Учение об биосфере. Тема №4

1.

Центр дополнительного обучения
«Школа Успеха»

2.

Живое вещество — вся совокупность тел живых
организмов в биосфере.
Биогенное вещество — вещество, не входящее в
состав живых организмов, но создаваемое и
перерабатываемое живым организмом.
Косное вещество — вещество, образующееся без
участия живых организмов.
Биокосное вещество — динамически равновесная
система, в которую входят живые организмы,
продукты их жизнедеятельности и неорганические
вещества (например, почва и ил.)

3.

Свойства живого вещества:
Большое количество свободной энергии.
Высокая скорость химических реакций (наличие
ферментов — биологических катализаторов).
Химические компоненты живого вещества устойчивы
только в живых организмах.
Живое вещество построено из компонентов во всех трех
фазовых состояниях.
Живое вещество представлено в биосфере в виде
индивидуальных организмов, находящихся в непрерывном
взаимодействии с другими компонентами биоценозов.
Наличие эволюционного процесса, т. е. не копированием
предыдущих поколений, а путем морфологических и
биохимических изменений.
Произвольное движение живого вещества, в значительной
степени саморегулируемое.

4.

В. И. Вернадский выделял 2 формы движения живого
вещества:
пассивное движение (рост и размножение);
активное движение (перемещение, стремление к
заполнению собой всего пространства).

5.

Функции живого вещ-ва в биосфере:
Энергетическая. Именно живые организмы
преобразуют энергию солнечного света в энергию
химических связей органики и создают новую
биомассу.

6.

Концентрационная. Живые организмы накапливают
в своих телах определенные изотопы химических
элементов и соединения. Так, известно, что хищные
животные, находящиеся на вершине экологической
пирамиды, накапливают высокие концентрации
вредных веществ (например, хищные рыбы содержат
много соединений ртути).

7.

Деструктивная. Организмы-редуценты разлагают
органические вещества до неорганических.

8.

Средообразующая. Живые
организмы активно
воздействуют на среду,
например участвуя в
выветривании, в
образовании осадочных
пород.

9.

Транспортная. Живые организмы играют ведущую
роль в миграции атомов в биосфере,
осуществляют «перемешивание» вещества. Во время
миграций они перемещают на большие расстояния
вещество и энергию.

10.

Окислительно-восстановительная – окисление
вещества в процессе жизнедеятельности и
восстановление в процессе разложения при дефиците
кислорода.

11.

Газовая – способность изменять и поддерживать
определенный газовый состав среды обитания и
атмосферы в целом.

12.

Информационная – накопление информации и
закрепление ее в наследственных структурах.

13.

Круговорот веществ в биосфере
- циркуляция веществ между литосферой,
атмосферой, гидросферой и живыми организмами.
Непрерывная циркуляция
химических элементов в
биосфере по замкнутым
путям называется
биогеохимическим циклом.
(Необходимость такой
циркуляции объясняется
ограниченностью запасов)
Круговорот веществ,
требует
постоянного
притока энергии,
основным
источником
является
солнечная энергия.
Таким образом, биосфера может быть устойчивой
только при условии постоянного круговорота веществ и
притока солнечной энергии.

14.

Круговорот воды
Вода — самое распространенное вещество в биосфере.
Основные ее запасы (97,1%) сосредоточены в виде
солено-горькой воды морей и океанов.
Остальные воды — пресные.
Воды ледников и вечных снегов (т. е. вода в твердом
состоянии) вместе составляют около 2,24% (70% от
запасов всей пресной воды),
грунтовые воды — 0,61%,
воды озер и рек соответственно 0,016% и 0,0001%,
атмосферная влага—0,001%.

15.

Роль живого вещества в круговороте воды.
В различных лесных зонах основное количество
осадков образуется из водяного пара, поступающего
в атмосферу благодаря суммарному испарению
растениями, и в результате такие зоны живут как
бы на собственном замкнутом водном балансе.
Так, гектар леса испаряет 20—50 т воды в сутки.
Роль растительного покрова заключается также в
удержании воды путем замедления ее стока, в
поддержании постоянства уровня грунтовых вод и
др.

16.

17.

Круговорот углерода
Два фундаментальных биологических процесса —
фотосинтез и дыхание — обусловливают циркуляцию
углерода в биосфере.
Потребителем углерода являются морские организмы.
Они используют соединения углерода для
построения раковин. В дальнейшем их остатки образуют
на дне отложения известняков.
Цикл круговорота углерода замкнут не полностью.
Углерод может выходить из него на довольно длительный
срок в виде залежей каменного угля, известняков, торфа и
др.
Человек нарушает круговорот углерода. За счет сжигания
огромного количества ископаемого топлива содержание
углекислого газа в атмосфере за XX в. возросло на 25%.
Последствием этого может стать усиление парникового
эффекта.

