кислорода |
| Гидросфера | От поверхности до глубин океана около 10–11 км | Давление, отсутствие света, низкая температура |
| Литосфера | Обычно до 2–3 км вглубь | Жоғары температура, давление, недостаток воды и энергии |
Подробное расположение верхней и нижней границ разобрано на странице границы биосферы. Границы биосферы определяются не только физической возможностью существования отдельных организмов, но и совокупностью условий: температурой, влажностью, наличием воды, кислорода, питательных веществ и источников энергии.
Состав биосферы
В состав биосферы входят три взаимосвязанные группы компонентов: живое вещество, неживое вещество и продукты взаимодействия живого и неживого. К неживому веществу относятся вода, воздух, горные породы, минеральные соли и почва. Живое вещество образуют растения, животные, грибы, бактерии и другие организмы.
Живое вещество — совокупность всех организмов, обитающих на Земле в данный момент. Несмотря на сравнительно небольшую массу, оно играет огромную роль: поглощает и выделяет газы, создаёт органическое вещество, участвует в разрушении пород и формирует почву.
- Растения и водоросли создают органическое вещество в процессе фотосинтеза и выделяют кислород.
- Животные потребляют готовое органическое вещество и участвуют в его переносе и переработке.
- Грибы и микроорганизмы разлагают остатки организмов до минеральных соединений.
- Человек использует природные ресурсы и одновременно изменяет состав и свойства природных комплексов.
Взаимодействие живых организмов между собой и со средой образует экосистемы. В экосистеме выделяют производителей, потребителей и разрушителей органического вещества. Совокупность всех экосистем планеты образует глобальную экосистему — биосферу.
Ни один компонент биосферы не существует изолированно: изменение одного звена вызывает изменения в других звеньях через пищевые связи, круговорот воды и круговороты химических элементов.
Какой компонент биосферы непосредственно создаёт органическое вещество из неорганических соединений?
Роль биосферы в природе
Главная особенность биосферы — непрерывный обмен веществом и энергией. Источником энергии для большинства процессов служит Солнце. Зелёные растения преобразуют световую энергию в химическую энергию органических веществ. Затем энергия передаётся по пищевым цепям от производителей к потребителям и разрушителям, но постепенно рассеивается в виде тепла.
Уравнение показывает общий результат фотосинтеза: из углекислого газа и воды образуются органическое вещество и кислород. В реальном процессе участвуют сложные промежуточные реакции, но для географии важно понимать роль фотосинтеза в поддержании газового состава атмосферы.
- Газовая функция: организмы изменяют содержание кислорода, углекислого газа, азота и других газов.
- Концентрационная функция: живые организмы накапливают химические элементы, например углерод в древесине, кальций в раковинах и фосфор в тканях.
- Окислительно-восстановительная функция: жизненные процессы изменяют химическое состояние веществ в почве, воде и атмосфере.
- Почвообразующая функция: растения, животные и микроорганизмы участвуют в образовании и развитии почвы.
- Регулирующая функция: биосфера поддерживает относительное постоянство условий среды и участвует в круговоротах веществ.
Круговороты веществ связывают природные компоненты. Например, вода испаряется с поверхности океана и суши, переносится атмосферой, выпадает в виде осадков, просачивается в почву, поступает в реки и снова возвращается в океан. Организмы включают воду и химические элементы в состав тканей, а после отмирания возвращают их в среду.
Определим, почему вырубка леса может увеличить содержание углекислого газа в атмосфере.
Вывод: вырубка леса нарушает углеродный баланс сразу по двум причинам — сокращается поглощение углекислого газа и увеличивается его поступление при сжигании и разложении органического вещества.
Биосфера и деятельность адам
Человек зависит от биосферы: получает пищу, пресную воду, кислород, древесину, лекарственное сырьё и другие ресурсы. Совокупность природных благ и веществ, используемых обществом, называют биологическими ресурсами. Однако хозяйственная деятельность может нарушать природные связи: загрязнять воду и воздух, разрушать местообитания, сокращать численность видов и изменять круговороты веществ.
Сокращение числа видов уменьшает устойчивость экосистем. Поэтому биологическое разнообразие имеет не только научную и эстетическую, но и хозяйственную ценность. Для сохранения природных комплексов создают особо охраняемые природные территории: заповедники, национальные парки, заказники и памятники природы.
1. Не называйте биосферой только совокупность живых организмов: биосфера включает также среду их обитания и продукты взаимодействия. 2. Не путайте границы биосферы с границами атмосферы, гидросферы и литосферы. 3. Фотосинтез не уничтожает углекислый газ навсегда: углерод возвращается в атмосферу при дыхании, разложении и горении. 4. Не утверждайте, что вся биосфера освещается Солнцем: глубоководные сообщества могут получать энергию хемосинтеза.
Живое вещество — активный преобразователь биосферы. Оно участвует в газообмене, почвообразовании, круговороте воды и химических элементов, а также поддерживает разнообразие природных комплексов.
Итоговая проверка
Главное
- Биосфера — оболочка Земли, где существует жизнь и происходит взаимодействие живого и неживого вещества.
- Она включает нижнюю атмосферу, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы; наиболее насыщенная жизнью область находится у поверхности Земли.
- Живое вещество выполняет газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную, почвообразующую и регулирующую функции.
- Существование биосферы поддерживается круговоротами воды и химических элементов, а энергия в большинстве экосистем поступает от Солнца.
- Хозяйственная деятельность человека может нарушать биосферные связи, поэтому необходимы охрана биоразнообразия и рациональное использование ресурсов.