Сучасні уявлення про біосферні середовища

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЕКОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра прикладної екології

Факультет природоохоронний

КУРСОВА РОБОТА

На тему: «Сучасні уявлення про біосферні середовища»

Одеса - 2014

Зміст

Вступ

1. Структура біосфери

1.1 Відстала речовина біосфери

1.2 Живі організми (жива речовина)

2. Еволюція біосфери

2.1 Біосфера і людина. Ноосфера

2.2 Виникнення антропоценозів

3. Природні ресурси та їхнє використання

3.1 Невичерпні ресурси

3.2 Вичерпні ресурси

4. Межі стійкості

5. Біопродуктивність екосистем

Висновки

Перелік послань

Вступ

Біосфера - це оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами. Але повернемося до визначення біосфери, яке дав В.І. Вернадський, підкреслюючи скрізь її відмінні особливості, зокрема:

- біосфера являє собою оболонку життя - ділянку існування живої речовини;

- біосферу можна розглядати як ділянку Земної кори, зайнятої трансформаторами, які переводять космічні випромінювання в діяльну земну енергію - електричну, хімічну, механічну, теплову і т.д.

Ці нові уявлення про роль ферментів у життєвих процесах дають підстави існуванню ще й такого визначення біосфери: це та оболонка Землі, в межах якої фізико-географічні умови забезпечують нормальну роботу ферментів. Біосфера в сучасному розумінні - це глобальна відкрита система зі своїм "входом" (потік сонячної енергії, який надходить з космосу) і "виходом" (утворені в процесі життєдіяльності організмів речовини, які із-за різних причин "випали" із біологічного кругообігу, так званий вихід "в геологію" - кам'яне вугілля, нафта, осадові породи тощо). З позицій кібернетики ця велетенська система, котра, як і її складові - біогеоценози, описується як "чорний ящик". Процеси, що відбуваються всередині нього, закодовані природою. Можна із впевненістю сказати, що система в її основних рисах є саморегульованою, самоорганізованою. Екологи пояснюють самоорганізацію системи інформацією, яка пронизує екосистему. Вона міститься в живих організмах, в їх генетичному коді і здатності адаптуватися до змін умов середовища. Отже, саморегулювання екосистеми забезпечується живими організмами. Такий підхід дає підстави вважати біосферу централізованою кібернетичною системою, оскільки в ній один елемент (підсистема) - живі організми.

1. Структура біосфери

Біосфера містить у собі:живу речовину, утворену сукупністю організмів;біогенну речовину, що створюється в процесі життєдіяльності організмів (гази атмосфери, кам'яний вугілля, нафта, торф, вапняки й ін.);відстала речовина, що формується без участі живих організмів;біокосна речовина, що представляє собою спільний результат життєдіяльності організмів і небіологічних процесів (наприклад, ґрунту).

1.1 Відстала речовина біосфери

Границі біосфери визначаються факторами земного середовища, що унеможливлюють існування живих організмів. Верхня границя проходить приблизно на висоті 20 км від поверхні планети й обмежена кулею озону, що затримує згубні для життя короткохвильові частини ультрафіолетового випромінювання Сонця. Таким чином, живі організми можуть існувати в тропосфері і нижніх кулях стратосфери. У гідросфері земної кори організми проникають на всю глибину Світового океану - до 10-11 км. У літосфері життя зустрічається на глибині 3,5-7,5 км, що обумовлено температурою земних надр і умовою проникнення води в рідкому стані.

Атмосфера - газова оболонка складається в основному з азоту і кисню. У невеликих кількостях у ній міститься диоксид вуглецю (0,03%) і озон. Стан атмосфери дуже впливає на фізичні, хімічні і біологічні процеси на поверхні Землі й у водяному середовищі. Для біологічних процесів найбільше значення мають: кисень, використовуваний для подиху і мінералізації мертвої органічної речовини, диоксид вуглецю, що бере участь у фотосинтезі, і озон, що екранує земну поверхню від твердого ультрафіолетового випромінювання. Азот, диоксид вуглецю, пара води утворилися значною мірою завдяки вулканічній діяльності, а кисень - у результаті фотосинтезу.

