Дипломная работа

от 20 дней
от 7 499 рублей

Курсовая работа

от 10 дней
от 1 499 рублей

Реферат

от 3 дней
от 529 рублей

Контрольная работа

от 3 дней
от 79 рублей
за задачу

Билеты к экзаменам

от 5 дней
от 89 рублей

 

Реферат Биосфера как целостная система - Экология

  • Тема: Биосфера как целостная система
  • Автор: Юлия
  • Тип работы: Реферат
  • Предмет: Экология
  • Страниц: 24
  • ВУЗ, город: таможенная академия
  • Цена(руб.): 500 рублей

altText

Выдержка

4,6 млрд лет, изменялась в очень незначительных пределах. Гидросфера за этот период никогда не кипела, не испарялась полностью и не замерзала. Все это говорит о достаточно узком диапазоне колебаний температуры, верхний предел которого заведомо был значительно ниже 100 °С, а нижний несколько выше 0 °С. Учитывая, что при температуре более 50−0 °С (температура пастеризации) основная часть организмов не может существовать и что при средней температуре ниже +5 °С начался
бы необратимый процесс полного оледенения планеты, можно сделать вывод о еще более узком возможном диапазоне температур на поверхности Земли. В стабилизации условий на поверхности Земли особенно велика роль Мирового океана, что обусловлено его массой и занимаемой площадью. Несмотря на внушительный объем вод, на нашей планете лишь 2,5% приходится на долю пресной воды (с минерализацией 1 менее 1 г/л), причем в пресных озерах и реках ее содержится всего 0,007% от общих запасов.
Подземные воды −связующее звено для всей гидросферы Земли. Они же замыкают геологический круговорот воды.
2.4. Магнитосфера
Земля представляет собой как бы огромный магнит, воображаемая ось которого лежит близко к оси вращения планеты.
Магнитосфера − это зона проявления магнитных свойств космического тела. Геомагнитное поле относится к естественным электромагнитным полям и, как и гравитационное поле, является всепроникающим и всеохватывающим физическим фактором, миллиарды лет влиявигем на эволюцию организмов биосферы и на процессы, происходящие на Земле и в окружающем ее пространстве в наши дни. Магнитное поле Земли простирается на 70—80 тыс. км по направлению к Солнцу и на многие миллионы километров в противоположном направлении. Магнитосфера оказывает сильное воздействие на движущиеся в космическом пространстве в сторону Земли заряженные электрические частицы (солнечный ветер). Часть этих частиц (электронов и протонов) удерживается магнитосферой,
образуя огромное кольцо или радиационный пояс Земли, охватывающий нашу планету вокруг геомагнитного экватора. Магнитосфера отделена от межпланетного пространства магнитопаузой, вдоль которой солнечный ветер обтекает планету. Заряженные частицы в магнитном поле движутся по-разному, в зависимости от соотношения плотностей магнитной и кинетической энергий. На расстоянии около 10 земных радиусов поток заряженных частиц встречает сильное магнитное поле, и под действием силы Лоренца изменяется направление их движения. В целом движение становится колебательным по спиральной траектории вдоль силовых линий магнитного поля из Северного в Южное полушарие и обратно. В зависимости от энергии и величины заряда частицы совершают полный оборот вокруг Земли за время от нескольких минут до суток.
Исследование космоса показывает, что магнетизм Земли − явление уникальное. На Луне и в ее окрестностях не обнаружено усиления магнитного поля по сравнению с окружающим ее пространством. На Марсе и Венере магнитное поле соответственно в тысячи и десятки тысяч раз слабее земного. Юпитер и Сатурн обладают протяженными магнитосферами. В соответствии с современной теорией существование и форма магнитосферы Земли определяются ее внутренним строением, значительно отличающимся от строения иных планет.
В процессе эволюции нашей планеты происходило постепенное изменение (уменьшение) скорости вращения, при этом различные ее слои, имея разную плотность, тормозились по-разному. Проскальзывание менее плотного слоя мантии по более плотному ядру привело к образованию своеобразного природного генератора, создающего с тех пор магнитное поле
Земли. Поскольку скорость вращения планеты вначале была большей, то геомагнитное поле тогда было более мощным, чем в наши дни. Так, в пермский период год на Земле имел 380, а в девонский − 430 сут.
Жизнь тесно связана с электромагнитными явлениями и без них невозможна. Считается, что без магнитного поля жизнь на Земле вообще не развивалась бы, без солнечной энергии, воды или некоторых химических элементов. Возникающие время от времени геомагнитные возмущения влияют на физико-химические процессы и через них − на направленность биохимических реакций. Во многих случаях магнитное поле определяет и поведение живых существ. Установлено, что дикие животные избегают линий электропередач высокого напряжения, а олени и серны отказываются есть корм из кормушек, расположенных под ними даже в самые суровые
периоды бескормицы. Для человека неблагоприятно резкое изменение характера воздействия магнитного поля, в частности, связанное с быстрым перемещением из одной точки планеты в другую, и особенно если это перемещение происходит с запада на восток. Изменения в геомагнитном поле обусловлены в основном солнечной активностью. Когда на Солнце происходит вспышка, то в сторону Земли вырывается поток солнечной плазмы. Проникая в магнитосферу, солнечный ветер резко повышает температуру частиц в верхних слоях атмосферы и способствует дополнительной ионизации, меняющей условия распространения радиоволн, возбуждающей свечения (наблюдаемые в виде полярных сияний) и магнитные бури. В годы активного Солнца плотность потока энергии солнечного ветра усиливается, граница радиационного пояса отодвигается и препятствие для космических лучей увеличивается.
Радиационный пояс Земли представляет серьезную опасность для экипажей космических кораблей при длительных полетах в околоземном пространстве, а также выводит из строя оптические приборы и солнечные батареи. Наряду с закономерным изменением характеристик магнитного поля по земной поверхности имеют место глобальные, региональные и локальные особенности или аномалии, некоторые из которых используют в качестве поисковых признаков полезных ископаемых, прежде всего железной руды. Развитие науки и техники ведет к появлению разнообразных
мощных искусственных электромагнитных полей и значительному локальному нарушению естественного магнитного поля планеты. Наличие глобального влияния антропогенной деятельности на магнитосферу пока не установлено.
3. Живое вещество биосферы
Живое вещество − краеугольный камень учения о биосфере В. И. Вернадского, который акцентировал внимание на биогеохимической специфике этого образования следующим образом: на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы,
взятые в целом. В настоящее время описано около 300 тыс. видов растений
и более 1,5 млн видов животных. Из них 93% представлено сухопутными, а 7% − водными видами животных. Суммарная биомасса организмов сухопутных видов образована на 99,2% зелеными растениями и на 0,8% животными и микроорганизмами. В океане, напротив, растения составляют 6,3%, а животные и микроорганизмы − 93,7% совокупной биомассы. Несмотря на то, что океан покрывает более 70% поверхности планеты, в нем
содержится лишь 0,13% биомассы всех живых существ, обитающих на Земле. Расчеты специалистов показали, что растения составляют около 21% всех учтенных видов. Однако на их долю приходится более 99% биомассы, тогда как на долю животных −менее 1% биомассы. Среди животных 96% видов составляют беспозвоночные и только 4% − позвоночные, среди которых млекопитающие составляют примерно 10%. Эти соотношения иллюстрируют фундаментальную закономерность, а именно − в биосфере количественно преобладают формы, имеющие низкое качество развития (достигшие в процессе эволюции относительно низких степеней морфофизиологического прогресса).
Свойства и функции живого в биосфере
Живое вещество характеризуется определенными свойствами:
стремление заполнить собой все окружающее пространство − «давление жизни» по Н. Ф. Реймерсу. Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением (некоторые простейшие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней при отсутствии факторов, ограничивающих их потенциальные возможности
размножения), так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ. Так, площадь листьев растений на 1 га составляет 8−0 га и более;
возможность произвольного перемещения в пространстве, например, против течения воды, силы тяжести, ветра и т. п.;
наличие специфических химических соединений (белков, ферментов и др.), устойчивых при жизни и быстро разлагающихся после смерти;
исключительное разнообразие форм, размеров, составов, а также высокая способность адаптироваться к условиям существования, значительно превышающие контрасты в неживом (косном) веществе. Так, некоторые организмы существуют при температурах, близких к абсолютному нулю
(− 273 °С), а другие − до +250 °С, иные микроорганизмы встречаются в охлаждающих водах атомного реактора, в ледовых панцирях планеты, в бескислородной среде и т. д.;
феноменально высокая скорость протекания реакций на несколько порядков (в сотни, тысячи и даже миллионы раз) быстрее, чем в неживой природе планеты. Косвенно это свойство можно оценить по скорости переработки веществ организмами в процессе жизнедеятельности, например, у наиболее активных организмов − грунтоедов. Так, весь однометровый слой почвы планеты проходит через организмы дождевых червей (масса которых в 10 раз больше массы всего человечества) всего за 150-200 лет. Организмы с фильтрационным типом питания проводят колоссальную работу, очищая весь океан от взвеси каждые четыре года, а веслоногий рачок -эпишура за год процеживает воду озера Байкал трижды;
высокая скорость обновления живого вещества − для биосферы в среднем она составляет 8 лет, причем для суши −14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким сроком жизни (например, планктон), − 33 дня. Таким образом, за всю историю существования жизни общая масса живого вещества, прошедшего через биосферу, примерно в 12 раз превышает массу Земли.
Деятельность живого вещества в биосфере в определенной степени условно можно свести к нескольким основополагающим функциям, дополняющим представление о его преобразующей биосферно-геологической деятельности. В. И. Вернадский выделял девять функций: газовую, кислородную, окислительную, кальциевую, восстановительную, концентрационную и др. Позже классификация была несколько видоизменена (часть функций объединена, часть переименована). Наиболее современной является классификация А. В. Лапо, по которой выделяют следующие функции: энергетическую; газовую; окислительно-восстановительную; концентрационную; деструктивную; транспортную; средообразующую; рассеивающую. Свойства живого вещества определяются большой концентрацией (большими запасами) энергии в нем.
Физико-химическое единство живого
При всем разнообразии живое вещество физико-химически едино, имеет одни и те же эволюционные корни. В природе нет такого вида, который бы реагировал на некое химическое или физическое воздействие качественно иначе, чем организмы других видов.
Стратегия химической борьбы с «вредителями» изначально основывалась на неверных исходных рассуждениях. Нет и не может быть пестицида, гибельного для вредителей полей и безвредного для человека. Поэтому с самого начала следовало искать быстро разлагающиеся ядохимикаты, которые бы не попадали в пищу человека и вообще минимально контактировали с людьми.
Закон физико-химического единства живого вещества имеет важное практическое значение для человека. Из него следует:
нет такого физического или химического агента (абиотического фактора), который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для других. Разница лишь количественная − одни организмы более чувствительны, другие менее, одни в ходе отбора быстрее приспосабливаются, а другие медленнее (приспособление идет в ходе естественного отбора, т. е. за счет тех, что не смогли адаптироваться к новым условиям);
количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого
геологического периода есть константа − таков закон константности количества живого вещества В. И. Вернадского. И действительно, согласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество является посредником между Солнцем и Землей. Если бы количество живого вещества колебалось, то энергетическое состояние планеты было бы непостоянно. Такое за время эволюции жизни на Земле случалось, но очень редко;
общее видовое разнообразие в биосфере есть константа − число нарождающихся видов в среднем равно числу вымирающих. Процесс вымирания видов был неизбежен из-за изменения условий жизни на планете. Причем вид никогда не исчезает в одиночку, он «тянет за собой» еще порядка 10 других видов, уходящих вместе с ним. На их место, согласно правилам экологического дублирования, приходят другие виды, особенно в управляющем звене экосистем − среди консументов. Поэтому во все геологические периоды массового вымирания организмов наблюдалось и бурное видообразование.
4. Биогеохимические циклы
Живое вещество по массе составляет 0,01−,02% от косного вещества биосферы, однако играет ведущую роль в биогеохимических процессах. Ежегодная продукция живого вещества в биосфере составляет 232,5 млрд т сухого органического вещества. Живое вещество является наиболее активным компонентом биосферы. Оно осуществляет гигантскую геохимическую работу, преобразовывая другие оболочки Земли в геологическом масштабе времени. Все химические элементы живой материи циркулируют в биосфере по характерным путям, переходя из внешней среды
в организмы, а затем возвращаясь во внешнюю среду. Эти в большей или меньшей степени замкнутые пути называют биогеохимическими циклами (или круговоротами), причем «био» относится к живым организмам, а «гео» − к горным породам, воздуху и воде. Термин «биогеохимия» предложен академиком В. И. Вернадским.
В каждом цикле различают две части или два фонда: резервный фонд − большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологический компонент; подвижный, или обменный, фонд −меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением. Для биосферы в целом все биогеохимические круговороты делят на круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере (океан) и осадочный цикл
с резервным фондом в земле. В природе элементы никогда не бывают распределены по экосистеме равномерно и не находятся всюду в одной и той же химической форме. Наличие больших резервных фондов (в виде атмосферы или океана) в круговоротах углерода, кислорода и азота способствует быстрой саморегуляции соответствующих биогеохимических
циклов при различных местных нарушениях. Так, избыток С0² , образовавшийся из-за интенсивного горения, достаточно быстро рассеивается в атмосфере и, кроме того, усиленное образование диоксида углерода компенсируется увеличением его потребления растениями или превращением в карбонаты в море. Поэтому считается, что круговороты веществ, включающие в себя большие атмосферные фонды, в глобальном
масштабе хорошо зарезервированы или, по выражению Ю. Одума, «хорошо забуферены», так как их способность приспосабливаться к изменениям велика. В результате саморегуляции по принципу обратной связи подобные биогеохимические циклы достаточно совершенны. Тем не менее саморегуляция даже при таком громадном резервном фонде, каким является атмосфера, имеет свои пределы.
Осадочным циклам характерно, что основная масса вещества сосредоточена в относительно малоподвижном и малоактивном резервном фонде − в земной коре. Поэтому круговорот таких элементов, как фосфор или железо, значительно менее самоконтролируем и достаточно легко нарушается даже при небольших местных помехах.
Антропогенное вмешательство в биосферные процессы порой так ускоряет движение многих веществ, что их круговороты становятся значительно менее совершенными или процесс теряет цикличность. Складываются различные противоестественные ситуации, например, в одних местах возникает недостаток каких-либо веществ, а в других −их избыток. В частности, добыча и переработка фосфатных пород ведется столь несовершенно, что вблизи шахт, карьеров и заводов создается сильное локальное загрязнение. Кроме того, в сельском хозяйстве используется все больше и больше фосфорных удобрений, а неизбежное попадание фосфатов в водоемы, за которым следует их эвтрофикация, никак не контролируется. При оценке влияния деятельности человека на биогеохимические циклы важное значение имеют сравнительные объемы резервных фондов. Изменениям подвергаются в первую очередь самые малообъемные фонды. Усилия по охране природных ресурсов в конечном счете должны быть направлены на то, чтобы превратить нециклические процессы в циклические. В связи с этим основной целью должно быть возвращение веществ в круговорот , обеспечивающее их повторное использование.
5. Учение о ноосфере
Приняв за исходное биогеохимическую основу биосферы, установленную академиком В. И. Вернадским, французский философ Э. Леруа (1927) предложил понятие ноосферы (от греч. noos −ум, разум; sphaira −шар), назвав так современную ему стадию развития биосферы. Э. Леруа и его последователи дали трактовку ноосферы как «мыслящего пласта», зародившегося в конце неогена (около 1 млн лет назад) и с тех пор разворачивающегося над миром растений и животных вне биосферы и над ней. В свою очередь В. И. Вернадский принял и в последующие 15-20 лет развил понятие «ноосферы» как сферы разума − высшей стадии развития биосферы, связанной с возникновением и становлением в ней цивилизованного человека, с периодом, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития на Земле. Окончательно сформулировавшиеся к 1943г. и опубликованные в 1945г. идеи В. И. Вернадского о неотделимости человечества от биосферы указывают на главную цель в построении ноосферы. Она заключается в неизменности того типа биосферы, в которой возник и может существовать человек как вид, сохраняя свое здоровье, образ жизни [1].
На современном этапе отношения «человек-природа» носят сложный характер. Преобразующая деятельность человека в биосфере неизбежна, так как с ней связано благосостояние населения. Незнание или нежелание учитывать свойственные природе законы поставило на грань сомнения если не существование всей биосферы, то как минимум возможность достойного развития в ней «Человека разумного».
Говорить о сегодняшнем состоянии биосферы, как о ноосфере, еще рано. В современном понимании ноосфера − это гипотетическая стадия развития биосферы, когда в будущем разумная деятельность людей станет главным определяющим фактором ее устойчивого развития.
Заключение
Таким образом мы рассмотрели строение, границы, состав биосферы, законы, действующие в ней. рассмотрели вопрос о ноосфере и пришли к выводу, что биосфера − это целостная система и гармония антропогенной деятельности человека и природы возможна только при
осуществлении контроля численности человечества;
ограничении чрезмерных потребностей людей;
рационализации использования природных ресурсов;
использовании только экологически целесообразных промышленных технологий с максимальной переработкой и применением вторичных материальных и энергетических ресурсов;
осуществлении глобального мониторинга за состоянием окружающей природной среды.

















Библиографический список
Биосфера и стратосфера // Tp. Всесоюз. конф. по изуч. стратосферы, 31 марта − 6 апр. 1934 г. − М.; Л., 1935. − С. 575-578.
Николайкин Н. И. Экология: Учеб. для вузов / Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелехова. − 3-е изд., стереотип. − М.: Дрофа, 2004. − 624с.
Радкевич В. А. Экология. − Минск: Высшая школа, 1998. − 159с.
Реймерс Н. Ф. Природопользование: Словарь-справочник. − М.: Мысль, 1990. − 637с.
Реймерс Н. Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). − М.: Изд-во Россия Молодая, 1994. − 367с.
Савенко В. С. Радиоэкология. — Мн.: Изд. Дизайн ПРО, 1997. − 208с.
Скурлатов Ю. И., Дука Г. Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. −М.: Высшая школа, 1994. − 400с.
Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. − СПб.: Химия, 1996. − 240с.
Экология / Л. И. Цветкова, М.И.Алексеев и др.; Под ред. Л. И. Цветковой. − М.: Изд-во ABC; — СПб.: Химиздат, 1999. − 488с.
Энергетика биосферы и устойчивость состояния окружающей среды // Итоги науки и

 

ПРИНИМАЕМ К ОПЛАТЕ