Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Fw-_ekologia / 3

.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
70.14 Кб
Скачать

Л - 3

Поняття про біосферу. Екологічні фактори. Кругообіг речовин у біосфері.

Поняття та структура біосфери.

В межах земної кулі виділяють декілька структурних частин – оболонок, із яких складається Земля, які називаються геосферами (рис. 2.1) – нім. вчений Е. Зюсс у 1875 р.

Іоносфера 80-1000км.

Стратосфера (10-80 км.)

Тропосфера (0-17(18)км.)

  • 16-18 км. на екваторі;

  • 10-12 км. над помірними широтами;

  • 8-10 км. над полюсами.

Рис 2.1 Вертикальний розріз геосфер Землі.

Показане взаємне розташування атмосфери, гідросфери та літосфери, а також розчленування атмосфери на окремі шари.

Біосфера розміщена в межах:

  1. частини літосфери;

  2. атмосфери;

  3. гідросфери.

Межі біосфери – межі шару можливого існування та самовідтворення живої речовини (область життя та розмноження).

Середня протяжність біосфери приблизно 40 км. : від нижньої частини озонового шару атмосфери (висота 20-25 км. над рівнем моря) до верхньої частини гірських порід суші та дна світового океану.

Верхня межа сягає висоти 20-25 км. над поверхнею Землі (нижня частина озонового екрана). Нижня межа біосфери досягає 23 км. углиб суходолу, та 1-2 км. нижче дна океану.

Межі біосфери – межі можливого існування та самовідновлення живих організмів.

Біосфера – область існування життя живої речовини (за Вернадським). Жива речовина відрізняє біосферу від інших геосфер.

Основна маса живої речовини планети – 95-98%, зосереджена в біостромі, яка знаходиться на поверхні суходолу та охоплює верхні шари водойм (товщина шару на суші не перевищує 50-60 м).

Біосфера сформована з різних взаємопов'язаних речовин. За В. І. Вернадським (вчення про біосферу), виділяють 6 головних типів речовин:

  1. Жива речовина, представлена організмами різних видів.

  2. Біогенна речовина – продукт життєдіяльності організмів (наприклад, кам'яне вугілля, торф осадові гірські породи).

  3. Нежива (косна) речовина – в її утворенні організми не брали участі (магматичні гірські породи та мінерали).

  4. Біокосна речовина – сформована за рахунок взаємодії живої та косної речовини (основний вид - ґрунт).

  5. Радіоактивна речовина.

  6. Космічна речовина.

Розглянемо основні компоненти біосфери (жива речовина та геосфери, що входять до її складу).

Жива речовина – те, що відрізняє біосферу від інших геосфер; сукупність живих організмів, що населяють Землю, нерозривно пов'язаних із біосферою.

Жива речовина характеризується :

  1. сумарною масою (приблизно 18*1011 т.; на Землі існує 1447609 видів живих організмів, деякі дослідники вважають приблизно 80 млн. видів);

  2. хімічним складом;

Жива речовина має специфічний хімічний склад:

Переважають:

  • H (10%);

  • C, Ca, N (по 1-10%)

  • O (65-70%);

  • S, P, K, Cl (0,1-1%).

  • енергією – вона надходить із Сонця, але саме жива речовина акумулює та трансформує сонячну енергію у неперервний кругообіг.

    Жива речовина характеризується високою біогеохімічною активністю. Сукупна біогеохімічна активність живої речовини призвела до значної зміни газового складу атмосфери, внаслідок чого атмосфера відновного типу перетворилася на атмосферу окислювального типу зі значним умістом кисню. За рахунок діяльності біосфери Земної кулі утворився озоновий шар, що утримує більшу частину жорсткого космічного випромінювання та створює сприятливі умови життя на планеті.

    Жива речовина змінила гірські породи, сприяла появі нових видів (осадові породи, та ін.). Життєдіяльність рослин, тварин та мікроорганізмів спричинила появу ґрунту. Жива речовина – ініціатор і рушій біогеохімічних циклів речовин.

    1. Атмосфера – газова частина (оболонка) біосфери. Її маса 5,2*1015 т.

    Основні складові (нормальної атмосфери):

    • N2 – 78%;

    • O2 – 20,95%;

    • CO2 – 0,04%;

    • інші гази та водяна пара, основна частина якої – 86%, утворюється при випаровуванні з поверхні океанів та суходолу.

    В екваторіальних широтах атмосфера поглинає більше сонячної енергії, ніж у помірних широтах. Енергія, що поглинається атмосферою – джерело глобального переміщення повітряних мас, які визначають клімат.

    В атмосфері виділяють декілька оболонок:

    Іоносфера (80-1000, до 5000 км.) – шар атмосфери, що відрізняється значною кількістю іонізованих молекул, атомів атмосферних газів, вільних електронів, які разом із нейтральними частками утворюють іонізовану плазму.

    Стратосфера (10-80 км.) – характеризується стабільною температурою, що пов'язане з інтенсивним поглинанням короткохвильових променів озоном. Цей шар атмосфери значно розріджений, із висотою кількість основних газів (O2, N2) зменшується, а водню, гелію та ін. збільшується.

    Тропосфера (0-17(18км.)) – шар атмосфери, в якому відбувається більшість метеорологічних процесів та сконцентроване життя. У тропосфері знаходиться 80% повітря, основна кількість атмосферних домішок, практично вся водяна пара. Тут утворюються хмари, туман, виникають гради, дощі та ін. фізичні процеси, що формують погоду та кліматичні умови різних областей планети.

