История развития биосферы земли

ФГБОУ ВПО

«Орловский государственный  аграрный университет»

Факультет агробизнеса и  зоологии

Кафедра растениеводства.

 

 

 

Реферат

Тема: «История развития биосферы земли».

 

 

Выполнила:

Студентка группы БЭб-121

Направление: «Экономика»

Харламова Екатерина

Проверила:

Доцент кафедры растениеводства

Кирсанова Е.В.

 

Орёл, 2012 год

СОДЕРЖАНИЕ

Вступление………………………………………………………………………………………………4

Понятие биосферы………………………………………………………………………………………5

Организация биосферы…………………………………………………………………………………6

Система биосферы……………………………………………………………………………………....8

Круговорот химических элементов……………………………………………………………………9

Влияние человека на биосферу……………………………………………………………………….11

Заключение…………………………………………………………………………………………….15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступление

 

Сегодняшняя экологическая обстановка на нашей планете оставляет желать лучшего, поэтому прежде всего стоит  обратить внимание на  взаимоотношения  человечества и биосферы. Загрязнение  биосферы – первопричина болезней и преждевременных смертей. Основная задача нашего времени – не допустить  необратимых изменений, связанных  с загрязнением окружающей среды. Общество постоянно развивается, но вместе с  прогрессом растёт количественный и  качественный характер загрязнения  биосферы. Человечество в целом, а  не отдельные страны должны позаботиться о создании системы охраны окружающей среды иначе просто придется жить в скафандре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

ПОНЯТИЕ «БИОСФЕРА».

Содержание  понятия биосферы не всегда было однозначным. Первоначально биосферами называли гипотетические глобулы (видимо под  влиянием идей французских учёных XVIII века П. Л .  Мопертюи и особенно Ж. Л. Бюффона о бессмертных органических  молекулах), якобы составляющие живую основу всех организмов. Такое понимание продержалось во Франции до середины века.

Существенно иное представление о биосфере сформулировал  в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. В  монографии «Происхождение Альп» Он говорит о «самостоятельной биосфере»  как об особой оболочке Земли, образованной живыми организмами. В заключительной главе большого трехтомного труда  «Лик Земли» (1909) этот автор пишет, что  понятие «биосфера» возникло как  следствие идей Ж. Ламарка и Ч. Дарвина о единстве органического  мира.

С работ Зюсса датируется начало биологического представления о биосфере, как  о совокупности организмов, населяющих Землю, как о живой оболочке планеты. Такого взгляда придерживались многие русские географы, например Н. М. Сибирцев (1899), Д. Н. Анучин (1902), П. И. Броунов (1910), А. А. Григорьев (1948), английский исследователь  и философ Дж. Бернал (1969). Французские  учёные Э. Леруа (1927) и П. Тейяр де Шарден (1965, 1969) также взяли за основу определение Зюсса, однако трактуют его в идеалистическом плане. Согласно Тейяру, биосфера – живой пласт планеты – одна из стадий воплощения Бога.

Представление Зюсса о биосфере как об особой оболочке земли использовал и  В. И. Вернадский (1926), вложив в него, однако, существенно иное, биогеохимическое, содержание. Биосфера, по Вернадскому, - область распространения жизни, включающая наряду с организмами  и среду их обитания. Тейляр де Шарден в Сборнике статей «Будущее человека» (1969) выразил своё несогласие с подобной трактовкой, явно противоречащей его идеалистической концепции эволюции.

Разработка  биогеохимического представления  о биосфере была тесно связана  с практической деятельностью В. И. Вернадского в Комиссии Академии наук по изучению естественных производственных сил России (начало 1915 г.).

В настоящее время оба понимания  биосферы, по Зюссу и по Вернадскому, существуют. Н. В. Тимофеев-Ресовский  предлагает говорить о биосфере в  узком и широком понимании. Представляется более целесообразным употреблять  это понятие, вкладывая в него смысл, приданный Вернадским, - область  распространения жизни, используя  для биосферы в «узком смысле»  выражения: «совокупность организмов», «пленка жизни», «живой покров Земли», «биота», «биос».

Верхняя граница биосферы, по Вернадскому (1965), проходит на высоте 15-20 км, охватывая  всю тропосферу и нижнюю часть  стратосферы: озон находится у полюсов  в слое 8 –30 км., в тропиках 15-35 км.

