Термин «биосфера» предложил австрийский геолог Эдуард Зюсс в 1875 г. Он впервые предложил выделять помимо атмосферы, гидросферы и литосферы еще одну оболочку Земли, которая, как и предыдущие, состоит из неорганической части — воды, воздуха, почвы и из населяющих эту часть живых организмов. Таким образом, Зюсс говорил о биосфере как о пассивной оболочке.

Учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой основную роль играют живые организмы, создал русский ученый В.И. Вернадский. Он впервые указал, что совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного              масштаба.              Он
Термин биосфера был введен в 1875 годурассматривал биосферу не как простую совокупность живых организмов, а как единую термодинамическую оболочку, в которой сосредоточена жизнь и постоянно взаимодействуют организмы с неорганической средой. Именно благодаря              жизнедеятельности
организмов сформировался химический состав атмосферы, почвы, природных вод, образовались некоторые осадочные породы.


формулировке Вернадского показана важнейшая связь между живыми организмами и окружающей средой. Ученый говорил о биосфере как о «сфере жизни» или «тонкой пленке жизни», однако сам довольно критически относился к таким определениям, считая их весьма расплывчатыми и неточными.
В настоящее время биосферу определяют как область существования и функционирования живых организмов, охватывающую нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу, поверхность суши и верхние слои литосферы. Понятие «биосфера» включает в себя как живые организмы, так и среду их обитания. При этом организмы, сложно взаимодействуя друг с другом, составляют органически единую, целостною и динамическую систему, объединенную в единое целое с абиотическими сферами (атмосферой, литосферой, гидросферой) их веществом и пространством.
Биосфера имеет ряд особенностей, без которых невозможно ее существование: Наличие в ней значительных количеств жидкой воды. Вода является основным растворителем всех необходимых для существования живых организмов веществ, а также средой для протекания биохимических реакций. Поступление на границу мощного потока энергии от Солнца, которое является единственным источником энергии для всей биосферы.
В биосфере имеются поверхности раздела между веществами, находящимися в твердом, жидком и газообразном состояниях. Благодаря этому могла сформироваться клеточная структура организмов.

Источник: uchebniki-besplatno.com

Понятие биосферы


В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э. Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж. Б. Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.


Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:

— автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;

—       гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;

—       миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).

Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

 ·  Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

iv>

Атмосфера имеет несколько слоев:

—       тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем состредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;

—       стратосфера;

—       ноносфера – там “живое вещество” отсутствует. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

 ·  Гидросфера – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C.   Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

 ·  Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.


Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.

>

Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).




v Живое вещество – совокупность всех живых организмов
v Косное вещество–совокупность всех неживых тел, образующихся в процессах без участия живого
v Биогенное вещество – совокупность неживых тел, образованных в результате жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, известняки, углеводороды, углеводы и т.п.)
v Биокосное вещество – совокупность биокосных тел, представляющих собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (вода, почва, нефть)
v Радиоактивное вещество – атомы радиоактивных элементов (радиоактивные изотопы)
v Рассеянные атомы– атомы, относящиеся к диффузной материи (создаются из земных веществ под действием космических излучений)
v Вещество космического происхождения – (метеориты, космическая пыль)

Классификация вещества биосферы, предложенная Вернадским, с логической точки зрения не является безупречной, так как выделенные категории вещества частично перекрывают друг друга, а «биокосное вещество» – это фактически динамическая система, состоящая из двух веществ – живого и косного, что подчеркивал и сам Вернадский.

Существуют в связи с этим видоизмененные классификации веществ биосферы. Так, например, А. В.

Понятие биосферы

Лано в 1979 г. ввёл всего два типа веществ: живое и неживое, внутри данных типов веществ выделил две градации по исходному материалу: биогенное и абиогенное.

Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. Выделяют следующие основные геохимические функции живого вещества, которые сгруппированы в схеме 66.

Дата публикования: 2014-11-18; Прочитано: 202 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…Термин биосфера был введен в 1875 году

Биосфера (состав, структура, части)


Термин биосфера был введен в 1875 году

Определение и терминология бисферы

Биосфера (от греческого слова — Bios — жизнь и sphaira — шар) — сфера распространения жизни, живая оболочка Земли, в которую входят верхняя часть литосферы (суша, почва, подгрунтные горные породы), практически вся гидросфера и нижняя часть атмосферы (тропосфера). Биосфера является крупнейшей экологической системой нашей планеты, элементами которой являются системы низших уровней (природные комплексы, биогеоценозы, популяция, группировки, живые существа и т.д.). Термин биосфера является одним из главных понятий экологии.

Термин биосфера

Впервые термин биосфера употреблен геологом Е.Ф. Зюссом.

Состав биосферы

Основателем современного учения о биосферы является В.И. Вернадский. В состав биосферы, по Вернадскому, входят все живые существа (живое вещество) и компоненты неживой природы (косное вещество) — среда их существования.

Все компоненты биосферы находятся между собой в непрерывном взаимодействии. Влияние абиотических экологических факторов определяет условия жизни живых организмов. В свою очередь, живое вещество постепенно изменяет свойства неживой природы.


