28 Потік енергії в екосистемі. Поняття про біологічну продуктивність екосистем

100% енергії рослина отримує від сонця, 90% вони використовують на процеси росту, транпірації, 10% передається на наступну ланку ланцюга.

Існування екосистем, залежить від постійного припливу енергії, необхідної всім організмам для їх життєдіяльності і самовідтворення.

На відміну від речовин, яка безперервно циркулює по різних блоках екосистеми, які завжди можуть повторно використовуватися, енергія може бути використана тільки раз, тобто має місце лінійний потік енергії через екосистему.

Односторонні приплив енергії як універсальне явище природи відбувається в результаті дії законів термодинаміки. Перший закон говорить, що енергія може перетворюватися з однієї форми (світла) в іншу (потенційну енергію їжі), але не може бути створена або знищена. Другий закон стверджує, що не може бути жодного процесу, пов'язаного з перетворенням енергії, без втрат певної її частини. Певна кількість енергії в таких перетвореннях розсіюється в недоступну теплову енергію, а отже, втрачається. Звідси не може бути перетворень, наприклад, харчових речовин в речовину, з якого складається тіло організму, що йдуть зі 100-відсотковою ефективністю.

Таким чином, живі організми є перетворювачами енергії. І кожен раз, коли відбувається перетворення енергії, частина її втрачається у вигляді тепла. В кінцевому підсумку вся енергія, яка надходить в біотичний кругообіг екосистеми, розсіюється у вигляді тепла. Живі організми фактично не використовують тепло як джерело енергії для здійснення роботи - вони використовують світло і хімічну енергію.

29 Охарактеризуйте основні положення вчення в.I.Вернадського про бiосферу. Поясніть, які фактори лімітують межi життя в бiосферi.

Основні положення вчення В.І.Венадського про біосферу:

1. Біосферою Вернадський назвав ту частину нашої планети, у якій існує або коли-небудь існувало життя, і яка постійно зазнає або зазнавала дії живих організмів.

2. Під біосферою Вернадський розумів усі частини земної кори, які піддавались на протязі геологічної історії впливу організмів.

Деякі дослідники звужують поняття «біосфера» і розуміють під біосферою лише ту частину поверхні Землі, що знаходиться під впливом живих організмів в даний момент часу. В.І.

Вернадський виділив у складі біосфери 7 різних, але геологічно взаємозв’язаних речовин: жива речовина; біогенна речовина; костна речовина; біокостна речовина; радіоактивна речовина; розсіяні атоми; речовина космічного походження (метеорити, космічний пил).

Жива речовина за В.І. Вернадським – це сукупність існуючих живих організмів або живих організмів, що існували у певний проміжок часу і є важливим геологічним фактором.

Біогенна речовина – це органічні осадові породи (кам’яне вугілля, нафта, вапняки та ін.), що утворюються за участю живої речовини біосфери.

Костна речовина – це речовина, що утворюється у результаті процесів, у яких організми не приймають безпосередньої участі (мінерали).

Біокостна речовина – речовина, що створюється одночасно живими організмами та процесами неорганічної природи.

Межі життя у біосфері. За В.І. Вернадським біосфера охоплює нижню частину атмосфери, верхні горизонти літосфери, всю гідросферу. Усі ці оболонки взаємозв’язані між собою біогеохімічними циклами міграції речовин та енергії. У літосфері поширення життя обмежує передусім температура гірських порід і підземних вод, що зростає із збільшенням глибини і на рівні 1.5–15 км перевищує +100°С. На глибині 4 км у літосфери виявлені бактерії. Важливою причиною нерівномірного розміщення живих організмів у атмосфері є наявність сил земного тяжіння (гравітації), яка прогресивно збільшує густину атмосфери та космічне випромінювання, що зростає в напрямку від поверхні Землі до верхніх шарів атмосфери. В атмосфері умови, придатні для життя, знаходяться в межах до 22 км над рівнем моря. В океанах нижня межа життя сягає до глибини понад 10 км, поширення життя у гідросфері обмежується температурою та густиною.

Нерівномірність розподілу життя у біосфері визначається адаптивною здатністю живих організмів.

Основною властивістю біосфери за В.І. Вернадським є біогенна міграція атомів хімічних елементів, що викликана променевою енергією Сонця і проявляється у процесах обміну речовин, рості і розмноженні організмів. Ця відкрита Вернадським властивість біосфери ввійшла в науку під назвою закону біогенної міграції атомів, який звучить так: міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється під переважаючим впливом живої речовини, організмів. Жива речовина або бере участь у біохімічних процесах безпосередньо або створює відповідне збагачене киснем, вуглекислим газом, воднем, азотом, фосфором та ін. речовинами середовище. Наслідком цього закону є правило незамкнутості біологічних кругообігів у біосфері. Необхідною умовою функціонування біологічної системи є екзогенне надходження енергії у вигляді енергії Сонця.