БИОСФЕРА: состав и границы

Биосфера – область активной жизни организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биохимическими процессами перераспределения вещества и энергии. Можно сказать, что биосфера — это глобальная экосистема Земли.

Термин «биосфера» ввёл австрийский геолог Э. Зюсс. Наиболее полно значение этой оболочки выявлено в учении о биосфере, созданном В. И. Вернадским. Биосфера включает в себя не только область приповерхностного сосредоточения современной жизни, но и части других геосфер, в которые проникает живое вещество и которые преобразованы в результате его деятельности. Таким образом, биосфера объединяет не только живые организмы, но и всю среду их современного и былого обитания. По В. И. Вернадскому, эта «сфера жизни» объединена биогенной миграцией атомов. Живое вещество реально проявляется в виде отдельных (дискретных) живых организмов, различающихся составом, строением, образом жизни и принадлежащих к различным видам.

Основные черты биосферы: живые организмы и биотический круговорот веществ. Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием трех основных групп организмов: продуцентов (зеленых растений, осуществляющих фотосинтез, и бактерий, способных к хемосинтезу) — они создают первичное органическое вещество; консументов (растительноядные и хищные животные) — они потребляют органическое вещество; редуцентов (бактерии, грибы и простейшие животные) — они разлагают мертвое органическое вещество до минерального.

Границы биосферы

Характерная особенность биосферы — она не занимает особого места в пространстве, а располагается в пределах других геосфер.

Границы биосферы – это границы существования жизни. Биосфера включает в себя гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхние слои литосферы. Больше всего организмов сосредоточено на границе суши и атмосферы.

Верхняя граница биосферы проходит на высоте около 20 км ± 5 км. Она обусловлена существованием озонового слоя, который поглощает губительное для жизни ультрафиолетовое излучение Солнца. Нижняя граница на суше проходит в литосфере. Её проводят на различной глубине: от нескольких сотен метров до нескольких километров, определяется проникновением влаги и доходит до 3 км (в нефтяных месторождениях были найдены бактерии на глубине до 3 км). Нижняя граница в воде проходит по дну (организмы обнаружены в донных илах), существует на всех глубинах Мирового океана, и поэтому простирается до 10 – 11 км.

Ту часть биосферы, в которой в настоящее время постоянно встречаются живые организмы, называют эубиосферой, ее границы несколько уже (примерно от –5 км до 6 км).

Состав, функции и свойства биосферы

Все вещества биосферы подразделяются на четыре группы (состав биосферы):
– живое вещество – совокупность живых организмов Земли;
– косное вещество – вещество неживой природы (песок, глина, гранит, базальт);
– биокосное вещество – результат взаимодействия живых организмов с неживой природой (вода, почва, ил);
– биогенное вещество – вещества, создаваемые в результате жизнедеятельности организмов (осадочные породы, каменный уголь, нефть).

Свойства биосферы:

• Целостность и дискретность.
• Устойчивость и саморегуляция.
• Круговорот веществ и энергозависимость.
• Ритмичность.
• Централизованность.
• Горизонтальная зональность и высотная поясность.
• Большое разнообразие условий обитания и живых организмов.

Функции биосферы:

• газовая — выделение кислорода, поглощение углекислого газа; восстановление азота;
• концентрационная — накопление организмами химических элементов, рассеянных во внешней среде;
• окислительно-восстановительная — окисление и восстановление веществ в ходе фотосинтеза и энергетического обмена;
• биохимическая — реализуется в процессе обмена веществ;
• энергетическая — связана с использованием и преобразованием энергии.

Биомасса биосферы

Числом видов растений и животных измеряется богатство флоры и фауны. Однако обилие видов еще не означает обилия особей, так же как и бедность флоры и фауны видами может сопровождаться чрезвычайным обилием особей. Поэтому для характеристики растительности и животного мира, в отличие от флоры и фауны, пользуются понятиями биомассы (общей массы организмов) и биологической продуктивности — способности организмов к воспроизводству биомассы в единицу времени (на единицу площади или объема местообитания). Живое вещество в биосфере размещается неравномерно.

Биомасса — совокупность всех живых организмов (живого вещества) планеты. Размер земной биомассы примерно равен 2,4 • 10¹² т. По биомассе организмы распределяются иначе, чем по числу видов. Большой биомассой обладают муравьи (3 млрд. тонн) и морские рыбы (800-2000 млн. тонн). Общая биомасса наземных растений — 560 млрд. тонн, морского фитопланктона и растений — 5-10 млрд. тонн, наземных животных — 5 млрд. тонн. Общая биомасса одомашненного человеком крупного рогатого скота 520 млн. тонн, самих людей — 350 млн тонн.

