Характеристика сред жизни, факторы среды, адаптация организмов к среде обитания

 

Среда обитания – это часть природы, непосредственно окружающая живые организмы и оказывающая прямое или косвенное влияние на их состояние, рост, развитие, размножение, выживание и другие процессы жизнедеятельности.

На нашей планете организмы освоили четыре основные среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и тело другого организма, используемое паразитами. Различают естественную и искусственную (созданную человеком) среду обитания. От понятия среда обитания следует отличать понятие условия существования – совокупность жизненно необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва).

Элементы окружающей среды, оказывающие постоянное или периодическое, прямое или косвенное влияние на организмы, называют экологическими факторами.

Любой организм в окружающей среде подвергается воздействию огромного числа экологических факторов. Наиболее традиционной классификацией является их деление на абиотические, биотические и антропогенные факторы.

Абиотические факторы – это факторы неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Абиотические факторы делят на физические (свет, температура, влажность, ветер, шум, интенсивность солнечного излучения, землетрясения, вулканы), почвенно-грунтовые (механический состав почв, химические и физические свойства почв), орографические (особенности рельефа местности), химические (соленость воды, газовый состав воды, кислотность почвы и др.).

Биотические факторы – разнообразные формы влияния одних организмов на жизнедеятельность других. Одни организмы могут служить пищей для других, быть средой обитания, способствовать размножению и расселению, оказывать механические, химические и другие воздействия.

Антропогенные факторы – это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь.

Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества. Антропогенные факторы могут быть прямыми или косвенными. Примерами прямого воздействия человека на природу могут служить сведение лесов на значительных территориях, неконтролируемый сбор растений, чрезмерное уничтожение промысловых животных, что приводит к резкому сокращению численности многих видов, а в ряде случаев к их полному исчезновению. Косвенное воздействие антропогенных факторов осуществляется путём изменения ландшафтов, климата, физического состояния и химического состава атмосферы, гидросферы, почв. Загрязнение среды промышленными и бытовыми отходами вызывает серьёзные сдвиги в экологическом равновесии, приводит к деградации сообществ организмов – биоценозов, которые складывались и эволюционировали тысячелетиями. Увеличивая продуктивность земель, человек на месте естественных природных комплексов создал для культурных растений и домашних животных практически новую среду, новые сообщества организмов – агробиоценозы. Неумеренные распашка земель и выпас скота, рубка лесов привели в ряде районов естественные сообщества в тяжёлое состояние, усилили водную и ветровую эрозию почв и обмеление рек. Ныне на Земле трудно найти участки, так или иначе не затронутые деятельностью человека. Мощное по масштабам и возможным последствиям воздействие человека на природу поставило человечество перед необходимостью принятия научно разработанных мер по сохранению и рациональному использованию ресурсов биосферы.

Разные экологические факторы имеют для живых организмов неодинаковую значимость. В XIX веке немецкий ученый Либих, изучая влияние различных микроэлементов на рост растений, установил: рост растений ограничивается элементом, концентрация которого лежит в минимуме. Фактор, находящийся в недостатке, был назван лимитирующим, а наблюдение Либиха – законом минимума. Образно закон минимума помогает представить так называемая «бочка Либиха». Это бочка, деревянные рейки у которой разной высоты. Понятно, что какой бы высоты ни были остальные рейки, налить воды в бочку можно ровно столько, какова высота самой короткой рейки. Так и лимитирующий фактор ограничивает жизнедеятельность организмов, несмотря на уровень (дозу) остальных факторов. Например, если содержание фосфора в почве лишь 20 % от нормы, а кальция – 50 % от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора. В соответствии с Законом Либиха внесение какого-либо количества минеральных веществ не даст прироста урожая, пока не будет ликвидирован недостаток элемента, содержащегося в минимальном количестве.

Таким образом, закон минимума Либиха – это один из фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения.

