Классификация вещества в биосфере. Характеристика и значение живого вещества биосфере.

Согласно учению Вернадского В.И. биосфера состоит из нескольких компонентов.

1. Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих планету Земля. Живое вещество или биотические компоненты биосферы включают в себя растения, животных и микроорганизмов. Суммарная масса живых организмов (биомасса) оценивается в ~ 2, 42 ∙ 1012 т, ~ 97 % которых составляют растения, ~ 3 % – животные.

Если вещество распределить по всей поверхности планеты, то получится слой всего в полтора сантиметра. Эта «пленка жизни» составляет менее 10–6 массы других оболочек Земли и является «одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты».

2. Косное вещество – неживое вещество, образованное процессами, в которых живое вещество участия не принимало (магматические породы).

3. Биокосное вещество – структура из живого и косного вещества, которая создается одновременно косными процессами и живыми организмами. Примером является почва, состоящая на 93 % из минеральных, косных веществ, на 7 % - из живых и биогенных веществ.

4. Биогенное вещество – вещество, которое возникло в результате разложения остатков живых организмов, но еще не полностью минерализовано (нефть, торф, уголь и др.)

5. Радиоактивное вещество

6. Вещество космического происхождения (метеориты)

7. Рассеянные атомы.

Классификация живого вещества по экологическим функциям

Все живые организмы выполняют определенные экологические функции и делятся на три группы:

1. Продуценты – производители продукции (органических веществ), которой потом питаются остальные организмы (по типу питания это автотрофы).

2. Консументы – потребители готовых органических веществ (гетеротрофы). По порядку в цепях питания различают консументов 1-го порядка – травоядных, 2-го порядка – плотоядных и т.д. до 5 порядков.

3. Редуценты – восстановители (гетеротрофы), в ходе своей жизнедеятельности превращают органические остатки в неорганические вещества, которыми могут опять питаться продуценты. Тем самым они завершают биохимический круговорот. Это грибы, бактерии, некоторые насекомые.

Классификация живого вещества по характеру питания

(по трофическому статусу)

В любой экологической системе живое вещество по характеру питания или по трофическому статусу представлено двумя группами организмов:

1. Автотрофы – используют неорганические источники для своего существования, создавая органическую материю из неорганической. Это фотосинтезирующие зеленые растения, синезеленые водоросли, некоторые хемосинтезирующие бактерии.

2. Гетеротрофы – потребляют только готовые органические вещества – животные, человек, грибы и др.

Ноосфера.

Ноосфера — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»).

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.

По мнению Вернадского, основными предпосылками создания ноосферы являются:

расселение человечества по всей поверхности Земли и физическое уничтожение видов, «конкурирующих с человеком»,
радикальное усовершенствование средств связи и создания единой информационной системы и единой системы контроля над людьми,
создание и разработка новых источников энергии (атомной, геотермической, «лунной», «ганглиевой»),
«подъём благосостояния трудящихся» и «победа демократии»,
установление «равенства всех людей», причём не только равенства перед законом, но и других его форм,
учреждение единого планетарного марксистско-ленинского государства,
вовлечение «широких народных масс» в занятие наукой,
превращение человечества в «геологическую силу».

Академик утверждал, что эти социальные реформы и катаклизмы сделают «переход к ноосфере» необратимым.

В структуре ноосферы и биосферы Вернадский выделял «семь видов вещества»:

живое,
биогенное (возникшее из живого),
косное (возникшее не из живого),

биокосное (частично живое, частично неживое),
радиоактивное,
атомарно-рассеянное,
космическое.

Антропогенное воздействие на окружающую среду.

Выделяют следующее влияние человека на окружающую среду и ландшафты:

1. Разрушительное (деструктивное) воздействие. Оно приводит к утрате богатств и качеств природной среды. Деструктивное воздействие может быть осознанным и неосознанным;

2. Стабилизирующее воздействие. Это воздействие целенаправленное, ему предшествует осознание экологической угрозы конкретному определённому объекту. Действия здесь направляются на замедление процессов разрушения и уничтожения окружающей среды;

3. Конструктивное воздействие - действие целенаправленное. Его результатом должно стать восстановление нарушенного ландшафта (рекультивация).

В настоящее время преобладает деструктивное воздействие.

Антропогенное воздействие на растительный и животный мир.