18.

19.

Круговорот азота
Азот — необходимый компонент важнейших
органических соединений: белков, нуклеиновых
кислот, АТФ и др.
Основные его запасы сосредоточены в атмосфере в
форме молекулярного азота, недоступного для
растений, так как они способны использовать его
только в виде неорганических соединений.
Небольшое количество азотистых соединений
образуется в атмосфере во время гроз. Вместе с
дождевыми водами они поступают в водную или
почвенную среду.
Небольшая часть азотистых соединений поступает
при извержениях вулканов.

20.

К прямой фиксации атмосферного молекулярного
азота способны:
Клубеньковые бактерии, поселяющиеся в клубеньках
бобовых растений. Они переводят молекулярный
азот в соединения, усваиваемые растениями. После
отмирания растений почва обогащается
органическими и минеральными формами азота.
Цианобактерии играют
значительную роль в
обогащении водной среды
азотистыми соединениями.

21.

Азотсодержащие вещества отмерших организмов, а
также мочевина и мочевая кислота, выделяемая ими,
расщепляются гнилостными бактериями до аммиака.
Основная масса образующегося аммиака
окисляется нитрифицирующими бактериями до
нитритов и нитратов, после чего они вновь используется
растениями.
Различные азотистые соединения почвы могут
восстанавливаться бактериями до оксидов и
молекулярного азота. Этот процесс
называется денитрификацией. Его результатом является
обеднение почвы и воды соединениями азота и насыщение
атмосферы молекулярным азотом.
Процессы нитрификации и денитрификации были
полностью сбалансированы вплоть до периода
использования человеком азотных удобрений в целях
получения больших урожаев растений.

22.

23.

Круговорот фосфора
Фосфор содержится в таких минералах, как фосфориты
и апатиты. Выщелачивание фосфора осадками приводит
к поступлению его в гидросферу и, соответственно, в
водные экосистемы.
Растения поглощают (Р) в виде фосфатов из водного
раствора и включают в состав органических соединений
(нуклеиновых кислот, АТФ). Другие организмы получают
фосфор по пищевым цепям.
В организмах позвоночных фосфор входит в состав
костной ткани, дентина. В процессе клеточного дыхания
происходит окисление органических соединений,
содержащих фосфор, при этом образующиеся фосфаты
поступают в окружающую среду.
Организмы-редуценты минерализуют органические
вещества мертвых организмов, содержащие фосфор, в
неорганические фосфаты, которые вновь могут быть
использованы растениями.

24.

Факторы, определяющие устойчивость
биосферы:
биоразнообразие — видовое разнообразие;
взаимозаменяемость компонентов биосферы в
круговоротах веществ и энергии;
дублирование звеньев в круговороте веществ и
энергии (в биогеохимических циклах);
жизненная активность живого вещества (скорость
размножения и распространения).
От полюсов к экватору биомасса и видовое
разнообразие увеличиваются, т. е. увеличивается
устойчивость экосистем.

25.

Биосфера в период научно-технического
прогресса
Система природоохранных мероприятий:
разработка системы наблюдения — мониторинга, —
позволяющей осуществлять контроль за состоянием
окружающей среды, судить о степени ее ухудшения,
источниках загрязнения, а также делать прогнозы о
дальнейших тенденциях;
создание охраняемых территорий (заповедников,
заказников, резерватов, национальных парков);
принятие законов, обеспечивающих правовую основу
природоохранных мероприятий;
разработка методов разведения редких и исчезающих
видов растений и животных и их переселение на
охраняемые территории или новые места обитания;
просветительская работа.

26.

Заповедники — особо охраняемые законом
территории или акватории, навсегда исключенные из
любой хозяйственной деятельности (в том числе
посещения людьми) в целях сохранения в нетронутом
виде природных комплексов (эталонов природы),
охраны видов живых организмов и слежения за
природными процессами.

27.

Заказник — участок природной территории,
предназначенный для постоянной или временной
охраны одного-двух или многих видов живых
организмов. В заказниках хозяйственная
деятельность допускается только в той мере, в
какой она не нарушает покоя и не наносит вреда
охраняемым объектам.

28.

Резерваты — это заповедные (охраняемые), обычно
небольшие участки (рощи, озера, участки долин и
побережий и т. п.) и отдельные объекты (пещеры,
водопады, редкие и исторически ценные деревья)

29.

Национальный парк— обширная охраняемая
территория, на которой сохранились природные
комплексы, представляющие особую ценность. На его
территории допущена регламентированная
хозяйственная деятельность, связанная главным
образом с обслуживанием туристов и сохранением
традиционных для местного населения форм
землепользования.