Через 70 лет после открытия закона минимума американский зоолог Шелфорд сделал дополнение к нему. Согласно Шелфорду, лимитирующим фактором процветания организма (популяции) может быть не только минимум, но и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости организма. Так, для многих растений лимитирующим фактором может стать переувлажнение почвы или внесение избытка удобрений. Распространение организмов в пустыне ограничивается высокой температурой воздуха.

Ценность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций. Изучая конкретную ситуацию, эколог может выделить слабые звенья и сфокусировать внимание на тех условиях среды, которые с наибольшей вероятностью могут оказаться критическими или лимитирующими.

 

Экология популяций

 

Слово «популяция» происходит от латинского «populus» – народ, население. Популяцией в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию.

Главные критерии выделения популяции – единство местообитания, или географическое расположение (ареал); единство происхождения группы; относительная изолированность этой группы от других аналогичных групп (наличие межпопуляционных барьеров); свободное скрещивание внутри группы и соблюдение принципа панмиксии, то есть равновероятность встречи всех существующих генотипов в пределах ареала (отсутствие значительных внутрипопуляционных барьеров).

Основные характеристики популяции – численность, плотность, рождаемость, смертность, прирост популяции, темп роста.

Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходят постоянные колебания численности и плотности.

Динамикачисленности и плотности определяется в основном рождаемостью, смертностью и процессами миграции.

Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей. Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года. Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции). Согласно правилу максимальной рождаемости (воспроизводства) в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей; рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида. Одуванчик, например, за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии что все его семена прорастут.

Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма и играет главную роль в динамике численности популяции.

Популяция приспосабливается к изменению условий среды путем обновления и замещения особей, т. е. процессами рождения (возобновления) и убывания (отмирания), дополняемыми процессами миграции. В стабильной популяции темпы рождаемости и смертности близки, сбалансированы. В растущей популяции рождаемость превышает смертность. Для растущих популяций характерны вспышки массового размножения (саранча, колорадский жук, грызуны, борщевик Сосновского, одуванчик). Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся. В естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость (плодовитость) вновь повышается и популяция из сокращающейся становится растущей.

Совокупность всех факторов, способствующих росту численности, называется биотическим потенциалом. Он достаточно высок для разных видов, но вероятность достижения популяцией предела численности в естественных условиях низка, т. к. включаются разные механизмы регуляции численности. У растений начинается самоизреживание и дифференциация растений по размерам и физиологическому состоянию, у животных падает рождаемость, усиливается агрессия, они начинают расселяться на свободные территории, внутри популяций начинаются эпидемии. Реакция у каждого вида на собственное перенаселение разная, но результат для всех один – торможение развития и размножения.

Совокупность факторов, лимитирующих рост численности популяции, называют сопротивлением среды. Состояние равновесия между биотическим потенциалом вида и сопротивлением среды, поддерживающее постоянство численности популяции, получило название гомеостаза или динамического равновесия.

 

Биоценозы

 

Живые организмы встречаются на Земле не в любых случайных сочетаниях, а образуют закономерные комплексы. Биоценоз (от греч. bios – жизнь и koinos – общий, делать что-либо общим) – это исторически сложившаяся группировка растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (участок суши или водоема).

В состав биоценоза входят совокупность растений на определенной территории (фитоценоз), совокупность животных, проживающих в пределах фитоценоза (зооценоз), совокупность микроорганизмов, населяющих почву(микробоценоз), и совокупность грибов(микоценоз). Примерами биоценозов являются лиственный, еловый, сосновый или смешанный лес, луг, болото и т. д.

Каждый биоценоз характеризуется видовой и пространственной (вертикальной и горизонтальной) структурой и различными биотическими взаимоотношениями организмов.

Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие в нем видов и соотношение их численности или массы. Различают бедные и богатые видами биоценозы. Например, во влажных тропических лесах Малайзии на 1 гектар леса можно насчитать до 200 видов древесных пород. Биоценоз соснового леса в условиях Беларуси может включать максимум до десяти видов деревьев на 1 гектар, а на севере таежной области на такой же площади присутствует 2–5 видов. Наиболее бедными биоценозами по набору видов являются альпийские и арктические пустыни, самыми богатыми – тропические леса.