Так, развитие жизни (на первых этапах лишь в океанических водах, которые защищали живые существа от губительного действия коротковолнового — менее 280 нм — УФ-излучения Солнца) привел к кардинальным изменениям состава веществ, растворенных в водах Мирового океана, а впоследствии — и атмосферы (уменьшение содержания аммиака, сероводорода, метана, углекислого газа, увеличение кислорода, азота, водяного пара). Вследствие этого образовался защитный озоновый слой, который, поглощая большую долю энергии коротковолнового УФ-излучения, позволил живым организмом заселить сушу и, таким образом, расширить границы биосферы.

Части биосферы

Через биосферные процессы изменяется состав литосферы — часть ее вещества привлекается к структуре бисферы (например при почвообразовании), зато в литосфере из остатков живых организмов образовались некоторые горные породы (например, известняк) и залежи горючих ископаемых (торф, уголь, нефть, природный газ).

Структура биосферы

В структурном смысле биосфера является открытой системой, которая непрерывно обменивается энергией с космическим пространством и земными недрами. Главным источником энергии для биосферного процессов является солнечное излучение. Определенное значение имеет тепловая энергия, поступающая из земных недр. Вследствие этого возникают энергетические потоки и круговорот вещества не только в отдельных частях бисферы, но и в земных недрах и ближайшем космосе.

Круговорот веществ осуществляется по двум взаимосвязанным механизмами:


  • в результате относительно быстрых биологических процессов (ассимиляции из окружающей среды, передачи по пищевым цепям, дисимиляция в окружающую среду)
  • относительно медленные геохимические процессы, вызванные внутренними (теплота земных недр, горообразование, тектоническая, сейсмическая, вулканическая деятельность) и внешними (выветривание, выщелачивание) силами Земли

Значительная часть энергии солнечного излучения возвращается из биосферы в ближайший космос главным образом в виде ИК теплового излучения. Возникновение и развитие человеческой цивилизации существенно изменило характер биосферных процессов. Появился принципиально новый механизм этих процессов — социальный, который отличается наличием волевого организирующего начала, то есть дает возможность осуществлять процессы, которые произвольно в природе не происходят:

  • добыча полезных ископаемых
  • их переработка
  • использование других природных ресурсов
  • удаления отходов

Среди последних есть вещества, которые, попадая в биосферу, не участвуют в процессах обмена веществ или существенно нарушают их (ксенобиотики). Поэтому состав бисферы под влиянием человеческой деятельности постепенно меняется. Изменения эти оказываются в нарушении естественных биогеоценозов и образовании новых, антропогенных, характеризуемых обедненной видовой структурой и низкой устойчивостью. Образуется техносфера – часть биосферы, измененная человеческой деятельностью. Она подвержена деградации из-за несбалансированности процессов, которые происходят в ней.

^Наверх

Полезно знать

Пособие к разделам «Биосфера»

Основные черты структурно – функциональной организации биосферы.

Вопрос — Назовите важнейшие черты учения о биосфере?

Ответ – В настоящее время учение о биосфере приобрело не только большое научное, но и практическое значение. Вместе с тем многие положения В.И. Вернадского до сих пор продолжают оставаться сложными для интерпретации. В.И. Вернадский не только наполнил концепцию биосферы биогеохимическим смыслом, но и разработал основы ее структурно- функциональной организации. За прошедшие годы система взглядов на учение о биосфере претерпела концептуальную и структурную перестройку, включая периоды интегрирования и дифференцирования. Учение о биосфере послужило становлению биогеохимии в основе, которой по определению В.В. Ковальского(1985), лежит системная организованность биосферы. Одной из важнейших тенденций в изучении биосферы является исключительно повышенный интерес к составу и роли живых организмов в процессах аккумуляции, трансформации и перераспределения космической энергии. Наиболее актуальным в развитии концепции биосферы продолжает оставаться ее исследование как единой системы на планетарном уровне, а в будущем и определение ее роли и места в вещественном и энергетическом поле космического пространства. Несомненно, что проблема биосферы примыкает вообще к вопросам изучения земных оболочек. К настоящему времени кроме биосферы Существует много других терминов, обозначающих земную оболочку, населенную живыми организмами: фитогеосфера (Е.М.

Вопрос 1. Кто впервые ввел в научную литературу термин биосфера.

Лавренко), эпигенеза (Р.И. Аболин), экосфера (Cole), биогеосфера (И.М. Забелин), витасфера (А.Н. Тюрюканов и В.Д. Александрова); В.А. Ковда ввел понятие гумусферы.

Вопрос – Дайте определение биосферы.

