Structura biosferei

Chibisova NV Dolgan EK

Conceptul biosferei ca habitat pentru organismele vii, sau zone ocupate de viață, a fost propusă în 1878 de către om de știință austriac E. Suess. Mai târziu, VI Vernadsky a venit la biosfera ca un mediu planetar în care substanța comună vie. materia vie este considerată ca fiind o manifestare specială a condițiilor termodinamice, fizice și chimice ale planetei, capabile să le organizeze în așa fel încât să aibă o stabilitate maximă în timp și spațiu. Biosferă - nu este numai învelișul exterior al Pământului, acoperit de viață, dar este structurată. Materia vie în timpul existenței sale, ea a schimbat profund natura original al planetei. Viața așa cum se adaptează miercuri și condiții optimizate. În stratosferă, ozonul ecran care protejează ființele vii de efectele letale ale razelor ultraviolete și a altor radiații cosmice originea.

Resursele limitate de azot-carbon, apă, aer și nutriție minerală vie depășite materia prin crearea unui strat de sol, sinteza extrem de minerale (furnizarea de sorbție compușilor cu azot, fosfor, calciu, potasiu, etc.), o acumulare mai eficientă de compuși organici humus macro- (C , N, P, Ca, S, K) și oligoelemente (J, Zn, Cu, Co, Se și colab.). Conform valorii sale biochimice în susținerea vieții pe coperta planeta de sol este comparabil cu scutul de ozon din stratosfera.

Fotosinteza a fost mecanism biochimic activ al acumulării de energie în masele de materie organică în humus din sol sub formă de combustibili fosili.

Provenit și a arătat mecanismul său rol excepțional „cooperare“ (simbioză) între plante, animale, insecte, nevertebrate inferioare, microorganisme pentru a forma un așa-numitele lanțuri alimentare. lanțurile alimentare oferă o retenție prelungită în ecosistemul energiei elemente fotosinteză și rezerve biophilic aferente (P, N, K, S, Ca, Mg, etc.) necesare pentru noile generații de materie vie. Pe această bază, legăturile principale sunt compuse din cicluri biogeochimice ale materiei.

Conform ideilor moderne despre structura biosferei, pe baza ideilor VI Vernadsky, biosfera ca habitat al organismelor cu organismele ei înșiși pot fi împărțite în trei subsphere: aerobiosferu, gidrobiosferu și geobiosferu.

Aerobiosfera locuite de organisme substrat care este umezeala din aer vii. Factorii de limitare sunt aerobiosfere viață în prezența picăturilor de apă și aerosoli solizi, în creștere de la suprafața Pământului, precum și temperaturi pozitive. Aerobiosfera la rândul său, este împărțit în două subpodsfery: tropobiosferu și altobiosferu.

Gidrobiosfera - este întreaga lume globală a apei locuite de organismele acvatice. La rândul său gidrobiosfera include akvabiosferu - pacea continentală, cea mai mare parte de apă dulce, apă și marinobiosferu (mări și oceane ale lumii).

Geobiosfera - geobiontov domiciliu, mediu care servește ca terra firma vie. Geobiosfera împărțit în cinci subpodsistem, printre care se numără litobiosistema.

Spectrul biologic al biosfera și-a intensificat caracterul: comunitatea, populația, organism, organ, celulă, gena.

Fig. 1. Obiectul de studiu în domeniul ecologiei

Trebuie remarcat faptul că spectrul nu poate găsi limite clare (în sens funcțional), deoarece fiecare nivel este integrat, este interconectat cu alte persoane.

Ca un organism izolat de populație, sunt în imposibilitatea de a trăi o lungă perioadă de timp, comunitatea nu poate exista în cazul în care nu există nici un ciclu de materie și energie nu se ajunge.

Orice unitate (Biosystem) inclusiv toate împreună la organismele care funcționează site-ul (comunitatea biotică) și interacționează cu mediul fizic în așa fel încât fluxul de energie creează o structură și circulația substanțelor biotice între vii și părțile nonliving bine definite reprezintă un sistem ecologic.