Виды, преобладающие по численности, являются доминантами и составляют «видовое ядро», например в сосновом бору – сосна, в дубраве – дуб.

Распределение видов в пространстве в соответствии с их потребностями и условиями местообитания называется пространственной структурой биоценоза.Различают вертикальную и горизонтальную структуру биоценоза.

Вертикальная структура биоценозаобразована отдельными его элементами, особыми слоями, которые называются ярусами. Как правило, разные ярусы образованы разными жизненными формами (деревьями, кустарниками, кустарничками, травами, мхами). Подобно распределению растительности разные виды животных в биоценозах также занимают определенные уровни.

Живые организмы распределены в пространстве неравномерно. Обычно они составляют группировки, что является приспособительным фактором в их жизни. Такие группировки организмов определяют горизонтальную структуру биоценоза. Расчлененность в горизонтальном направлении – мозаичность – свойственна практически всем биоценозам. Примеров такого распределения можно привести множество. Огромными косяками передвигаются с места на место многие виды рыб. В большие стаи собираются водоплавающие и воробьиные птицы, готовящиеся к дальним перелетам. В южноамериканских тропиках группы муравьев, вооруженные могучими челюстями и жалами, выстраиваются фронтом 20-метровой ширины и идут в атаку, истребляя всех, кто замешкался и не в силах спастись бегством. Такие же примеры можно привести и для растений: пятнистое размещение особей клевера на лугу, пятна мхов и лишайников, скопление кустарничков брусники в сосновом лесу, обширные пятна кислицы в еловом лесу, земляничные поляны на светлых опушках.

Особям, образующим группировки, свойственна высокая выживаемость, они наиболее эффективно используют пищевые ресурсы. Это ведет к увеличению численности и разнообразию видов в биоценозе, способствует его устойчивости и жизнеспособности.

Особи разных видов существуют в биоценозах не изолированно; они вступают между собой в разнообразные прямые и косвенные отношения.

Примером косвенных межвидовых отношений могут служить следующие. Насекомоядные птицы не питаются растениями, но поедают многих насекомых, которые кормятся листьями или опыляют цветки. Поедая насекомых-опылителей, птицы косвенным образом воздействуют на число производимых деревом плодов.

По размеру биоценозы могут быть разными – от мелких (кочка на болоте, муравейник, подушки лишайников на стволах деревьев, небольшой пруд) до очень больших (биоценоз леса, луга, озера, болота, ковыльной степи). Биоценозы чаще всего не имеют четких границ. В природе они переходят друг в друга постепенно, благодаря чему невозможно определить, где заканчивается один биоценоз и начинается другой. Например, биоценоз сухого леса постепенно переходит в биоценоз увлажненного луга, который сменяется болотом.

Биоценозы бывают простые и сложные. Флора и фауна на острове Таймыр насчитывает всего около 140 видов высших растений, 670 видов низших растений, 1000 видов животных, 2500 видов микроорганизмов. Биоценозы сравнимых по площади участков тропических лесов включают десятки тысяч видов растений и животных. Сложные биоценозы наиболее устойчивы к неблагоприятным воздействиям. Исчезновение отдельных элементов (вымирание одного вида и т. д.) существенно не отражается на судьбе сложного биоценоза, поскольку происходит незначительная перестройка его организации.

Широкомасштабная деятельность человека привела почти к повсеместному преобразованию природных биогеоценозов. Посевы и посадки культурных растений сменяют леса и степи. Так формируются вторичные агробиогеоценозы, или агроценозы, количество которых на Земле постоянно увеличивается. К агробиогеоценозам можно отнести сельскохозяйственные поля, полезащитные лесные полосы, пастбища, искусственно возобновляемые леса, пруды и водохранилища, каналы и осушенные болота.