Ответ — Фундаментальная концепция биосферы заключается, прежде всего, в том, что априори признается ее самостоятельность в системе земных оболочек, включая специфические законы ее формирования, при которых ведущее значение принадлежит живым организмам. Если Зюсс, профессор Венского университета, еще в1875 году понимал под биосферой область, пронизанную жизнью и, по словам В.И.Вернадского закончил медленно проникавшее в сознание людей представление о всюдности жизни, то уже Н.М. Сибирцев, почти за четверть века (до 1900 года), еще до основных работ В.И. Вернадского, определил биосферу как особую оболочку. Так, при определении выветривания он писал, что "оно совершается под влиянием внешних, периферических, сил и притом в обстановке, соответствующей сочетанию и напряженности этих сил у границы литосферы с атмосферой и биосферой" (Сибирцев, 1951, с.90). С.Н. Кравков (1937, с.17) отмечал, что "процессы превращения той или иной горной породы в почву подразумевают непременное участие в этой работе элементов биосферы", относя к ним не только живые организмы, но и продукты их разложения и минерализации. В рамках концепции биосферы это означает, что речь идет о биогенных и биокосных образованиях. Однако только работами В.И.Вернадского было заложено научное представление о структурно-функциональной организации биосферы, включая ее компонентный состав и специфику функционирования. В.И Вернадский сложился как исследователь под влиянием глубоких идей В.В.Докучаева. По его словам влияние В.В. Докучаева определила весь ход его мыслей и ход работы биогеохимической лаборатории. Кроме того, В.И.Верндаский подчеркивал влияние Бюффона, что вероятно, объясняется эволюционными идеями последнего. В центре пристального внимания В.И.Вернадского при изложении концепции биосферы всегда лежит учение о живом веществе. В.И.Вернадский обращал внимание на то, что при изучении биосферы важным представляется значение трех групп произведений – натуралистов мыслителей, летописцев, а также мастеров художественной литературы. В последнем случае он имел ввиду произведения, в которых дается описание тех или иных природных ландшафтов.

Многие исследователи вслед за В.И. Вернадским давали определение биосферы. Одно из удачных определений принадлежит В.А. Ковде (1972): биосфера – это сложная многокомпонентная общепланетарная термодинамически открытая саморегулирующаяся система живого вещества и неживой материи, аккумулирующая и перераспределяющая огромные ресурсы энергии и определяющая состав и динамику земной коры, атмосферы и гидросферы. В его определении важным является несколько аспектов. Основной аспект в определении – это системный подход и саморегулируемость биосферы, что определяет ее устойчивость. В зарубежных работах биосфера часто понимается в более упрощенном виде, например, только как область («Биосфера», 1972), на которую падает лучистая энергия и которая богата водой.

Вопрос: Назовите компоненты биосферы?

Ответ:В рамках концепции В.И.Вернадского в биосфере представлено три группы компонентов, генетически взаимно связанных между собой. Первая и важнейшая групп – это живое вещество – совокупность живых организмов. Вторая группа – это биогенное вещество (продукты, созданные живым веществом, например: угли, сапропели, гумус). Третья важнейшая группа включает в себя биокосные образования — продукты, образовавшиеся в результате взаимодействия живых организмов и неживой материи – почвы, или, осадочные породы, некоторые газы).

Читайте также:

Вопрос: Назовите важнейшие особенности развития биосферы в голоцене
Вопрос: Назовите важнейшие черты химического состава биосферы.
Вопрос: Назовите важнейшие черты эволюции биосферы.
Вопрос: Назовите свойства биосферы.
Здания, назовите имена архитекторов.
Какие факторы обусловили респираторные, гемодинамические и психоневрологические расстройства? Назовите их и охарактеризуйте механизмы их действия.
Какую роль играют коммуникации в информационных системах, назовите виды коммуникаций.
Компоненты аудиторского риска.
Компоненты классической психоаналитической техники

Читайте также:

Понятие биосферы. Общие представления о биосфере.

12345Следующая ⇒

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра образовательных дисциплин

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Экология»

Выполнил: ст-т группы ЭСз-10 Смалюк Анна Николаевна

Иркутск 2012г.

1. Понятие о биосфере. Общие представления о биосфере.

2. Закон толерантности.

3. Биологическое загрязнение окружающей среды.

4. Антропогенное воздействие на биосферу.

5. Список используемой литературы

6. Задача 1.

7. Задача 2.

8. Задача 3.

9. 3адача 4

Понятие биосферы. Общие представления о биосфере.

Биосфера, согласно учению академика В.И. Вернадского, представляет собой наружную оболочку Земли, включающую все живое вещество и область его распространения (среду обитания). Верхняя граница биосферы — защитный озоновый слой в атмосфере на высоте 20—25 км, выше которого жизнь невозможна ввиду воздействия ультрафиолетового излучения. Нижней границей биосферы являются: литосфера до глубины 3—5 км и гидросфера до глубины 11—12 км (рис. 1).

Термин биосфера был введен в 1875 году
Рис 1. Строение биосферы (по В.И. Вернадскому)

Компоненты биосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера — выполняют важнейшие функции по обеспечению жизни на Земле.

Биосфера возникла около 4,5 млрд лет назад и прошла несколько этапов эволюционного развития: от первоначального круговорота органического вещества к биологическому круговороту — непрерывному обмену веществом и энергией между живыми организмами и окружающей средой в течение всей жизни организмов и после их смерти.

Важнейшими компонентами биосферы являются:

• живое вещество (растения, животные, микроорганизмы);

• биогенное вещество органического происхождения (уголь, торф, почвенный гумус, нефть, мел, известняк и др.);

• косное вещество (горные породы неорганического происхождения);

• биокосное вещество (продукты распада и переработки горных пород живыми организмами).

Важным во взаимоотношениях организмов является пищевой трофический фактор (от греч. trophe— пища). Первичное органическое вещество создают зеленые растения {продуценты — производители), используя солнечную энергию. Они потребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород.