Conceptul unui ecosistem poate fi realizat într-un model simplu prezentat în Figura 3.2, unde E - forța motrice P - proprietăți, cu F - fluxuri, Y - interacțiune.

Fig. 3.2. Modelul liniar ecosistemului

P1 și P2 sunt două proprietăți, care, în interacțiune cu Y - P3 dau treia caracteristică, atunci când sistemul primește energie de la sursa de E.

F1 - F2 - direcția de curgere a materiei și energiei din care F1 - intrare și F2 - ieșire. Această schemă logică poate servi ca un model de formare a smogului în aer de mai sus orice oraș.

P1 și P2 - hidrocarburi și oxizi de azot (două tipuri de automobile gaze de eșapament ale componentelor chimice). P3 - smog, format din aceste componente sub influența energiei solare, astfel încât impactul P3 (smog) este mai periculos pentru sănătate decât P1 și P2 separat.

Schema logică din Fig. 3.2 caracterizează ecosistemul liniar. Dar ecosistemele naturale au adesea un inel sau o structură în buclă (fig. 3.3).

Fig. 3.3. Sistem parțial închis

Astfel, de exemplu, este un oraș al ecosistemului în care resursele. Un convertit în produse utile. B, și deșeurile rezultate. De atunci, de prelucrare începe în producție, care reduce cantitatea de deșeuri (emisii).

În orice ecosistem, având în vedere feedback-ul, sunt prezente patru componente majore: flux de putere substanțe cifra de afaceri comunitare și administrarea unei bucle de feedback. Hraneste solar ecosistem penetrant energie comunitate parțial convertit și continuă la un nivel calitativ ridicat, trasformiruyas energie în legătură chimică în materia organică. Cele mai multe se degradeaza de energie solara (părăsește sistemul sub formă de căldură - radiator). Energia poate fi stocată, transformată, dar nu poate fi reutilizat. Cu toate acestea, bateriile (nutriente) și apă este reutilizată!

Trebuie remarcat natura cibernetică a ecosistemului, și anume în plus față de ciclul energetic al substanțelor fluxuri sunt caracterizate prin rețelele de date (semnale fizice și chimice care se conectează toate componentele sistemului și controlează-l ca un întreg).

Principiul feedback-ului determină în mare măsură stabilitatea ecosistemelor. Distinge rezistență și stabilitate elastică.

Rezistor - capacitatea ecosistemelor de a rezista încălcări, menținând neschimbată structura și funcția sa.

Elastic - capacitatea de a recupera după structura și funcția sa au fost încălcate.

În general, ecosistemele sunt împărțite în naturale (pajiști, tundră, deșert, pădure, lac, mare, ocean) și artificiale (oraș, agroecosistem, un acvariu, o navă spațială).

Caracteristici structurale:

1. Suprafață: tundra, stepa, giulgiul, păduri de conifere, tropice

2. apa dulce: lacuri, iazuri, râuri, râuri, mlaștini

3. Marine: ocean, apele de coastă, strâmtori și așa mai departe.

Sursele de energie - patru tipuri de sisteme funcționale:

1. Materiale, condus de soare, (oceane deschise și cherestea alpine E = 1000-10000 Kcal / m2) nesubvenționate.

2. Natural, condus de soare și alte surse naturale subvenționate (ape ale platformei continentale, unele păduri tropicale: E = 10,000-40,000 kcal / m2).

3. soare mobiliara și subvenționate de către om (agricultură, acvarii: E = 10,000-40,000 kcal / m2).

4. urbane, suburbane, zonele industriale, combustibili driven (fosil, nuclear etc.). Sursa globală este soarele, și de combustibil, cu toate că aceste ecosisteme depind de primele trei.

În dezvoltarea sa, societatea umană a trecut prin toate cele de mai sus patru tipuri de ecosisteme. Dar acum - o polarizare puternică a dezvoltării: țările dezvoltate consumă o scară largă, petrol, cărbune și gaze. „Lumea a treia“ depinde de biomasă (lemn) ca sursă de alimentare principală (adică, condusă de soare).

Așa cum forțele naturii a înlocuit epoca combustibililor fosili, pentru a le înlocui va veni epoca energiei nucleare.