5

Снизу Биосфера ограниченна  отложениями на дне океанов ( до глубины свыше 10 км.) и глубиной проникновения в недра Земли организмов и воды в жидком состоянии. Подстилающая литосфера, верхняя стратосфера, ионосфера и космическое пространство служат биосфере средой. Основной энергетический источник, обеспечивающий функционирование биосферы, - лучистая энергия Солнца.

Таким образом, биосфера – это особая термодинамическая  открытая оболочка Земли, вещество, энергетика и организация которой и обуславливаются  взаимодействием её биотического и  абиотического компонентов. Она, следовательно, включает совокупность организмов и  их остатки, а также части атмосферы, гидросферы и литосферы, населённые организмами и изменяемые их деятельностью.

Важнейшей функцией биосферы является регулярное, возрастающее во времени воссоздание  живого вещества по численности, весу и количеству аккумулированной и  удерживаемой энергии. Человек воспринимает эту функцию как биологическую  продуктивность биосферы, её частей (океан, почвы, пресные воды) или её отдельных  экосистем и биогеоценозов (дельты, луга, тайга, поля зерновых и т.д.).

 

 

 

 

 

1. ОРГАНИЗАЦИЯ БИОСФЕРЫ.

 

Организованность  биосферы – явление многоплановое. В  самом крупном плане биосфера представляет собой единство живого и минеральных элементов, вовлечённых  в сферу жизни. Существенная составная  часть единства – биотический  круговорот, основанный на взаимодействии организмов, создающих и разрушающих  органическое вещество.

При более детальном рассмотрении нетрудно обнаружить гетерогенность биотического круговорота, его более древнюю  часть, составленную из одноклеточных  синтетиков и деструкторов, и относительно позднюю надстройку из многоклеточных организмов.

Ещё более внимательный анализ показывает, что биосфера распределена по поверхности  Земли неравномерно. В различных  природных условиях она сформирована в виде относительно самостоятельных  природных комплексов, получивших название экосистем, или биогеоценозов. Понятие  «биогеоценоз» введено в науку  советским ботаником Академиком В. Н. Сукачевым и означает сообщество организмов разных видов, обитающее  в определённых природных условиях.

Каждый  биогеоценоз, или экосистема, представляет собой своеобразную модель биосферы в миниатюре. Он, как правило, включает фотосинтетиков – хлорофиллоносные растения, создающие органическое вещество, гетеротрофов, живущих на созданной автотрофами органике, деструкторов, разрушающих органическое вещество тел растений и животных до минеральных элементов, а также субстрат с каким-то запасом минеральных элементов.

В зависимости особенностей субстрата, климата, исторических факторов формирования жизни биогеоценозы могут весьма существенно различаться. Известный  американский эколог Е. Одум (1968), говоря об основных экосистемах мира, называет следующие экосистемы: моря,

6

эстуарии и морские  побережья, ручьи и реки, озёра  и пруды, пресноводные болота, пустыни  тундры, травянистые ландшафты, леса.

Каждая  из перечисленных Одумом крупных экосистем, характеризующаяся некоторыми специфическими особенностями, в свою очередь распадается на экосистемы, или биогеоценозы различных лесов - хвойных, лиственных, тропических, каждый из которых отличается своими особями чертами и прежде всего характерным круговоротом вещества. Точно так же экосистема моря включает в свой состав биогеоценозы коралловых островов, весьма богатых жизнью.

Один  из основателей экологии как самостоятельной  науки, известный английский уёный Ч. Элтон (1960), обращает внимание на то, что разные биогеоценозы насыщены жизнью в разной степени. Как правило, бедны разнообразием видов организмов биогеоценозы Крайнего Севера, пустынь, особенно богаты видами биогеоценозы дождевых тропических лесов. Величина первичной продукции органического вещества в биогеоценозах, наиболее богатых жизнью, превосходит продукцию биогеоценозов глубин океана более чем в 50 раз!

Живая часть биогеоценоза – биоценоз –  слагается из популяций организмов, принадлежащих к разным видам. В  распределении видов в составе  биоценоза обнаруживаются интересные закономерности. Чем меньше вес организма, тем больше численность его особей (Э. Макфельден, 1965).