Потребителей (консументов) можно разделит на два порядка:

I — организмы, питающиеся растительной пищей;

II — организмы, питающиеся животной пищей.

Редуценты (восстановители) — организмы, питающиеся разлагающимися организмами, бактерии и грибы. Здесь особенно велика роль микроорганизмов, до конца разрушающих органические остатки и превращающих их в конечные продукты (минеральные соли, углекислый газ, воду, простейшие органические вещества), поступающие в почву и вновь потребляемые растениями.

Способность живых организмов адаптироваться к факторам среды характеризуется экологической валентностью, или пластичностью.

Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, состоящей из множества меняющихся во времени и пространстве явлений, условий, элементов, называемых экологическими факторами среды. Это любые условия окружающей среды, оказывающие длительное или кратковременное влияние на живые организмы, реагирующие на эти влияния приспособительными реакциями. Они делятся на абиотические (факторы неживой природы) и биотические (факторы живой природы). Принятый сегодня вариант классификации экологических факторов среды представлен в табл. 1.

Таблица 1.
Классификация экологических факторов среды

Абиотические Биотические
Климатические: свет, температура, влага, движение воздуха, давление Фитогенные: растительные организмы
Эдафогенные («эдафос» — почва): механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность Зоогенные: животные
Орографические: рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона Микробиогенные: вирусы, простейшие, бактерии, риккетсии
Химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов Антропогенные: деятельность человека (в том числе строительная)

Биотические экологические факторы определяют взаимоотношения организмов. Указанные факторы в этом случае называют трофическими, т.е. пищевыми.

Экологические факторы под действием вновь полученных химических веществ, которых нет в природе, и техногенных компонентов, созданных человеком, сильно изменены.

Studepedia.org — это Лекции, Методички, и много других полезных для учебы материалов

Появляются вещества-загрязнители, что приводит к нарушению сапрофитного (поддерживающего равновесие в экосистеме) взаимодействия в природной среде. Это часто сопровождается гибелью животных, растений, приводит к нарушению функций, гибели всего живого и опустыниванию земли. Преобладающими видами в микробиоте становятся патогенные микроорганизмы, которые можно отнести к биологическим загрязнителям. Негативно изменяется состав атмосферы, повышается агрессивность подземных и грунтовых вод. На планете наблюдаются потепление, нарушение озонового слоя, учащаются кислотные дожди.

Все перечисленные факторы оказывают влияние не только на живые организмы (в том числе и человека), но и на памятники, и неучет даже одного из них может сказаться на качестве реставрации и даже привести к гибели памятника.
2. Закон толерантности.

Закон толерантности (от лат. толерантиа — терпение) Шелфорда — принцип экологии, согласно которому лимитирующим фактором, определяющим процветание организма, может быть как минимум, так и максимум экологического влияния; диапазон между крайними значениями и определяет степень выносливости, толерантности организма к данному фактору. Этот закон в 1913 году сформулировал американский эколог Виктор Эрнест Шелфорд (1877—1968). Логика закона очевидна: любой организм, в том числе и человек, одинаково некомфортно чувствует себя, например, при крайне низких или крайне высоких температурных границах.

Для успешного применения этого закона следует учитывать ряд вспомогательных принципов.

Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого фактора.

Организмы с широкими пределами толерантности практически ко всем факторам обычно наиболее широко распространены и образуют экотипы, отличающиеся по положению зоны оптимума в пределах толерантности.

Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам. Например, при лимитирующем содержании азота в почве снижается засухоустойчивость у злаков.

В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному диапазону того или иного фактора. Пользоваться оптимальными условиями среды организмам часто мешают межпопуляционные и внутрипопуляционные взаимоотношения, т.е. межвидовые и внутривидовые биотические факторы. Например, при большом количестве сорняков культурные растения не могут в полной мере использовать солнечную энергию, воду и элементы питания, аналогично как и при слишком густом посеве культурных растений.

Начальные этапы развития организмов обычно являются критическими, т.к. многие факторы среды в этот период часто становятся лимитирующими в силу того, что пределы толерантности для развивающихся особей обычно уже, чем для взрослых организмов. Например, взрослое растение кипариса может расти на сухом нагорье и «по колено в воде», тогда как прорастание семян и развитие проростков возможно только в умеренно увлажненной почве.

Ценность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций в природе. Основное внимание следует уделять тем факторам, которые функционально важны для организма на каких-то этапах его жизненного цикла. Тогда удастся довольно точно предсказать результат изменений среды. Для этого нужно:

1) Путем наблюдений, анализа, эксперимента обнаружить функционально важные для организма факторы.

2) Определить, как эти факторы влияют на особей, популяции, сообщества.

Чтобы определить, сможет ли вид существовать в данном регионе, нужно выяснить, не выходят ли какие-либо лимитирующие факторы среды за пределы его экологической валентности, особенно в период размножения и развития.

Выявление лимитирующих факторов очень важно в практике сельского хозяйства, т.к., направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность растений или продуктивность животных. Таким образом, знание законов о лимитирующих факторах является ключом к управлению жизнедеятельностью организмов в природе и хозяйстве.

