11. Биосфера
Биосфера – оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены прошлой и современной деятельностью живых организмов.
Границы биосферы – это границы существования жизни. Биосфера Земли включает в себя гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхние слои литосферы. Наиболее «заселенными» являются суша и приповерхностный слой океана. Причем, на суше абсолютное большинство организмов составляют зеленые растения (99,2 %).
Биосфера – это целостная организованная система живого вещества. Все явления в ней – часть ее единого механизма.
В биосфере можно выделить несколько составляющих компонент.
1. Живое вещество, под которым подразумевается вся совокупность организмов на планете (растения, животные, микроорганизмы). Общая биомасса живых организмов в биосфере составляет приблизительно 2,2·1012 т.
2. Биогенное вещество, представляющее собой не сами организмы, а продукты их жизнедеятельности (в частности, нефть, известняки и т.д.).
3. Косное вещество, образование которого не связано с жизнедеятельностью организмов (результат процессов, проходящих в недрах планеты, метеориты).
4. Биокосное вещество, которое является совместным результатом процессов в живой неживой природе (почва, ил).
Экологическая система, или биогеоценоз, является элементарной единицей биосферы. Каждая экосистема включает в себя живые организмы и среду их обитания.
Примерами экосистем могут служить болота, луга, лесные массивы.
Каждая экосистема является саморегулирующейся системой, в которую поступает солнечный свет, почвенные вещества, атмосферные газы, вода и происходит выделение теплоты, кислорода, углекислого газа и продуктов жизнедеятельности.
Биотическая, т.е. живая часть экосистемы, образуется совокупностью живых организмов. Их можно разделить на три большие группы.
1. Организмы-производители, – это автотрофы (самопитающиеся), производящие органические вещества в процессе фотосинтеза.
К ним относятся растения, а также сине-зеленые водоросли и некоторые виды бактерий.
2. Организмы-потребители – гетеротрофы (питающиеся другими), которые потребляют готовые органические вещества.
Причем потребители первого порядка питаются веществами растительного происхождения (травоядные животные), а потребители высших 0порядков используют в качестве пищи вещества животного происхождения (плотоядные животные).
3. Организмы-разрушители тоже являются гетеротрофами. Они разлагают остатки мертвых организмов до простых органических и неорганических соединений.
К ним относятся бактерии и грибы.
Все виды организмов связаны в экосистеме цепями питания, которые показывают поток энергии от одних организмов к другим. Каждое звено в такой цепи называется трофическим уровнем. Можно сказать, что каждый живой организм годится в пищу кому-то еще. В этом проявляется единство живой природы. Например:
сок розового куста тля божья коровка паук насекомоядная птица хищная птица
На каждом трофическом уровне происходит потеря части энергии, и, следовательно, понижается продукция вещества. Потери энергии связаны затратами на поддержание жизнедеятельности организмов на каждом трофическом уровне, поэтому каждому последующему звену цепи энергии остается все меньше и меньше. Например, 10 000 кг водорослей обеспечивают накопления 1 000 кг вещества членистоногих, которые, в свою очередь, дают 100 кг мелкой рыбы, затем 10 кг хищной рыбы и, наконец, 1 кг человека. Таким образом, возникает пирамида, которая показывает снижение продукции вещества на каждом трофическом уровне.
Все необходимое для жизни человек получает из биосферы. Туда же он сбрасывает бытовые и промышленные отходы. Долгое время Природа справлялась с теми нарушениями, которые человек вносил в ее деятельность и сохраняла равновесие.
В настоящее время деятельность человека стала соизмеримой с силами Природы, и Природа уже не способна выдерживать напор преобразующей деятельности человека. Это приводит к формированию глобального экологического кризиса, сопровождающегося обострением глобальных экологических проблем.
К ним относятся: проблема народонаселения («демографический взрыв»), изменение состава атмосферы и климата, изменение состояния водных систем, истощение природных ресурсов.
Общий подход к решению экологических проблем – достижение сбалансированного развития человечества путем реализации программ по предотвращению экологических катастроф.