42. Экосистема тундры.

На далёком севере, где землю омывают холодные воды Северного Ледовитого океана, девять месяцев в году скованного льдом, раскинулась тундра.

Лето здесь короткое и холодное, хотя солнце не заходит за горизонт. Оттаивает лишь самый верхний слой почвы, а глубже — вечная мерзлота. Корни не могут проникнуть вглубь, поэтому растения низкорослы, прижаты к земле. Это помогает им выжить при сильных ветрах. Стелющаяся полярная ива и кустар-ничковая карликовая берёзка едва заметны над землёй.

Такие отношения называются симбиозом. Через гриб из почвы поступают вода и минеральные соли, а водоросль создаёт на свету органические вещества.

В тундре много осоковых болот с морошкой, голубикой, клюквой. Цветковые растения за два коротких тёплых месяца успевают вырасти, отцвести и дать семена. В этот период суровый край восхищает ярким ковром цветущих незабудок, лютиков. Особенно красив полярный мак.

К тяжёлым условиям Заполярья приспособились не только растения. Круглый год здесь живут заяц-беляк, песец, волк, белая куропатка. Светлые перья и шерсть позволяют животным быть незаметными в снежном краю.

Лемминги размножаются в таком коли­честве, что вынуждены в поисках корма совершать далёкие миграции (переселения). Часто за ними следуют песцы, так как лемминги — их основная пища. Отношение между песцами и леммингами называется хищничеством. Песец — хищник, лемминг — жертва.

В бореальных лесах зарегистрированы самые холодные температуры на нашей планете. Рекорд принадлежит нашему Оймякону. В 1933 году здесь была зарегистрирована самая низкая температура северного полушария -67,7 °C.

Почвы северных лесов подзолистые (на севере) и дерново-подзолистые (на юге), почвенный раствор которых имеет кислую реакцию. Содержание гумуса составляет 5-7 %. Бореальные леса богаты разнообразными природным ресурсами. В них сосредоточены большие запасы промышленной древесины. В северных лесах открыты и разрабатываются крупнейшие месторождения полезных ископаемых (уголь, нефть, газ и др.).

44. Динамика экосистемы

- развитие биоценоза во времени, изменение его видовой структуры и протекающих в нем процессов в результате:

• -внутренних воздействий – отмирание или вытеснение одних видов другими, например, старые деревья отмирают, падают и перегнивают, а покоящиеся рядом до поры до времени в почве семена прорастают, давая новый цикл развития жизни

• -внешних воздействий – факторы внешней среды, вырубка леса, влияние катастроф, например, урагана, пожара.

Различают сукцессию:

• первичную - развитие сообществ идет на вновь образовавшихся, ранее никем и ничем не заселенных местообитаниях, - на песчаных дюнах, застывших потоках лавы, породах, обнажившихся в результате эрозии или отступления льдов.В природе первичные сукцессии встречаются сравнительно редко и продолжаются значительно дольше

• вторичных - до нескольких столетий.

Главная причина такого медленного хода первичных сукцессий - необходимость разрушения материнской горной породы и медленное увеличение толщины почвенного слоя по мере сукцессии.

Таким образом, движущей силой сукцессии является то, что растения изменяют почву под собой, влияя на ее физические свойства и химический состав, так что она становится пригодной для видов-конкурентов, которые вытесняют первоначальных обитателей, вызывая смену сообщества - сукцессию. вторичную - развитие сообществ идет на местности, где ранее существовала растительность, но по каким-либо причинам она была уничтожена.

Примером вторичной сукцессии является, например, зарастание заброшенного поля. К таким сукцессиям может привести, например, частичное уничтожение леса болезнями, ураганом, землетрясением либо пожаром.Вторичная сукцессия длится несколько десятков лет. Она начинается с того, что на освобожденном участке почвы появляются однолетние травянистые растения. Это - типичные сорняки: одуванчик, осот, мать-и-мачеха и другие. Их преимущество в том, что они быстро разрастаются и производят семена, приспособленные к распространению на далекие расстояния с помощью ветра или животных.Примером вторичной сукцессии может служить и образование торфяного болота при зарастании озера.

По мере усложнения сообщества усложняются и связи между популяциями. Высшей точкой, или кульминацией, развития является стабилизированная система, главным образом за счет стабилизации структуры растительности, в которой на единицу имеющегося потока энергии приходится максимальная биомасса организмов. Такое относительно устойчивое и равновесное по отношению к внешней среде растительное сообщество носит название климаксового сообщества (от греч. klimax - лестница) и представляет собой заключительную стадию развития биоценоза. Климаксовое сообщество может существовать неопределенно долгое время - до тех пор, пока какое-либо воздействие извне (вспашка земли, рубка леса, пожар, извержение вулкана, наводнение) вновь не нарушит его природную структуру. В случае разрушения сообщества в нем начнется сукцессия - медленный процесс восстановления исходного состояния.

43.Лесные экосистемы занимают на земном шаре большие площади В их растительном покрове преобладают деревья зависимости от почвенно-климатических условий и географического положения лесные экосистемы подразделяются на а тайгу, смешанные и лиственные лесаси.Экосистема смешанного леса состоит из большого количества разных сред обитания, а соответственно и богатого биоразнообразия. Перелетные и гнездящиеся птицы, ржанковые и болотные птицы посещают этот регион ежегодно.