Из закона толерантности следует, что факторы среды благоприятны при оптимальном для данного вида организмов уровне влияния, которое обычно близко к среднему действию фактора (рисунок 2). В этом случае организм как бы не замечает действия этого фактора. Причём, чем шире пределы действия фактора, при котором организм сохраняет жизнеспособность, тем выше его толерантность к действию этого фактора. Поэтому организмы, имеющие широкий диапазон толерантности ко многим экологическим факторам, обычно являются самыми распространёнными.

Термин биосфера был введен в 1875 году

Рисунок 2 — Графическое представление закона толерантности Шелфорда.

12345Следующая ⇒

Дата добавления: 2017-03-11; просмотров: 392 | Нарушение авторских прав

Поиск на сайте:

б) потенциальная эффективность Флейшмана;

в) иерархическая упорядоченность, характерная для систем управления;

г) отображение наиболее значимых элементов и их свойств;

д) выделение всех связей между элементами и целями системы в виде детерминированных или аналитических зависимостей.

34. Неаддитивность системы – это…

а) принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее компонентов;

б) активное подавление вредных качеств;

в) наличие системообразующих, системосохраняющих факторов;

г) процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы

д) сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования.

Закончите предложение

35. Закономерность самоорганизации проявляется в …..

а) способности системы противостоять энтропийным тенденциям, адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру;

б) стремлении системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) наличии управляющей системы большего информационного потенциала, чем у объекта управления;

г) наличии меньшего разнообразия системы управления по сравнению с разнообразием объекта управления;

д) наличии существенных связей между элементами и (или) их свойствами, превосходящих по мощности (силе) связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему.

36. Закон «необходимого разнообразия» У.Р. Эшби:

а) «Разнообразие управляющей системы (системы управления) должно быть больше разнообразия управляемого объекта»;

б) «Информационный потенциал системы управления должен быть меньше информационного потенциала объекта управления»;

в) «Способность системы независимо от начальных условий и времени достигать некоторого предельного состояния, зависящего от уровня развития системы»;

г) «Мощность внутренних связей элементов системы должна быть выше мощности связей между элементами системы и элементами среды»;

д) «Целое, созданное из частей и элементов целенаправленной деятельности должно обладать новыми свойствами, отсутствующими у элементов и частей, его образующих».

Выберите правильный вариант ответа

Эквифинальность характеризует…

а) наличие всевозможных связей между системами;

б) предельные возможности системы;

в) пространственную связность элементов систем;

г) образы проявления реальных систем;

д) иерархическую упорядоченность.

38. Коммуникативность – это….

а) совокупность элементов реальной системы;

б) временная согласованность, пространственная связность и эквифинальность системы;

в) наличие связей между системой и ее окружением;

г) наличие целевой функции;

д) причина, движущая сила какого-либо процесса или явления, определяющая его характер или одну из основных черт.

39. Интегративность характеризуется….

а) физической аддитивностью;

б) увеличением самостоятельности элементов системы;

в) тем, что свойство всей системы не является простой суммой свойств составляющих ее элементов;

г) тем, что свойства системы (целого) зависят от свойств составляющих ее элементов;

д) утратой элементами некоторых свойств, присущих им вне системы.

40. Прогрессирующая систематизация – это….

а) стремление системы к состоянию с независимыми элементами;

б) стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) факторный анализ;

г) единство взаимосвязанных и взаимовлияющих элементов, расположенных в определенной закономерности в пространстве и во времени;

д) способность системы к сохранению своего равновесия.

41. Прогрессирующая факторизация – это…..

а) стремление системы к состоянию с независимыми элементами;

б) стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов;

в) наличие системоформирующих факторов;

г) факторный анализ;

д) актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой.

42. Целесообразность общества проявляется в….

а) наличии системы законов;

б) отсутствии идеологии;

в) существовании конституционных принципов построения государства;

г) наличии парламентаризма;

д) отсутствии централизма в управлении.

43. Подсистема ценностей включает в себя:

а) ценности; цели; ценностные принципы; законы эквивалентности;

б) элементы; связи; структуры; законы интерпретации;

в) структуры; процессы; ценности; цели;

г) информацию; цели; ценности; законы трансформации;

д) ценности; цели; сфероценоз; законы движения.

44. Подсистема процессов включает в себя:

а) факторы; процессы; знания; структуры;

б) процессы; факторы; законы изменения (движения); состояния;

в) процессы; знания; состояния; законы интерпретации;

г) факторы; знания; информацию; сфероценоз;

д) факторы, процессы, структуры, законы интерпретации.

Что такое биосфера

Подсистема информации (знаний) состоит из следующих компонентов:

а) информации; законов интерпретации; памяти; языка;

б) информации; законов информации; информационного анализа; языка;

в) процессов; информации; структур; ценностей;

г) структур; языка; процессов; информации;

д) знаний; информации; интеллекта; памяти.

46. Структура …

а) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство;

б) это способность системы переходить из одного состояния в другое;

в) это способность системы независимо от начальных условий и времени достигать некоторого предельного состояния, определяющегося внутренними параметрами системы;

г) это множество элементов;

д) способность системы возвращаться в некоторое равновесное состояние после окончания действия внешних сил или внутренних возмущений.

47. Вход системы….