Между естественными и искусственными биогеоценозами существуют большие различия.

Первое отличие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий ее основное свойство – устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, без неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав – 3–4 года, плодовых культур – 20–30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Второе отличие – в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

Третье отличие сводится к тому, что в агроценозе резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (ржавчинными, головневыми грибами, фитофторой и др.).

Четвертое отличие состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания. В агроценозе такой круговорот элементов резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с урожаем. Поэтому для возмещения их потерь и, следовательно, повышения урожайности культурных растений необходимо постоянно вносить в почву удобрения. Таким образом, по сравнению с естественными биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный видовой состав растений и животных, не способны к самообновлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели в результате массового размножения вредителей или возбудителей болезней и требуют неустанной деятельности человека по их поддержанию.

Агроценозы занимают примерно 10 % всей поверхности суши и дают человечеству около 90 % пищевой энергии. Их неоспоримые преимущества по сравнению с естественными экосистемами заключаются в неограниченных потенциальных возможностях увеличения продуктивности. Однако их реализация возможна только при постоянном, научно обоснованном уходе за почвой, обеспечении растений влагой и элементами минерального питания, охране растений от неблагоприятных абиотических и биотических факторов.

 

Экосистемы

 

Экологическая система (экосистема) занимает следующее после биоценоза место в системе уровней живой природы. Экологическая система – это природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, связанными между собой обменом веществ и энергии. Главные экосистемы суши, такие как леса, степи и пустыни, называются наземными экосистемами, или биомами. Экосистемы гидросферы называются водными экосистемами. Примерами таких экосистем являются озера, реки, открытый океан, коралловые рифы и т. п.

Экосистема состоит из различных живых и неживых компонентов. Неживые, или абиотические, компоненты экосистемы включают различные физические и химические факторы (солнечный свет, тень, ветер, температура, вода). Основные типы организмов, которые формируют живые, или биотические, компоненты экосистемы, принято подразделять по преобладающему способу питания на продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты – это организмы (в большинстве своем зеленые растения), производящие органическое вещество из неорганических соединений в процессе фотосинтеза или хемосинтеза. Консументы – организмы, не способные синтезировать органические вещества, а получающие их и необходимую энергию, питаясь живыми организмами – продуцентами или другими консументами. Различают консументов первого порядка (растительноядные животные), второго (хищники), третьего (многие паразиты) и т. д. Редуценты – организмы, разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения (бактерии, грибы).

Деятельность живых организмов в биосфере сопровождается извлечением из окружающей среды больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный (с участием живых организмов) круговорот веществ в природе. Растения потребляют из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные соли и выделяют в нее кислород. Животные вдыхают кислород, выделенный растениями, а поедая их, усваивают синтезированные из воды и углекислого газа органические вещества и выделяют углекислый газ, воду и вещества непереваренной части пищи. При разложении бактериями и грибами отмерших растений и животных образуется дополнительное количество углекислого газа, а органические вещества превращаются в минеральные, которые попадают в почву и снова усваиваются растениями. Таким образом, атомы основных химических элементов постоянно совершают миграцию из одного организма в другой, из почвы, атмосферы и гидросферы – в живые организмы, а из них – в окружающую среду. Эти процессы повторяются бесконечное число раз. Непрерывная циркуляция химических элементов в экологической системе по более или менее замкнутым путям называется биогеохимическим циклом. Круговорот веществ, как и все происходящие в природе процессы, требует постоянного притока энергии. Основой круговорота, обеспечивающего существование жизни, является солнечная энергия.

