Контрольна робота

з екології

План

Походження та межі біосфери (літосфера, гідросфера та атмосфера).

Біомаса поверхні суші, ґрунту та Світового океану.

Біогенна міграція. Біогенний кругообіг речовин і перетворення енергії у біосфері.

Газова функція у процесі фотосинтезу.

1.Походження та межі біосфери

(літосфера, гідросфера та атмосфера)

Термін «біосфера» з'явився у науковій літературі у 1875 році. Його автором був Едуард Зюсс (з яким B.I. Вернадський був знайомий особисто), де вчений у межах Земної Кулі виділив декілька структурних частин – оболонок, які назвав геосферами. Одна з геосфер отримала назву біосфера.

Струнке вчення про біосферу було розроблене у 1926 році B.I. Вернадським і цим же роком датована його книга «Біосфера», яка вийшла у Ленінграді, де він дав таке визначення біосфери - це оболонка Землі, склад, структура і енергетика якої значною мірою обумовлені життєдіяльністю живих організмів. За теорією В.І.Вернадського біосфера -  це глобальна єдина система Землі, де існує або коли-небудь існувало життя і весь основний хід геохімічних та енергетичних перетворень визначається життям.

Існує декілька визначень біосфери. Більшість сучасних екологів (Ю.Одум, В.Д.Федоров, Т.Г.Гільманов, М.Ф.Реймерс, К.М.Ситник) розуміють біосферу як об’єднання усіх живих організмів, що знаходяться у взаємозв’язку з фізичним середовищем Землі. З цього погляду біосфера є сукупністю екосистем нашої планети.

Біосфера утворилась у результаті виникнення життя (живих організмів) як прямий результат загального розвитку планети Земля. Тривалість існування життя на Землі визначається часом від 1.5-2 до 4-5 млрд. років.

Біосфера Землі являє собою складну термодинамічно відкриту систему, яка включає в себе, згідно визначенню В.І.Вернадського, верхні шари земної кори, всю гідросферу і нижню частину атмосфери – тропосферу з організмами, що їх населяють. Природнім чином біосфера розпадається на більш менш самостійні одиниці, які характеризуються великою замкнутістю кругообігу речовин.  

Пристосовуваність живих організмів вражає. Живі бактерії виявлено в гарячих гейзерних джерелах з температурою води 980С, а також в тріщинах антарктичних льодовиків, де температура рідко коли піднімається вище 0°. Бактерії живуть у глибинних водах Чорного моря, насичених сірководнем, деякі бактерії виявлено навіть в атомних реакторах. Живу спору бактерії було виявлено в одній із трубок американської космічної станції, яка три роки перебувала на поверхні Місяця - вона потрапила туди з Землі й зберегла життєздатність, незважаючи на перебування в умовах космічного вакууму, різких коливань температури й високого рівня радіації.

Межі біосфери. Межі атмосфери визначаються наявністю умов, необхідних для життя різних організмів.

Нижня межа біосфери обмежена температурою підземних вод та гірських порід, яка поступово зростає і на глибині 1.5-15 км (гейзери-материнська порода) вже переви-щує 100°С. Найбільша глибина, на якій в шарах земної кори знайдені бактерії становить 4 км. У нафтових родовищах на глибині 2-2.5 км бактерії реєструються в значній кількості. У океані - життя розповсюд-жується до більш значних глибин і зустрічається навіть на дні океанських западин (10-11 км від поверхні), де температура близько 0 °С.

Верхня межа життя в атмосфері обмежена інтенсивною концентрацією ультрафіолетової радіації. Фізичною межею поширення життя в атмосфері є озоновий екран, який на висоті 25-30 км поглинає більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, хоча основна частина живих істот концентрується на висоті 1-1.5 км.

На висоті 20-22 км, де ще спостерігається наявність живих організмів: бактерій, спор грибів, найпростіших. Під час запусків геофізичних ракет у стратосферу на висоті 85 км у пробах повітря було виявлено спори мікроорганізмів у латентному (сплячому) стані. У горах межарозповсюдження наземного життя сягає біля 6 км над рівнем моря.

Заселеними є найнеймовірніші місця існування: термальні джерела, температура у яких сягає до 100°С, вікові сніги Гімалаїв, де на висоті 8300 м існують дев'ять видів бактерій, безводні пустелі та надсолоні озера, де вирують ціанобактерії та один із видів креветок.

На поверхні Землі у наш час повністю відсутнє життя лише в областях значних зледенінь та у кратерах діючих вулканів.

2.Біомаса поверхні суші, ґрунту та Світового океану.

Сукупність усіх живих організмів утворює біомасу (або, за висловом В. І. Вернадського, живу речовину) планети.

За масою це становить близько 0,001 % маси земної кори. Проте незважаючи на незначну загальну біомасу, роль живих організмів у процесах, які відбуваються на планеті, величезна. Саме діяльністю живих організмів зумовлені хімічний склад атмосфери, концентрація солей у гідросфері, утворення одних і руйнування інших гірських порід, формування грунту у літосфері тощо.

Біомаса суходолу. Найбільша густота життя у тропічних лісах. Тут найбільше видів рослин (понад 5 тис.). На північ і на південь від екватора життя стає біднішим, зменшуються його густота і число видів рослин і тварин: у субтропіках близько 3 тис. видів рослин, у степах близько 2 тис., далі йдуть широколисті і хвойні ліси і, нарешті, тундра, в якій росте близько 500 видів лишайників і мохів. Залежно від інтенсивності розвитку життя в різних географічних широтах змінюється біологічна продуктивність. Підраховано, що загальна первинна продуктивність суходолу (біомаса, утворена автотрофними організмами за одиницю часу на одиницю площі) становить близько 150 млрд т, у тому числі на частку лісів земної кулі припадає 8 млрд т органічної речовини в рік. Сумарна рослинна маса на 1 га у тундрі становить 28,25 т, у тропічному лісі — 524 т. У помірному поясі 1 га лісу за рік утворює близько 6 т деревини і 4 т листків, що становить 193,2 * 109 Дж (~46 * 109 кал). Вторинна продуктивність (біомаса, утворена гетеротрофними організмами за одиницю часу на одиницю площі) у біомасі комах,