а) состоит из элементов, классифицируемых по их роли в процессах, протекающих в системе;

б) обеспечивает размещение и перемещение компонентов системы;

в) внешняя (окружающая) среда, под которой понимается совокупность факторов и явлений, воздействующих на процессы системы и не поддающихся прямому управлению со стороны ее руководителей;

г) обменивается материально-информационными ресурсами или энергией с окружающей средой регулярным и понятным образом;

д) действует с относительно небольшим обменом энергией или материалами с окружающей средой.

48. Связь преобразования – это…

а) связь, реализуемая через определенный объект, обеспечивающий это изменение системы;

б) необходимая связь между экономическими явлениями и объектами, при которой ясно, где причина и где следствие;

в) сложная обратная связь, при которой развитие науки двигает производство, а последнее создает основу для расширения научных исследований;

г) обеспечивает реальную жизнедеятельность объекта или его работу;

д) предназначена для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций – от одного элемента к другому в направлении основного процесса.

49. Детерминированная (жесткая) связь – это…

а) неявная, косвенная зависимость между элементами системы

б) четко обусловленная формула взаимодействия элементов;

в) управляемая система, рассматриваемая как совокупность взаимосвязанных управляемых подсистем, объединенных общей целью функционирования;

г) обеспечивает размещение и перемещение компонентов системы;

д) однонаправленность (или целенаправленность) действий компонентов усиливает эффективность функционирования системы.

50. Мультипликативность – это…

а) качества элементов, дающие возможность количественного описания системы, выражения ее в определенных величинах;

б) свойство, которое обеспечивает соответствие между выходом системы и требованием к нему, как к входу в последующую систему;

в) операции, процессы или каналы, через которые проходят элементы входа;

г) свойство, при котором и позитивные, и негативные эффекты функционирования компонентов в системе обладают свойством умножения, а не сложения;

д) упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними.

Источник: magictemple.ru

 

Биосфера (от греч. bios—жизнь и sfere—шар) — область активной жизни оболочки Земли, включающей части атмосферы, гидросферы и литосферы, заселенные живыми организмами. Впервые термин биосфера был предложен Ж. Б. Ламарком, в науку введен австрийским ученым Эдуардом Зюссом в 1875 году.

Современное учение о биосфере создал выдающийся русский ученый В. И. Вернадский. В 1926 году в г. Ленинграде вышла его книга под названием «Биосфера». В ней Вернадский изложил основные постулаты учения о биосфере, впервые биосфера была показана как единая биологическая система, управляющая жизнью. Он доказал, что все три оболочки Земли воедино связаны живым веществом, которое оказывает непрерывное воздействие на неживую природу, преобразуя и формируя облик планеты и создавая целостную динамическую систему.

Биосфера представляет оболочку жизни—область существования живого вещества. Биосфера существует уже около 3,8 миллиардов лет. Биосферу следует рассматривать как совокупность всех взаимодействующих биогеоценозов (экосистем). В. И. Вернадский не только конкретизировал и очертил границы жизни в биосфере, но, самое главное, всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической (средообразующей) силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности.

В современном представлении биосфера — это специфическая оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены совместной деятельностью живых организмов в прошедшее и настоящее время. По современным представлениям, биосфера — это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с ними. Биосферу нельзя заменить ничем иным, т. к. она для всех существующих ныне видов на Земле единственная среда обитания.

Толщина биосферы составляет примерно 40-50 км. Верхней границей является нижняя часть атмосферы (высота 25-30 км до озонового слоя, выше которого жизнь невозможна ввиду ультрафиолетового излучения), практически всю гидросферу (до глубины 11-12 км) и литосферу (до глубины 3-5 км). Критериями для определения границ биосферы являются:

1. Достаточное количество кислорода и углекислого газа;

2. Достаточное количество влаги;

3. Благоприятный термический режим;

Атмосфера, гидросфера и литосфера выполняют важнейшие функции по обеспечению жизни на Земле. Живые организмы, получая поток энергии солнечного излучения, преобразуют его, вовлекают в химические реакции неорганическую материю и создают непрерывный круговорот веществ и энергии.



В состав биосферы входят следующие компоненты:

1. Живое вещество (растения, животные, микроорганизмы). Благодаря живому веществу поддерживаются взаимосвязь и взаимообусловленность всех компонентов в биосфере. Это совокупность всех живых организмов биосферы, которые перерабатывают и перемещают разные виды вещества (твердое, жидкое и газообразное), аккумулируют и преобразовывают космическое излучение. Составными элементами живого вещества являются: вся водная оболочка Земли, нижняя часть атмосферы, где существуют люди, птицы, насекомые, звери, а также литосфера (верхняя часть твердой оболочки Земли, где живут бактерии).