Наибольшая концентрация биомассы на границах сред:
— граница литосферы и атмосферы;
— граница гидросферы и атмосферы (планктонные организмы);
— граница литосферы и гидросферы (бентосные организмы).

Распределение живых организмов на суше

Масса живых организмов суши в 200 раз больше массы океанических организмов, а на единицу площади — более чем в 500 раз. При этом масса растений суши в 1000 раз больше массы животных. От полюсов к экватору биомасса суши постепенно увеличивается. Наибольшее количество живого вещества на единицу площади приходится на влажные экваториальные леса — свыше 125 кг/м², в лесах умеренного пояса — около 100 кг/м². Минимальные значения в пустынях — менее 0,6 кг/м². Большое влияние на биомассу суши оказывает человек: в процессе его хозяйственной деятельности сокращаются площади, производящие биомассу.

На Земле существует (по разным данным) от 1,2 до 2 млн. видов животных и растений. Из них на долю растений приходится примерно 1/3 общего числа видов. Из животных по числу первое место занимают насекомые (около 750 000), второе — моллюски (по разным данным, от 40 000 до 100 000), затем идут позвоночные (60 000—70 000 видов). Из растений на первом месте — покрытосеменные (по разным данным, от 150 000 до 300 000 видов), затем грибы (от 70 000 до 100 000 видов).

♦ Самый крупный обитатель суши — африканский слон. Самая маленькая птица — колибри (обитает в Южной Америке). Самое северное млекопитающее — белый медведь (обитает в Арктике). Самое южное млекопитающее — тюлень Уэдделла (обитает у берегов Антарктиды). Самое высокогорное животное — як (до 6100 м). Самое северное цветковое растение — камнеломка (северные области Арктики). Самое высокое дерево — секвойя (Северная Америка), более 110 м. Самая быстрорастущая трава — бамбук (Восточная и Юго-Восточная Азия).

Распределение живых организмов в океане

По условиям существования всех обитателей Мирового океана можно разделить на три группы:

• планктон — совокупность морских организмов (преимущественно мелких), свободно дрейфующих в водной толще и неспособных противостоять течению (водоросли, мелкие рачки, медузы, мальки рыб и др.);
• нектон — совокупность морских организмов, способных передвигаться самостоятельно на значительные расстояния и противостоять силе течения (рыбы, кальмары, китообразные, ластоногие, черепахи и др.);
• бентос — совокупность морских организмов, обитающих на дне и неспособных продолжительное время плавать в водной толще (кораллы).

Живые организмы в океанической толще распространены неравномерно. Большая часть биомассы приходится на слой с глубинами до 200 м — 59,4 %. На зону с глубинами от 200 до 3000 м приходится 31,1 % биомассы, а на часть океана, имеющую глубину более 3000 м, — 9,5 %.

♦ Самое большое животное на Земле — синий (или голубой) кит. Самая глубоководная рыба — камбала.

Устойчивость биосферы и её охрана

Биосфера представляет собой открытую биосистему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Живые организмы биосферы делятся на автотрофов (производители органического вещества) и гетеротрофов (потребители и разрушители органического вещества). Между процессами создания органического вещества и его преобразованием и разрушением устанавливается относительное равновесие. Это равновесие является основой для устойчивости биосферы. Устойчивость — это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава, структуры и функций, а также в способности восстанавливаться, в случае если они будут нарушены.

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.

Охрана биосферы — это комплекс мер, направленных на рациональное использование, сохранение и восстановление природного разнообразия живых организмов. На современном этапе меры по охране окружающего мира закрепляются в международных соглашениях и национальных законодательных актах. Для эффективной охраны биосферы нужно увеличить количество национальных парков, заповедников и заказников.

Почва

Почва — важнейший компонент биосферы, оказывающий наряду с мировым океаном решающее влияние на всю глобальную экосистему в целом. Подробнее о почвах смотрите в следующем конспекте «Почвенный покров Земли».

Вы смотрели: конспект урока по географии для 6 класса «БИОСФЕРА: состав и границы». Выберите дальнейшие действия:

• Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
• Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по биологии
• Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по биологии