Гідросфера. Вода - найважливіший компонент біосфери й один з необхідних факторів існування живих організмів. Основна її частина (95%) знаходиться у Світовому океані, що займає близько 70% поверхні земної кулі і містить 1300 млн. км. Поверхневі води (озера, ріки) включають всього 0,182 млн. км, а кількість води в живих організмах складає всього 0,001 млн. км³. Значні запаси води (24 млн. км) містять льодовики. Велике значення мають гази, розчинені у воді: кисень і диоксид вуглецю. Їхня кількість широка, варіює від температури і присутності живих організмів. Диоксиду вуглецю, що міститься у воді, у 60 разів більше, ніж в атмосфері. Гідросфера формувалася в зв'язку з розвитком літосфери, що протягом геологічної історії Землі виділяв велику кількість водяної пари.

Літосфера. Основна маса організмів, що живуть у межах літосфери, знаходиться в ґрунтовому шарі, глибина якого не перевищує декількох метрів. Ґрунт включає мінеральні речовини, що утворяться при руйнуванні гірських порід, і органічні речовини - продукти життєдіяльності організмів [1].

1.2 Живі організми (жива речовина)

Хоча границі біосфери досить вузькі, живі організми в їхніх межах розподілені дуже нерівномірно. На великій висоті й у глибинах гідросфери і літосфери організми зустрічаються відносно рідко. Життя зосереджене головним чином на поверхні Землі, у ґрунті й у приповерхньому шарі океану. Загальну масу живих організмів оцінюють у 2,43х1012т. Біомаса організмів, що живуть на суші, на 99,2% представлена зеленими рослинами і 0,8% - тваринами і мікроорганізмами. Навпроти, в океані на частку рослин приходитися 6,3%, а на частку тварин і мікроорганізмів - 93,7% усієї біомаси. Життя зосереджене головним чином на суші. Сумарна біомаса океану складає всього 0,03х10 12 т, чи 0,13% біомаси всіх істот, що живуть на Землі.

У розподілі живих організмів по видовому складі спостерігається важлива закономірність. З загального числа видів 21% приходитися на рослини, але їхній внесок у загальну біомасу складає 99%. Серед тварин 96% видів - безхребетні і тільки 4% - хребетні, з яких десята частина - ссавці. Маса живої речовини складає всього 0,01-0,02% від відсталої речовини біосфери, однак вона відіграє ведучу роль у геохімічних процесах. Речовини й енергію, необхідну для обміну речовин, організми черпають з навколишнього середовища. Обмежені кількості живої матерії відтворюються, перетворюються і розкладаються. Щорічно, завдяки життєдіяльності рослин і тварин, відтворюється близько 10% біомаси [2].

2. Еволюція біосфери

Усі компоненти біосфери тісно взаємодіють між собою, складаючи цілісну, складно організовану систему, що розвивається по своїх внутрішніх законах і під дією зовнішніх сил, у тому числі космічних (сонячного випромінювання, гравітаційних сил, магнітних полів Сонця, Місяця й ін. небесних тіл). По сучасних представленнях, розвиток безжиттєвої геосфери, тобто оболонки, утвореної речовиною Землі, відбувалося на ранніх стадіях існування нашої планети, мільярди років тому. Зміни вигляду Землі були зв'язані з геологічними процесами, що відбувалися в земній корі, на поверхні й у глибинних кулях планети і знаходили прояв у виверженнях вулканів, землетрусах, переміщеннях земної кори, гороутворенні. Такі процеси відбуваються і зараз на безжиттєвих планетах сонячної системи і їхніх супутників - Марсі, Венері, Місяці.

З виникненням життя ( стійких форм, які самі розвиваються), спочатку повільно і слабко, потім в русі швидше і значніше стало виявлятися вплив живої матерії на геологічні процеси Землі.

Діяльність живої речовини, що проникнули в усі куточки планети, привела до виникнення нового утворення - біосфери - тісно взаємозалежної єдиної системи геологічних і біологічних тіл і процесів перетворення енергії і речовини. Розміри перетворень, здійснюваних живою матерією, досягли планетарних масштабів, істотно видозмінивши вигляд і еволюцію Землі.

Так, наприклад, у результаті процесу фотосинтезу - діяльності зелених рослин, утворився сучасний газовий склад атмосфери, у ній з'явився кисень. У свою чергу на активність фотосинтезу істотно впливає концентрація вуглекислого газу в атмосфері, наявність вологи і тепла.