Экосистемы подвержены непрерывным изменениям. Например, старые деревья отмирают, падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена прорастают, давая новый цикл развития жизни. Изменение экосистемы во времени в результате внешних и внутренних воздействий носит название динамики экосистемы. Различают циклическую (флуктуационную) и поступательную динамику экосистем. К числу циклических изменений относят суточную, сезонную и многолетнюю динамику. Такие изменения обусловлены периодичностью внешних условий. Наиболее четко суточная динамика выражена в природных зонах с резким колебанием факторов среды на протяжении суток. Например, в пустыне жизнь летом в полуденные часы замирает, хотя некоторые животные и проявляют определенную активность. Неблагоприятные сезонные погодные условия заставляют многие виды мигрировать в районы с лучшими условиями существования. У видов же, остающихся зимовать в экосистеме, значительно изменяется их жизненная активность. Большинство видов деревьев и кустарников на зиму сбрасывает листву. Солнечная активность определяет многолетнюю динамику экосистем (2-, 4-, 11-летние циклы и т. п.). Более сложными космическими и планетарными процессами определяются длительные циклы, протяженность которых охватывает периоды от нескольких десятилетий до миллионов лет. Поступательная динамика экосистем обычно связана с внедрением в их состав новых видов либо сменой одних видов другими.

В конечном счете и тот и другой процесс приводят к смене биоценозов или экосистем в целом. Такие смены получили название сукцессий (от лат. succesio – преемственность, наследование). В случае, если сукцессия обусловливается внешними по отношению к экосистемам факторами, говорят об экзогенных сукцессиях, когда изменение возникает под действием внутренних причин – об эндогенных. Экзогенные сукцессии могут быть вызваны изменением климата, такие процессы могут идти сто или даже тысячи лет, поэтому их называют вековыми. В ходе эволюции жизни на Земле биологические виды преобразуются в новые формы. В таком случае можно вести речь об эндогенных сукцессиях.

Если изменения вызваны деятельностью человека, говорят об антропогенных сукцессиях. Так, на месте вырубки или пожарища, уничтоживших лес, последовательно возникают территории, поросшие травянистыми растениями, затем появляются кустарники, которые впоследствии скрываются под пологом лиственных деревьев. Под пологом лиственного леса подрастают хвойные породы деревьев, которые, проникая в верхний ярус, образуют смешанный лес. Лиственные деревья короткоживущи по сравнению с хвойными, они постепенно выпадают из верхнего яруса, в результате чего в конце концов на месте гари и вырубки формируется хвойный лес.

Важнейшими показателями динамики экосистем являются устойчивость и стабильность. Устойчивость экосистем – это способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после снятия внешнего воздействия, выведшего ее из равновесия. Под стабильностью экосистемы понимают ее способность сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии на нее внешних факторов. Длительность существования каждой экосистемы поддерживается прежде всего за счет общего круговорота веществ и постоянного притока солнечной энергии. Именно эти два глобальных явления обеспечивают ей высокую способность противостоять воздействию постоянно меняющихся условий внешней среды. Устойчивость экосистемы обеспечивается также биологическим разнообразием и сложностью трофических связей организмов, входящих в ее состав. Стабильность экосистемы зависит от степени колебаний условий внешней среды. В тропиках и субтропиках стабильны и оптимальны для многих видов температурные условия, влажность, освещенность. Поэтому тропические экосистемы с высоким биологическим разнообразием входящих в них организмов отличаются высокой устойчивостью. И, напротив, тундровые экосистемы менее устойчивы. Им свойственны резкие колебания численности популяций разных видов. Системы, созданные хозяйственной деятельностью человека (поля, сады, огороды, крупные животноводческие комплексы), являются крайне неустойчивыми. Они не способны к самовосстановлению и саморегулированию, подвержены гибели от массового размножения вредителей. Для их поддержания необходима постоянная деятельность людей. Самое важное негативное следствие существования агроэкосистем – их дестабилизирующее воздействие на биогеохимические циклы биосферы, где осуществляется воспроизводство основных видов экологических ресурсов и совершается регуляция химического состава жизненных сред.