Обитают здесь и виды, занесенные в Красную книгу: вертлявая камышовка, дрофа, белоглазый нырок, красный коршун, большая выпь, малая выпь, речная выдра, дикий кролик, европейская норка, длинноухая ночница, европейская широкоушка, остромордая лягушка, прудовая лягушка, черепаха болотная европейская.

45.Учение Вернадского о биосфере. Ноосфера. Одним из выдающихся естествоиспытателей, посвятивших себя изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик Владимир Иванович Вернадский (1864-1945). Он является основоположником научного направления, названного им биогеохимией, которое легло в основу современного учения о биосфере.

В 1926 г. В.И. Вернадский опубликовал книгу «Биосфера», которая ознаменовала собой рождение новой науки о природе и взаимосвязи с ней человека. Биосфера впервые показана как единая динамическая система, населенная и управляемая жизнью, живым веществом планеты: «Биосфера — организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». Ученый установил, что взаимодействие живого вещества с веществом косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и биогенные процессы, миграции атомов, осуществляется их участие в геологических и биологических циклах.

В.И. Вернадский подчеркивал, что биосфера является результатом геологического и биологического развития и взаимодействия косного и биогенного вещества. С одной стороны, это среда жизни, а с другой — результат жизнедеятельности. Специфика современной биосферы — это четко направленные потоки энергии и биогенный (связанный с деятельностью живых существ) круговорот веществ. Вернадский впервые показал, что химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью которых связан великий планетарный процесс — ми фация химических элементов в биосфере. Эволюция видов, приводящая к созданию форм жизни, устойчива в биосфере и должна идти в направлении увеличения биогенной миграции атомов.

Согласно представлениям Вернадского, биосфера состоит из нескольких разнородных компонентов. Главный и основной — это живое вещество, совокупность всех живых организмов, населяющих Землю. В процессе жизнедеятельности живые организмы взаимодействуют с неживым (абиогенным) - косным веществом. Такое вещество образуется в результате процессов, в которых живые организмы не принимают участия, например, изверженные горные породы. Следующий компонент - биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняк, мел, лесная подстилка, почвенный гумус и т.д.). Еше одно составляющее биосферы -биокосное вещество — результат совместной деятельности живых организмов (вода, почва, кора выветривания, осадочные породы, глинистые материалы) и косных (абиогенных) процессов.

Разрабатывая учение о биосфере, В.И. Вернадский пришел к выводу, что главным трансформатором космической энергии является зеленое вещество растений. Только они способны поглощать энергию солнечного излучения и синтезировать первичные органические соединения.

Ноосфера.

Учение о ноосфере возникло в рамках космизма – философского учения о неразрывном единстве человека и космоса, человека и Вселенной, о регулируемой эволюции мира. Понятие ноосферы как обтекающей земной шар идеальной, «мыслящей» оболочки, формирование которой связано с возникновением и развитием человеческого сознания, ввели в оборот в начале ХХ века французские ученые П.Тейяр де Шарден и Э. Лерц. Заслуга В.И. Вернадского заключается в том, что он дал этому термину новое, материалистическое содержание. И сегодня под ноосферой мы понимаем высшую стадию биосферы, связанную с возникновением и развитием человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов на Земле и в околоземном пространстве, изменяя их своей деятельностью. 

В работах В.И. Вернадского можно встретить разные определения и представления о ноосфере, которые менялись на протяжении жизни ученого. В.И. Вернадский начал развивать данную концепцию с начала 30-х годов после разработки учения о биосфере. Осознавая огромную роль и значение человека в жизни и преобразовании планеты, русский ученый употреблял понятие «ноосфера» в разных смыслах:

1) как состояние планеты, когда человек становится крупнейшей преобразующей геологической силой;

2) как область активного проявления научной мысли как главного фактора перестройки и изменения биосферы.

Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры». Сам Вернадский говорил о ней то, как о реальности будущего, то, как о действительности наших дней, что неудивительно, поскольку он мыслил масштабами геологического времени. Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние — отмечает В. И. Вернадский. В ней возникали новые геологические проявления, раньше не бывшие. Это было, например, в кембрии, когда появились крупные организмы с кальциевыми скелетами, или в третичное время (может быть, конец мелового), 15-80 млн лет назад, когда создавались наши леса и степи и развилась жизнь крупных млекопитающих. Это переживаем мы и сейчас, за последние 10-20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создает в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывшую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние - в ноосферу - перерабатывается научной мыслью социального человечества». Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:

1.   ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека; 

2. ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека. 

По мнению В.И. Вернадского, ноосфера только-только создается, возникает в результате реального, вещественного преобразования человеком геологии Земли усилиями мысли и труда.

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.

Эта теория получила своё логическое продолжение и развитие в трудах академика Лысенко, а также профессора Лепешинской, расширившей и углубившей учение о «живом веществе». Тем не менее «Теория семи видов вещества» никогда не была принята западным научным сообществом.

Значение учения В.И. Вернадского о ноосфере состоит, что он впервые осознал и попытался осуществить синтез естественных и общественных наук при изучении глобальной деятельности человека, активно перестраивающего окружающую среду. Ноосфера, по мнению ученого, есть уже качественно иная, высшая стадия биосферы, связанная с коренным преобразованием не только природы, но и самого человека. В настоящее время под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. В структуре ноосферы можно выделить в качестве составляющих человечество, общественные системы, совокупность научных знаний, сумму техники и технологий в единстве с биосферой. Гармоничная взаимосвязь всех составляющих структуры есть основа устойчивого существования и развития ноосферы.