Ґрунт є цілком результатом діяльності живої речовини у відсталому (неживому) середовищі. Вирішальна роль у цьому процесі належить клімату, топографії, діяльності мікроорганізмів, рослин і материнських порід. Біосфера, виникнувши і сформувавшись 1-2 млрд. років тому (до цього часу відносяться перші виявлені залишки живих організмів), знаходиться в постійній динамічній рівновазі і розвитку.

У біосфері, як і у будь-який екосистемі, відбувається кругообіг води, планетарні переміщення повітряних мас, а також біологічний кругообіг, що характеризується ємністю - кількістю хімічних елементів, розміщених одночасно в складі живої речовини в даній екосистемі, і швидкістю - кількістю живої речовини, що утворюється і розкладається в одиниці часу. У результаті на Землі підтримується великий геологічний кругообіг речовин, де для шкірного елемента характерна своя швидкість міграції у великих і малих циклах. Швидкості всіх циклів окремих елементів у біосфері найтіснішим образом сполучені між собою.

Сталі за багато мільйонів років кругообіг енергії і речовини в біосфері самопідтримуються в глобальних масштабах, хоча локальні (місцеві) зміни структури й особливостей окремих екосистем (біогеоценозів), що складають біосферу, можуть бути значними.

Ще на ранніх етапах еволюції жива речовина поширилася по безжиттєвих просторах планети, займаючи всі потенційно доступні для життя місця, змінюючи їх і перетворюючи в місця проживання. І вже в древні часи різні життєві форми і види рослин, тварин, мікроорганізмів, грибів зайняли всю планету. Живу органічну речовину можна знайти й у глибинах океану, і на вершинах найвищих гір, і у вічних снігах Приполяр'я, і в гарячих водах джерел вулканічних районів.

Таку здатність до поширення живої речовини В.І. Вернадський назвавши «повсюдністю життя».

Еволюція біосфери йшла по шляху ускладнення структури біологічних співтовариств, множення числа видів і удосконалювання їхньої пристосованості. Еволюційний процес супроводжувався збільшенням ефективності перетворення енергії і речовини біологічними системами: організмами, популяціями, співтовариствами.

Вершиною еволюції живого на Землі з'явилася людина, що як біологічний вид на основі численних змін придбав не тільки свідомість (зроблену форму відображення навколишнього світу), але і здатність виготовляти і використовувати у своєму житті знаряддя праці.

За допомогою знарядь праці людство стало створювати фактично штучне середовище свого проживання (поселення, житла, одяг, продукти харчування, машини і багато чого іншого). З цього часу еволюція біосфери вступила в нову фазу, де людський фактор ставши могутньою природною рушійною силою [3].

2.1 Біосфера і людина. Ноосфера

Термін «ноосфера» був запропонований у 1927 році французьким математиком і філософом Э. Леруа. «Noos» - давньогрецька назва людського розуму.

Перша створена людиною культура-палеоліт (кам'яний вік) - продовжувалася приблизно 20-30 тисяч років. Вона збігалася з тривалим періодом зледеніння. Економічною основою життя людського суспільства було полювання на великих тварин: шляхетного і північного оленя, шерстистого носорога, осла, коня, мамонта, туру. На стоянках людини кам'яного віку знаходять численні кісти диких тварин - свідчення успішного полювання. Інтенсивне винищування великих травоїдних тварин привело до порівняно швидкого скорочення їхньої чисельності і зникнення багатьох видів. Якщо дрібні травоїдні могли заповнити втрати від переслідування мисливцями високою народжуваністю, то великі тварини в силу еволюційної історії були позбавлені цієї можливості. Додаткові труднощі виникли внаслідок зміни природних умов наприкінці палеоліту. 10-12 тисяч років тому наступило різке потеплення, відступив льодовик, ліси поширилися в Європі, вимерли великі тварини. Це створило нові умови життя, зруйнувало сформовану економічну базу людського суспільства. Закінчився період його розвитку, що характеризувався тільки використанням їжі, тобто чисто споживчим відношенням до навколишнього середовища.

У наступну епоху - епоху неоліту (новий кам'яний вік) - поряд з полюванням, рибним ловом і збиранням усе більшого значення набуває процес виробництва їжі. Робляться перші спроби одомашнювання тварин і розведення рослин, зароджується виробництво кераміки. Уже 9-10 тисяч років тому існували поселення, серед залишків яких виявляють пшеницю, ячмінь, сочевицю, кістки домашніх тварин - кіз, свиней, овець. Розвиваються зачатки землеробського і скотарського господарства. Широко використовується вогонь і для знищення рослинності в умовах підсобного землеробства, і як засіб полювання. Починається освоєння мінеральних ресурсів, зароджується металургія.