Воздействия человека на живую природу складываются из прямого влияния и косвенного изменения природной среды. Одна из форм прямого воздействия на растения и животных - вырубка леса. Так оказавшись внезапно в условиях открытого местообитания, растения нижних ярусов леса испытывают неблагоприятное влияние прямого солнечного излучения. У тенелюбивых растений травянистого и кустарничкового ярусов разрушается хлорофилл, угнетается рост, некоторые виды исчезают. На местах вырубок поселяются светолюбивые растения, устойчивые к повышенной температуре и недостатку влаги. Меняется и животный мир: виды, связанные с древостоем, исчезают и мигрируют в другие места.

Ощутимое воздействие на состояние растительного покрова оказывает массовое посещение лесов отдыхающими. В этих условиях вредное влияние заключается в вытаптывании, уплотнении почвы и её загрязнении. Уплотнение почвы угнетает корневые системы и приводит к засыханию древесных растений. Прямое влияние человека на животный мир заключается в истреблении видов, представляющих для него пищевую или другую материальную пользу. Считается, что с 1600г. человеком было истреблено более 160 видов и подвидов птиц и не менее 100 видов млекопитающих. Многие виды животных находятся на грани вымирания или сохранились только в заповедниках. Усиленный промысел привёл на грань уничтожения различные виды животных. Также на биосферу очень неблагоприятное действие оказывает загрязнение окружающей среды.

Исчезновение сравнительно небольшого числа видов животных и растений может показаться не очень существенным. Однако главная ценность живущих ныне видов заключается не в их хозяйственном значении. Каждый вид занимает определённое место в биоценозе, в цепи питания, и заменить его не может никто. Исчезновение того или иного вида ведёт к уменьшению устойчивости биоценозов. Ещё важнее то, что каждый вид обладает уникальными, присущими только ему свойствами. Утрата генов, определяющих эти свойства и отобранных в ходе длительной эволюции, лишает человека возможности в будущем воспользоваться ими для своих практических целей (например, для селекции).

Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух — один из важнейших компонентов среды обитания. Главными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; автотранспорт; черная и цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добычи сельскохозяйственного производства, строительства). В современных условиях в атмосферу попадает более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли и разного рода отходов и строительных материалов. Кроме приведенных выше веществ в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: пары минеральных кислот (серной, хромовой и др.), органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу. Многие отрасли энергетики и промышленности образуют не только максимальное количество вредных выбросов, но и создают экологически неблагоприятные условия для проживания жителей как крупных, так и среднего размера городов. Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к повышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями (ПДК). ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест — это максимальные концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 минут, 24 часа, 1 месяц, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия.

Загрязнение гидросферы

Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Антропогенная деятельность приводит к загрязнению как поверхностных, так и подземных источников воды. Основными источниками загрязнения гидросферы являются сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других предприятий и объектов; захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность; аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах; атмосферный воздух, загрязненный различными веществами и другие.

Поверхностные источники питьевой воды ежегодно и все в большей степени подвергаются загрязнению ксенобиотиками разной природы, поэтому снабжение населения питьевой водой из поверхностных источников представляет все большую опасность. В гидросферу ежегодно сбрасывают более 600 млрд. т энергетических, промышленных, бытовых и другого рода сточных вод. В водные пространства попадают более 20–30 млн. т нефти и продуктов ее переработки, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное ведение сельского хозяйства. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Многие загрязнители гидросферы способны вступать в химические реакции и образовывать более вредоносные комплексы.

Загрязнение воды обусловливает подавление функций экосистем, замедляет естественные процессы биологической очистки пресных вод, а также способствует изменению химического состава пищи и организма человека.

Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах. Нормы устанавливаются для следующих параметров воды водоемов: содержание примесей и взвешенных частиц, привкус, цветность, мутность и температура воды, показатель рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода.

Загрязнение почвы

Почва — среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибов, вирусов и др. Почва является источником заражения сибирской язвой, газовой гангреной, столбняком, ботулизмом.

Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и их искусственное перераспределение. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва — растения — человек, почва — атмосферный воздух — человек, почва — вода — человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители.

Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами и атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы. К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества — канцерогены, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно - и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы.

⇐ Предыдущая 1 2 34