Изучение  частоты встречаемости представителей разных видов позволяет обнаружить другую более важную закономерность: Наибольшим распространением отличается сравнительно небольшое число видов. Так, например, по данным Э. Райса (1952), изучившего видовую структуру растительности высокотравной Оклахомы, 84 % травостоя  было занято 9 видами, в то время как  на долю остальных 20 видов приходилось 16 %.

В состав биоценозов входят, с одной  стороны, высокоспециализированные виды, способные существовать только в  условиях данного биоценоза, с другой – виды с более широким спектром потребностей. При существенных изменениях среды обитания первыми вымирают специализированные виды.

Во  многих биоценозах наряду с видами, встречающимися в данном сообществе постоянно, имеются виды, входящие в  состав либо на какой-то стадии развития, либо в течение ограниченного  сезона. К первым принадлежат многие водные насекомые, живущие в водоёме на личиночной стадии и покидающие это местообитание во взрослом состоянии, например комары. Большую роль играют отношения типа паразит – хозяин. В последнее время открыта принципиально новая форма связей – передача наследственных особенностей от одних видов к другим с помощью бактериофагов и вирусов. Такая форма связи, по-видимому, широко распространена среди бактерий. Какую она играет роль во взаимодействии между другими членами биоценоза, пока ещё не достаточно ясно.

Анализ  структуры биосферы не заканчивается  на биогеоценозах. Они, в свою очередь, состоят из популяций разнообразных  видов, т.е. из качественно своеобразных форм организации живой материи, каждая из которых ведёт своё начало от общего предка. В биогеоценозе, таким  образом, существуют популяции видов  с разной историей; основа биогеоценоза полифилетчина.

В организации биосферы как системы  биогеоценозов снова находит  своё выражение общий принцип  формирования сложного из относительно простого:

 

 

7

 

1. Имеется масса специфических компонентов – популяции отдельных видов.
2. Различные виды организмов не только способны образовывать связи друг с другом, они уже не могут существовать без этих связей.
3. Связи между организмами обеспечиваются в основном одним источником энергии – солнечным излучением. Каждый биогеоценоз – своеобразный трансформатор солнечной энергии в энергию биосинтезов.
4. Принцип разделения труда, достаточно хорошо выраженный в биогеоценозах, придаёт им черты целостности, относительной независимости существования и, как следствие этого, большей устойчивости.
5. Относительная независимость биоценозов друг от друга при условии конкуренции между ними за местообитание, вещество и энергию создаёт оптимальные условия для эволюций всей биосферы.

 

 

2. СИСТЕМА БИОСФЕРЫ.

Совокупность всех биогеоценозов (экосистем) Земли представляет собой большую экологическую систему — биосферу. Биогеоценоз является элементарной структурой биосферы. Биосфера состоит из живого и неживого компонентов. Совокупность всех живых организмов нашей планеты образует живое вещество биосферы. Основная масса живых организмов сосредоточена на границе трех геологических оболочек Земли: газообразной (атмосфера), жидкой (гидросфера) и твердой (литосфера). К неживым компонентам относится та часть атмосферы, литосферы и гидросферы, которая связана сложными процессами миграции веществ и энергии с живым веществом биосферы. Границы жизни на планете являются одновременно и границами биосферы. Таким образом, биосфера — часть геологических оболочек Земли, заселенная живыми организмами.

Термин «биосфера» ввела 1875 г. геолог Э.Зюсс. Однако широкое распространение этот термин получил лишь после того, как на исходе 20-х годов нашего века было развито учение о биосфере как об особой оболочке нашей планеты. Создатель этого учения — отечественный естествоиспытатель В.И.Вернадский. Он показал, что биосфера отличается от других сфер Земли тем, что в ее пределах проявляется геологическая деятельность всех живых организмов. Живые организмы, преобразуя солнечную энергию, являются мощной силой, влияющей на геологические процессы. Специфическая черта биосферы как особой оболочки Земли — непрерывно происходящий в ней круговорот веществ, регулируемый деятельностью живых организмов. Так как биосфера получает энергию извне — от Солнца, она является открытой системой. Начальный этап миграции веществ и энергии в биосфере — преобразование энергии солнечного излучения автотрофными организмами в процессе фотосинтеза. Поэтому, согласно учению В.И.Вернадского, живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой сложную систему преобразования энергии солнечных лучей в энергию геохимических процессов.