Понятие и строение биосферы

Живые организмы (живое вещество). Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и приповерхностном слое океана.

В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21 % приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99 %. Среди животных 96 % видов беспозвоночные и только 4% позвоночные, из которых только десятая часть – млекопитающие.

Таким образом, в количественном отношении преобладают формы, состоящие на относительно низком уровне эволюционного развития.

Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, одна она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Огромные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются.

Ежегодно благодаря жизнедеятельности растений и животных воспроизводится около 10 % биомассы.

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами.

Определяя биосферу, Вернадский вводит понятие «живое вещество» – совокупность всех живых организмов. Область распространения живого ве­щества включает нижнюю часть воздушной оболочки (атмосферы), всю вод­ную оболочку (гидросферу) и верхнюю часть твердой оболочки (литосферы).

Вернадский четко обозначает верхний и нижний пределы распростра­нения жизни. Верхний – обусловливается лучистой энергией, приходящей из космоса, губительной для живых существ. Речь идет о жестком ультрафиоле­товом излучении; оно задерживается озоновым экраном, нижняя граница ко­торого проходит на высоте около 15 км: это верхняя граница биосферы. Нижний предел жизни связан с повышением температуры в земных недрах. На глубине 3-3,5 км температура достигает 100 °С. Наибольшую мощность биосфера имеет в океане: от поверхности до максимальных глубин в нем обитают живые существа.

Для биосферы характерно не только присутствие живого вещества. Она обладает также следующими тремя особенностями: во-первых, в ней в значительном количестве содержится жидкая вода; во-вторых, на нее падает мощный поток солнечной энергии; в-третьих, в биосфере проходят поверх­ности раздела между веществами, находящимися в трех фазах – твердой, жидкой и газообразной. Все это служит предпосылкой для активного обмена веществом и энергией, в котором большую роль играют организмы. Био­сфера – главная арена жизни и хозяйственной деятельности человека.

Чтобы наглядно представить биосферу как систему, в которой живые организмы выполняют роль системобразующего элемента, рассмотрим ос­новные функции живого вещества: энергетическую, деструктивную, концен­трационную и средообразующую.

Энергетическая функция выполняется прежде всего растениями, ко­торые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде раз­нообразных органических соединений. По словам Вернадского, зеленые хло­рофилльные организмы, зеленые растения, являются главным механизмом биосферы, который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом хи­мические тела – своеобразные солнечные консервы, энергия которых в даль­нейшем является источником действенной химической энергии биосферы, а в значительной мере – всей земной коры.

По расчетам Вернадского, на Земле ежегодно аккумулируется расте­ниями около 1019 килокалорий энергии. Внутри экосистемы эта энергия в виде пищи распределяется между животными. Частично энергия рассеива­ется, а частично накапливается в отмершем органическом веществе и пере­ходит в ископаемое состояние. Так образовались залежи торфа, каменного угля, нефти и других горючих полезных ископаемых, служащие в настоящее время энергетической базой для жизни и работы людей. Растения – главный источник пищи для людей и сельскохозяйственных животных.

Деструктивная функция состоит в разложении, минерализации мерт­вого органического вещества, химическом разложении горных пород, вовле­чении образовавшихся минералов в биотический круговорот. Мертвое орга­ническое вещество разлагается до простых неорганических соединений (уг­лекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и т. д.), которые вновь используются в начальном звене круговорота. Этим занимается специальная группа организмов – редуценты (деструкторы).

Интересное из раздела

Проблемы охраны природы города Уфы
При изучении природы Республики Башкортостан можно заметить, что за сравнительно короткий промежуток времени (50-100 лет) произошли существенные изменения ее ландшафтов. Так на месте ду ...

Контроль за использованием и утилизацией отходов
Проблема использования отходов имеет не только экологический, но и экономический аспект. При наличии соответствующего механизма управления отходами последние могут стать одним из факторов п ...

Экология Краснодарского края
Развитие промышленности, сельского хозяйства, транспортной инфраструктуры, сети портов, нефте- и газопроводов, строительство оросительных систем и водохранилищ, урбанизация территории, - вс ...