Основные свойства живого вещества:

— молекулярный состав живого вещества характеризуется наличием воды и соединений, устойчивых только в составе живой материи — белков, жиров, углеводов, ферментов, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК);

— огромная скорость химических реакций (посредством ферментов). Ферменты – это сложные органические вещества, как правило, белковой природы, образующиеся в живых клетках и являющиеся катализаторами биохимических реакций;

— способность к произвольному движению и, у некоторых видов, к активному целенаправленному перемещению;

— стремление наиболее полно использовать окружающую среду и захватывать участки, не задействованные прежде;

— большое морфологическое и химическое разнообразие;

— живое вещество способно самоорганизовываться, размножаться и существовать в виде непрерывного чередования поколений;

— любой живой организм и его основной компонент — клетка — обладает совокупностью свойств живого вещества в целом;

 

2. Биогенное вещество органического происхождения (продукты жизнедеятельности живых организмов, уголь, торф, почвенный гумус, нефть, мел, известняк);

3. Биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами). Биокосное вещество — это природный объект, созданный жизнью и сохраняющий свое состояние благодаря деятельности живых организмов. Биокосными телами является почва, природные воды, атмосфера (наличие в атмосфере кислорода связано с деятельностью живых организмов). Понятие "биокосное вещество" говорит нам о том, что живые организмы изменяют неживую среду и приспосабливаются к неживой среде, уже измененной их деятельностью;

4. Косное вещество – это компонент биосферы, в образовании которого живые организмы не участвуют (горные породы, вода, продукты космического происхождения);

5. Радиоактивные вещества (в результате распада радиоактивных элементов;

Во взаимоотношениях живых организмов важнейшим является пищевой или трофический фактор (от греч. trophe – пища). Первичное органическое вещество создают продуценты, используя солнечную энергию и потребляя воду и углекислый газ и минеральные соли, выделяя при этом кислород. Вторым важным звеном этой цепи являются консументы, которые подразделяются на 2 порядка:

— консументы I порядка, питающиеся растительной пищей;

— консументы II порядка, питающиеся животной пищей;

Третьим звеном являются редуценты или восстановители, питающиеся разлагающимися организмами (к ним главным образом относятся бактерии и грибы). Редуценты окончательно разлагают органические остатки, превращая их в воду, углекислый газ и простейшие органические соединения, которые поступая в почву вновь потребляются растениями.

Формирование биосферы активно началось с зарождения жизни на планете (около 4,5 млрд. лет назад). Вернадский утверждал, что биосфера как система прошла длительный эволюционный путь, а возникла намного позже возникновения жизни, а именно с момента возникновения биогеоценозов. Биосфера прошла несколько этапов эволюционного развития: от первоначального круговорота органического вещества к биологическому круговороту – непрерывному обмену веществом и энергией между живыми организмами. Для всей истории образования биосферы решающее значение имело появление на Земле растительности, содержащей хлорофилл. Только благодаря хлорофиллу растения приобрели способность улавливать энергию солнечного света и использовать ее для фотосинтеза, в результате которого из воды и углекислого газа создается органическое вещество—первооснова существования и развития всего многообразия растительного и животного мира и микроорганизмов. В процессе эволюции определились следующие ее черты биосферы:

— наличие особой формы организации материи — живого вещества;

— устойчивое динамичное равновесие и упорядоченность (организованность) структуры;

— активное использование солнечного излучения;

— активное использование воды;

— круговорот основных химических элементов;

— повсеместное распространение и задействование углерода;

— тесная связь биосферы с космосом. Процессы жизнедеятельности организмов прямо либо косвенно связаны с космическими явлениями;

Понятие «ноосфера» (от греч. «ноос» — разум и «сфера» — шар) означает качественно новое состояние биосферы Земли и окружающей среды, формирующееся под воздействием умственной и физической деятельности человечества, которая может быть сопоставлена с могущественными природными геологическими процессами. Данное понятие неразрывно связано с понятием «живое вещество». Природопреобразующая деятельность человечества стала для планеты сопоставимой по масштабам воздействия на ее оболочку с такими природными факторами, как геологические процессы, эволюция растительного и животного мира. Люди извлекают из недр и перерабатывают уже миллиарды тонн полезных ископаемых, значительная часть которых превращается в отходы, загрязняющие окружающую среду.

Еще одной важной географической оболочкой Земли, формирующей облик планеты, является криосфера (от греч. kryos-холод). Криосфера характеризуется отрицательной или нулевой температурой, при которых вода существует в твердой фазе (лед, снег, иней и др.). В естественных условиях различные примеси и растворенные в воде химические вещества, а так же поверхностные силы и давление понижают точку замерзания воды, в результате чего в границы криосферы попадает и вода в жидкой фазе, во временно или устойчиво охлажденном (ниже 0ºС) состоянии (соленые морские воды, подземные воды, переохлажденные капли воды в облаках и туманах и др.).

В состав криосферы так же входят безводные толщи горных пород и относительно сухие воздушные массы с отрицательной температурой, где могут создаваться условия для конденсации воды и формирования ее твердой фазы. Криосфера охватывает верхние слои земной коры (мерзлые и охлажденные горные породы) вплоть до нижних слоев ионосферы (прим. 100 км над уровнем моря в разреженных слоях атмосферы), прерываясь участками, прогретыми до температуры выше 0ºС.

Криосфере свойственны следующие криогенные образования:

1. Мигрирующие системы облаков, содержащие лед;

2. Снежный покров (кратковременный, сезонный и многолетний);

3. Сезонномерзлые почвы и горные породы, содержащие лед в порах и пустотах;

4. Сезонный и многолетний ледяной покров пресных и соленых водоемов, объединяющий льды различного происхождения (атмосферного, поверхностного или внутриводного);

5. Сезонные и многолетние наледи поверхностных и подземных вод. Наледь – это наросты льда поверх уже существующего ледяного покрова;

6. Горные ледники и ледниковые покровы материков и островов;

Размеры областей распространения криогенных образование дают представления о масштабах и механизмах круговорота воды на Земле.