2.2 Виникнення антропоценозів

Ріст населення, якісний стрибок у розвитку науки і техніки за останні два сторіччя, і особливо в наші дні, привели до того, що діяльність людини стала фактором планетарного масштабу, що направляє силою подальшої еволюції біосфери.Виникли антропоценози (від грецького anthropos - людина, koinos - загальний, спільність) - співтовариства організмів, у яких людина є домінуючим видом, а його діяльність - визначальний стан усієї системи. В.И. Вернадський вважав, що вплив наукової думки і людської праці обумовили перехід біосфери в новий стан - ноосферу (сферу розуму). Зараз людство використовує для своїх нестатків дуже велику частину території планети і усі великі кількості мінеральних ресурсів [4].

3. Природні ресурси та їхнє використання

Біологічні, у тому числі харчові, ресурси планети обумовлюють можливості життя людини на Землі, а мінеральні й енергетичні є основою матеріального виробництва людського суспільства. Серед природних багатств планети розрізняютьвичерпнііневичерпніресурси.

3.1 Невичерпні ресурси

Невичерпні ресурси підрозділяються на космічні, кліматичні і водяні. Це енергія сонячної радіації, морських хвиль, вітру. З урахуванням величезної маси повітряного і водяного середовища планети невичерпними вважають атмосферне повітря і воду. Виділення це відносно. Наприклад, прісну воду вже можна розглядати як ресурс вичерпний. оскільки в багатьох регіонах земної кулі виник гострий дефіцит води. Можна говорити і про нерівномірність її розподілу, і неможливості її використання через забруднення. Умовно вважають і кисень атмосфери невичерпним ресурсом.

Сучасні вчені-екологи думають, що при сучасному рівні технології використання атмосферного повітря і води цим ресурси можна розглядати як невичерпні тільки при розробці і реалізації великомасштабних програм, спрямованих на відновлення їхньої якості [5].

3.2 Вичерпні ресурси

Вичерпні ресурси поділяються на поновлювані і не поновлювані.

До поновлюваних відносяться рослинний і тваринний світ, родючість ґрунтів. З числа природних ресурсів, що заповнюються, велику роль у житті людини грає ліс. Ліс має не менш важливе значення як географічний і екологічний фактор. Ліси запобігають ерозії ґрунтів, затримують поверхневі води, тобто служать для накопичення вологи, сприяють підтримці рівня ґрунтових вод. У лісах живуть тварини, що представляють матеріальну і естетичну цінність для людини: копитні, хутрові звірі і дичина. У нашій країні ліси займають близько 30% усієї її суші і є одним із природних багатств.

До не поновлюваних ресурсів відносяться корисні копалини. Їхнє використання людиною почалося в епоху неоліту. Першими металами, що знайшли застосування, були самородні золото і мідь. Добувати руди, що містять мідь, олово, срібло, свинець уміли вже за 4000 років до н.е. У даний час людин втягнув у сферу своєї промислової діяльності переважну частину відомих мінеральних ресурсів. Якщо на зорі цивілізації людина використовувала для своїх нестатків усього близько 20 хімічних елементів, на початку XX століття - близько 60, то зараз більш 100 - майже всю таблицю Менделєєва. Щорічно добувається (витягається з геосфери) близько 100 млрд. т руд, палива, мінеральних речовин, що приводить до виснаження цих ресурсів. З земних надр витягається все більше різних руд, кам'яного вугілля, нафти і газу. У сучасних умовах значна частина поверхні Землі розорана чи являє собою цілком чи частково окультурені пасовища для домашніх тварин. Розвиток промисловості і сільського господарства зажадало великих площ для будівництва міст, промислових підприємств, розробки корисних копалин, спорудження комунікацій. У такий спосіб до цього часу людиною перетворено близько 20% суші.

Значні площі поверхні суші виключені з господарської діяльності людини внаслідок нагромадження на ній промислових відходів і неможливості використання районів, де ведеться розробка і видобуток корисних копалин.

Людина завжди використовувала навколишнє середовище в основному як джерело ресурсів, однак, протягом дуже тривалого часу його діяльність не робила помітного впливу на біосферу. Лише наприкінці минулого сторіччя зміни біосфери під впливом господарської діяльності звернули на себе увагу вчених. Ці зміни наростали і у даний час обрушилися на людську цивілізацію. Прагнучи до поліпшення умов свого життя людство постійно нарощує темпи матеріального виробництва, не задумуючись про наслідки. При такому підході велика частина узятих від природи ресурсів повертається їй у виді відходів, часто отруйних чи не придатних для утилізації. Це приносить загрозу існуванню біосфери, і самої людини [6].

4. Межі стійкості

Більшість процесів, що змінюються протягом геологічного часу на нашій планеті, розглядали раніше як чисто фізичні чи хімічні явища (розмивання, розчинення, осадження, гідроліз і т.п.). Біосферою В.І.Вернадський назвав ту область нашої планети, у якій існує чи коли-небудь існувало життя і яка постійно піддається чи піддавалася впливу живих організмів.

Частка шкіряного окремого організму в геологічній історії Землі мізерно мала. Однак живих істот на Землі нескінченно багато, що мають високий потенціал розмноження, активно взаємодіють із середовищем проживання й у кінцевому рахунку представляють у своїй сукупності особливий, глобальних масштабів фактор, що перетворює верхні оболонки Землі.

Значення організмів обумовлене їхньою розмаїтістю, повсюдним поширенням, тривалістю існування в історії Землі, виборчим характером біохімічної діяльності і винятково високою хімічною активністю в порівнянні з іншими компонентами природи.

Особливою категорією є біокосна речовина. Вернадський писав, що воно "створюється в біосфері одночасно живими організмами і відсталими процесами, представляючи системи динамічної рівноваги тихнув і інших". Організми в біокосній речовині відіграють ведучу роль. Біокосна речовина планети - це ґрунти, кора вивітрювання, усі природні води, властивості, що залежать від діяльності на Землі живої речовини. Біосфера - це та область Землі, що може бути охоплена впливом живої речовини. Із сучасних позицій біосферу розглядають як найбільш велику екосистему планети, що підтримує глобальний кругообіг речовин.

Біосфера виступає як величезна, надзвичайно складна екосистема, що працює в стаціонарному режимі на основі тонкої регуляції всіх складових її частин і процесів [7].

Стабільність біосфери ґрунтується на високій розмаїтості живих організмів, окремі групи яких виконують різні функції в підтримці загального потоку речовини і розподілі енергії, на найтіснішому переплетенні і взаємозв'язку біогенних і абіогенних процесів, на узгоджених циклів окремих елементів і зрівноважуванні ємності окремих резервуарів. У біосфері діють складні системи зворотних зв'язків і залежностей.

Як показують дослідження, принаймні останні 600 млн. років, починаючи з Кембрію, характер основних кругообігів на Землі істотно не мінявся. Здійснювалися фундаментальні геохімічні процеси, характерні і для сучасної епохи: нагромадження кисню, зв'язування інертного натрію, осадження кальцію, утворення кременистих сланців, відкладення залізних і марганцевих руд, сульфідних мінералів, нагромадження фосфору і т.д. Мінялися лише швидкості цих процесів. Очевидно, не мінявся істотно і загальний потік атомів, що утягуються в живі організми. Є підстава вважати, що маса живої речовини залишалася приблизно постійною, починаючи з карбону, тобто біосфера з тих пір підтримує себе у визначеному режимі кругообігів. Стабільний стан біосфери зумовлений у першу чергу діяльністю самої живої речовини, що забезпечує визначену швидкість фіксації сонячної енергії і біогенної міграції атомів. Таким чином, життя на Землі сама стабілізує умови свого існування, що дає їй можливість розвиватися нескінченно довго.

Однак стабільність атмосфери має визначені межі, і порушення її регуляторних можливостей може закінчитись серйозними наслідками.

Виступаючи як найважливіший агент зв'язування і перерозподілу на поверхні Землі космічної енергії, жива речовина виконує тим самим функцію космічного значення.

Однак у даний час на Землі з'явилася нова сила, по потужності впливу не уступає сумарній дії живих організмів - людство з його соціальними законами розвитку і могутньою технікою, що дозволяє впливати на віковий хід біосферних процесів. Сучасне людство використовує не тільки величезні енергетичні ресурси біосфери, але і не біосферні джерела енергії (наприклад, атомної), прискорюючи геохімічні перетворення природи. Деякі процеси, викликані технічною діяльністю людини, спрямовані протилежно стосовно природного ходу їх у біосфері (розсіювання металів, руд, вуглецю й ін. біогенних елементів, гальмування мінералізації і гуміфікації, звільнення законсервованого вуглецю і його окислювання, порушення великомасштабних процесів в атмосфері, що впливають на клімат і т.п.).

Вернадський вважав за можливе говорити навіть про автотрофну роль людини, розуміючи під цим зростаючі масштаби штучного синтезу органічних речовин, часто навіть що не мають аналогів у живій природі.

Сучасна діяльність людини багато в чому завдала непередбаченої шкоди навколишньому середовищу, що в остаточному підсумку загрожує подальшому розвитку самого людства. Ці зміни на даному етапі ще не є непоправними. Тому одна з задач сучасної екології - це вивчення регуляторних процесів у біосфері, створення наукового фундаменту її раціонального використання. Основні закони функціонування біосфери уже вимальовуються, але має бути ще багато що зроблене об'єднаними зусиллями екологів усіх країн світу [8].

5. Біопродуктивність екосистем

Швидкість, з яким продуценти екосистеми фіксують сонячну енергію в хімічних зв'язках синтезованої органічної речовини, визначаєпродуктивністьспівтовариств. Органічну масу, створювану рослинами за одиницю часу, називаютьпервинною продукцією співтовариства. Продукцію виражають кількісно в сирій чи сухій масі рослин або в енергетичних одиницях - еквівалентному числі джоулів.

Валова первинна продукція- кількість речовини, створюваного рослинами за одиницю часу при даній швидкості фотосинтезу. Частина цієї продукції йде на підтримку життєдіяльності самих рослин (витрати на подих). Ця частина може бути досить великою, вона складає від 40 до 70% валової продукції. Частина створеної органічної, що залишилася, маси характеризує чисту первинну продукцію, що являє собою величину приросту рослин, енергетичний резерв для консументів і редуцентів. Переробляючи в ланцюгах харчування, вона йде на поповнення маси гетеротрофних організмів. Приріст за одиницю часу маси консументів - цевторинна продукція співтовариства. Її обчислюють окремо для кожного трофічного рівня, тому що приріст маси на кожнім з них відбувається за рахунок енергії, що надходить з попереднього. Гетеротрофи, включаючи в трофічні ланцюги, живуть в остаточному підсумку за рахунок чистої первинної продукції співтовариства. У різних екосистемах вони витрачають її з різною повнотою. Якщо швидкість первинної продукції в ланцюгах харчування відстає від темпів приросту рослин, то це веде до поступового збільшення загальної біомаси продуцентів.Під біомасою розуміють сумарну масу організмів даної чи групи всього співтовариства в цілому.Часто біомасу виражають в еквівалентних енергетичних одиницях.

Недостатня утилізація продуктів життєдіяльності в ланцюгах розкладання має як наслідок нагромадження органічної речовини, що відбувається, наприклад, при заростанні мілководних водойм. Біомаса співтовариства з урівноваженим кругообігом речовин залишається щодо постійної, тому що практично вся первинна продукція витрачається з метою харчування і розмноження.

Найважливішим практичним результатом енергетичного підходу до вивчення екосистем з'явилося здійснення досліджень по Міжнародній біологічній програмі, що проводилися вченими різних країн світу починаючи з 1969 року з метою вивчення потенційної біологічної продуктивності Землі.

Світовий розподіл первинної біологічної продукції вкрай нерівномірний. Найбільший абсолютний приріст рослинного світу досягає в середньому 25 м у день у дуже сприятливих умовах. На великих площах продуктивність не перевищує 0,1 г/м (жаркі пустелі і полярні пустелі). Загальна річна продукція сухої органічної речовини на Землі складає 150-200 млрд. тонн. Біля третини його утвориться в океанах, біля двох третин - на суші. Майже вся чиста первинна продукція Землі служить для підтримки життя всіх гетеротрофних організмів. Енергія, недовикористана консументами, запасається в їхніх тілах, органічних опадах водойм і гумосі ґрунтів.

Ефективність зв'язування рослинністю сонячної радіації знижується при недоліку тепла і вологи, при несприятливих фізичних і хімічних властивостях ґрунту і т.п. Продуктивність рослинності змінюється не тільки при переході від однієї кліматичної зони до іншу, але й у межах кожної зони.

Для п'яти континентів світу середня продуктивність розрізняється порівняно мало. Виключенням є Південна Америка, на більшій частині якої умови для розвитку рослинності дуже сприятливі [9].

Харчування людей забезпечується в основному сільськогосподарськими культурами, що займають приблизно 10% площі суші (близько 1,4 млрд. га). Загальний річний приріст культурних рослин складає близько 16% від усієї продуктивності суші, велика частина якої приходиться на ліси. Приблизно 1/2 врожаю йде безпосередньо на харчування людей, інша частина - на корм домашніх тварин, використовується в промисловості і губиться в смітниках. Усього людина споживає близько 0,2% первинної продукції Землі.

Рослинна їжа обходиться для людей енергетично дешевше, ніж тваринна. Сільськогосподарські площі при раціональному використанні і розподілі продукції могли б забезпечити приблизно вдвічі більше населення Землі, чим існуюче. Але це вимагає великих витрат праці і капіталовкладень. Особливо важко забезпечити населення вторинною продукцією. У раціон людини повинне входити не менш 30 м білків у день. Наявні на Землі ресурси, включаючи продукцію тваринництва і результати промислу на суші й в океані, можуть забезпечити щорічно близько 50% потреб сучасного населення Землі. Велика частина населення Землі знаходиться, таким чином, у стані білкового голодування, а значна частина людей страждає також і від загального недоїдання.

Таким чином, збільшення біопродуктивності екосистем, і особливо вторинної продукції, є однієї з основних задач, що коштують перед людством [10].

Висновки

Теорія біосфери В. Вернадського -- це виведені основні закони гармонійного розвитку всього живого на Землі. На жаль, людина й досі не розуміє чи не хоче розуміти, що, вступаючи в протиріччя із законами гармонійного розвитку Всесвіту, протиставляючи себе законам розвитку Природи, вона поставила під загрозу не лише існування самої себе як продукту Природи, як свідомої істоти, яку створила Природа, але й ставить під загрозу процес розвитку цивілізації в цілому. Для чого творець дав людині, на відміну від тварини, свідомість? У першу чергу для того, щоб саме через розвиток своєї свідомості самоудосконалюватись у гармонії із космосом. Кожна Людина повинна знати своє призначення на цій Землі і ті закони Всесвіту, які вона повинна виконувати. На жаль, історія розвитку суспільства впродовж останнього століття (тепер уже старої епохи), однозначно свідчить, що Людина не розуміє, не усвідомлює найважливішої своєї місії на Землі. Власне, це основне протиріччя ХХ століття: людина, не розуміючи свого призначення на Землі, поставила себе над Природою. Власне сьогодні маємо, що маємо. Уже в перші роки ХХ віку В. Вернадський почав говорити про те, що вплив Людини на оточуючу Природу зростає настільки швидко, що не за горами той час, коли вона перетвориться в основну геологоутворюючу силу. Людина повинна взяти на себе відповідальність за майбутній розвиток Природи. Процес розвитку оточуючого середовища і суспільства стане нерозривним, Біосфера перейде в сферу розуму, в ноосферу, коли розвиток планети буде направлятись силою Розуму.

біосфера екосистема ноосфера атмосфера

Перелік посилань

1. Кучерявий В.П. «Екологія», - Львів: Світ, 2001р. - 500 с.

2. Вернадський В.И. «Філософські думки натураліста», М.- 1988р. -522 с.

3. Вернадський В.И. «Біосфера і ноосфера», М.- 1989р. - 176 с.

4. Вернадський В.И. «Наукова думка як планетне явище», М. - 1989р. - 73 с.

5. Вернадський В.И. «Початок і вічність життя», М.- 1989р. - 156 с.

6. Лаппо А.В. «Сліди колишніх біосфер», М. - 1979р. - 92 с.

7. Лемеза Н.А. «Біологія. Домашній репетитор», М. - 1997р. -608 с.

8. Новіков Ю.В. Екологія, навколишнє середовище і людина: Учеб. посібник для вузів. - М.: Агенство "ФАІР", 1998р. - 187 с.

9. Г.О. Білявський, Р.С. Фурдуй, І.Ю. Костіков “Основи екологічних знань”, Київ, “Либідь”, 2000 р. - 334 с.

10. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посіб.- К.: Т-во “Знання”, КОО, 2000. - 203 с.

Размещено на Allbest.ru