Биосфера

 

Земля – космическое тело. Она состоит из сфер, обволакивающих одна другую: ядра, мантии, земной коры, гидросферы, атмосферы. Все сферы взаимно пронизаны. Механизм взаимодействия геосфер исключительно сложен. Лучистая энергия солнца – один из главных источников этого всепланетарного механизма. Образовавшись из общего исходного космического вещества, сферы обособились в процессе длительной геологической эволюции планеты, но продолжают взаимодействовать друг с другом. Природные геологические процессы и антропогенная деятельность воздействуют как на отдельные геосферы, так и на всю планету в целом.

В начале XIX века французским ученым Ламарком было введено понятие «биосфера» для определения земной оболочки, занятой жизнью. Учение о биосфере разработал Вернадский.

Верхняя граница биосферы простирается в атмосфере на высоте 25–30 км (озоновый слой), нижняя граница – в земной коре на глубине 3–5 км. В Мировом океане биосфера охватывает практически всю водную толщу.

Биосфера начала формироваться около 2 млрд лет назад, когда в океанах возникли первые живые организмы (возраст Земли – около 4, 5 млрд лет). Заселение суши началось, вероятно, 400 млн лет назад. Подобно живому веществу и вместе с ним биосфера изменялась со временем.

Компонентами биосферы являются: живое вещество (растения, животные и микроорганизмы); биогенное вещество (органические и органоминеральные продукты, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории, – осадочные горные породы: каменный уголь, нефть, торф и др.); косное вещество (горные породы неорганического происхождения и вода, т. е. вещества, происхождение которых не связано с живыми организмами); биокосное вещество (продукт взаимодействия живого и неживого – почвы, илы, болота). Биосферу в целом можно считать глобальным биокосным телом.

Живое вещество представляет самую мощную силу в биосфере. Распределение жизни отличается крайней неравномерностью. Биосферу населяют более 2 млн видов живых организмов. Животное население Земли более разнообразно, чем растительное. Среди животных преобладают насекомые, среди растений – цветковые. В целом среди видов преобладают сухопутные – 92–93 %.

Лучистая энергия Солнца – главный источник энергии, определяющий тепловой баланс и термический режим биосферы. Около 67 % энергии солнца поглощается атмосферой и земной поверхностью, а 33 % отражается облаками, поверхностью суши, тонкодисперсной пылью.

Чтобы биосфера могла существовать и развиваться, на Земле должен происходить круговорот биологически важных веществ. Солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота веществ – геологический, или большой, круговорот, и биологический, или малый, круговорот (круговорот органического вещества). Геологический круговорот наиболее четко проявляется в круговороте воды.

С появлением на Земле живой материи химические элементы непрерывно циркулируют в биосфере, переходя из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. Такая циркуляция называется биогеохимическим циклом.

Основным структурным звеном биосферы является биогеоценоз. Любое воздействие на какой-либо элемент биогеоценоза и последующее изменение в данном элементе неизбежно вызывают цепную реакцию во всех звеньях биогеоценоза. Это определяет необходимость осторожного подхода к решению практических, хозяйственных задач, который обеспечил бы сохранение природного равновесия.

С появлением первого современного человека в эволюции биосферы стал действовать новый фактор – антропогенный. Получая из природной среды все жизненные ресурсы (воду, воздух, пищу, энергию, строительные материалы и др.), человек возвращает в биосферу бытовые и промышленные отходы, большая часть которых не в состоянии включиться в биологический круговорот из-за их чужеродности или токсичности. Происходит быстрое истощение природных ресурсов, вымирание многих видов живых организмов, загрязнение и отравление среды ядохимикатами и радионуклидами, разрушение естественных экосистем (лесов, лугов, озер, рек, болот).

Ныне разрабатывается и уточняется концепция устойчивого развития, которая призвана переориентировать человека на бережное отношение к природе, ее разумное использование, совершенствование технологий и выработку более дорогих, но безотходных способов производства, на поддержание устойчивости экосистем и сохранение биологического разнообразия. Это концепция во многом соответствует теоретическим представлениям В.И. Вернадского о перерастании биосферы в ноосферу – сферу разума.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: