Контрольні запитання

1. Що таке опади?

2. Які бувають опади?

3. Що таке погода?

4. Які бувають кліматичні пояси?

5. Що таке клімат?

1.5 Біосфера і її компоненти (лекція)

Мета: вивчити будову і основні компоненти біосфери; фотосинтез; біотичний кругообіг речовини; рослинний покрив Землі, його особливості і закономірності розповсюдження на земній поверхні.

План

1. Будова і основні компоненти біосфери.

2. Фотосинтез.

3. Біотичний кругообіг речовини.

4. Рослинний покрив Землі, його особливості і закономірності розповсюдження на земній поверхні.

Біосфера – оболонка Землі, що охоплює нижню частину атмосфери, всю гідросферу і верхню частину літосфери, що населена живими організмами, “область існування живої речовини”, по В.І.Вернадському.

Біосфера представляє собою складну природну систему, що складається з чотирьох компонентів:

1. жива речовина (тобто багато живих організмів);

2. біогенна речовина, що утворилася і переробилася життям (осадові гірські породи - вапняки та ін.);

3. кісна речовина, що утворилася без участі живих організмів (магматичні гірські породи);

4. біокісна речовина, що утворилася одночасно як живими організмами, так і неживою природою (грунти).

Основу життя на Землі складає процес фотосинтезу, що виконується наземними рослинами, прісноводними водоростями і морським фітопланктоном (вільно плаваючі дрібні водорості, що населяють водні басейни). Фотосинтез представляє собою процес утворення рослинами багатих енергією органічних сполук під впливом сонячного світа, в результаті якого двоокис вуглецю (СО₂) і вода перетворюються у вуглеводні (глюкозу), а у якості побічного продукту виділяється кисень. Кисень атмосфери Землі являється результатом фотосинтезу.

На сьогодні на Землі налічується близько 2 млн. видів організмів. З них 350 тис. рослин. Тобто видів тварин у 6 разів більше, ніж рослин. Предполагають, що 5-10 млн. видів, в основному, мікрофауни не відкрито.

Біосфера розподілена на поверхні Землі нерівномірно. Вона сформувалася у вигляді природних комплексів, які називаються екосистемами або біоценозами. Біосфера в цілому представляє собою єдність живої речовини і мінеральних елементів, складовою частиною якого являється біотичний коло обіг.

Біотичний коло обіг речовини – основа біосфери. В ньому беруть участь усі організми. Основну роль відіграють мікроорганізми, які мінералізують органічні рештки тварин і рослин, перетворюючи їх у мінеральні солі і найпростіші сполуки, які знову використовуються зеленими рослинами при синтезі нової органічної речовини.

Біотичний колообіг речовини в цілому характеризуються відносною стабільністю, для збереження якої прихід органічної речовини за рахунок фотосинтезу повинен компенсуватися витратою на споживання його тваринами і мікроорганізмами.

Біосфера включає в себе наступні рівні життя:

1. популяцію;

2. біоценоз;

3. біогеоценоз.

Популяція – це сукупність представників певного виду рослин, тварин або мікроорганізмів, що населяють обмежену територію природного середовища. Біоценоз – це організована група популяцій рослин, тварин і мікроорганізмів, що мешкають у взаємодії в одних і тих самих умовах середовища. Члени цього співтовариства живих організмів знаходяться у тісній і постійній залежності. Біоценоз являється продуктом природного відбору і може стійко існувати у часі і просторі при взаємодії популяцій і при постійному потраплянні променевої енергії, а також при постійному колообігу речовини. Біогеоценоз – це однорідна ділянка земної поверхні по топографічним, мікрокліматичним, гідрокліматичним і біотичним умовам з певним складом живих організмів і неживих компонентів (ґрунт, атмосфера, вода), що об’єднані обміном речовин і енергії в єдиний природний комплекс.

Життєдіяльність будь-якого організму забезпечується в результаті багатосторонніх біотичних відносин, в які він вступає з ін. організмами. За способом живлення і трофічному рівню організми поділяють на автотрофи, що створюють органічні речовини із неорганічних за допомогою сонячної енергії або енергії, що звільняється при хімічних реакціях, і гетеротрофи, що живляться органічними речовинами (рослинами, їх плодами, мертвими залишками рослин і тварин). При цьому кожний організм у природі у тому чи ін. вигляді слугує джерелом живлення для ряду ін. організмів.

Сукупність рослинних співтовариств, або фітоценоз, утворюють рослинний покрив, що характеризується по В.Н.Сукачову (1880-1967), певним складом, будовою, складанням і взаємовідносинами рослин один з одним і з умовами середовища. Взаємовідносини визначаються екологічними властивостями рослин. Характером клімату, грунту, впливом людини і тварин.

Рослини по відношенню до води поділяються на три екологічних типа:

1. гігрофіти, що мешкають у повітрі, насиченому водяною парою (папороття, осока);

2. ксерофіти, здатні переносити тривалу сухість повітря і грунту (вузьколисті);

3. мезофіти, пристосовані до середніх умов зволоження (лукові трави, сосна).

У результаті пристосування рослини набувають життєву форму: дерева, кущі, кущики, трав’янисті, мохи, лишайники.

Фітоценози характеризуються не тільки кількістю видів в них, але і переваженням того чи ін. з них, а також ярусністю (висотою і життєвою формою) їх. В межах фітоценозу рослини можуть знаходитися в взаємозв’язку у вигляді симбіозу (утворені бактеріями на кореневищах бобових рослин, які фіксують атмосферний азот, а також мохи), паразитуючі (гриби, водорості, лишайники) і у вигляді конкурента (за їжу і воду).

Рослини і покрив земного шару розподіляються по широтним зонам з півночі на південь. Причиною цьому слугує взаємозв’язок променевої енергії Сонця і внутрішньою енергією Землі. На євразійському континенті виділяються наступні основні зони рослинності: арктичних пустель, тундри, хвойні ліси, листяні ліса, тропічні ліси. Існують ще перехідні зони: лісотундра, лісостеп, напівпустелі. Тип рослинності на всій протяжності рослинної зони зберігається. Але й ця закономірність характерна тільки в межах території з рівнинним характером рельєфу. В гірських районах склад і характер рослинності змінюється по мірі збільшення абсолютних висот над рівнем моря. Ця зміна рослинного покриву в горах іменується вертикальною поясністю.

Рослинність України за минулі тисячоліття перетерпіла значні змінення. В першому тисячолітті н.е. майже на всій її території були розповсюджені ліса, за винятком степної зони і заболочених частин Полісся. На протязі нинішнього тисячоліття природні умови України, особливо грунти, клімат, майже не змінилися, а залісеність внаслідок впливу людини скоротилося в 2-3 рази (в зоні Лісостепу – в 4-4,5 рази).

Основним фактором зміни рослинності була спеціалізація виробництва: землеробства і скотоводства. Пошук нових пахотних земель призводив до розкорчуванню лісів і створенню культурних ландшафтів. Наступним домінуючим фактором в зміні біоти стало розвиток промисловості, використання лісних ресурсів як технологічного топлива, сировини для виробництва селітри, поташі.

Збільшене знищення лісів почалося з XVI ст. Вони замінювалися сільхозугіддями, а з XIX ст., значну шкоду лісам спричинила цукрова промисловість. З того ж часу починається лісорозповсюдженню в степної зоні, а потім по всій території України з подальшим його замідленням. Відбувається зміна характеру рослинності в 2 напрямках: приобладання лісопокритих площів в сільськоугіддях і збільшення площі сільськоугідь за рахунок меліорації боліт, лугів.