    Озоновий шар, екран – шар розрідженого озону, основна кількість якого знаходиться на висоті 10-45 км. , – озоносфера. Озон – особлива форма кисню О3 – синій газ із різким запахом, добре розчинний у воді, вибухонебезпечний, токсичний, сильний окисник. Утворюється при електричних розрядах та різних процесах окислення.

    Шар озону у верхній частині атмосфери порівняно малопотужний (при нормальному тиску його товщина складала б 3 мм.). Він виконує найважливішу для життя функцію – поглинання ультрафіолетових променів сонячного випромінювання, дуже небезпечного для живих організмів, зокрема, тим, що викликає порушення ДНК та призводить до небажаних життєвих мутацій.

    Озон активно руйнується хлором, який знаходиться у фреонах (використовується у побутових та промислових холодильних установках та ін.).

    Протягом останніх 25-30 років втрати озону склали 3% від початкової кількості, як наслідок – “озонові дірки’’.

    У 1987 р. у Монреалі на міжнародній конференції 36 країн світу підписали протокол зобов'язань щодо скорочення на 50% виробництва, що руйнують озон.

    1. Гідросфера – сукупність вод (океани, моря, річки, озера, болота, сніговий покрив, льодовики, підземні води), що утворюють водяну оболонку землі. Вона з'явилася на Землі біля 4 млрд. р. тому за рахунок процесу диференціації речовин.

    Гідросфера покриває 71% поверхні земної кулі, вода надзвичайно важлива для живих організмів – це область їх розвитку, їх екосистем та біогеоценозів.

    Загальна кількість води на планеті 1,007 млрд. тонн (або м3): 96,5% – морська вода, на материках 3,5%, прісна вода 35млн. км3, із них 30 млн. м3 утримується в льодовиках.

    Світовий океан – неперервна водна оболонка Землі, що володіє самостійною системою циркуляції води та специфічними особливостями гідрологічного режиму. Площа світового океану – 361,3 млн. км2 , середня солоність 35г/л.

    Води Світового океану мають високу теплоємність, ними поглинається 80% всієї сонячної енергії, що досягає поверхні планети. Поглинальна здатність океанів 90 ккал/см2, суходолу – 50 ккал/см2 . Основна частина тепла поглинається океанами в тропіках, у помірних та крайніх північних та південних широтах навпаки – віддача тепла в атмосферу.

    Океан – важлива ‘‘фабрика’’ погоди на планеті, основний стабілізатор температури Земної кулі.

    Інша важлива робота, що виконує Світовий океан на планеті – це поглинання вуглекислого газу з атмосфери в холодних областях і виділення в теплих.

    Завдяки автотрофним морським організмам, океани продукують вільний О2. Його вихід з океанів оцінюється в 61 млрд. тонн на рік.

    Континентальні води в основному це прісні води. Їх солоність не більше 1-2г/л солей. Прісні води представлені льодовиками, морями, річками, озерами. У ріки суходолу втікає приблизно половина води, що випадає на суходіл у вигляді опадів. В Україні загальний стік води складає 87 млрд. тонн на рік.

    Для гідросфери важливе співвідношення річної й замерзлої води (визначається умовами). Нині під льодовиками 10% суходолу. Сукупність всього льоду планети називають кріосферою, потужність якої не стабільна, залежить від багатьох факторів, наприклад, кліматичних.

    1. Літосфера – верхня тверда оболонка Землі, що включає земну кору та верхню мантію Землі, потужністю приблизно 50-200 км. , товща земної кори на континентах – 50-75 км. , на дні океану 5-10 км.

    Літосфера утворена гірськими породами, які поділяють за походженням на 3 основні класи:

    • магматичні;

    • осадові;

    • метаморфічні.

    Для життя, яке є невід'ємною частиною біосфери необхідний ґрунт, що утворюється як суміш мінеральних речовин, які виникають при руйнуванні гірських порід та органічних речовин – продуктів життєдіяльності організмів. Для формування ґрунту особливо важливі мікроорганізми та коріння рослин.

    Поняття про ґрунт як біокосне тіло було вперше сформоване В. В. Докучаєвим в кінці XIX століття. Він зауважив, що ґрунти виникають у результаті тісної взаємодії між водою, повітрям, гірськими породами та живими організмами.

    Ґрунт – основне середовище життя наземних рослин, важлива структурна одиниця біосфери.

    Основні параметри ґрунту:

    • родючість (сполучення багатьох фізичних та хімічних властивостей):

    1. кількість гумусу в ґрунті;

    2. наявності мікро та макроелементів;

    3. вологості;

    4. кислотності.

    • вологість визначається співвідношенням кількості опадів, та випаровування. При кількості опадів:

    1. менше 250 мм на рік формуються пустелі;

    2. 250-750 – саванни, степи, лісостепи;

    3. 750-1250 – ліси, хвойні ліси помірної зони;

    4. більше 1250 – вологі ліси та болота.

    В Україні опади надходять від Атлантичного океану, Середземного та Чорного морів. Найбільш зволожені ґрунти в Західній Україні.

    Усі оболонки Земної кулі активно взаємодіють між собою, обмінюючись речовиною

    4

  • Соседние файлы в папке Fw-_ekologia