Термин «криосфера» был предложен польским ученым А. Добровольским в 1923 году, хотя научное представление об особой ледяной оболочке появилось значительно раньше. В 1933 году В. И. Вернадский расширил понятие о криосфере и ввел представление об области охлаждения Земли (до температуры не выше 4ºС).

Деятельность человека — закономерный этап эволюции биосферы, условие ее неизбежной трансформации в ноосферу, решающий фактор которой — преобразующая роль науки и социально организованного труда человека. Биосфера в настоящий момент быстро геологически переходит в новое состояние — в ноосферу, то есть такое состояние, в котором человеческий разум и направляемая им работа представляют собой новую мощную геологическую силу.

Антропогенное вмешательство в естественные процессы можно сгруппировать по следующим видам загрязнений:

1. Ингредиентное загрязнение. Загрязнение окружающей среды веществами, чуждыми естественным экосистемам;

2. Параметрическое загрязнение. Загрязнение окружающей среды, приводящее к изменениям качественных параметров окружающей среды;

3. Биоценотическое загрязнение. Это воздействие на состав и структуру популяций живых организмов;

4. Стациально-деструктивное загрязнение. Это изменение ландшафтов и экосистем в процессе природопользования;

Стабильность биосферы как системы определяется деятельностью живых организмов по фиксации солнечной энергии и миграции атомов за счет последней. Миграция атомов выражена в круговороте веществ и осуществляется живыми организмами, населяющими биосферу. Жизнь на планете сама стабилизирует условия существования если осуществляется в границах естественных процессов. Однако стабильность имеет определенные пределы и деятельность живых организмов уже достигла масштабов, которые способны перейти эти пределы. Круговоротов веществ в природе много, но все они подразделяются на 2 вида: большие геологические и малые биологические. Они тесно связаны друг с другом и довольно часто большие круговороты состоят их совокупности малых, а малые развиваются на базе больших.

Биологический круговорот заключается в циркуляции элементов между почвой, микроорганизмами, растениями и животными. Энергетической основой биологических круговоротов является процесс фотосинтеза. Фотосинтез – это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий). Пример большого круговорота веществ (на примере круговорота воды в природе) на рис. 2:Термин биосфера был введен в 1875 году

 

Рис. 2. Круговорот воды в природе

С испарением под действием солнца водяные пары конденсируются и выпадают в виде осадков над Мировым океаном и над сушей. Часть осадков с поверхностным или внутренним током вновь переносятся в океан, другая часть потребляется корнями растений, испаряется и вновь выпадает в виде осадков. Большой круговорот в данном случае заключается в испарении влаги, переносе ее на сушу и возвращении в Мировой океан.

Малые круговороты веществ представляют собой циклы отдельных химических элементов. Они непрерывны и осуществляются многократно. Скорость миграции того или иного элемента (или вещества) через живые организмы неодинакова и нет ни одного вещества, которое бы не проходило через живые организмы.

 

 

Источник: studopedia.su

биосфера

Привет друзья! Из данной статьи вы узнаете и биосфере и кто этот термин впервые ввел, а еще, немного о ноосфере. 

Биосфера (слово от греч. bios – жизнь и sphaira – шар) – сфера активной жизни, которая охватывает нижние части атмосферы, гидросферу и верхние части литосферы.

Живые организмы («живое вещество» по В. И. Вернадскому) и окружающая среда в биосфере связаны органически, они взаимодействуют друг с другом и образуют динамическую систему, которая целостная.

Термин «биосфера» был введен в 1875 году Э. Зюссом — австрийским геологом.

Учение про биосферу, как активную оболочку Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов (в том числе человека) рассматривается как геохимический фактор планетарного значения и масштаба, было разработано выдающимся украинским ученным В. И. Вернадским (1926 г.).

Биосфера включает в себя живой (или биотический) и неживой (или абиотический) компоненты. 

Биотический компонент – это совокупность всех живых организмов («живое вещество» по В. И. Вернадскому).

Абиотический компонент – это сочетание воды, энергии, определенных химических элементов, а так же других неорганических условий.

В этих условиях тоже существуют живые организмы. Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ между абиотическим (неживым) и биотическим (живым) компонентами.

Круговорот веществ называется биохимическими циклами. Существование биохимических циклов обеспечивается энергией Солнца.

Ноосфера (слово от греч. noos – разум и sphaira – шар) – новое эволюционное состояние биосферы, при котором решающим фактором развития человека становится его умственная деятельность. Французскими ученными П. Тейяром де Шарденом и Э. Леруа (1927) было введено понятие ноосферы.

Представление о ноосфере как о качественной новой форме организованности, которая возникает во время взаимодействия общества и природы, в результате преобразующей мир творческой деятельности человека, которая опирается на научное мнение, развил В. И. Вернадский.

Таким образом, биосфера — это живая оболочка Земли, которая охватывает часть всех других оболочек. 

Источник: o-planete.ru